宜昌长江大桥主桥悬浇梁施工工艺修改(修复)

第1页共32页宜昌长江大桥主桥悬浇梁及挂篮施工工艺一、编制依据1、《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）。2、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）。3、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）。4、《钢结构设计手册》。5、铁四院设计的宜昌长江大桥施工图相应部分图纸。6、中铁大桥局集团设计事业部所绘制的宜昌长江大桥菱形挂篮设计图。7、设计院主梁设计变更相关通知。二、工程概况主桥上部结构为（130m+2×275m+130m）纵、横、竖三向预应力混凝土连续刚构柔性钢管拱结构，全长811.6m（含两侧梁端至边支座中心线各0.8m）。主梁为顶宽14.4m（拱脚处宽15.5m），底宽9.2～12.727m，斜腹板斜率5.5:1的单箱双室变截面箱梁结构，吊杆采用箱内锚固形式。墩顶箱梁高14.5m，跨中梁高4.8m，主桥两端设置无缝线路温度调节器，轨底至梁顶设计为60cm。道碴桥面，道碴槽宽均为8.4m。两侧各布置1.5m人行道，采用复合不锈栏杆。箱梁中支点处梁高14.5m，端支点及跨中处4.8m，其中中支点处（梁高14.5m）平段长11.0m，中跨中（梁高4.8m）平段长25.0m，中间119.5m长度变高段梁底曲线为圆曲线，半径为740.945m。箱梁采用C60高性能混凝土。见A、B主梁断面图(图一)。主梁除0号块、S28号块在支架上施工外，其余各梁段均利用挂篮悬臂施工，先合龙边跨，后合龙中跨，且在中跨合龙段施工之前，在合龙段两侧梁段施加对顶力13000KN作为永久荷载，再浇注合龙段混凝土，实现全梁合龙，张拉中跨部分底板索MB1～MB3。梁体纵向、横向预应力孔道均采用塑料波纹管成孔，竖向预应力孔道采用高频钢管成孔，其中纵横向管道采用抽真空压浆。顶板内布置双层预应力索时厚50cm，顶板内布置单层预应力索时厚40cm。底板厚度由中跨4.8m梁高处的35cm渐变至中支点附近处132.5cm、局部加厚至200cm。腹板厚度分30cm、45cm、60cm、100cm四种，100cm厚腹板在梁拱墩结合块附近一定区域内。全梁共布置横隔板12道，在梁的两端各设厚160cm的横隔板，每个主墩顶各设200cm厚的横隔板两道，每个主跨距跨中24m位置对称各设30cm厚横隔板一道。所有横隔板均设过人孔。第2页共32页全梁共分177个梁段，根据梁段所处位置，边跨依次编号S1～S28，中跨M1～M30，合龙段S27、M30长3.0m，其它悬臂梁段长分3.0m、3.5m、4.0m、4.5m、5.0m五种：箱梁除边跨直线段S28及11～13#墩梁结合块（M0、S0）在支架上施工外，其余各节段均采用挂篮悬臂浇注。悬浇梁段最重3762KN（砼容重按26.25kN/m3计）。边跨梁每端支座采用EBP900型隔振支座两个，支座中间设水平剪力卡一个。为便于检查梁体，每跨箱梁外设活动（可升降）检查小车一套；两边腹板内侧全梁范围各设0.75m宽人行通道；边跨每室设可移动升降梯各一套，中跨每室设可移动升降梯各两套。主梁纵横向均采用公称直径15.24mm，抗拉强度标准值fpk＝1860MPa的低松弛钢绞线，竖向采用直径32mm、冷拉Ⅳ级、抗拉强度标准值fpk=930MPa精轧螺纹钢筋。若图纸另有变更，施工时请注意设计院设计变更，并及时进行记录，以备查用。表1：主桥上部结构箱梁工程数量序号项目单位数量1C60高性能混凝土m3279413φ15.24钢绞线fpk=1860MPat2223.84φ32精轧螺纹钢筋t415.85锚具套220866波纹管m154700.47Ⅱ级钢筋t3763.98Ⅰ级钢筋t128.99A3钢t32.510泄水管及排水管t27.1211桥面防水m21169312混凝土伴聚丙纤维t1.598第3页共32页三、挂篮施工（一）、菱形挂篮的设计原则及用途1.为推动科技进步，提高桥梁施工技术，提高本标段工程质量，加快施工进度，主桥梁体M1～M29、S1～S26节段采用菱形挂篮悬浇施工；M30、S27节段用挂篮作为吊架施工。挂篮既是悬浇箱梁的承重设备，又是极为重要的吊挂施工平台。悬臂的前端承担新浇筑梁段混凝土的重量，后端锚固在已浇筑的梁体上；在施工中，挂篮受力的情况和步骤必须符合设计要求，尤其是挂篮的稳定必须确保。根据主体设计要求，挂篮的自重（包括模板）不得超过1500KN，本挂篮自重1540KN，根据《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）中规定挂篮增加重量应小于10%挂篮自重，所以挂篮完全满足主体设计要求。挂篮工作时和走行时的稳定主要依赖于梁体上的预应力粗钢筋和预埋U型螺栓做为锚固筋，因此，要求该预应力粗钢筋和预埋U型螺栓位置准确。同时，在施工的全过程和各施工阶段的每个施工步骤，都要规范施工，规范操作，每道工序必须经严格检查合格、无误后，方可进行下一环节的施工和操作。主墩0号块纵向索在0号块梁段混凝土强度达到设计强度的90%后张拉，完成后，安装两侧挂篮。2.菱形挂篮在主梁施工中具有的两种功能：（1）主桥（130+275×2+130）连续刚构箱梁M1～M30、S1～S27节段施工用。（2）混凝土箱梁预应力束张拉等作业工作平台。(二)、菱形挂篮的组成及拼装1、挂篮组成主桥采用的菱形挂篮有3片主桁，整个挂篮宽约17m（含外模支架），单只挂篮纵向长约15m。由三片主桁构架、底模平台及限位系统、内外模吊挂系统、走行系统、锚固系统、内外模等7大部分组成。（见附件1：菱形挂篮结构组成表）刚构箱梁斜腹板斜率为5.5:1，底板宽度从1#块至跨中由9.603m渐变至12.727m，节段施工中挂篮底模逐节段调整配备满足底板宽度变化，挂篮侧模下部两端设对顶杆夹紧底模。（参照附件2：主墩悬浇梁段结构示意图；附件3-1、3-2：挂篮施工时各梁段技术参数统计；附件4：挂篮传力体系；）第4页共32页2、挂篮拼装（1）挂篮的制造和拼装应按设计图纸进行，挂篮加工后，对整个结构进行预拼装检查，办理签证，合格后方能运往工地安装。（2）挂篮主桁现场在主墩0号块梁面拼装，利用墩旁塔吊辅助起吊作业，先安装走道梁，再主桁架及其联结系，走行到施工1号块的位置时锚固于0块梁体上，再安装前上横梁，然后安装吊带；底模平台在船上组拼（11#、12#墩一侧在靠帮船上拼装，另一侧在铁驳上拼装，13#墩根据将来水位情况提前确定拼装方案），完成后浮运至1号块下方，提升就位，后端锚固，前端吊挂；主桁及底模平台安装完成后开始安装外侧模板及其支撑架和外导梁。挂篮拼装程序：走道主桁架横联及平联前上横梁、前吊挂及走行机构底模后吊挂底模平台及底模外侧模内模脚手平台其它构件。（3）对挂篮各杆件的栓接和电焊连接部位，在拼装前及拼装过程中，都必须进行仔细地检查，以保证杆件位置正确，结构连接可靠，且对主要部件不能随意进行电焊或氧气切割，其焊缝质量必须保证，螺栓连接必须牢固。（4）安装挂篮走行系统下滑道时，因梁面混凝土高低不平，可用粗砂抄平，其不平度在5mm以内。（5）走道梁采用型钢制造，在使用过程中，必须保持其表面清洁，并于走行前涂抹一层黄油，以利挂篮行走。（6）挂篮拼装及使用时，应严格控制吊架悬臂部分的重量，除张拉操作平台及必须的少量工具外，不得任意增加载重量。（7）挂篮拼装或移动走行时，应做到精确定位，还必须进行全面检查验收，对挂篮前支点中心位置的偏差；顺桥方向应在±10mm之内；横桥向应在±5mm之内。两主桁相对偏差应在±5mm之内。且每梁段的误差不得累计。以确保梁体中线顺直，并便于模板的安装、调整。（8）安装前对关键部位重点交底和检查，上一道拼装工序完成后，须经检查合格签证后方准进行下一道工序。挂篮拼装完成后，对结构螺栓、焊缝、杆件数量、规格等进行仔细检查，并在检第5页共32页查合格办理签证后进行试压检查。表2：整体拼装后误差要求表序号检查项目检查标准（mm）检查方法备注1主桁架横向中心距±5测上、下弦前后共4点2主桁架扭角±2测上、下弦平面对角线4线3主桁架相对高差±5测上、下弦前后共8点4底模平台平整度2用4m靠尺检查8点5底模平台扭角±2测对角线2线6吊带孔位置偏差±2每孔必检7吊带孔孔径偏差+2，-0游标卡尺检测每孔2点8销轴轴径-0.5，+0游标卡尺检测每轴2点9节点板栓孔位置正确拼装检查10构件防锈涂装密实、完整观察检查11单构构件尺寸偏差2尺量长、宽、高或系统线12组拼件总尺寸偏差5尺量长、宽、高或系统线（三）、挂篮静载试验刚构悬浇梁仅选取11#墩0号块两侧挂篮进行静载试验（12#、13#墩挂篮不做静载试验），以检验挂篮强度、刚度和稳定性，并测量取得挂篮结构的弹性和非弹性变形值，为挂篮立模提供试验数据。挂篮静载试验按要求分级加载，并监测结构变形，测得数据与计算值进行比较，然后逐级卸载，并测量结构回弹变形量，根据实测变形值确定挂篮底模的预抬值。（见附件5-1：挂篮施工试压挠度观测数据记录表；附件5-2：试压方案及测点分布图；附件5-3：荷载—变形曲线图）1.试压方法（1）挂篮拼装完毕检查挂篮结构，确认与设计相符后，选取11#墩S1施工时的一对挂篮进行试压，顺桥向取3m范围，横桥向为底顶板、腹板等的全断面试压，立面观察，将试压面分为5个区域：A区域×1、B区域×2、C区域×2，见附件5-2。总共15个测量控制点，其中12个为吊杆底板处测量控制点，3个为非吊杆底板处测量控制点。具体方法与步骤如下：第6页共32页挂篮拼装完成后，按照附图所示在吊杆下布置测量控制点，压重物使用砂石袋，并部分使用万能杆件。提前在起重码头将砂石袋装好整齐堆码在托盘上，通过运输船运输至11#墩位置处，由11#墩塔吊吊至11#墩0号块上，再按照要求将砂石袋吊至挂篮底模上，分级加载到100%时，剩余将砂石袋和万能杆件由塔吊吊至指定位置处，加载到120%。（2）M1号块挂篮底模A、B、C各区段压重计算主梁混凝土比重：2.625t/m3；单侧底板混凝土方量为:（1.254×4.13+0.427×0.427）×3=16.08m3，占节段总重的11.1%；单侧顶板混凝土方量为:（0.632×5.90+1.279×0.427）×3=12.82m3，占节段总重的8.9%；单侧斜腹板混凝土方量为：13.61×0.72×3=29.40m3，占节段总重的20.3%；中腹板混凝土方量为：13.163×0.71×3=28.04m3，占节段总重的19.4%；（3）按照最重节段中主梁1号块（F=3762KN）的1.2倍即F=4514kN，做挂篮静载试验，分别在加载前和0.1F荷载（37.5t），以及加载到50%荷载（188.1t）、100%荷载（376.2t）、120%荷载（451.4t）时和卸载到100%荷载、50%荷载、0荷载时8次测量底模平台各根吊杆处及底模平台中心3个控制点标高并记录，绘制底模平台荷载—变形曲线图，为以后挂篮施工预抬值提供参考数据。表3：各区段加载数据明细表区域加载到10%荷载重量（t）加载到50%荷载重量（t）加载到100%荷载重量（t）加载到120%荷载重量（t）C7.638.276.491.6B7.537.675.290.3A7.336.57387.6B7.537.675.290.3C7.638.276.491.6合计37.5188.1376.2451.4（4）测量完成后应进行的计算工作第7页共32页根据每一步骤测量的挂篮底模平台标高，对挂篮在各级荷载下的变形量进行分析，计算挂篮的弹性变形量，为节段悬浇施工时的线型控制提供依据。注意拱脚预埋钢管伸入到梁面以下的部位要预埋木楔块以便凿毛，同时注意不要遗漏其它需设置的预埋件，并确保其位置准确。整个试压要求2个挂篮对称、同步进行。挂篮试压，协力队伍相关人员、作业队相关人员、测绘公司、工程技术部、安质等部门人员一同对其仔细检查及测量。2.安全注意事项（1）挂篮试压前，要确实做好对拼装工序的检查验收，确保挂篮结构安全。特别是对后锚固及走道、前支点、吊挂系统等关键部位要进行专项检查验收。并结合塔吊的实际起吊情况确定试压物每吊重量。（2）挂篮静载试