連續(xù)剛構橋懸臂澆注施工工藝及操作要點

連續(xù)剛構橋懸臂澆注施工工藝及操作要點高鐵的快速發(fā)展，向世界展現(xiàn)了我們的中國速度，但那時由于高鐵速度高，沖擊荷載大等要求，因此對于大跨連續(xù)鋼構橋的施工精度、工后沉降以及跨中徐變撓度都提出了更高的要求，而剛構橋中應用最多的就是懸臂澆筑法，所以今天通過一個實例來和大家一起來鞏固夯實一下橋梁懸臂澆筑的施工工藝以及操作要點吧！1、 0#塊采用墩頂托架法施工，安全可靠。2、 使用特制無平衡重、自行式掛籃，結構設計剛度大，受力明確，操作方便，重復利用性較好。3、 優(yōu)化了鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉施工工藝，將懸澆梁單節(jié)段施工時間縮短至平均8-10天（5天張拉），提高了工效，加快了施工進度。4、 將高標號、高性能、耐久性混凝土施工程序化、標準化。5、 懸澆梁線形和應力監(jiān)控方法先進，效果好。工藝原理：結合高空、跨航道、設計標準高、工期緊等特點，對于大體積 0#塊采用懸空托架施工并采用張拉鋼絞線的方法進行預壓。懸灌掛籃采用了 LM-300無平衡重自行式三角掛籃。為了保證橋梁成橋后的質量和施工線形，懸灌施工過程中在對掛籃拼裝、模板標高、鋼筋綁扎、砼泵送、澆筑及養(yǎng)生、預應力張拉、壓漿等環(huán)節(jié)進行控制的同時，還通過采用SAP2000、MIDAS等軟件模擬施工過程、計算節(jié)段預拋值，使成橋內力、線形符合要求。通過對整個施工過程中各個環(huán)節(jié)的質量跟蹤、安全控制，xx水道特大橋順利完成合龍，保證了施工工期。一、 總體施工工藝本橋主墩位于水中，從岸邊搭設棧橋至墩位，作為通道。墩位處設塔吊，作為垂直提升機具。混凝土采用輸送泵泵送至施工現(xiàn)場。 0#塊采用墩頂托架法施工，混凝土分兩次澆筑。懸澆施工采用三角掛籃，合龍順序為先中跨后邊跨，合龍段兩側設水箱配重，利用掛籃主桁架形成合龍段井字形吊架。二、 0#塊施工工藝及技術0#塊采用墩頂托架法施工，單片三角托架在地面采用型鋼焊制，塔吊安裝，與墩身頂部預埋鋼板相連，0#塊托架結構檢算見圖5.2-1。0#塊托架采用鋼絞線張拉法預壓，從托架頂安裝鋼絞線與承臺預埋鋼絞線相連，在托架頂采用千斤頂按設計荷載進行張拉。0#塊托架預壓荷載等于承受最大荷載的1.1倍。三、懸臂澆筑施工工藝及技術懸灌梁施工工序為：掛籃就位一調整底模、外側模標高一綁扎底板、腹板鋼筋一安裝豎向預應力鋼筋一內模系統(tǒng)滑出就位一安裝縱向、橫向預應力管道一綁扎頂板鋼筋一澆筑混凝土一養(yǎng)護一穿鋼絞線一張拉一壓漿一前移掛籃一下一節(jié)段施工。如此循環(huán)施工，每節(jié)段施工周期平均為8-10天。3.1掛籃設計與施工本橋連續(xù)梁設計為單箱單室，最重懸澆節(jié)段286t，節(jié)段長度3m?4m。大噸位梁段掛籃一般采用菱形或三角形特制掛籃，本橋采用 LM-300型三角掛籃。掛籃結構設計掛籃主要由三角主桁架、前后橫向聯(lián)結系、頂橫梁、前后下橫梁、底縱梁、模板系統(tǒng)、吊帶錨固系統(tǒng)、走行滑移系統(tǒng)及張拉平臺等組成，見圖 5.3.1-1o后下橫梁與吊帶采用鉸結，有利于調整梁底線形和保證兩次接縫嚴密。掛籃行走采用無配重后錨固自行系統(tǒng)，減輕了掛籃自重，每只掛籃自重 115t。掛籃主桁架前斜吊帶設計可以采用精軋鋼和千斤頂進行預緊， 大大降低了掛籃總體施工撓度，確保了施工安全和施工質量。掛籃內模系統(tǒng)與內滑梁采用滾輪連接，可以方便內模系統(tǒng)滑移抽出。掛籃檢算采用SAP2000建模進行整體分析，經(jīng)檢算，主桁架結構穩(wěn)定，剛度大，變形量小，掛籃滿載狀態(tài)下最大撓度為16.7mm。參見圖5.3.1-2。掛籃預壓掛籃預壓在地面進行，首先在平地上平鋪3條頂橫梁作為調平架，采用水準儀調平。然后在調平架上拼裝主桁架，兩片主桁架相對，支點 O處將前支座上好，后端A點用3條扁擔梁和6條032精軋螺紋鋼錨固。在前端B節(jié)點處放置2條扁擔梁，采用4根032精軋螺紋鋼穿過扁擔梁連接，利用兩臺 YCW80B-200型千斤頂分別分級張拉。最大荷載按最不利狀態(tài)下掛籃主桁架受力的 1.20倍，。預壓按10%、25%、50%、75%、100%、120%的級差分級加載，加載完畢后每6小時觀測一次，應力和撓度值穩(wěn)定后，分50%、10%、0%三級卸載。在加載前，在主桁架OB、AC、OC桿和BC的兩條吊帶分別貼應變計，分級加載和卸載時分別讀取應力值。在A、O、B點分別安裝位移計，以測量分級加載和卸載時的主桁架各點撓度值，參見圖5.3.1-3、4o掛籃拼裝T構的0#梁段施工結束后，首先清理梁段頂面，并用 1：2水泥砂漿將鋪枕部位找平，用塔吊將桿件吊至0#塊頂面，然后按下列程序對稱拼裝掛籃：鋪設鋼枕一安裝軌道一安裝前、后支座一吊裝主桁架一吊裝前上橫梁一安裝后吊帶一吊裝底模架及底模板一吊裝內模架走行梁一安裝外側模一調整立模標高。掛籃移動掛籃移動流程：箱梁張拉一松側模和底模一安裝軌道一移籃到位一安裝后錨一調整模板一驗收合格一下一道工序。首先在梁段頂面找平并測量好軌道位置，鋪設墊枕和軌道，然后脫模，將底模用倒鏈滑車吊掛在外模走行梁上，松開主構架后錨，用倒鏈牽引前支座使掛籃、底模架、外側模一起向前移動至下一節(jié)段預定位置并重新錨固在軌道上。安裝后吊帶，將底模架吊起。其次在該梁段上安裝外側模走行梁后吊架，然后解除一個前一梁段上的后吊架，移至該梁段預留孔道安裝好，再解除另一個。走行梁就位后調整好外模板和底模標高，內模在底板和腹板鋼筋綁扎完成后才拖出，最后封端模。掛籃前移注意事項下放、前移、提升等操作應設專人統(tǒng)一指揮，各控制點派專人負責監(jiān)控。松底籃前，應檢查模板對拉螺桿是否全部清除，防止下放、移機時卡阻；移掛籃前，設一組保險鋼絲繩，拉住掛籃后部，防止突然滑行。下放底籃時，操作千斤頂應同步平衡下放；操作千斤頂正下方不準有人停留，防止手柄掉落傷害；吊桿需劃標記。軌道要鋪設牢固、平整、順直，不得偏移。在軌道上劃出標尺刻度，以控制前移速度；掛籃行走時，要緩慢進行，速度應控制在每分鐘行程10cm左右，左右必須同步前移。T構兩側掛籃應同步對稱進行，其前移距離差值不得大于梁段長度一半。 G.前移時應注意掛籃各桿件變形情況，加強對各受力部位（如吊帶、保險繩等）牢固情況的檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。H.移機到位，調整標高，錨固可靠，待驗收合格之后才可進入下道工序施工。掛籃拆除拆除順序如下：全橋合攏后，掛籃外側模及底模利用鋼絞線進行下放至河道中間運輸船上，船只接收后移至碼頭解體拆除。掛籃主桁架、軌道鋼枕及其它構件退至塔吊處進行拆除；合龍段不用的內模、內走行梁，在合龍段施工前拆除。3.2鋼筋、混凝土和預應力施工工藝及技術主要包括以下內容：鋼筋施工、混凝土施工、預應力施工、孔道壓漿、封錨。⑴鋼筋施工1）鋼筋加工制作鋼筋加工前調直并清理干凈，不得有油漬、漆污、水泥漿等。下料時，根據(jù)梁體鋼筋編號和供料尺寸的長短，統(tǒng)籌安排，采用連續(xù)配料法下料以減少鋼筋的損耗。彎制鋼筋宜從中部開始，逐步彎向兩端，彎鉤應一次完成。鋼筋接頭采用閃光對焊、電孤焊等焊接形式。在正式施焊之前先進行試焊，掌握好各項技術參數(shù)，試焊合格后進行批量生產。2）鋼筋綁扎綁扎順序為：底板鋼筋一腹板鋼筋一頂板鋼筋。綁扎鋼筋的同時安裝相應部位的波紋管。鋼筋在車間加工為半成品，運至現(xiàn)場后綁扎成型。鋼筋綁扎過程中要合理安排不同鋼筋的綁扎順序。保護層采用細石砼墊塊，強度之60MPa，梅花形布置，每平方米不少于4個。⑵混凝土施工1） 懸臂施工的兩個對稱節(jié)段及其斷面對稱平衡灌注。2） 混凝土灌注方法是分段分層灌注，分層厚度宜為30cm。灌注順序：先底腹板倒角，再底板中部，然后灌注腹板，最后灌注頂板，3） 灌注混凝土的自由落高不得大于2m，當超過2m時，應采用滑槽、串筒、漏斗等器具。4） 混凝土灌注要連續(xù)進行，上、下層間隔時間不能超過初凝時間。5） 混凝土灌注過程中，要防止碰撞模板、鋼筋、預埋件及預應力鋼束管道。6） 混凝土振搗以插入式振搗器為主，要防止漏振，也要避免過振。施工時要設專人對模板、錨墊板等關鍵部位進行振搗和檢查。⑶預應力施工1）預應力孔道預應力孔道采用塑料波紋管，波紋管的接頭應用比被接長的波紋管直徑大一個號的波紋管旋入套接。為保證預留孔道暢通，對縱向波紋管內宜插入比波紋管內徑小 3~6mm的厚壁膠管或塑料管，并在混凝土灌注過程中直到初凝前要經(jīng)常往返抽動或旋轉，當混凝土初凝后及時拔出。為保證波紋管與混凝土及水泥漿粘結良好，波紋管外面不得有油污、泥土等。波紋管與錨下墊板應保持同心，支承板面應垂直于管道軸線。2）預應鋼絞線下料和穿束切割后的鋼絞線應進行梳理順后穿束，然后用扎絲每隔 2?3m綁扎一道，其扎絲扣應置于綱絞線的空隙里，編束后分類存放。穿束前，應用壓縮空氣清除管道內積水及污物。根據(jù)鋼束長度可選用人工或卷揚機配合穿束。3）預應力束（筋）張拉。為確保預應力束張拉控制應力的準確性，在預應力束進行張拉前，需進行孔道摩阻試驗，制作2個裝有預應力管道、錨墊板、配有鋼筋的試件，分別選取梁體設計圖中2種類型的鋼絞線束進行測試。管道布置與連續(xù)梁設計圖中一致，要求順直，加強定位（詳見圖5.3.2-2）?；炷翉姸鹊燃壟c梁體設計強度一致，試驗前混凝土要求強度達到100%。試驗前需先清孔，待實驗人員到位后安裝檢測片后，方可安裝錨具、夾片。若試件強度不足、管道不平直或錨口、喇叭口位置則不滿足實驗條件，必須重新制作試件。加載順序共分 4級，各級荷載分別為設計張拉控制應力的10%、30%、50%、70%，加載到最大值（設計張拉力的70%）后，張拉千斤頂回油，并卸載到設計張拉力的10%，并做好伸長量的各項記錄。試驗過程中若發(fā)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)異?；蚱渌馔馇闆r，應立即停止加載，待情況查明后方可重新恢復加載。根據(jù)預應力鋼束與管道壁的摩擦系數(shù) u和管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)k確定預應力孔道摩阻損失。一般按下列公式進行計算：aq=aacon[1-e-（u0+kx）]式中：oocon—預應力鋼筋錨下的張拉控制應力（MPa）；0-從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和（rad）；x—從張拉端至計算截面的管道長度，可近似取該管道在構件縱軸上的投影長度（m）；u—預應力鋼束與管道壁的摩擦系數(shù)；k一管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)。預應力束張拉主要注意事項如下：千斤頂和油壓表使用前按照相關規(guī)范進行標定并配套使用。張拉順序：按設計張拉順序進行。錨具夾具安裝前應逐個檢查是否有裂紋或變形，錨下混凝土是否密實，并清除支承面上的雜物。張拉以應力為主，以伸長量校核進行雙控，實際伸長量與計算伸長量之差不得大于±6%?？v向束張拉為兩端同時進行。張拉程序：0一0.1ok一0.5ok-1.0ok一持荷5分鐘一緩慢回油錨固一計算伸長量一回油卸載至0。⑷孔道壓漿1）預應力孔道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。工藝流程為：孔道口安裝閥門 一將真空泵連接在非壓漿口一壓漿泵連接在壓漿口一以串聯(lián)的方式將負壓容器、三向閥門和錨墊板壓漿孔連接起來，其中錨墊板壓漿孔和閥門之間用透明塑料管連接。2） 壓漿前關閉所有的排氣閥門（連接真空泵的除外），啟動真空泵抽真空，使壓力達到一0.08MPa。在真空泵運轉的同時，啟動壓漿泵開始壓漿，直至壓漿端的透明塑料管中出現(xiàn)水泥漿，打開壓漿三向閥門，當閥門口流出濃漿時關閉閥門，繼續(xù)壓漿并在0.7MPa壓力下保壓2min。3） 水泥漿的性能要求：水灰比0.3?0.35；泌水率2%，泌水應在24小時內被漿體吸收；流動度14?18s；膨脹率V3%；初凝時間應＞4小時，終凝時間＜10小時;壓漿時大氣溫度應在5°C?30°C。4） 壓漿人員應詳細記錄壓漿過程，包括每個管道的壓漿日期、水灰比及摻加料、壓漿壓力、試塊強度、障礙事故細節(jié)及需要補做的工作。5） 壓漿應在張拉完成后24小時內進行。⑸封錨箱梁內部縱向預應力束，橫向預應力束，兩邊跨端頭縱向束張拉，壓漿完畢后，即可加設鋼筋網(wǎng)片，并用C60混凝土填封，填封混凝土前將接茬面先鑿毛并用水沖洗干凈。四、 邊跨直線現(xiàn)澆段施工技術邊跨直線現(xiàn)澆段采用支架法施工，墩身較高時可采用墩頂支架法施工。支架搭設完畢后應進行預壓，預壓荷載為最大承受荷載的 1.1倍。邊跨現(xiàn)澆段應在主墩邊跨懸澆結束前施工完成。五、 合龍段施工工藝及技術合龍段采用井字形吊架法施工，懸澆至合龍段后，合龍口一側掛籃后退，另一側掛籃前移，形成合龍吊架。合龍遵循“低溫灌注，既拉又撐還抗剪”的原則。選擇在一天之中氣溫較低、溫度變化幅度小的時間內進行混凝土灌注，保證合龍段新灌注的混凝土處于氣溫變化不大的環(huán)境中、在受壓的狀態(tài)下達到終凝，從而避免混凝土受拉開裂。六、 夏季高性能砼長距離泵送施工工藝及技術懸臂施工線形監(jiān)控高速鐵路由于采用無砟軌道，精度要求極高，對大跨連續(xù)剛構的成橋標高和跨中徐變撓度要求也就更高，因此懸澆施工線形和應力監(jiān)控工作非常重要。監(jiān)控主體為施工單位，可以采用與科研院校等單位合作的方式。（1） 線形監(jiān)控內容1） 施工過程的仿真計算；2） 標高、撓度和中線位置的現(xiàn)場測量；3） 施工過程的參數(shù)識別；4） 施工過程中標高、中線位置的預測與調整。（2） 線形監(jiān)控計算xx水道特大橋的施工控制計算采用有限元軟件MidasCivil進行計算，計算方法采用的是正裝分析法。各懸澆節(jié)段施工標高計算公式：H施=H設+Zf1+，f2+f3+f4+，f5 （5.7.1-1）式中H施：箱梁施工設計標高。H設：箱梁成橋后設計標高。Zf1:本施工梁段和后續(xù)施工梁段自重產生的撓度總和。Zf2:本施工梁段和后續(xù)施工梁段預應力張拉產生的撓度總和。f3:掛籃自重及其彈性變形產生的撓度。f4:由砼徐變、收縮、溫度、預應力松張、結構體系轉換等產生的撓度。Zf5:由橋面鋪裝二期恒載和長期使用荷載而產生的撓度。（3）線形監(jiān)控方法1） 撓度監(jiān)控測點布置和監(jiān)測2） 立模標高的調整立模標高的調整以既要保證主梁