橋梁懸臂灌筑施工技術(shù).ppt

橋梁懸臂灌筑及鋼管拱安裝施工技術(shù),李小和 教授級(jí)高工技術(shù)講座 2008年10月28 北京,中鐵六局集團(tuán)有限公司,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn) 二、懸臂灌筑工藝流程 三、懸臂灌筑施工技術(shù)要點(diǎn) 四、懸灌掛籃 五、鋼管拱制作與安裝 六、頂升混凝土技術(shù),橋梁懸臂澆筑施工技術(shù),懸臂施工法是上世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一項(xiàng)建橋技術(shù)。 特點(diǎn)是：將梁部結(jié)構(gòu)分為若干階段，由墩頂向兩側(cè)逐段拼裝或灌筑，最后合龍整孔橋跨結(jié)構(gòu)。 懸臂施工法是從橋墩開始，對(duì)稱地、不斷懸出接長梁體的施工方法。范立礎(chǔ) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),懸臂施工法一般分為懸臂澆筑法和懸臂拼裝法 。 懸臂施工法是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段就地（原位）澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，移動(dòng)機(jī)具、模板繼續(xù)施工，使懸臂不斷接長，直至合龍（攏）。 懸臂拼裝法則是將梁體按節(jié)段預(yù)制，從橋墩兩側(cè)依次對(duì)稱安裝節(jié)段塊件，張拉預(yù)應(yīng)力筋，使懸臂不斷接長，直至合龍（攏）。 今天主要介紹懸臂澆筑法施工。,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),懸臂灌筑法又稱無支架平衡伸臂法或掛（吊）籃法。它是以已經(jīng)完成的墩頂節(jié)段（0號(hào)塊）為起點(diǎn)，通過掛籃的前移對(duì)稱地向兩側(cè)跨中逐段灌筑混凝土，并施加預(yù)應(yīng)力懸出循環(huán)作業(yè)方法。懸臂灌筑法每節(jié)段長一般為2m5m（在斜拉橋施工中現(xiàn)已達(dá)到8m10m）。 串糖葫蘆 堆碼積木,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),懸臂灌筑法圖示,特點(diǎn)： （1）施工期間可不影響橋梁通航； （2）逐段施工不需要大型起吊設(shè)備，僅用幾個(gè)掛籃即可完成梁部施工； （3）每墩有兩個(gè)工作面平行作業(yè)，幾個(gè)墩可同時(shí)施工，有利于縮短工期； （4）梁段施工都在掛籃上完成，能保證施工的連續(xù)性和施工質(zhì)量； （5）節(jié)段施工都是重復(fù)作業(yè)，所需人員少，能較快熟練掌握施工技術(shù)，提高工效。,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),體系轉(zhuǎn)換 變截面梁 臨時(shí)固結(jié) 逐段張拉預(yù)應(yīng)力,一、懸臂施工法的概念及特點(diǎn),廣東虎門大橋輔航道 270米,掛籃前移外模就位，并調(diào)整底模標(biāo)高綁扎底、腹板鋼筋，安裝相應(yīng)位置的預(yù)應(yīng)力管道（或者抽拔管）拼裝內(nèi)模（或內(nèi)模就位）和端模綁扎頂板鋼筋，安裝相應(yīng)位置的預(yù)應(yīng)力管道（或者抽拔管）澆注梁段混凝土養(yǎng)護(hù)，梁端面混凝土鑿毛張拉預(yù)應(yīng)力孔道壓漿接長軌道，解除相關(guān)約束，做好掛籃前移準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)梁段循環(huán)。,二、懸臂灌筑工藝流程,文字框圖,以京九線泰和大橋?yàn)楣こ瘫尘靶纬傻牧庑螔旎@施工工藝流程。 銅九吳家灣橋連續(xù)梁施工組織設(shè)計(jì)制訂的掛籃施工工藝流程。 京津城際跨北京三環(huán)路連續(xù)梁施工工藝流程圖。,二、懸臂灌筑工藝流程,動(dòng)畫,3 .1 掛籃懸臂灌注 1）掛籃行走 ： 多采用導(dǎo)鏈在前端拖拉的方式 也有采用液壓千斤頂頂推方式,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 2）掛籃模板就位 掛籃后錨：利用豎向預(yù)應(yīng)力筋 掛籃后錨必須連接可靠，需要專人負(fù)責(zé)檢查 早期掛籃采取過在桁架后端施加配重的方式,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 3）鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力管道安裝 與前段鋼筋的連接符合技術(shù)要求 預(yù)應(yīng)力管道位置正確 預(yù)應(yīng)力管道連接可靠 錨墊板與預(yù)應(yīng)力管道垂直,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 4）混凝土澆注 對(duì)稱澆筑 不平衡重由設(shè)計(jì)提出 澆注時(shí)間與運(yùn)送方式和時(shí)間相適應(yīng) 混凝土的搗固,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 5）養(yǎng)生及穿索、接長走形軌道 養(yǎng)生很重要 高性能混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)的要求提高了 高速鐵路（客運(yùn)專線）要求5天齡期,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 6）張拉預(yù)應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力是生命線 按設(shè)計(jì)要求的位置和順序張拉 防止管道堵塞 穿索方式,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 7）孔道壓漿 注意預(yù)留排氣孔 按設(shè)計(jì)要求及時(shí)壓漿 采用真空壓漿新技術(shù)提高壓漿質(zhì)量,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 8）掛籃主構(gòu)架卸載（或者脫底模），準(zhǔn)備前行進(jìn)入下一循環(huán),三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .1 掛籃懸臂灌注 9）懸灌循環(huán)時(shí)間 解除后錨、松前吊帶，掛籃前移就位，底模、側(cè)模同時(shí)前移。約6h 后錨底模，修整、校正側(cè)模，調(diào)整底模標(biāo)高，側(cè)模就位。約12h 綁扎底板、腹板鋼筋，安裝預(yù)埋件、波紋管道和豎向預(yù)應(yīng)力筋。約20h 前移內(nèi)模，修整就位。約10h 綁扎頂板鋼筋，安裝頂板波紋管及預(yù)埋件。約18h 灌筑混凝土。約10h 混凝土養(yǎng)生，穿鋼絞線，拆內(nèi)外模板。約72h 張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋。約10h 縱向預(yù)應(yīng)力管道壓漿。約8h 合計(jì)：166h（7天） 正常情況下，一個(gè)循環(huán)710天。,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .2 掛籃安裝 連接牢固，不得隨意焊接、切割 吊裝作業(yè)安全 在掛籃設(shè)計(jì)和加工階段就要考慮： 掛籃的安裝和拆除 掛籃形式 起重設(shè)備的能力 運(yùn)輸條件和方式 能否租用,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .3 0號(hào)段施工 1）0號(hào)段施工托架,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .3 0號(hào)段施工 2）臨時(shí)支座 一般用混凝土結(jié)構(gòu) 拆除相對(duì)設(shè)置比較復(fù)雜 預(yù)埋電阻絲融化硫磺砂漿混凝土 硬鑿 水鉆 鋼支座,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .3 0號(hào)段施工 3）0號(hào)段模板 可借用掛籃模板 永久支座處理 4）0號(hào)段鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力管道安裝 數(shù)量比較大 施工人員還不熟悉宜出錯(cuò) 預(yù)應(yīng)力管道密集,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .3 0號(hào)段施工 5 ）混凝土澆注 鋼筋、管道密集 永久結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜 施工人員還太熟悉 易出現(xiàn)質(zhì)量事故 0號(hào)段施工時(shí)間一般4060天,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .4 合龍段施工 是懸臂施工的關(guān)鍵工序，關(guān)系到成橋線型 為縮短合龍時(shí)間，合龍梁段較短，一般2m為宜 合龍依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算確定，沒有固定順序 臨時(shí)鎖定 合龍段溫度控制,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .5 體系轉(zhuǎn)換 與合龍段施工密切相關(guān) 從臨時(shí)鎖定開始，由靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)槌o定結(jié)構(gòu) 連續(xù)剛構(gòu)在合龍段施工同時(shí)完成體系轉(zhuǎn)換 連續(xù)梁主要在臨時(shí)支座拆除時(shí)完成體系轉(zhuǎn)換 多跨梁多次體系轉(zhuǎn)換,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .6 掛籃拆除 不是重要工序 注意安全和構(gòu)件的保護(hù) 在有些情況下存在困難 3 .7 掛籃試壓（預(yù)壓） 目的：檢查掛籃加工及安裝質(zhì)量，消除非彈性變形； 測定彈性變形及非彈性變形，為各段箱梁立模的抬高量提供依據(jù)。 方法：原位堆載預(yù)壓和模擬等效預(yù)壓。 分級(jí)加載,三、施工技術(shù)要點(diǎn),3 .8 施工控制 懸澆梁的施工控制包括線型控制和應(yīng)力監(jiān)控 施工控制是懸澆梁施工技術(shù)的重要組成部分，并始終貫穿于橋梁施工中 常用跨度的懸澆梁一般情況下不進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控 線型控制是必須要做的 線型控制是懸灌橋施工的重要工作之一 懸澆梁在現(xiàn)場簡單到只是調(diào)整底模的立模標(biāo)高 而這個(gè)標(biāo)高的確定非常復(fù)雜； 必須由專業(yè)人員進(jìn)行結(jié)合現(xiàn)場施工實(shí)際計(jì)算確定，并在過程中逐步調(diào)整,三、施工技術(shù)要點(diǎn),4.1 掛籃形式 掛籃是懸臂灌筑混凝土施工的主要施工設(shè)備，它是一個(gè)能沿軌道走行的活動(dòng)腳手架。 掛籃的結(jié)構(gòu)形式很多，變化發(fā)展也很快。 按結(jié)構(gòu)形式分掛籃有：型鋼式、桁架式、斜拉式等 按抗傾覆平衡方式的不同掛籃有：壓重式、錨固式和半壓重半錨固式等 按其走行方式的不同則又可分為滾動(dòng)式、滑動(dòng)式和組合式等。不同的橋跨、橋型可選用不同形式的掛籃。,四、懸灌掛籃,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,萬能桿件桁架式掛籃,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,三角形掛籃 較早出現(xiàn)的掛籃，至今仍然大量使用。,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,弓弦式掛籃 受力經(jīng)典 市場不佳,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,斜拉式掛籃,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,菱形掛籃經(jīng)典掛籃形式,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,牽索式掛籃用于斜拉橋,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,萬能桿件桁架式掛籃分解形象,4.1 掛籃形式,四、懸灌掛籃,菱形掛籃改進(jìn)型,4.2 掛籃可利用系數(shù) 掛籃的可利用系數(shù)，也稱為重量系數(shù)（掛籃自重承重量） 是衡量掛籃技術(shù)的主要指標(biāo)之一 早期桁架式掛籃的重量系數(shù)往往達(dá)到甚至超過1.0 斜拉式掛籃的重量系數(shù)為0.30.5左右 弓弦掛籃是一種結(jié)構(gòu)合理的輕型掛籃，其重量系數(shù)在0.4以下 菱形掛籃也是一種結(jié)構(gòu)合理的掛籃，其重量系數(shù)也在0.4以下 牽索式掛籃可利用系數(shù)約為0.3左右,四、懸灌掛籃,4.3 掛籃構(gòu)造 應(yīng)重視掛籃的選型、設(shè)計(jì)和加工 必須制訂施工操作規(guī)程或作業(yè)指導(dǎo)書,四、懸灌掛籃,5.1 技術(shù)難點(diǎn),五、鋼管拱制作與安裝,5.1 技術(shù)難點(diǎn) 1）鋼管拱圓管在各部位的弧率不同，多處存在相貫線，下料精度要求高；焊縫要求嚴(yán)格，、級(jí)焊縫均要求100%探傷檢測；各部位加工精度要求高，特別是吊桿上錨箱焊接位置如果不正確，將造成吊桿無法安裝。 2）鋼管拱安裝雖然有支架法、斜拉扣掛法、轉(zhuǎn)體法、整體提升法等方法，但針對(duì)本工程特點(diǎn)，選擇合適的安裝方案，采用有效的臨時(shí)固定和調(diào)整拱肋技術(shù)措施，達(dá)到既安全經(jīng)濟(jì)、又快速的目的，是鋼管拱施工面臨的技術(shù)難題。,五、鋼管拱制作與安裝,5.2 采取的技術(shù)措施 1）采用數(shù)控切割機(jī)床下料，縱向焊縫采用埋弧自動(dòng)焊等先進(jìn)設(shè)備 ，橫向焊接采用坡口焊縫，所有焊縫通過超聲波探傷檢測，并抽檢20%進(jìn)行X射線探傷。,五、鋼管拱制作與安裝,5.2 采取的技術(shù)措施 2）加工前，對(duì)已施工完的梁部拱腳、下錨箱位置進(jìn)行精確測量，將誤差輸入到鋼管拱第一節(jié)拱肋及吊桿上錨箱加工設(shè)計(jì)圖上，先從理論上消除偏差。焊接完成后，除按常規(guī)進(jìn)行橫向預(yù)拼外，還在工廠內(nèi)完全模擬現(xiàn)場搭設(shè)支架進(jìn)行豎向預(yù)拼裝，將問題解決在吊裝前，確保一次吊裝成功。,五、鋼管拱制作與安裝,5.2 采取的技術(shù)措施 3）結(jié)合拱肋高度在橋面上方不超過21.3 m的情況，經(jīng)過受力計(jì)算并經(jīng)設(shè)計(jì)院同意，采取支架原位拼裝方案，在橋上搭設(shè)支架安裝鋼拱節(jié)，汽車起重機(jī)上橋面進(jìn)行吊裝。支架采取萬能桿件搭設(shè)，兩臺(tái)50 t汽車起重機(jī)吊上橋抬吊拱肋。,五、鋼管拱制作與安裝,5.2 采取的技術(shù)措施 4）拱節(jié)外側(cè)采用噴砂除銹，基體表面清潔程度應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí)，噴涂底漆、中間漆、面漆后，每層漆的厚度均采用測厚儀檢測。 5）編制了鋼管拱安裝專項(xiàng)方案，突出安全預(yù)防措施和應(yīng)急方案，并報(bào)北京市安監(jiān)局進(jìn)行審查。施工過程中將萬能桿件橋下拼裝成節(jié)、橋上連接的方法，大大減少了高空作業(yè)量及桿件螺栓墜落的幾率，保證了施工安全。 6）采取內(nèi)法蘭高強(qiáng)螺栓鎖定方案，實(shí)現(xiàn)了鋼管拱的快速合龍。通過連續(xù)3天的溫度及合龍口長度觀測和對(duì)比分析，選擇了合適的合龍時(shí)間，使結(jié)構(gòu)合龍后的應(yīng)力狀態(tài)良好。,五、鋼管拱制作與安裝,5.2 采取的技術(shù)措施 7）鋼管拱節(jié)段間臨時(shí)連接采用外法蘭固定，千斤頂調(diào)整高低，倒鏈調(diào)整橫向位置，鋼鍥塊支頂固定，做到了簡單方便。橫撐采用先將與拱肋連接的有相貫線的部分焊接固定，然后設(shè)置內(nèi)法蘭焊接合龍口的方式，解決了空間吊裝及焊接相貫線位置的困難，加快了鋼管拱安裝進(jìn)度。,五、鋼管拱制作與安裝,6.1 技術(shù)難點(diǎn) 自地面到拱頂混凝土頂升高度達(dá)到了36 m，從梁部到拱頂也有21 m。根據(jù)以往的橋梁施工實(shí)踐，頂升混凝土比較容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。如何保證頂升混凝土快速、不間斷、飽滿，保證排氣口中排出的漿體不撒落到橋面及四環(huán)主路上，是頂升混凝土施工的難點(diǎn)。 6.2采取的技術(shù)措施 1）通過多次試配，配制了流動(dòng)性和