大治河桥主桥连续箱梁挂篮法施工.docx
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大治河桥主桥连续箱梁挂篮法施工
增刊(总第98期中国市政工程2002年8月25日
大治河桥主桥连续箱梁挂篮法施工
张建国(武警交通独立支队,上海 201708
摘 要:
对上海市郊区环线大治河桥主桥连续箱梁挂篮法施工进行了探讨。
介绍了现场施工的经验。
关键词:
主桥 连续箱梁 挂篮施工
ConstructionofMainBridgeContinuousBox2girderover
DazhiRiverwithHangingScaffold
ZhangJianguo
Abstract:
Studiesarecarriedoutontheconstructionusingthehangingscaffoldofthemainbridgecon2tinuousbox2girderovertheDazhiRiverontheSuburbanRingRdinShanghai,includingtheexperienceinsiteoperation.
KeyWords:
mainbridge;continuousboxgirder;constructionwithhangingscaffold
1 工程概况
大治河桥全长520m,为特大型桥梁,分上下行两幅桥,是上海市郊区环线(南汇段:
南起亭大公路北至远东大道跨大治河的一座桥梁。
大治河宽度为110m,是国家四级航道。
大治河桥总宽2×15175m,中央设2m宽隔离带,共计十九跨。
其中主桥三跨,全长154m,主跨组合为42m+70m+42m,为三跨变截面单向预应力连续箱梁,横断面为单箱双室,主跨外形成拱型。
连续梁自主墩9号、10号墩上0#块分别向外依次对称浇注110#块;边跨现浇段长916m,跨中合龙段长3m。
引桥分别长183m,为8跨简支梁。
主桥采用桩基础,为Φ600PHC预应力管桩,主桥边墩8#、11#墩位于两侧河岸上,距岸边21m,主墩在大治河中距岸边为21m。
2 主桥连续梁挂篮法施工
2.1 连续箱梁施工方法介绍
主桥为三跨预应力连续箱梁,箱梁顶宽为14175m,底宽10145m,悬臂长2115m,为单箱双室结构。
主跨长70m,设计主跨中心距河面高为7m。
选用挂篮法施工。
吸取了以前的挂篮施工经验,选用轻型三角挂篮,挂篮总重为45t,承载能力120t,用于浇筑1~10#块。
设计时着重于挂篮的整体稳定性及操作性。
挂篮的后部加反扣的钢槽,使其固定在桥梁表面的钢梁导轨上,且每片三角挂篮的后部用四根Φ32的精扎螺纹钢固定于桥面上,共计12根,保证了挂篮在受力最大的情况下不发生倾覆。
前端横梁提高50cm,没有紧贴桥面,人员可以方便施工。
挂篮侧面安装滑梁,以便于侧模的移动。
为了防止在箱梁施工过程中箱梁发生倾覆,故在主墩承台上距立柱中心211m位置建立四座80cm×80cm临时支墩。
在临时支墩顶部与箱梁接触处浇筑2cm厚硫磺砂浆,里面预埋电阻丝,以便于日后拆除临时支墩。
边跨合龙段采用满堂式支架现浇,在边跨合龙段张拉完毕后,拆除临时支墩,浇筑中跨合龙段。
2.2 主桥连续箱梁1#~10#段施工
2.2.1 挂篮结构组成(见图1及图2
挂篮呈三角形,由三角架、底模系、侧模系、上下锚固系、内模系、外滑梁系、工作平台等组成。
1三角架为主要受力构件,置于箱梁腹板上方走行轨道之上,后端锚于已成梁段前端悬吊模板。
主梁采用50工字钢,主柱为32槽钢,斜拉杆为25槽钢,电焊连接。
2底模系承受砼的重量,前端悬吊于前横梁上,后端锚于已成梁段上,它由模板、纵梁、前后托架、吊耳组成。
3侧模板由模板和吊带组成。
上下锚固系由锚杆、扁担梁,千斤顶组成,锚杆采用Φ32精扎螺纹筋,标准强度750MPa。
・03・
图1 挂篮总图
图2 挂篮总图
4内模系采用组合钢模板及木模。
用对拉螺杆固定模板。
内外滑梁用于走行模板,由槽钢焊成。
前横梁悬挂16Mn钢板吊带。
2.2.2 挂篮在0#块上进行组装
10#段施工时注意按挂篮实际情况在箱梁顶
板及底板预留吊带孔及锚固孔,沿三角挂篮主桁架
下轨道位置预埋Φ25钢筋,作为锚固挂篮行走轨道固定用。
在浇注时严密注意预埋件位置。
20#段上铺设滑道,滑道下垫钢板找平(因顶面有2%横坡安装三角架,三角架交错布置,并锚固。
采用50t履带吊机进行拼装安装横联及水平联系梁。
3吊装前横梁。
吊装底模、安装吊带及后锚吊装侧模,调整底模中心线及高程。
2.2.3 挂篮静载实验
为了测试挂篮的整体承载性能和稳定性,选取一组挂篮做重静载试验。
采用袋装水泥进行加载,测试各主要受力部件的受力及变形。
1#块砼重11413t,考虑3t施工荷载,故采用实际加载120t。
加
载分三级,第一级60t,第二级90t,第三级120t。
加载采用底板均布加载104t,翼板加载16t。
加载观测
挂篮的整个挠度值及杆件应变值,在加载过程中安排测量人员监测各点高程及沉降值,邀请上海市中心实验室人员测定前后吊带、锚杆及三脚架杆件应力采用贴应变片方法测试。
布点经现场技术人员开现场会决定。
下沉最大值为33mm。
下沉最小值为8mm。
加载实验完成后一层一层均布卸载,卸载后的最大回弹值为22mm。
最小回弹值为0,北侧挂篮平均变形挠度为12mm,南侧挂篮为9mm。
实际施工采用挂篮预抛挠度值为15mm。
后经1#块浇注后,10#墩东西浇注过程跟踪对挂篮观测发现采用15mm预抛值适当。
2.2.4 连续箱梁1#块梁段的施工
调整底模及侧模,检查各锚固点是否安全可靠。
绑扎底板及腹板钢筋,立内模,绑扎顶板钢筋,浇筑混凝土、养生、张拉预应力筋,在挂篮安装就位后,对已安装好的挂篮进行检查验收,包括支垫是否牢固密贴,螺栓螺母是否紧固,外模几何尺寸是否正确,是否按压载实验确定的15mm进行抛高,一切符合要求后进行钢筋绑扎及波纹管安装。
砼浇筑以前,对钢筋、内模进行检查验收,对底模用高压水冲洗。
砼现场拌好后,人工手推车在地面水平运输,50t履带吊机吊砼料斗垂直运输,浇筑底板混凝土时,混凝土从顶板梁端通过溜槽溜入底板,人工分摊混凝土,为防止浇筑腹板时跑模,腹板模板四周加压板,压板宽40cm,压板与侧模间用支撑固定。
为保证混凝土的浇筑质量和挂篮稳定,两个1#块同时浇筑,每一斗混凝土平均两边均匀浇筑。
2.2.5 移挂篮浇筑2#~10#块
浇注完1#块后,铺设滑道,移动挂篮。
1解除前横梁吊带和吊杆,此时侧模与底模相连,整个重量由对拉钢筋和下锚承受。
三角架1#段前端加临时支点,解除上锚固。
采用5t倒链将三角架向前移015~1m。
2安装前后支点,并焊接。
将三角架移就位,锚固好。
前横梁移到正常位置,安装滑梁及吊杆,并在吊杆处安装保险钢丝绳。
3拆除对拉筋,松下后锚,将侧模与底模落在滑梁上,并移就位。
上前吊带及后锚,调整底模轴线及高程。
4绑扎底板钢筋,腹板钢筋,立内模,绑扎顶板钢筋,灌筑砼,养生,张拉。
2.2.6 挂篮施工注意事项及安全保证措施
1挂篮所使用的原材料要严格筛选
吊带采用16Mn钢,宽13cm,厚2cm。
销轴采用
・
13・
Φ46,45号钢,锚杆采用Φ32精扎螺纹筋,标准强度750MPa及配套锚具。
三角架采用56a工字钢与25、22的槽钢拼接而成,侧模与底模均采用整体钢模,竖带采用12号槽钢,横带采用50×50角铁。
2每只挂篮每片三角架后锚固为四根锚杆锚固,共计12根。
高强螺栓做抗弯实验,挂篮完成后做超声波检验。
挂篮三角架下支钢滑梁,挂篮三角架与钢滑梁用槽钢反扣住,钢骨梁与桥面预埋筋焊接。
在移动挂篮时每对三角架后加钢丝绳锚固。
3通过对挂篮进行加载实验检测挂篮的稳定性和整体变形。
4安全防护措施
①挂篮施工平台上的防护措施
为了保证在挂篮上操作人员的安全,在挂篮侧面钢模上及底板上搭设钢管防护架,内挂绿网,沿桥顶翼板边铺放踢脚板。
在底板外伸出钢管搭设白网,防止杂物坠落。
②挂篮的安全保护
设计的箱梁底距大治河水面为7m,河内过往的环卫船只较多,故在施工开始与航道部门联系,刊登航告,在上下游设立警示牌。
在桥位外河的南北两岸各搭设两座钢管支架,在测完底板高程后,低于挂篮1m拉贯通南北的一条警界线,上面系挂红白相间的三角旗,提醒过往船只防止碰撞挂篮。
北岸挂篮施工至8、9号块时,正好跨越一条乡村沥青路,侧模距地面高415m,故在桥位外20m沥青路的东西两边各搭设一座限高315m的门架,防止过往的车辆碰撞挂篮侧模。
2.3 边跨合龙段施工
边跨合龙段长9162m,梁高211m,顶宽1516m,底宽10145m,每侧翼缘板宽21575m,顶板厚0125m,底板厚0122m,腹板厚0148m。
2.3.1 支架搭设:
支架采用48mm钢管进行搭设,由于边跨支架高度只有5m,且两副桥全宽为33m,支架立杆间距采用60cm×60cm,端横梁处采用30×30cm,每道腹板下沿腹板加密一排,保证每根立杆受压不超过018t,立杆下加垫12槽钢,槽钢横桥方向铺设,横纵水平杆共设四层,每层间距116m,立杆采用搭接,搭接长度不小于015m,并用双扣件。
2.3.2 腹板:
支架搭好后,在支架顶层水平杆上先沿顺桥向铺设第一层方木(715cm×715cm,间距60cm,然后在第一层方木上沿横线方向铺设第二层方木(715cm×715cm,间距20cm,方木上铺设底模,内外模板一律用夹板,内模拆除后从预留孔中运出箱梁室外。
2.3.3 砼浇筑:
砼浇筑分两次进行,第一次浇筑底板及腹板,第二次浇筑顶板及翼板,接头处按水平施工缝处理,砼用吊车运输。
2.4 中跨合龙段施工
2.4.1 挂篮移动、拆除
19#墩10#块张拉完毕后,两只跨中挂篮也要进行移动与拆除,中跨方向挂篮的底模与侧模需前移,用来浇筑中跨合龙段砼。
2前移中跨方向外滑梁,将外滑梁的前端吊在10#墩10#节段梁体预留孔上,安装牢固。
此时拆除边跨方向底模、侧模。
3拆除中跨方向三角架主梁,边跨方向三角架主梁解体,并摆放在10#节段上。
2.4.2 搭设边跨合龙段支架,浇筑边跨合龙段砼及预应力钢绞线张拉。
2.4.3 拆除临时支墩,拆除临时支墩时从上端向下端进行,先凿除靠近梁底部位的砼,并且同一侧两个临时支墩应同时与梁体脱离。
2.4.4 安装中跨合龙段体外钢支撑
为了防止合龙段砼因温度变化而产生裂缝,故采用体外钢支撑,钢支撑采用2根32槽钢对焊而成方钢,长419m,共7根,其中箱梁底板四根,顶板3根。
钢支撑两端用预埋钢板的砼挡块支撑。
砼挡块尺寸为80cm×50cm×30cm。
2.4.5 合龙段砼浇筑
合龙段砼在全天温度最低时浇注,3小时内浇筑完成,以达到低温合龙的目的。
砼采用微膨胀配合比。
合龙段砼浇筑后,对合龙段砼进行不间断洒水养护,同时对梁体进行洒水降温处理,以减小梁体膨胀对合龙段砼的挤压破坏。
合龙段砼张拉完成后经复核,高程平均误差为+6mm,轴线误差为3mm,达到了预期的目标。
2.5 施工放样测量
2.5.1 高程控制
1每月复核一次高程点,及时调整误差。
在箱梁高程控制上待浇注到3#块时南北岸箱梁上高程测量采用同一控制点,这样保证在合龙段浇注时避免出现偏差。
2在每节段浇注时,分四次测量标高。
模板就位后测量底模及翼板标高,为了保证箱梁底板线形,底板高程测量时与设计值(含设计预抛挠度值及挂篮承重预抛值相差不得超过5mm。
浇注完成后测量实际顶面标高与设计值误差。
再就是张拉后混凝
・23・
土顶面标高。
最后就是在浇注后一块时对本块及以前块的影响。
2.5.2 线测量
桥梁每个部位中心点全部采用全站仪测量放样,经三级复核后实施操作。
为保证主桥轴线,在立柱系梁上放出中心点并右移1m,南北两岸通过0#块上的人孔对穿,在浇注前后以此为基准对穿,将偏差控制在5mm之内。
2.6 预应力张拉与压浆
2.6.1 预应力张拉是主桥连续箱梁施工最后一道重要环节,也是结构形成承载力的关键过程。
因此我们对原材料和张拉阶段进行全面的控制。
采用钢铰线为ASTM92级钢铰线,R=1860mPA,E=195000mPA,根据钢铰线原材检验采用E=200000mPA,对夹片、锚具等按规定进行抽检,不合格产品绝对不能采用。
2.6.2 当混凝土强度达到80%时张拉,项目部实行张拉令制度,一般4~5d的试块强度可达到90%~105%,故在4d四天左右试块抗压结果出来后由项目部监理确认后张拉。
张拉同一序号钢铰线按照先中间后两边的顺序左右对称张拉。
两端张拉的钢铰线,两端千斤顶保持同步操作。
所有预应力束张拉时,采用应力、应变双控制,以吨位为主,引伸量为校核。
2.6.3 波纹管管道在安装时增设定位的井字型钢筋。
为防止浇注时波纹管堵塞,在浇注混凝土时在管道中塞入同直径的PVC管,在浇注后抽出。
压浆前用高压水冲洗管道,压浆水灰比控制在014~0142之间,三小时泌水率不大于2%,每个孔道压浆应缓慢均匀地进行,在达到最大压力后,有一定的稳压时间,最后用木塞塞紧。
3 结束语
一座桥梁工程的施工过程是全面的系统工程,牵涉的环节很多,且互相关联。
如果考虑不周就会对施工产生影响,并可能最终影响到工程质量。
因此作为施工单位应对施工全过程进行严格的控制。
(收到修改稿日期:
20020422
(上接20页从而减少桥台桩基负摩擦力,减少与防止桥头跳车等现象。
分析国内高速公路软土地基处治大多采用排水固结法,仍然存在软基路堤不均匀沉陷,桥头产生跳车现象,除软基路堤设计与施工细节欠妥之外,一个主要原因是未能保证充分的软基排水固结时间,往往在沉降尚未稳定的情况下就进行路面施工。
因此,为了保证软基路段的施工质量,消除或减轻软基路堤不均匀沉降的现象,必须采取下述措施:
1尽可能地提前软土地基路段的施工时间,尤其是桥台地段的施工时间,争取更长的预压时间,以减少软基工后沉降量。
2根据软土的地质条件、土层性质和路堤填筑高度,一般路段采用袋装砂井或塑料排水板处理,采用不同的施打长度和施打密度,其间距在邻近桥头路段附近适当加密;在桥台处设置搅拌桩过渡段,并在搅拌桩过渡段末端与袋装砂井或塑料排水板加密区交接处设置土工织物砂垫层,以协调变形。
4 提高软基路堤的强度和稳定性,减少路堤和路面结构层的沉降
针对目前高等级公路软土地基处理较多采用排水固结法,结合桥梁引道存在不均匀沉降而引起桥头跳车现象,从提高软基路堤的强度和稳定性、减少软基路堤工后沉降的角度出发,设计阶段和施工过程必须解决好下述若干问题。
1在设计阶段,要尽可能考虑设置桥头搭板,在搭板与桥台连接处作构造处理,若有可能可将桥台处的伸缩缝移到桥墩上,使上部构造的桥面连续扩大到搭板内,减少桥台处的变形因素。
同时,认真分析桥台地基土层情况,确定如何使桥台填土路堤更为密实的方法。
邻接搭板的路堤一定长度内,路基采用水泥稳定碎石层处理,并设置一层钢筋网,使路基刚度逐渐过渡。
2软基路堤施工时,必须严格按照设计的要求实施分级填筑路堤,根据路堤中心沉降速率和侧向位移速率小于设计要求的原则选择合适的填土速度,严禁填土前期慢而后期快的现象发生。
3在施工阶段,桥梁台背路基填土和路面基层的压实度必须得到保证。
一般除用振动压路机层层压实之外,还必须对台背路堤填土及路面垫层和基层增加轻型垂直夯实机械压实或人工压实,以达到规定的压实度。
4软基路堤填筑高度达到设计标高时,以路面重量预压过程中,必须加强软基路基沉降观测,并且采用双标准控制确定路面施工时间。
要求:
①根据沉降曲线换算的工后沉降量小于设计容许值;②连续2~3个月观测的沉降量每月不超过6mm;上述两个条件缺一不可。
这样才能保证路面的使用性能,减少或避免桥头跳车现象,有利于车辆行驶。
(收稿日期:
20011009・33・
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