挂篮悬浇的一些施工技术要点

悬浇挂篮施工的一些技术要点刘晟2014年1月12一，挂篮菱形挂篮3456789是否为误区？101.1挂篮的经济指标111.2挂篮设计要点之安全方面•稳定性：横、纵、竖向整体稳定性，抗倾覆稳定性•冗余设计•前行模式：①常规模式；②全部为滚动？•前行动力：①推：千斤顶＋锚点；②拉：千斤顶＋拉杆+锚点。不得使用卷扬机。宜设置能控制挂篮前移距离与速度的构造•挂篮锚杆：机加工件or精轧螺纹钢（通电，剪应力）12131.3挂篮设计要点之变形（刚度）•《桥涵施工技术规范JTG/TF50-2011》：20mm；•现实问题：一般挂篮难以满足规范规定的最大变形不能忽视允许最大变形的规定（为什么？）•底篮前横梁刚度要大、后横梁刚度适当小一些141.4挂篮设计要点之其他方面•底板顶紧•翼板模板与腹板外侧模板整体化，存在问题吗？•挂篮行走、模板升降等的机械化和自动化•挂篮行走时，底篮、内外模可同步就位•宽敞的作业空间•遮阳雨棚151.5挂篮安装底篮整体提升、下降161.5挂篮安装挂篮桥面以上结构整体后退，在双幅桥之间横移171.6挂篮预压（试前移、后退）•挂篮预压的重要性•挂篮预压主要有以下几个目的：检查挂篮的加工质量和设计性能消除挂篮非弹性变形；为设置箱梁预拱度提供数据。•预压常用方法压重：袋装砂，水箱加水，围水预压反力：与0号块之间，与承台之间注意事项：预压荷载与使用过程中的荷载实际分布的差异性181.7挂篮行走•关键：(多片)主桁架纵桥向位置差的控制•某种方法支承块反压梁摇滚分配梁φ32mm精轧螺纹钢锚固贝雷连接杆2排贝雷片挂篮主桁190号块之支架200号块之支架板式牛腿荷载索塔塔肢壁立面图横断面210号块支架之设计要点如何拆除，应力、变形的释放支承在承台上的大直径钢管支架可取消预压底板横桥向裂缝、可能延伸到腹板上。0号块裂缝：将两墩身临时固结成“π”结构，分节位置，支架的刚度分次浇注时，截面位置：底板以上一倍腹板高度。减少两次混凝土施工的时间间隔箱内顶板模板的分块（间距50mm）22连续梁0号块与墩身的临时固结一，控制竖直弯矩：考虑一端挂篮在满载情况下脱落二，控制水平弯矩：风的情况三，构造硫磺砂浆、钢包混凝土的楔块精轧螺纹钢筋尽可能缩短临时固结解除时间23边跨现浇段支架一，型式①钢管+贝雷梁；②满堂落地支架；③万能杆件二，设计要点1.如果考虑悬臂段变位，合龙段位置的支架强度2.长现浇段，混凝土下的纵桥向滑移结构24边跨现浇段支架25边跨现浇段支架构壁溪大桥边跨现浇段施工图(三)承台G＝148T16599.80T180188300100100已浇筑刚构箱梁42052.7T40169.28T120托架R1.626边跨现浇段支架挂蓝导轨底蓝前吊杆505035656535内顶模骨架挂蓝内滑梁盖梁27+1节段现浇段挂蓝26号节段27号节段4002002[12槽钢27边跨现浇段支架28合龙段•合龙顺序：施工图设计，进一步的考虑。如何多跨一次合拢？•合龙的关键：①保持悬臂端标高不变；②劲性骨架+临时预应力束能给体系转化留下多大温差范围。③合龙段的真正完成，是以体系转换完成为标识。尽可能缩短临时固结解除时间•为保证合拢段施工过程中悬臂端标高不变，防止压溃边跨支架：1.选择悬臂标高变化较小的时间段进行合龙；2.在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重(或称压重)，配重需依桥轴线对称施加，按浇筑重量分级卸载。29合龙段•劲性骨架的作用是防止合龙段浇筑过程中产生变形，防止合龙段在施加预应力前开裂，以及在合龙段混凝土养护期间帮助或替代混凝土承受桥梁结构在此处可能产生的拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩。既拉有顶•合拢段最好采用劲性骨架外锁定，以便在合拢段预应力筋张拉过程中及时解锁，避免合拢段的有效预压应力损失，防止采用内锁导致大大降低其抗裂性能30合龙段•梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放．在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，也确保施工安全•连续梁永久支座在设置临时支座时要考虑一定的预偏量，主要是合拢温度与设计合拢温度之差31体系转换注意事项1、结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前，应按设计要求，张拉部分或全部布置在梁体下缘的正弯矩预应力束，对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定，如控制和采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。2、梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放．在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，也确保施工安全。32体系转换注意事项3、对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力．若按设计要求，需进行内力调整时，应以标高、反力等多因素控制，相互校核．如出入较大时，应分析原因。4、在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并按标高调整支座高度及反力．支座反力的调整，应以标高控制为主，反力作为校核。33中跨合龙段的顶推顶推的目的？是否需要对拉？调节主梁和墩的内力。34预应力质量控制之设计方面1.预备束的作用与概念。合理估计分段施工的纵向预应力钢束管道偏差产生的损失，备用束的用量不宜低于设计抵抗正负弯矩钢束量的5～10%。备用束：堵管and后期挠度2.预应力管道面积是否满足设计规范不小于预应力筋截面积2倍的要求3.底板束的锚固点不要与腹板内下弯束的锚固点布置在同一截面上，以免形成对拉（往往形成在主拉应力方向对拉）状况反而可能使主拉应力增大35预应力质量控制2.在任何情况下，竖向预应力钢筋一定要布置在腹板中心或关于腹板中心对称布置。3.竖向与横向预应力沿桥纵向不宜均匀间隔布置，在横隔板两侧，纵向束平弯区，腹板变厚度区、各跨梁高最小断面左右1/4跨长区域等部位的顶板和腹板应适当进行加密布置或调整根数加大竖向预应力，竖向预应力布置时应适当考虑板厚方向的偏置363.腹板内缘净距大于4.5m的箱梁顶板宜设横向预应力，超过6m且底板较薄梁段宜在底板设置横向预应力或加劲肋，间距按计算确定。4.底板厚度应大于3倍预应力管道直径5.底板连续预应力束是决定桥梁运营阶段质量的关键，而一般不注意6.防崩钢筋间距、方向要注意7.锚垫板下的加强筋37预应力质量控制6.应明确三向预应力张拉的顺序，预防裂缝：(1)50%横向→纵向→竖向→50%横向(2)50%横向→50%纵向→竖向→50%纵向→50%横向：纵向预应力竖直分力过大(3)每个悬浇段最后一排竖向预应力与下一段一起张拉，梁段接缝两侧的横向及竖向预应力应同批张拉7.安装波纹管前要去掉端头的毛刺、卷边、折角38预应力质量控制(4)竖向预应力张拉时机以滞后于梁段施工2～3个阶段为宜，并应采取二次张拉，即在第1次张拉5～7天后，进行二次张拉并灌浆。横向预应力张拉时机以滞后于梁段施工1个阶段为宜。摘自《大跨径预应力混凝土桥设计指南及条文说明》(5)纵向预施力筋应两端同步且左右对称张拉，张拉顺序应为先腹板再顶板后底板，从外向内左右对称进行。(6)竖向预施力筋应左右对称单端张拉，宜从已施工端顺序进行。39质量控制(7)纵向悬臂预应力张拉时应注意在水平面内对应于桥轴线对称张拉（如：使用4个千斤顶基本同步对称），每级荷载均应进行持荷（这一点在以往的施工中没有要求）。(8)在横向预应力没有张拉前，应控制翼板上施工荷载大小。(9)底板合龙预应力束张拉规定D3D2D1ZyZ8Z6Z5Z4Z3Z1Z2Z7Z9张拉批次第1批第2批第3批张拉顺序Z9→Z3→D3→Z2Z8→Z5→D2→Z1Z7→Z6→D1→Z440质量控制竖向精轧螺纹钢筋预应力：锚垫板与钢筋的垂直理想状态不利状态锚垫板倾斜1％＋砼面反向倾斜4％砼面锚垫板张拉架张拉千斤顶竖向预应力钢筋钢筋中心线理想状态下的钢筋中心线不利状态锚固后的钢筋中心线图2竖向预应力张拉锚固示意图41预应力质量控制之定位之预应力锚具的空间角度在施工中，不可能用全站仪将复杂的空间角度定位出来，只可能将锚具端面相对于模板的角度表现出来。在这里最重要的是：①张拉时，预应力束与锚具的张拉端面垂直，施工中可以用与预应力束同直径的硬塑料管插入锚头及管道内来模拟分析；②预应力管道从直线变化点变化至锚具张拉端面的曲线，应圆顺自然，一般凭视觉就可以判断（甚至可以凭此修正设计图中描述的具体坐标）42预应力质量控制之张拉1.张拉条件：①混凝土强度（锚下强度）；②龄期；③弹性模量；④设计要求；⑤预应力暴露在管道（大气）中的时间；⑥设计要求；2.张拉步骤3.实际引伸量4.预应力管道的μ、k值漂浮5.是否大于7mm来判断有无滑丝6.每轮张拉完毕后，用不同的颜色在钢筋上作出明显的标记，以避免漏张拉和漏压浆43预应力质量控制之定位竖向精轧螺纹钢筋预应力锚下有效应力（锚固、复拉）44断丝原因油泵的油表读数不准造成超张拉；工作夹片或工具夹片不符合规范要求，夹伤了钢绞线；钢绞线的外径过大，或钢绞线的质量不符合规范要求强度不够；45断丝原因限位板的槽口太浅，在张拉过程中工作夹片没有完全打开，刮伤了钢绞线；锚垫板的喇叭口与工作锚圈不配套，钢绞线与喇叭口磨擦，刮伤了钢绞线。夏季预应力束张拉时，钢绞线在暴晒下温度可达60℃左右，在温度差的作用下，钢绞线收缩产生超过设计值的张拉力使用电焊时，在预应力钢材（包括精轧螺纹钢筋）上产生的电弧和电火花46预应力张拉初始张拉力施工规范和设计常规规定：预应力张拉初始张拉力为15％～20％（张拉控制力），溯其目的，是为了准确推算伸长值从而反馈施工质量，故笔者试图将初始张拉力值理解为“张拉端克服预应力瞬时损失（锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩，预应力钢筋与台座之间的温差，混凝土的弹性压缩）、预应力钢筋与管道壁之间的摩擦后，整个预应力束发生基本符合虎克定律的变形时的张拉力”。根据以上理解，在施工中，可按2.5％级从7.5％～25％（可根据预应力束长度调整上限）计算好理论伸长值，在张拉过程中按每级2.5％稳定持荷3min后测量实际伸长值，进行理论伸长值与实际伸长值的比较分析后就可确定“初始张拉力”47压浆1.不同暴露条件下，未采取防锈措施的力筋在安装后到压浆时的容许间隔时间如下：空气湿度大于70%或盐分过大时为7d；空气湿度40%～70%时为15d；空气湿度小于40%时为20d。2.张拉结束后在24小时内进行孔道压浆，3.孔道压浆按照从底处孔道进浆高处孔道出浆的顺序进行。4.孔道压浆应一次性完成，压浆压力为0.4~0.6Mpa，压浆应缓慢进行，不得中断；浓浆排出后，关闭出口阀门并继续压浆至一定压力。水泥浆从搅拌完毕至压入孔道的中间间隔时间不得超过40分钟。48压浆5.压浆标号？6.补浆：竖直管道。竖向预应力漏张拉会使腹板不能形成双向预应力状态，削弱结构承载能力。竖向预应力没有压浆或者压浆时泌水率过大，管道中将可能存在冻胀问题。7.冬季不能压浆的问题49封锚50封锚51混凝土施工1.混凝土浇筑宜从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新旧混凝土之间产生裂隙。2.腹板混凝土厚度控制：模板既拉有顶3.混凝土灌筑顺序（先悬臂端后锚固端、先翼缘板再顶板）4.挂篮对称施工原则（前后、左右）5.底板的压板设置及灌筑节奏（控制底板的翻浆）6.在顶板混凝土浇注完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠52混凝土施工6.节段缝7.轴线偏心8.泵送砼9.钢筋骨架的细化，在CAD上进行全尺寸模拟，以防止重叠、交叉。复杂部位要考虑绑扎顺序10.要注意少数普通钢筋的配筋弯折方法存在“阴角”（即弯折后＜180度的角面向混凝土保护层方向）现象，将有可能使混凝土保护层在钢筋承受拉力后被崩坏11.所有施工孔洞的封闭措施要到位53预防裂缝54预防裂缝1.沿纵向波纹管的纵向裂缝（环境气温、扰动）2.泊松比：砼的ν为0.15左右。对砼施加预应力时，在砼内部必然会产生0.15倍左右的拉力，但砼的轴心抗拉强度远低于其轴心抗压强度（以C55为例，抗压设计值为25.