浅谈桥梁施工悬臂挂篮法施工要点
中铁十八局二公司 河北 唐山 063000
摘要:悬臂挂篮法是目前大跨径桥梁施工中采用较普遍的方法之一,它具有施工简便、结构整体性好等诸多优点。在悬臂挂篮施工中一定要把握好施工要点,控制施工质量,使它更广泛的应用于桥梁施工。本文从悬臂挂篮法施工工序入手介绍了其施工技术要点。
关键词:悬臂挂篮法;拼装;前移;浇筑;合拢一、悬臂挂篮法施工及其关键技术
挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架,其锚固悬挂在已施工梁段上,在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设,混凝土灌注和预应力张拉,灌浆等作业。完成一个阶段的循环后,挂篮即可前移并固定,进行下一阶段的悬灌,如此循环直至悬臂灌注完成。
(一)零号段施工
零号段施工托架或支架的设计,曾经有过托架设计安全系数不够的,造成梁部混凝土开裂。因此零号段一般采用分次浇筑,规范也要求分两次或三次浇筑,分次浇筑就很安全了。
(二)挂篮设计及试验
挂篮设计强度一般都能满足,主要是变形控制,规范要求的总体变形不超过 20mm,还是比较困难的。
(三)临时固结技术
多采用墩旁支架和墩顶预埋预应力筋张拉固结。如跨度较小、墩柱较宽,采用墩顶张拉预应力筋作临时固结,施工较简便易行,且造价较低。其他情况为安全起见还是采用墩旁支架。
(四)悬臂浇筑施工
悬臂浇筑施工主要考虑不平衡荷载的控制:梁顶堆载、两侧混凝土浇筑不同步等造成的不平衡荷载;其他问题就是预应力施工、挂篮行走时的安全问题。
(五)合拢段施工
合拢段施工时的刚性支撑的设计、合拢温度的控制、合拢顺序。
二、桥梁施工悬臂挂篮法施工要点
(一)挂篮拼装及预压
挂篮安装标高要严格按设计标高进行安装,从 0# 段梁端向中间安装轨道,利用连接器接长精轧螺纹钢筋,将轨道锚固,量测轨道中心距无误后,用螺母把轨道锁定,用螺栓在轨道接缝处将轨道连接成整体;挂篮主构架分片吊装,先吊装远离塔吊位置的一片,放至前后支座上,旋紧连结螺栓,采用脚手架临时支撑,按同样方法吊装另一片主构架;将主构架后端通过精轧螺纹钢和扁担梁锚固在轨道上,调整位置,安装连接系;吊装前上横梁前,先在主构梁前端放置作业平台,在前上横梁上的上、下垫梁及两根钢吊带一起组装好后,整体起吊安装,待底模架拼装完成后安装千斤顶;在 0# 梁段底板预留孔内,安装后吊带、千斤顶和上垫梁,后吊带从底板穿出与底模架连接;拆除 0# 梁段底部部分支架,将底模架后端插入 0# 段箱梁底部,前端与前吊带连接;挂篮外侧模首先用于 0# 梁段施工,在上述拼装程序之前,将外模走行梁先放至外模竖框架上,0# 段顶板上预留孔,先将后吊架安放好,后端插入后吊架上;内模架首先使用在 0# 节段,待 1# 节段需要使用内模架时,吊装内模架走行梁穿入 0# 节段,临时固定在横隔板预埋件上,同时利用横隔板梁体变化处预留孔安装好后吊杆,待内模脱模后,利用倒链前移至 1# 节段。
(二)0# 段施工技术
1、模板
0 号块底板模板采用大块钢模板 , 腹板外模板、翼板底模板等采用挂篮模板 , 端模采用木模 , 支座处梁体局部加宽部分采用特制钢模 , 钢框和型钢支撑 ; 内模采用组合钢模板 , 倒角部分采用木模 , 型钢支撑。
悬臂浇筑部分内外侧模均采用挂篮内外侧模板 , 底模采用大块钢模板。
2、钢筋及预应力管道
在施工中还必须加强预应力管道位置的准确和固定。纵向制孔波纹管采用塑料波纹管 , 孔道位置必须准确 , 管节之间的连接应保持平顺 ,钢束锚固端的支承垫板必须垂直于孔道中心线。
3、混凝土入模
腹板、底板设串筒入模 , 防止混凝土自由下落与钢筋、管道碰撞发生离析 , 底板混凝土通过在顶板模板开孔 , 串筒入模 ; 腹板混凝土则直接从顶板通过串筒入模 ,, 顶板可直接入模 , 混凝土初凝后喷洒养护液养护。
4、混凝土振捣
振捣工艺。底板、顶板混凝土采用插入式振捣器捣固 , 仅腹板振捣难度较大 , 但采用腹板模板预先开口 , 边浇筑混凝土边关闭开口的办法及较大坍落度混凝土 , 采用插入式振捣器也能满足振捣要求。
5、张拉与压浆
0 号节段混凝土浇筑完毕 , 混凝土强度达到设计强度的 85%, 龄期大于 6d 后 , 张拉相应的预应力束并压浆 , 并以该节段的顶面作为悬臂浇筑的施工场地 , 进行施工挂篮拼装工作 , 之后向两侧逐节段对称悬臂浇筑直至跨中悬臂施工。
(三)梁段混凝土的浇筑
其注意事项如下:
1、箱梁各阶段混凝土在灌注前,必须严格检查挂篮中线,挂篮底模标高;纵、横、竖三向预应力束管道;钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置,认真核对无误后方可灌注混凝土。箱梁各阶段立模标高=设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形。
2、若能全断面一次灌注最好,否则应按以下顺序灌注。(1) 二次灌注:第一次由底板至腹板下承托;第二次为剩余部分。(2) 三次灌注:
第一次由底板至腹板下承托;第二次是腹板下承托至腹板上承托预应力管道密集处以上,第三次由腹板上承托至顶板。
3、混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始,以使挂篮的微小变形大部分实现,从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。
4、各阶段预应力束管道在灌混凝土前,宜在波纹管内插入硬塑管作衬填,以防管道被压扁;管道的定位钢筋应用短钢筋做成井字形,并与箱梁钢筋网固定,定位钢筋网架间距应保持在 0.2-0.8m 左右,以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮,引起预应力张拉时产生沿管道法向的分力,轻则产生梁体的内力分布不合理,重则产生混凝土崩裂,酿成严重事故。
(四)挂篮前移
挂篮移动前要仔细检查底模架和外侧模的各部分联结情况,检查挂篮上的安全网,其它绳索有无与箱梁钩挂的情况;同时拉动 4 台手拉葫芦,使挂篮的 2 片主桁架同时向前移动;挂篮移动要统一指挥,手拉葫芦基本保持同步,并防止出现脉冲式行走。
(五)合拢施工
根据结构情况及梁温的可能变化情况,选定适宜的合拢方式并作力学建算。选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土。合拢口的锁定,应迅速、对称地进行,先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接(或栓接),而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接,临时预应力束也应随之快速张拉。在合拢口锁定后,立即释放一侧的固结约束,使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩。合拢口混凝土宜比梁体提高一级,并要求早强,最好采用微膨胀混凝土,并须作特殊配比设计,浇注时应认真振捣和养护。为保证浇筑混凝土过程中,合拢口始终处于稳定状态,必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重,加、卸载均因对称梁轴线进行。
(六)监测主梁线形
1、监测控制截面挠度
挠度观测资料是控制.成桥线形最重要的观测依 据。一般采用在每个施工梁段上布置左、中、右 3 个 观测点的方式,此种方式可以同时观测箱梁是否有 扭转变形。
2、预拱度的设置
预拱度设置应根据挠度的数值确定,影响挠度的因素有梁段混凝土自重及弹性模量、挂篮自重及 变形,预应力张拉及损失,混凝土的收缩、徐变和温 度变化等多种因素。挂篮体系的变形包括挂篮弹性变形和塑性变形,对于挂篮的塑性变形可通过对挂 篮的预压消除其影响。
3、数据分析
统计实测的标高数据,利用桥梁博士等软件进行分析,准确得出下一阶段施工中需要的标高数据。分析中用到的施工修正值为挂篮变形和模板弹性变形的影响值,可通过挂篮的预压试验确定。当控制点立模标高确定以后,其它点的标高可通过控制点及桥面横坡进行推算。
参考文献
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[2] 张宁 . 浅析大型桥梁施工中的单侧悬臂挂篮法 [J]. 科技风,2010(10)