三角组合式连续箱梁挂篮悬浇施工要点及工法.doc

三角组合式挂蓝连续箱梁悬浇施工要点及工法中铁二十局一公司 李建军1. 前 言连续箱梁悬浇法是目前公路、铁路工程中大跨径梁较常用的一种浇筑方法,它无须搭设落地支架,无须大型起重与运输机具，主要设备只需一对能行走的挂蓝。悬臂现浇混凝土施工就是在已建成的桥墩上，利用施工挂篮在桥墩两侧对称逐节段浇筑箱梁混凝土，待混凝土达到规定的强度后张拉预应力钢束,再移动施工挂蓝至下一节段箱梁施工，使悬臂不断接长,直至进行逐跨合拢。2。 特点及适用范围2。1 挂篮悬浇的特点悬臂浇注不受通航通车、洪水和深谷等地形的影响，并可减少或不设临时支承(架)，可不使用或减少用大型吊机进行大跨经的上部结构施工，可有效缩短工期,提高经济效益.其特点主要是: 取消桥下支架，保证下部不受限制，且节省大量周转材料；主要施工作业限制在挂篮内进行，能确保施工质量和施工程序不受限制;模板安装、砼浇筑及预应力施工工序重复作业,施工人员技术熟练快、工效高;采用高强预应力钢铰线，具有承载能力强、跨度大的特点，是修建中、大跨度桥梁的发展方向.2.2 适用范围 深而宽的河流和山谷修建大跨径桥梁；施工期有洪水发生的河流；水流急且不宜水上作业的河流; 河床地质不良,不宜安设支架的河流；建造较高桥墩的大桥；桥下交通频繁,或有建筑物时，尤其是立交、跨线桥。3. 施工流程及操作要点3.1 施工流程 连续箱梁悬浇施工总体流程图如下图1。 三角组合式挂蓝悬浇段施工工艺流程图如下图2. 3.2 箱梁悬浇施工操作要点 3.2.1 支座安装与临时固结：在进行墩身施工时墩顶预留支座螺栓孔，预埋临时固结钢筋。精确放出支座中心线位置,采用吊车安装支座，位置固定后从侧面向预留孔灌入环氧砂浆.按图纸要求浇筑临时支座砼和硫磺砂浆，0、1块砼浇筑后即与临时支座形成固结. 3。2。2 墩顶箱梁0、1块施工为了保证后面的挂蓝施工条件,一般采用现场浇注方式先施工0#块和1#块，支架可采用落地支架施工(主墩较低时)或在墩身预埋牛腿托架（主墩为较高或主墩承台顶面在急流河床以下时)施工。现浇工艺此处从略. 3.2。3 挂蓝的拼装与试压 挂篮拼装挂篮是一个能够沿轨道行走的活动吊架，悬挂扣锚在已施工箱梁节段上.在挂篮上可进行下一节段的模板、钢筋、管道的架设，一次浇筑砼和预应力张拉、管道压浆等作业。三角式组合挂篮结构主要包括主桁、底篮、悬吊系统、后锚及行走系统、模板系统及工作平台等部分（见图3）。 在浇注好并已张拉的0#、1块上进行挂蓝拼装。根据全桥整体布局及吊运状况,可选用履带吊、汽车吊（陆地）或塔吊、浮吊、船载汽车吊（水中）等组拼挂篮.根据吊运能力，一般象主纵梁、横梁、平联、塔柱、大块钢模等大件尽量不再拆卸，能整体起吊在上面组拼.拼装程序为“放出主桁行走轨道线（设计时应设在腹板处）,用砂浆找平，铺设轨道安装前后两个支腿吊装主构架（主桁、塔架、中横梁)主柱平联吊装前上横梁安装后吊带吊装底模架（底模、前下横梁、分配梁等)吊装内模架安装外侧模调整。 挂蓝的试压挂蓝正式使用前进行加载试验,以检验挂篮主桁架的承载能力及其安全性，实测挂篮变形值以验证设计参数,并为悬浇施工中的变形及高程控制提供重要参数。加载实验应模拟最重的箱梁块段荷载，荷载应加至最大施工荷载1。2倍1.3倍。按砼施工顺序分三级加载试验,先模拟箱梁底板荷载加载，然后再加上腹板荷载，最后加顶板荷载。加载采用砂袋、钢筋、钢铰线加载。条件具备也可采用千斤顶及反力架.每级加载时观测底蓝前横梁跨中挠度及该处吊带处挠度，主桁前横梁吊带处挠度.每套挂篮分前横梁断面、后锚点断面及前支点断面。前横梁断面在前横梁与主桁连接处各设一点，分别在吊带位置的上、下横梁处设置三点；前支点断面在塔架旁主桁处各设一点；后锚点断面在两片主桁后锚点处各设一点。每级加载前后，应及时观测各测点标高,静载期间观测间隔时间为23小时，三级加载完成后应持荷3天，变形稳定后方可卸载。卸载过程中再分级观测各测点标高，最后根据测量数据进行统计分析,得出挂篮施工挠度变形量。加载前及加载过程中及持荷阶段，必须认真检查各杆件的连接情况，如果观测变形数值急剧变化，应立即停止加载,采取相应的加固措施。如果挂篮挠度变形过大，超出施工规范要求的20mm时，需认真查明原因,并进行改进和加固处理。 3.2.4 悬浇节段施工挂篮在每个节段施工程序依次为：底模及外模调整就位，绑扎底板钢筋,安放腹板钢筋及竖向预应力筋,内模前移及调整就位,绑扎顶板钢筋及预应力管道，砼浇筑，养生及预应力穿束，预应力张拉、压浆，移挂篮。在一个块段施工结束后挂蓝就要移至下一块段，全部结束后可退至墩顶或边跨进行拆卸。 安装底模、外侧模并调整标高底模采用大块钢模板直接支承在型钢上承受荷载，外侧模架利用脚手架作模架,侧模及内模采用木模板,为了保证砼外观质量外露面板采用胶合板,下垫木工字梁，按50cm间距纵横向加10#槽钢，以保证其刚度和稳定性。考虑悬浇节段多周转次数多也可使用大块钢模.模板拼缝要严密,并加双面胶布防止漏浆。钢模板使用前应认真除锈，清理干净,并涂刷脱模剂,可用1：5重量比的新机油与柴油掺兑，涂刷时应少沾多刷，之后用干纱布擦试，防止过厚或局部流淌，以模板见光泽而不流淌和不见泪珠为宜。 绑扎底、腹板钢筋及预应力管道和竖向预应力筋钢筋施工顺序依次为:绑扎底板底层钢筋，安装底板预应力束管道,绑扎腹板钢筋,安装腹板竖向预应力筋，绑扎底板上层钢筋及定位筋。钢筋的半成品加工在加工场进行，通过装载机或平板车运输，用25t汽车吊将钢筋吊放在箱梁段顶面，然后用人工把钢筋运到各梁段内。在各部位钢筋绑扎时，应先用少量的钢筋焊接形成骨架，之后绑扎其余钢筋.支撑钢筋布局应合理。因悬浇梁分段多,每个段钢筋接头也很多，焊接量大。在焊接时,应注意以下三点：第一，焊接不能损坏预应力管道，最好的方法就是焊接时用铁皮盖住管道，防止焊渣溅落到上面。第二,焊接不能烧坏模板，特别时对胶合板，焊渣溅落上面就容易烧黑,浇注完后就是麻点，可采用接头下面垫放一条形钢板.第三，焊接不能烧焦砼,特别是结合面，焊接集中，时间长,容易烧坏砼,可采取焊接前预先在结合面浇水降温的措施来解决。 安装端模及内模在箱梁节段端头模板上钻孔眼将箱梁接缝纵向钢筋及预应力束管道波纹管伸出模板,端模采用8mm钢板或竹胶板。内模顶模两端悬吊在后面梁段与挂蓝前横梁上，撤掉后锚吊带可随挂蓝一起前移；内侧模用木模，用16对拉螺杆与外侧模固定。 绑扎顶板钢筋、安装纵向管道和横向预应力顶板钢筋施工顺序依次为：绑扎顶板下层钢筋，安放顶板纵向预应力管道和横向预应力，绑扎顶板上层钢筋及定位筋，检查钢筋、管道及锚垫板位置等。 砼浇筑及养生在砼开始浇筑前，应先将模板内的杂物清理干净,并用高压水枪冲洗。应对挂篮进行全面检查，重点是后锚系各处锚杆,其次注意检查支架、模板支撑及拉杆，防止跑模胀模。悬浇箱梁采用C50高强泵送砼,砼要求有较大的流动性，要有良好的粘聚性和保水性，要求早期强度快。因此砼泵送时坍落度适宜，控制在1518cm之间,初凝时间不短于7小时,三天达到张拉强度45Mpa。砼采用60m3/h拌和楼进行拌和,3辆6m3罐车进行运输,2台HBT60Z卧泵输送入模.悬浇箱梁砼的施工最重要的就是平衡浇筑。一对挂蓝砼浇筑要求平衡对称施工，最大允许偏载不得大于设计图纸规定，一般来说不大于一个块段的底板砼重量。浇注时尽量保证两台卧泵同时泵送,两侧同步进行，应严格遵循“有外向里”的原则，从端部向根部推进.另外,在同一个块段上，还要保证横桥向的左右对称，防止偏载.砼浇筑为一次浇注成型，浇注顺序为先底板、后腹板、再顶板,浇注底板至倒角位置。腹板较高应分层浇筑，每层厚度为3040cm.砼振捣要求振至表面泛浆，不再冒气泡,砼不再下沉.波纹管较密集处砼振捣时要特别小心.振捣上层时应插入到下层5cm左右，使两层砼接合良好,防止“冷缝”出现。在顶板浇注时，在砼初凝前，应对底、腹板接头处进行二次振捣，防止不断增加的砼重量对节段端面产生裂缝。梁顶桥面平整度的控制用钢筋焊接标高带，铝合金直尺横纵找平,最后用平板式振捣器提浆振平，等砼接近初凝时再用木抹和铁抹再次收浆拉毛.在砼终凝后及时覆盖洒水养护,保持砼面湿润，养护时间一般不少于7天.当砼达到一定的强度时进行结合面的凿毛处理。在下一箱梁段砼浇筑前，表面洒适量水进行湿润，防止新旧砼结合面衔接质量不良。做同条件试块控制砼强度及弹性模量,作为张拉的依据及为主梁挠度控制提供参数。 3。2.5 预应力施工预应力工程是悬浇梁的重点工程。悬浇箱梁一般采用三向预应力体系,纵向预应力束为大吨位群锚，两端双控张拉，横向预应力束采用扁锚,交替单端张拉锚固,竖向预应力筋采用精扎螺纹粗钢筋，梁顶单端张拉螺母锚固.机具及材料准备张拉机具：千斤顶、油表、油泵送到有相应资质的计量部门进行配套标定，在使用过程中配套使用，不得临时调换,并按规定的时间及次数复检标定。一般来说，在下列情况下须重新标定：a、千斤顶或油泵出厂初次使用;b、千斤顶使用超过6个月或200次;c、千斤顶或油泵在使用过程中出现不正常；d、千斤顶或油泵经过检修；e千斤顶和油泵重新配对.预应力材料:根据设计及施工规范要求选择合格波纹管、锚具、钢绞线和精轧螺纹钢筋，预应力筋的力学性能和锚具的强度、硬度、锚固能力等经送检合格后方可使用。在保存和使用过程中应防止锈蚀和被油污染。预应力筋下料应采用砂轮锯切割,严禁采用电焊切割.当采用氧割时，应避免区域熔渣损伤其它力筋表面，预应力高强精轧螺纹粗钢筋还须对钢筋端部用砂轮或锉刀进行修整，其在非张拉端露出锚具的长度等于或大于钢筋的直径，张拉结束切割后预留的露出锚具的长度不小于钢筋的直径。预应力管道施工要点1)、箱梁纵向预应力预埋管道采用镀锌金属波纹管,由于既有平弯又有竖弯，非常复杂,因此施工时要分解仔细，把图纸上坐标系换算成易看易懂的三向坐标表格，再根据表格把纵向预应力管道埋好,然后用U形卡加以固定。由于主梁分段决定管道每段长度短,接头多，为了防止波纹管接头出现错台或密封不严现象，接头处理必须仔细，一般接头管稍大,后一段的波纹管拧进前一段内10cm，接头处先用防水胶布进行处理，然后再用宽塑料胶布裹缠严密。若有接头因拆模变形损坏,在修理时必须注意平顺,不得有钢带撬起。钢带撬起会造成穿束困难严重影响进度。为了避免纵向束进浆堵孔道,应在管道内埋设外径略小于波纹管道的硬质塑料PVC衬管，PVC衬管长度应比分段长度长1米以上，它随着浇注块的推移而移动.2）、竖向管道是放置预应力钢筋的，采用金属波纹管，防止管道进浆堵塞是最主要的:第一,下口的三通（压浆管)用水管制作，而不用波纹管制作，以保证三通度使焊接处不漏浆,且压浆管口必须用优质塑料管引出模板外固定。第二，下口的螺母和钢垫块、三通必须固结，焊成一体。第三，管道顶端埋置张拉用锚杯时，必须严格按标高埋设,原则是宁低勿高（高出后，桥面施工时不好处理），锚杯处是最易进浆处，故最好要让波纹管伸入锚杯内，再用棉纱堵塞。3)、横向管道是扁平管道,钢绞线预先穿入，钢绞线一头压花作锚固端，一头张拉锚固。扁平波纹管道抗渗性能要好，防止灰浆渗入，因其刚度很小，且布置在顶板筋内，施工时易产生变形、位移，所以施工时要注意保护。穿 束竖向和横向束是预先埋入波纹管内的,施工时注意安放位置,留出张拉的工作长度即可。纵向钢丝束是在砼浇注完后才穿束,穿束方法分两种情况：第一，对于短束,一般用人工穿束.由于每孔钢绞线很多，穿束时要求钢绞线端部必须套上子弹形刚套或用耐磨的胶布缠绕，使之穿到底。钢束很短时（20米以下）可以单根穿束。相对较长时(2040米)因单根刚度小，到最后几根就很难穿进，此时最好是捆成束一起穿。第二，对于长束(40米以上）人工穿束就很困难,此时只能用卷扬机穿束。具体方法是：a、在桥面板上，按设计下料长度加拖头长度准确下料。b、把已下的3根钢绞线端头按锥形顺序地用铜焊焊接在一起，形成拖头。其中，中间一根应留出其和拖拉绳的接口长度，其余的端头应分成若干个断面焊接，并打磨毛刺使拖头光滑，成为可变形的柔性拖头，便于在管道变形或因漏浆局部堵塞时能穿越。另外也可局部涂中性皂液减少摩阻力. c、在管道内穿入一根钢绞线，利用钢绞线把钢丝绳从另一端穿入管内，并和已加工好的钢绞线束拖头连接在一起，然后卷扬机通过滑轮慢慢地把钢绞线束引进管内，从管的一端拉向另一端，桥面上的钢束用人工慢慢地送入，钢束穿出孔后用手提砂轮机切除拖头，完成整个穿束任务. 张拉工艺严格按照图纸张拉顺序进行施工.每一块段箱梁按先纵向、再横向、最后竖向进行张拉。纵向束张拉按照先内后外左右对称， 当设计无要求时，按先张拉长束，后短束的原则进行。横向束和竖向钢筋从桥墩中心开始对称张拉，交错张拉。张拉操作步骤为：第一、清理准备：除去锚下垫板、喇叭口内和钢绞线上的浮锈、油污、混凝土等杂物。第二、张拉设备安装：装上工作锚圈、夹片(锚圈必须装在锚下垫板止口环内，夹片可用套管敲平)安装限位垫板吊装千斤顶安装工具锚（工具夹片锥面应涂退锚黄油）。第三、张拉：启动高压油泵,给千斤顶张拉油缸进油张拉。分级张拉时记录每级张拉油压和钢绞线伸长值，分级顺序为:0初始应力10k20%100持荷2min锚固。第四、退顶：缓慢释放油缸压力至零,钢绞线则整齐地锚固在锚具内，移走张拉设备。第五、竖向预应力张拉工艺为: 安装锚具螺母及垫板，用扳手拧紧安装连接器，将连接器旋在预应力粗钢筋和穿心拉杆上至少6倍螺距长度千斤顶就位,套在穿心拉杆上，撑套抵压垫板拧紧穿心拉杆螺母，应保证张拉力的作用线与预应力钢筋中心相互重合，不得偏斜前油嘴进油，进行张拉，拉力到设计要求后将螺母拧紧一般在48小时后进行竖向钢筋二次复拉(竖向预应力筋的锚固靠螺母，预应力损失较大). 压浆工艺1）张拉完毕切割钢铰线余头,用砂浆把钢绞线间隙封住，一般不超过24h需进行压浆。2）压浆前用0。4-0.5MPa的高压水冲洗孔道，并检查有无串孔现象.3）两端下弯的反孔道顶部应留有排气孔，直线段孔宜在适当距离留有排气孔，并兼作压浆的压力不能达到时的接力压浆孔。4）竖向孔道压浆采用连通管原理,应由下端进浆管压，压力为0。5-0。7MPa.上升不宜太快，待顶部出浆槽口流出浓浆后,堵死槽口,然后关闭压浆阀。横向束由张拉端向锚固端压浆,纵向束从较低一端向较高一端压浆。5)压浆要求均匀进行，中途不能停顿，以免堵管或压浆不密实，如一次未压成，应洗净再压。压浆过程应做详细记录。6)日最高气温高于35的盛夏，宜于夜间从事压浆作业.冬季施工压浆时，应采取措施以防浆夜受冻.7）压浆完后及时封锚. 3。2。6 挂篮前移:一个梁段砼强度达到要求后张拉预应力束、压浆,待水泥浆强度达到要求后，行走挂篮（也可张拉完就行走挂篮，就位后再压浆）。挂篮空载行走时，由后端进行压重或采用锚固的办法，使其抗倾覆稳定系数不小于 2。0，相应的两副挂篮必须缓慢对称同步行走,其中不同步步幅不大于半个梁段，确保两悬臂端施工荷载均衡。挂篮行走到位时,后端用精轧螺纹钢锚固在箱梁的翼缘板和腹板内侧的顶板上且采取跟踪测量保证挂篮位置和高程的准确，其误差：顺桥向不大于10mm,横桥向不大于5mm，在横桥向两前支点相对偏差不大于5mm。挂篮前移的步骤为:找平梁顶面，铺设行走轨道放松底篮在翼缘外侧用10吨倒链把底篮后横梁悬挂在中横梁上拆除后吊带与底篮的连结解除挂篮锚固螺杆轨道顶面安装两个10吨倒链并标好前支点位置（距梁端50cm处）倒链牵引前支座，使挂篮底篮、外侧模一起向前移动，移动时注意设置10t保险倒链后锚点锚固在腹板竖向预应力筋上安装后吊带，将底篮及外侧模吊起调整立模标高. 3。2。7 挂篮的拆除:在浇筑最后一节梁段砼并完成张拉压浆后,靠岸侧挂篮在陆地用吊车拆卸，临河侧底蓝用倒链卸落在船上，主桁架等退至边跨陆地处用吊车拆卸. 3.2.8 现浇段施工边跨现浇段一般为利用承台或进行地基处理后搭设支架施工,应注意合龙预埋件。 3。2.9 合拢段施工悬浇梁的合拢是控制桥梁受力状况和线形的关键工序，因此合拢顺序、合拢温度和工艺都必须严格控制。(1）、合拢程序：一般设计合拢段的施工按先边跨,后中跨的顺序进行，合拢段施工可采用吊架法进行，具体施工程序为：拆除临时固结进行体系转换（中跨合拢时)，安装施工吊架，按照设计要求压配重，立模，安装焊接劲性骨架,绑扎钢筋、预应力管道，砼浇筑及养生，预应力张拉并压浆，封锚.（2）、合拢前的准备中跨合龙前拆除主墩临时固结,解除被临时固定的活动支座的锁定,进行体系转换，由超静定双悬臂状态转换静定的单悬臂状态。合拢前的观测：各合拢跨合拢前，应对主梁的梁顶高程、桥轴线和桥长进行联测，观测气温变化及气温引起的梁体竖向和水平向相对位置变化的关系,连续观测时间不小于48小时，符合设计要求方可合龙。吊篮安装：在悬臂端上用型钢作承载系统，用吊带、螺杆将内模、底篮吊在已浇的悬臂端箱梁顶板和底板上，在底篮上铺设底模和架设外模，进行合拢段箱梁的施工。（3）、合拢施工劲性骨架安装:在两侧悬臂端按照设计要求加配重（为利于浇注时均匀卸载可砌筑水池），在一天中最低气温时焊接劲性骨架进行约束锁定。锁定后，再复测合拢段长度、高程。立模绑扎钢筋：架立合拢段模板,绑扎普通钢筋和预应力管道。浇筑砼:在一天中温度最低的时候浇筑中跨合拢段混凝土，边浇边调整两侧配重直至砼浇筑完毕中跨配重全部卸去。张拉压浆:养生至设计强度，张拉中跨底板钢束至设计吨位并锚固,并压浆封锚。（4）、注意事项临时锚固的放松应均衡对称进行，确保逐渐均匀的释放.在放松前测量梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化(下沉量).劲性骨架应焊接饱满,能确保骨架承受拉、压、弯的作用.应特别注意劲性骨架旁砼的振捣，防止出现空洞。在砼初凝前作好结合面处的复振.平衡压重必须边浇注边调整直至砼浇筑完毕，以达到弯矩平衡的目的.为了减小箱梁顶板与底板的温差,防止合龙段砼出现裂缝，须在悬臂端2米范围内覆盖土工布洒水降温。4. 机具设备及劳动组织根据一个墩两副挂蓝工作面的机械设备和人员配备列出见下表，可作参考。当进行多段作业时,可进行适当调整,以提高使用率，减少一定设备和人员。 4。1 机具设备（一个主墩）序号设 备 名 称规格数量备注1挂篮GL3002副2装载机ZL30D1辆3汽车吊QY251辆4卷扬机JM54台5倒链10吨8个6千斤顶YCW4004套7千斤顶YZ601套8横向张拉千斤顶YDC30Q1套9压浆机HE31台10电焊机BX35004台11钢筋切断机弯卷机2套12水泵2台 4。2 劳动组织序号工种工作性质人数备注1现场工程师技术、质量管理1人2试验员试验工作1人3测量员施工测量、监控3人4起重工吊装、装拆挂蓝6人5砼工浇注砼12人6木工制作、安装模板8人7钢筋工绑扎焊接钢筋8人8张拉工预应力施工8人9机械工各种机械司机、修理员6人10电工现场供电1人11安全员现场安全1人5。 质量控制本工法的质量标准遵循公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)和 公路工程质量检验评定标准(JTJ07198），另外对关键工序采取措施进行控制：5.1 挂蓝进行荷载和抗倾覆验算，保证其承重、行走、锚固止动、升降和支撑安全可靠功能符合要求. 5.2 严格进行C50高强泵送砼配合比设计，施工时保证砼的和易性和流动性,防止堵管。5.3 箱梁浇筑时两侧同步进行，平衡对称施工，不得单边浇筑梁段,防止偏载.严格遵循“有外向里”的原则，从端部向根部推进。5。4 预应力张拉压浆是重点,由技术员专人负责,全过程监督.5.5 加强测量放样，进行动态监控，根据施工实际情况不断修正立模标高，保证成型箱梁的标高和线形符合设计。5。6 合拢是控制桥梁受力状况和线形的关键工序，合拢顺序、合拢温度和工艺都必须严格控制。6。 安全措施6.1 开工前作业人员必须进行岗位培训,并对他们进行安全技术交底和应知应会考核。6.2 安全用电，施工现场配备标准化电闸箱,设置明显的标志，夜间施工照明应良好。6。3 作业区域内设置各种安全警示牌和标语,设警戒标志，由专职安全员管理.6。4 按要求对支架基础进行处理和支架安装，定期检测万能杆件、钢管等的安全性能.6.5 施工时应对挂篮的起重设备和安全固定装置及时检查，在挂篮前移和就位时随时检查。6。6 在挂篮周围应设防护栏，挂安全防护网。高空作业应使用安全带、安全绳。6.7 张拉设备在使用前应进行试验和检测，并符合安全规定。张拉时千斤顶后面严禁站人。7。 效益分析7。1 悬臂浇注不受地形条件的影响，可减少临时支架和大型吊机的使用,具有缩短有效工期，提高经济效益的特点。7.2 特大桥利用此工法进行挂蓝悬浇施工，在全线五座悬浇梁中质量、工期位居第一，成为全线的标志性工程，是各级领导视察的必看之处，在取得良好经济效益的同时赢得了显著的社会效益。 中铁二十局一公司 李建军整理编撰 联系电话：[phone] QQ：704933956第 18 页 共 18 页