大跨连续梁施工技术论文.docx

大跨连续梁施工技术论文.docx

《大跨连续梁施工技术论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨连续梁施工技术论文.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

大跨连续梁施工技术论文

整幅大跨连续刚构桥施工技术

中铁十二局集团一公司郑丙宪

【摘要】介绍山西晋济高速公路南河特大桥主桥连续刚构桥施工。

采用双肢联体挂篮施工T构梁段，在0#梁段上上拼装双肢联体挂篮,对称悬臂施工大跨、整幅、斜腹板箱梁。

包括双肢联体挂篮设计、加工与安装和混凝体施工工艺，为同类工程提供借鉴。

【关键词】大跨连续刚构双肢联体挂篮施工

一、工程概况

山西晋济高速公路南河特大桥全长852m，双向四车道,整幅设计。

全桥采用（40+120+3×180+100=800m）一联六跨预应力混凝土连续刚构+连续梁的结构形式。

主梁上部结构采用斜腹板的预应力混凝土箱梁，箱梁为单箱单室断面，采用纵向、横向和竖向预应力混凝土结构。

箱梁顶面横坡与路线横坡一致，为双向2％横坡；箱梁底面水平。

箱梁顶板宽24.5m，悬臂长6.0m。

底板宽从0#梁段处8.656m变化至合拢段处11.408m。

箱梁中心高度从0#块处箱梁12.50m变化至合拢段处4.50m。

0#梁段底板厚2.2m；合拢段底板厚0.32m。

最大梁段混凝土自重390吨。

南河特大桥一般构造图

二、施工方案确定

按照设计要求，在0#梁段采用挂篮施工悬浇段。

根据以往的施工经验，大多数采用挂篮施工的桥梁，一般都是左右幅分离，箱梁顶板宽在10m到18m之间，且梁段自重不超过200吨。

现在的问题是：

一、梁段自重大，390吨；二、顶板宽，24.5m；三、箱梁是斜腹板。

四、高空作业，最低处距地面60m。

怎样解决这些问题是摆在技术人员面前的一个难题。

首先，要方便施工，可操作性强。

第二，必须满足设计规范，满足安全要求。

第三，尽可能利用已有材料，节约成本。

经与设计单位协商、公司业务领导分析论证，最后决定采用双肢联体挂篮施工。

主要解决两大难题：

1、常规挂篮菱形架承重200吨，采用双肢联体挂篮菱形架解决主构件承重问题；

2、常规横梁采用型钢组焊件，不能满足大跨度结构受力要求。

采用在常规横梁上加设桁架结构，解决了这一难题。

通过多次论证，反复研究。

做到了既能满足施工要求，安全要求，又能最大限度的利用原有材料。

做到了技术措施，安全措施，经济成本的统一，起到了很好的效果。

三、双肢联体挂篮的设计

双肢联体挂篮的设计是利用常规挂篮的菱形架，由单片组合成双片菱形架，作为一组受力体系的构件组合。

即将双片菱形架组合在一起，形成双肢挂篮的一个受力点。

利用两个双肢作为主承重结构。

分别锚固于梁体上作受力结构，设计承重400T，有效地解决了大跨度，大吨位梁段的施工。

双肢联体挂篮前上横梁、底横梁，分别采用型钢组焊件增设桁架结构，解决整幅箱梁宽顶板的受力特点。

提高了横梁的承载能力，有效地提高了抗弯性能。

主构件构造：

双肢是利用0.8米长六组2[30bA3组焊件将常规两片菱形桁架栓接。

利用扁担梁将其锚固于箱梁上。

前上横梁接长后，在一侧安装2[20bA3组焊件，形成桁架结构。

前上横梁通过分配梁架设在双肢菱形架上，形成双肢挂篮的主构架。

分配梁与菱形架和前上横梁拴接，起分配受力均衡的作用。

另配置菱形挂篮的走形系统、提吊系统、模板系统，组成双肢联体挂篮。

优点：

结构稳定，吊装方便，承重量大，安全系数高；

加工快捷，原材料利用率高，节约材料；

适用于大跨度，宽顶板，大吨位悬臂梁段施工。

缺点：

拴接比较多，自重偏大。

四、双肢联体挂篮的结构与制作

受力主构件

双肢联体挂篮的双肢菱形架是挂篮的主要承重结构。

两片一组支立于箱梁腹板位置，其间用型钢组焊件组成立体联接体系横联。

每片除斜杆用2[30cA3槽钢组焊而成外，其余均由2[30bA3组焊，节点处用20mm钢板作节点板和M30螺栓连接。

每组上面设置一组分配梁，分配梁是4[40bA3组焊件。

分配梁上面架设前上横梁。

前上横梁由两根20米长的2I40a型钢组焊而成（原先不足的可接长），在2I40a型钢中心焊接2组联结板，联结板采用20mm厚的钢板。

另加工拼装杆件，由2[20bA3组成，计2组，分别与联结板联结。

形成桁架结构。

上设14个吊点，其中7个吊外侧模滑移梁，7个吊底模架。

提吊系统

前吊带：

前吊带的作用是将悬臂浇筑段的底板、腹板砼及底模板重量传至前上横梁上。

前吊带由160mm40mm16Mn钢板用50（20CrMnTi）钢销组合而成。

前吊带下端与底模架底横梁销接，上端吊与前上横梁销接，每组吊带用2个320KN手动千斤顶及扁担梁调节底模标高。

后锚点：

将底模架的另一端全部固定在已浇筑的梁段底板上，后吊带下端与底模架底横梁销接，上端通过底板预留孔穿入已浇筑梁段的底板上面利用手动千斤顶及扁担梁固定。

模板系统

箱梁外侧模框架由[10组焊而成，模板受力桁架采用[10型钢组焊，模板采用大块钢模板组装而成，外侧模支承在外模走行梁上，后端通过Φ32吊杆悬吊在0#箱梁顶板（在浇筑顶板时设预留孔），后吊杆与走行梁间设有后吊架，后吊架上装有滚动轴承，挂篮行走时，外侧模走行梁与外侧模一起沿后吊架滑行。

内模由内模框架以及组合钢模板等组成,内模面板采用组合钢模板拼装而成，固定于内模架的竖带上，竖带采用2[10按间距100cm设置后，再用2[12按间距80cm设置横肋。

底模由底模架和底模板组成。

底模架纵梁为桁架式，用[12及∠75758组焊而成，前后底横梁用2[40A3槽钢制作。

前后底横梁采用原先的接长后，同前上横梁一样，采用[12焊接件，增设桁架结构。

底模采用钢模板，用20cm15cm方木垫在底模架上，宽度比箱梁底小8mm，两外缘固定5～6mm橡胶条，在浇注砼时，外模与底模夹紧，以防漏浆。

底模架前端设有2[14悬臂型钢作为行走操作平台。

底模架共设置10片，腹板底并列设2片，其余按等间距布置，间距100cm。

由于底板随梁段的增加而逐步变宽，所以，腹板底的并列底模架也随梁段的推移而向外侧移动。

因为每段的变化量每侧平均8cm，所以，在实际施工中，每两段移动一次底模架。

锚固系统

双肢联体挂篮是用32精轧螺纹钢（梁体内竖向预应力筋或预埋件）把走行轨道整体锚固在箱梁顶面。

采用四轨道，12组锚杆固定。

双肢联体挂篮主构件图示

双肢联体挂篮图示

五、双肢联体挂篮施工

山西晋济高速公路南河特大桥，主跨结构的施工就是采用双肢联体挂篮。

施工的最大梁段高12.5米，顶板宽24.5米，底板宽8.686米，梁段混凝土841方，自重390吨。

现介绍主要的施工工艺及要点。

双肢联体挂篮前上横梁试压

双肢联体挂篮在上0#段拼装前,在工地应进行试拼,并进行试压，消除非弹性变形并测出弹性变形值。

根据弹性变形值提供立模标高值。

双肢联体挂篮预压方法：

将两片桁架的主构架面对面拼装，受力部位穿四根精轧螺纹钢锚固，中间安装9台液压千斤顶，利用油泵加压，通过油表读数反映加载数值。

同时，在桁架的主构架的两端，中间，二分之一，四分之一及装千斤顶的位置，利用钢尺量测两端的距离。

记录数据：

在加载前、加载的50%、100%及卸载后分别记录两端的距离，来计算挂篮的弹性变形、非弹性变形值，为以后挂篮施工提供依据。

预压荷载:

400T，预压次数6次，预压结果：

平均弹性变形每10T变形3mm。

在施工过程中，根据具体梁段的重量调整弹性变形值，最大值拟采用12mm。

双肢联体挂篮前上横梁预压图

双肢联体挂篮拼装

整个上部结构的施工，与地面距离最低处60米，最高处110米，属于高墩施工。

所有的杆件考虑吊装的能力和距离。

所以在制作加工时大都采用栓接。

不能超过塔吊的起重能力和起吊范围。

拼装程序是：

首先在0#梁段顶面铺设钢枕，轨道并找平安装前后支座吊装单片菱形桁架临时锚固组合成双肢菱形架安装横向联结，门架更换锚固系统与梁体固结安装分配梁，前上横梁安装吊点安装底横梁及底模架，底模板安装外侧模。

a、0#梁段顶面铺设钢枕，轨道并找平

施工1#梁段时，首先在0#梁段上进行测放中心线，并根据中心线定出双肢双肢菱形架的位置。

然后，铺设钢枕，安装轨道。

主要利用箱梁的预埋件将轨道固结在梁体上。

在0#梁段顶面利用竖向预应力筋锚固走形轨道。

在每侧的箱梁腹板顶面铺2排钢枕、木枕，安装长3.0m轨道各4根，抄平轨顶面，量测轨道中心距，确认无误后，用加工好的螺帽把轨道锁定。

b、安装前后支座

c、临时固定

在轨道两端按照设计位置安装完前后支座后，利用塔吊吊装菱形桁架。

由于受起重能力限制，箱梁每一端菱形桁架分4片安装，先吊装一片就位临时利用倒链固定后，再吊装另一片，随后安装两片之间的横向联结件。

完成一组后，再安装另一组。

当箱梁一端的两组四片菱形架定位后。

用32精轧螺纹钢筋将菱形架及轨道锚固于0#梁段上。

d、安装菱形架之间的横向联结，横联以及门架。

e、更换锚固系统与梁体固结

利用扁担梁将菱形架全部固结于梁体后，拆除倒链等临时固结。

f、安装桁架之间的前上横梁。

由于前上横梁长，且有桁架结构。

为此，安装时，先吊装2I40型钢组焊件，置于菱形架顶面，带联结板一侧向上放置，然后，进行拼装桁架结构。

完成后，利用千斤顶移动至菱形架前支点附近后。

利用塔吊及倒链将其倒置。

最后，利用塔吊和千斤顶配合就位，栓接固定。

g、安装吊点

在前上横梁安装前吊带、侧模吊带。

在0#梁段箱梁底板上安装后吊带。

前后吊带是吊装固定底模系统的。

主要的受力部位，施工时必须严格要求，规范操作。

吊带采用40mm16Mn钢板制作而成，吊带间利用销轴连接。

h、利用塔吊安装前后底模横梁，然后吊装底模架、铺装底模板。

i、安装内外侧模及走行梁，先用走形梁托紧外模框架，用四只10t倒链向上吊装，两只倒链挂在前横梁上，两只通过梁体预留孔固定，同时上升就位，并用安装好的前后吊带锚固。

j、调整立模标高。

根据挂篮试压测出的弹性变形及非弹性变形值，再加上线形控制提供的立模标高定出1#梁段的立模标高。

双肢联体挂篮检查及注意事项

在安装完成后，要进行检查。

检查内容：

包括杆件的螺栓连接，销轴的安装，千斤顶的支撑，倒链的悬挂吊装，菱形架前支点支撑，菱形架后锚点的固结，前后吊带的联结，钢丝绳的卡环，侧模后吊点的固结。

全部检查完成后，才可以进行下一道工序。

施工时注意事项：

a、挂篮行走轨道必须按设计要求铺设，保持顺直。

不得扭曲，弯折，高低不平。

由于移动时，是四片菱形架同时移动，所以，轨道的中心高度必须满足要求。

要求是：

腹板竖向预应力筋严格按设计的间距埋设，每根竖向筋纵横向间距误差不得大于20mm；锚固轨道底板螺杆的垫块，其厚度不小于20mm，且应将预留孔覆盖，如预留孔偏大，则应加厚垫块，可采用16～20mm垫块；

b、双肢菱形挂篮自重偏大，走行困难，结构件在使用中容易变形，尤其是轨道。

轨道为钢板组焊件，在使用过程中应加强观察，发现有脱焊时应立即采取措施，如补焊、增设加劲襟板、缀板等。

c、菱形桁架是主要承重结构，在反复加载、卸载过程中各杆件之间的联结螺栓容易松动，在挂篮移动之前应经常检查螺栓的松动情况，松动的螺栓应及时拧紧。

为保证有良好的使用效果和正常的工况。

经常检查菱形桁架之间的联结系、前上横梁与桁架之间的联结及底模架纵横梁之间的联结等处的连接螺栓。

d、所有的梁段自重，挂篮自重，主要受力点都集中在吊带上，所以，前、后吊带之间的连接销应用螺母上紧，如上不紧则用垫板调整，尤其是吊带与底横梁的连接，要经常检查吊座的牢固情况。

后吊带的销子，应加铁链防护，严防拆装时坠落。

e、利用菱形挂篮悬臂浇筑施工，属空中作业范围，一定要按高空作业的有关规定办理，如设置安全网和防护栏杆，戴安全帽、系安全带等。

f、挂篮行走时，特别是下坡行走，应有保护措施，例如反方向应有倒链，防止溜滑。

挂篮上使用的千斤顶、倒链、钢丝绳等要经常检查，发现状况不好的要及时更换。

g、菱形锚架锚固后，反扣轮不应接触轨道顶板，即在悬臂浇筑施工时，反扣轮是不受力的。

h、在底板加宽的过程中要移动底模架，尤其要注意，底模架在底横梁上移动过程中，必须用