某大橋標準節(jié)段牽索掛籃施工

xx大橋標準節(jié)段牽索掛籃施工1工程概況xx大橋是xx省西部沿海高速公路新會段的一座特大橋，全長1289.22m，其主橋為塔、梁、墩固結的雙塔單索面預應力混凝土斜拉橋，長668m，跨徑組合為50m+115m+338m+115m+50m，主跨338m，居國內(nèi)同類型橋梁之首，主橋結構型式見圖1。xx大橋主梁為單箱五室預應力混凝土梁，分為0#塊、標準節(jié)段、合攏段、尾段。全橋共98個標準節(jié)段，標準節(jié)段長6m，寬26.8m，高3.48m,高跨比1:97,節(jié)段混凝土體積平均106.3m3。主墩采用雙壁柔性墩，墩身高47.6m，橫向寬12m，雙壁之間中心距6m。橋面以上塔柱高73.5m，高跨比1：4.6，為單箱預應力砼斷面，每側各25對斜拉索，全橋共200根。拉索為PES7-109~PES7-199規(guī)格的雙層PE+PU防護半平行熱鍍鋅拉索，梁上索距6m，塔上標準索距1.6m。標準節(jié)段施工采用單索面牽索掛籃懸臂施工、全斷面一次性澆注的施工工藝。2牽索掛籃的設計與制造2.1牽索掛籃的設計與普通掛籃相比，牽索掛籃具有能長節(jié)段施工、線形控制較好、降低施工控制難度、降低主梁的施工內(nèi)力等優(yōu)點。xx大橋標準節(jié)段主梁施工采用牽索掛籃懸臂施工工藝，由于xx大橋主梁需全斷面一次性澆注，而且橋址位于出?？诘膷{谷地帶，常年風大，經(jīng)反復的方案比較，采用一種下承式牽索掛籃，掛籃的承重結構均位于梁底。掛籃分底籃承重系統(tǒng)、止推系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和移機系統(tǒng)五部分。整個掛籃約160t，各部分簡述如下：底籃。底籃為一個全焊接的剛性鋼結構，由主縱梁、邊縱梁、前橫梁、后橫梁及分布縱梁五部分組成。主縱梁為二個單箱單室用綴板和精扎螺紋鋼連接的組合鋼板梁，長10m，為適應斜拉索空間索面變化，端頭做成R=5.2m的弧形梁。邊縱梁長15.9m，為單箱鋼板梁。前后橫梁均為剛度很大的鋼板梁桁架，間距6.8m，之間用2I40工字鋼作為分布縱梁連接。止推裝置。為抵抗斜拉索對掛籃底盤施加的水平力，在主縱梁后端設置一個止推裝置，止推裝置由止推鍥塊、預埋剛板和ФM42精制螺栓組成。牽索系統(tǒng)。牽索系統(tǒng)由塔內(nèi)張拉端、斜拉索、連接器、拉桿及桿端錨固螺母、卸載千斤頂組合而成。模板系統(tǒng)。模板與底盤用勾頭螺絲連接，面板為4mm厚，加勁肋為4mm和6mm鋼板，加勁槽鋼為2L10。移機系統(tǒng)。掛籃的移機系統(tǒng)包括梁上移機鋼板梁、吊桿和托架滾輪。移機時掛籃主縱梁前端通過吊桿在移機梁上行走，邊縱梁后端在托架滾輪上行走。吊桿為Ф32精扎螺紋鋼，移機設備為10t手拉葫蘆。設置正、反向手拉葫蘆控制每次的移機位移，保證移機安全。移機梁兼可起輔助抗扭作用。2.2掛籃的制造4套掛籃均在工地現(xiàn)場加工成整體后駁運至0#塊下吊裝。掛籃底盤采用全焊接連接，焊機采用可控硅K系列CO2氣體保護焊。制造程序：主縱梁、邊縱梁于胎架就位固定嵌入前/后橫梁之上弦桿幾何定位安裝前/后橫梁之下弦桿幾何定位拼焊前/后橫梁之腹桿焊接腹桿之綴板前/后橫梁報驗拼焊分布縱梁拼焊前/后橫梁之間交叉桿矯正完成各縱橫梁交叉部位三角肋板、節(jié)點板焊接掛籃報驗。掛籃制造完畢后，在現(xiàn)場按最不利狀況時逐級加載和偏載受力情況對掛籃進行了靜載試驗，以水箱壓重，利用千斤頂模擬牽索拉桿受力，對各節(jié)點進行應變和撓度測試，結果表明，掛籃整體剛度和加工精度均符合設計和施工要求。3標準節(jié)段施工工藝xx大橋為單索面斜拉橋，主梁結構輕巧，為單箱五室三向預應力混凝土結構，施工復雜，難度較通常的邊肋式主梁要大，采用下承式牽索掛籃懸臂澆注施工。標準節(jié)段施工順序為：掛籃前移，立模綁扎鋼筋、安裝內(nèi)模及預應力系統(tǒng)掛索，張拉25%索力澆注50%砼，張拉50%索力繼續(xù)澆注砼至完成，第三次張拉索養(yǎng)生張拉主梁三向預應力系統(tǒng)體系轉換，牽索終拉至100%索力。整個施工過程共張拉4次索，合攏后全橋索力調(diào)整?，F(xiàn)將各主要階段施工工藝簡如下：3.1移機、立模移機前，將移機鋼板梁伸出6m。掛籃邊縱梁前端由精扎螺紋鋼吊在鋼板梁上的滾輪上，邊縱梁中部支承在托架滾輪上，解除梁體與掛籃的所有約束，使掛籃處于簡支狀態(tài)。移機動力為4個10t手拉葫蘆。橋面兩個鋼板梁各設置一個，通過鋼板梁前端的反向滑輪拉動掛籃前進；中箱梁內(nèi)設置2個，拉動掛籃后橫梁前進。掛籃就位后，安裝移機梁前端吊桿和中支點吊桿，收緊吊桿，安裝止推鍥塊和抗剪桿，利用移機梁前端的手動千斤頂調(diào)整立模標高，立模標高實測值與控制值誤差應控制在3mm范圍之內(nèi)。由于斜拉橋在白天日照下引起的整體溫差、索梁溫差和梁體溫度梯度等會使主梁標高產(chǎn)生較大的變化幅度，經(jīng)實測，溫度每上升一攝氏度，主梁會向下?lián)霞s3~5mm，國內(nèi)斜拉橋施工一般在清晨6：30完成立模，以消除溫差的影響。由于xx大橋施工工期緊張，經(jīng)常需在下午立模，經(jīng)與監(jiān)控單位研究，考慮到一個主梁節(jié)段只有6m，可以認為在不同溫度場下前后兩個節(jié)段高差保持不變，采用相對高差法立模，即按照本節(jié)段施工監(jiān)控通知單上本待澆節(jié)段i與已澆節(jié)段i-1的計算高差值減去已澆節(jié)段i-1終拉后余留誤差得出一相對高差值△i，測量已澆梁段前端梁底標高hi-1，本節(jié)段掛籃前端立模標高即為hi=hi-1+△i。此方法保證了施工單位24小時均能立模，經(jīng)過幾個節(jié)段的檢驗，證明是行之有效的，且能保證梁體線形的平順，為施工贏得了時間，值得推廣。3.2綁扎鋼筋、安裝內(nèi)模及預應力系統(tǒng)移機就位，調(diào)好立模標高后，打磨底模，進行鋼筋施工。鋼筋在車間彎曲制作，運至梁上，再放樣綁扎。鋼筋骨架的吊運、安裝由可移式扒桿吊輔助施工。當鋼筋綁扎完，安裝好內(nèi)模后，就開始安裝梁上錨管了。為了精確定位，減少砼施工對錨管造成的偏差，采用勁性骨架定位錨管。勁性骨架由定位骨架和臨時骨架組成，臨時骨架在砼澆注完畢后可以進行回收利用。3.3掛索xx大橋斜拉索為雙層PE防護半平行熱鍍鋅成品索，索長36.9m~176.8m，索重1.54~11.79t。1#~10#索較輕，可由塔吊直接吊至橋面；11#~25#索較重，由50t從場地吊到駁船運至主墩旁，由0#塊處龍門吊成盤吊到橋面。掛索順序為先掛梁上后掛塔上。索入梁上錨管方法：短索由塔頂?shù)鯔C吊起，配合人工將另一端拉至梁上錨管口；長索在放索架上放索，索體貼在塑料滾輪托架上，并控制索盤轉速，由卷揚機拉到梁上錨管口。將索塞進錨管，當索錨頭露出錨管墊板后，擰上錨杯螺母，用廠家配套的連接器將索與掛籃拉桿相連，實現(xiàn)索與掛籃的連接。斜拉索入塔上錨管分為硬牽引和軟牽引兩種方法：（1）1#~10#索垂直提升采用塔吊，而牽引力由卷揚機提供，由塔內(nèi)通過鋼絲繩從錨管內(nèi)將錨頭牽入錨管內(nèi)；（2）11#~25#索重，利用塔頂卷揚機提升，將索提升至錨管口后，通過鋼絞線連接索頭的補芯，張拉千斤頂將索錨頭牽入錨管，擰上錨杯螺母。索的提升吊點是專門設計的握索器，內(nèi)襯橡膠護索。掛索后即進行第一次索的張拉。索為塔內(nèi)張拉，每塔布置4臺YCW-500型千斤頂。張拉時中跨側和邊跨側要對稱張拉。第一次張拉25%索力。張拉后即可進行砼施工。3.4混凝土澆注、養(yǎng)生、預應力張拉設計要求中跨側和邊跨側澆注混凝土時必須對稱施工。由于大橋兩岸均有汽車鋼便橋直通主墩，無需水上拌和樓，可以由岸上拌和樓直接泵送混凝土至澆注點。主梁混凝土設計強度為50Mpa，每節(jié)段方量約106m3，澆注50%混凝土時需張拉索，加上構造復雜，要求混凝土的初凝時間不能少于10小時。主梁配筋密、預應力管道多，同時要求混凝土流動性好、坍落度大，對混凝土的質量提出了很高的要求。經(jīng)過配和比設計方案比選，選用1：0.34：1.581：2.189的配和比，外摻0.7%WH-Ⅲ-A通用型泵送劑、0.15%木鈣及0.03%CMC，水泥用量480kg/m3，粉煤灰用量48kg/m3，出泵混凝土坍落度控制在21~22cm，3d強度為54.6Mpa?？紤]到單索面的特點,澆注時先中箱后斜腹板,底板均開槽振搗。澆注完50%混凝土進行第二次索張拉，索力為38％；澆注完成后進行第三次索張拉，索力為50％。待混凝土初凝后開始24小時灑水養(yǎng)生。xx大橋主梁設有三向預應力系統(tǒng)。張拉順序為先豎向，再橫橋向，最后為縱橋向。養(yǎng)生期滿3天后混凝土達到85％設計強度后開始張拉豎向及橫橋向的預應力筋，4天期滿才可以張拉縱向預應力筋。3.5斜拉索終拉終拉前先進行體系轉換，即使索力從作用在掛籃上轉換到直接作用在主梁錨梁上。將梁端拉索錨頭的錨杯擰緊，卸載弧形梁處拉桿端千斤頂，松掉連接器，使掛籃與斜拉索脫離，這時掛籃前端由移機鋼板梁承受力。體系轉換后終拉索至100％索力，張拉時塔內(nèi)4臺YCW-500千斤頂同步操作，張拉一般在晚上進行。索