松花江大桥主桥挂篮悬灌段2-20段施工技术方案

松花江大桥主桥悬灌段施工技术方案中铁十三局集团四公司二零零六年十月2第一章工程概况一、工程简介1、连续箱梁结构形式主桥上部结构为五跨预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为90.5m＋3*138m＋90.5m，全长595.0m。梁断面采用单箱单室变截面箱梁，主跨墩顶高度为7.7ｍ,跨中高度3.0m,其间的梁高在纵桥向按1.65次抛物线变化。箱梁全宽13.5ｍ,其中,底板宽度6.6m,翼缘板长度3.45m,翼缘板厚度分成两段变化,端部为0.2m,在距离端部3m处为0.5m,根部为0.95m,其间按直线变化。箱梁顶板厚度为0.25m；腹板在跨中49m范围内为0.5m,向支点方向依次过渡为0.6m、0.7m、0.85m；底板厚度在跨中为0.3m,在墩顶根部为0.9m,其间按1.65次抛物线连续变化。主桥共计8个T墩（左幅4个，右幅4个），每个T墩包括21种节段（0～20），每节箱梁底按直线变化。箱梁悬浇长度为2.5～4.0m,合拢段长度中跨为2m，边跨为1.5m，边跨现浇段长度为20m。2、预应力体系连续梁体混凝土为C60级，设计为三个方向(即纵向、横向、竖向)对梁体预加应力。纵向预应力钢筋采用符合GBT/T5224-1995标准的270级Φj15.2高强度低松驰钢绞线，锚具采用群锚15-15、15-17、15-19张拉锚固体系,钢束每束15、17、19根,张拉控制力分别为2909KN、3296KN、3684KN,采用真空压浆用塑料波纹管；横向预应力为Φj15.2高强度低松驰钢绞线，锚具采用BM15-3张拉锚固体系,每束3根,张拉控制力为582KN,钢束纵向间距一般为75㎝,采用BM扁平锚和扁平金属波纹管；竖向预应力为Φt25高强精轧螺纹粗钢筋，一般每隔50～75㎝在腹板中心设置1根,在0#块每个腹板内设2根,对称于腹板中心布置,锚具采用YGM张拉锚固体系,Φt253张拉控制力为411KN。二、工程难点及重点1、墩旁托架及挂篮的设计、混凝土的弹性模量、收缩及徐变，预应力施加和温度的变化等都对大跨度连续刚构的线型形成不同程度的影响，如何在施工中合理控制梁体线型成为梁部施工的关键。2、连续箱梁合拢温度、合拢前的锁定措施、砼的配制、边跨支座预偏量的设置等都直接影响到成桥后梁部是否存在过大的的次内力，上述各项目的施作手段恰当与否决定着成桥后的梁体是否最接近设计选定的计算模型，也是控制防开裂的重要手段，是体系转换施工成败的控制性因素。3、连续箱梁施工控制重点⑴墩旁托架、挂篮、模板的设计、加工、安装与调试、预压。⑵合拢段施工及体系转换。⑶三向预应力施加。⑷梁体线型控制与观测。第二章挂篮本桥共计35#、36#、37#、38#计4个主墩，分左右两幅共8个T墩，需挂篮16套。一、挂篮设计本桥悬臂灌注施工的主要设备采用三角形挂篮。1、主体工程主要参数最大跨径：138m梁段长：2.5-4m梁高：3-7.7m梁顶板宽：13.5m4梁底板宽：6.6m最重梁段：145t三角形挂篮图示2、设计参数适用桥梁跨径：138m桥面最大宽度：13.5m最大梁段长度：4m最大梁段重：145t几何尺寸：长×宽×高=11.4×5.92×3.6m5挂篮自重：47.78t适应梁高：3～7.7m(可调节范围)箱梁宽：底宽6.6m，顶宽13.5m悬臂施工梁段长：4.0m，3.5m，3m，2.5m最重梁段：143t(1#段)；模板自重：20t；冲击荷载：7.5t；施工荷载：5t；A3钢力学性能：[σ]=170Mpa；[τ]=100Mpa；45#钢力学性能：[σ]=244Mpa；[τ]=140Mpa；钢材弹性模量：E=210000Mpa；刚度要求：1/400；设计安全系数：K=1.4。3、设计荷载验算强度安全系数：3.21主桁挠度：5.4mm二、构造与作用原理挂篮由三角形主桁架、行走系统、外模、内模、底模、锚固装置、吊挂装置、工作平台组成。它是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的作业现场。挂篮安装在已经张拉完的梁段上。当完成本段施工后，对称的向前移动一节段，进行下一节段施工。如此循环前进，直至悬臂梁段浇筑完成。1、三角形主桁架三角形主桁架是悬臂承重结构，由底梁、立柱、斜拉杆、横拉杆、横连上下梁、挑梁平斜杆和横连拉杆组成。各杆件用销子连接成一整体。2、行走系统行走系统由自锚车轮组、前支座、轨道、牵引倒链组成。主要是负责三角形架的前移。3、外模板外模板由[8槽钢、∠63×63×6角钢、δ4mm钢板组焊而成，每套外模6由两块（高7.7m，高3m）模板组成。模板上口采用拉杆对拉固定，下口用丝杆固定在底模架上。4、内模内模由内模架和组合钢板组成。内模架由上横梁、支架、拐角架、丝杆、支撑构成。上横梁与支架采用销子连接，随着梁高度的减小支架高度也减小。支架高度减小是采用气割将多余部分支架割掉，拐角架往上移与支架上相应的螺栓孔固定。内模的前移是通过内模滑移梁往前移动。5、底模底模由底模架和底模板构成。底模架由[28#槽钢组焊而成，底模板由∠63×63×6角钢和δ4钢板焊接而成。底模通过吊挂装置悬吊在菱形架上，其后端由后锚装置固定在已施工完的梁底板上。底模跟着三角形架一起前移。6、锚固装置锚固装置分三角形架锚固装置和底模后锚装置两种。三角形架锚固装置由梁顶竖向预应力钢筋、锚固梁组成，其作用主要是将三角形架锚固在梁顶面上。底模后锚装置由锚固螺栓、锚固钢板、锚固梁、千斤顶组成。主要是将底模架固定在梁底板上。7、吊挂装置吊挂装置由前吊带、底模前吊杆、后吊杆、内外模板滑移梁吊杆构成。前吊带由18×3cm钢板加工而成，采用销子连接，悬挂在三角形架前横梁上，主要用来悬吊固定底模前端。底模前吊杆、后吊杆为Φ25精扎螺纹钢筋，主要是在三角形架前移时悬吊底模用。内外模板滑移梁吊杆为Φ25精扎螺纹钢筋，主要用来悬挂固定滑移梁用。8、工作平台工作平台有前横梁工作平台、张拉工作平台、滑移梁工作平台、底模工作平台四种，均由[8槽钢和φ16圆钢加工而成，步板采用δ40木板。三、挂篮预压测试1、测试目的7通过加载预压试验测试出挂篮的抗弯刚度，以便推算出所有梁段施工时的挂篮弹性挠度值，在浇筑过程中对立模标高进行修正。2、测试方案挂篮采用在地面利用千斤顶施加应力的方式进行，具体见附图。每片主桁在地面拼装后进行抗弯刚度的测试。将两片主桁对称置于砼面上，采用Φ32mm精轧螺纹钢将两片桁架连接成整体。加压采用65吨液压千斤顶，模拟设计荷载，加压分级进行，第一次加压50KN，然后每次加压100KN，直至达到设计荷载。测试该挂篮在应力作用下的变形及其线形方程关系，并观察构件有无塑性变形，经反复加载卸载，取得在弹性范围的变形模量。预压试验结束后，根据所测得数据画出挂篮的弹性变形曲线，以尽可能消除非弹性变形和获得标高控制数据。第三章悬灌段详细施工技术方案主桥连续箱梁采用悬臂灌筑法施工。施工分为如下几个阶段:在主墩墩顶和墩旁托架上浇筑0#段、1#段,挂篮悬臂浇筑施工2#段～20#段，在落地支架上浇筑边跨直线段,合拢段施工及体系转换，另外线型控制贯穿连续梁施工始终。2#梁段（挂篮悬臂灌筑的第一个梁段）挂篮悬臂施工主要程序：挂篮安装调试→挂篮加载预压测试，推算挂篮弹性挠度值→安装梁段底模、外模并调整至立摸标高→底版、腹板普通钢筋和纵向、竖向预应力孔道安装（包括各种预埋件）→安装梁段内模→顶板普通钢筋和纵向、横向预应力孔道安装（包括各种预埋件）→灌筑梁段砼并养生→预应力施工→挂篮前移。3#～20#梁段挂篮悬臂施工主要程序：挂篮前移→安装梁段底模、外模8并调整至立摸标高→底版、腹板普通钢筋和纵向、竖向预应力孔道安装（包括各种预埋件）→安装梁段内模→顶板普通钢筋和纵向、横向预应力孔道安装（包括各种预埋件）→灌筑梁段砼并养生→预应力施工→挂篮前移。一、挂篮安装调试在0#、1#段纵向、横向、竖向预应力钢筋张拉完成后，将箱梁顶面清理干净，开始安装挂篮。1、将经过加载试验测试的挂篮主桁运至墩下，按图组装，作好吊装准备。2、在0#、1#梁段顶面测量放样，铺放滑轨和锚轮，并用连接器、精轧螺纹钢、锚具将滑轨锚固在腹板竖向预应力筋上。3、吊装主桁，单片吊装，将中立杆对准滑轨，后节点对准连接锚轮，在立柱两侧各用一倒链控制其空间位置，用同样方法安装另一片主桁，调整两片主桁的间距和位置，调平纵梁。4、安装横梁系统和悬吊系统。5、安装底模、侧模，并将其与悬吊系统连接，同时安装工作平台，底模后吊点锚固于1#梁段底板。6、调整底模立模标高，校正加固底模、侧模板。7、待2#梁段底板与腹板钢筋、纵向与竖向预应力管道、各种预埋件安装完成后，安装2#梁段内模，将内模后吊点锚固于1#梁段顶板，前端悬吊至上横梁，校准、加固内模，完成挂篮安装，继续安装顶板钢筋、纵向与横向预应力管道、各种预埋件，灌注2#梁段混凝土。8、对称的两套挂篮同时安装，同时前移。二、挂篮前移挂篮前移是在纵向预应力筋张拉完成后开始的，包括安装延长滑道，9拆除底模、侧模、内模，前移模板等工序。1、安装滑道已灌注梁段砼强度达到设计强度的50%以后，安装并锚固滑道。先将箱梁顶面清理干净，清除梁段顶面腹板部位竖向预应力筋上的杂物，然后测量放样，铺放滑道，并使轨顶标高与主桁底面轨顶一致，将轨道用锚杆、连接器、锚具锚固在梁段腹板竖向预应力筋上，锚固过程中，要将锚杆与竖向预应力筋旋入连接器长度相同并不少于6倍螺距，然后安装倒链，前端挂在滑轨上，后端安放在主桁滑道的拉环上。2、松开模板首先，拆下侧模及吊架锚杆，而后再拆除底模后锚，放松底模后横梁及各前吊杆，使底模离开梁底10cm左右，再拆下内模滑梁前吊杆，利用内模架上的丝杠收起内模。3、前移挂篮解除挂篮后锚，使自锚滚轮卡在走行轨上，拉前移倒链，通过滚轮的滚动和垫于滑靴内轨道上的四氟板滑动，达到挂篮前移的目的。注意在挂篮前移时，需利用后挑梁通过在梁底捆绑钢丝绳保证挂篮前移过程中不至于由于惯性作用而发生倾覆，防止挂篮自锚失灵，注意左右两片轨道上的倒链同时拉动，使挂篮连同底、侧模板一同前移，直至就位。4、后端锚固，校正底、侧模板挂篮前移到位后，安装挂篮后锚杆与腹板竖向预应力钢筋相连，旋紧锚具将挂篮固定。然后安装底模后锚杆并紧固，同时校正底模纵向位置，完成后收紧前吊带，调整底模标高。校正侧模方法与底模相同，但需先在两侧模的前端上方翼板位置用型钢卡住，限制其相对位置，再调整其方向，待轴线、标高调好后，紧固后锚，并用安装在侧模外底部的千斤顶支撑牢10固。5、前移并校正内模底模、侧模校正加固完成后，修整其表面，涂抹脱模剂。安装下一梁段的底板与腹板钢筋、纵向与竖向预应力管道、各种预埋件等。完成后前移内模纵梁，此时内模用临时支撑支在上一梁段内，纵梁前移到位后，安装前、后吊杆并收紧，将内模完全悬离已成形梁段，前移就位，并按照校正底模方式校正，最后旋动开启丝杠，安装内模加固支撑及内模与侧模间的拉杆，完成挂篮前移，进入下一步工作。三、钢筋、预应力孔道安装1、钢筋制作与加工施工准备时，应组织项目部和施工队技术人员详细复核设计图纸，应对设计各部分图纸综合考虑，全面细致，重点注意一些容易遗漏的问题诸如箱梁预应力齿板、槽口、箱梁通风孔及泄水管、防撞护栏、伸缩装置、交通工程等预埋件的安装以及挂篮（包含底模、内模后吊点）后支点等预埋件的安装。为此，应绘制每个梁段预埋件图纸，图纸内容包含预埋件类型、数量、位置（诸如是在顶板、底版还是腹板，具体尺寸等），避免遗漏。⑴核对钢筋和预应力管道之间的位置关系有无冲突，核对钢筋配料表和料牌，核对成品钢筋的种类、直径、形状、尺寸和数量，如有错漏应纠正增补。⑵绑扎形式复杂的结构部位时，应先研究钢筋就位顺序，并与相关工种研究模板安装、预应力管道安装、预埋件和绑扎钢筋等的配合次序和施工方法，减少绑扎困难，避免返工和加快进度。⑶如有预应力管道与普通钢筋位置发生干扰，可适当调整普通钢筋的位置，但需征得监理工程师或设计代表同意认可，禁止随意取消或截断受11力钢筋。⑷绑扎时应注意同一截面内钢筋焊接接头，受拉区不超过断面50％，受压区不受限制；钢筋绑扎接头受拉区不超过25％，受压区不超过50％。⑸安装钢筋时，应保