高墩大跨连续刚构梁桥快速施工Word格式文档下载.docx
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本工法适用于铁路和公路单双线高墩大跨连续梁桥施工,尤其在施工工期短、砼圬工量大、施工条件恶劣的条件下,施工效果更加明显。
四、梁桥快速施工的保证措施
(一)、配套的机械设备
大型设备的配套使用,不仅减少劳动强度,降低了高空作业的难度,为确保大桥快速施工提供了重要保障。
针对大跨刚构梁桥施工特点的设备主要有:
大跨度缆索吊(用于砼灌注、材料运输)、液压自升翻版模设备(高墩施工)、走行挂蓝(连续梁施工)。
1、大跨度缆索吊
缆索吊车的高墩大跨度桥梁常用的运输设备,因地制宜的架设不受地形的限制,尤其对山区深谷的桥梁施工,其优越性非常显著。
(1)、结构组成
缆索吊跨度700米,由两组起重运输机构组成,每套机构承重钢丝绳为3根,起重钢丝绳1根,行走牵引钢丝绳2根;
卷扬机3台(其中由2台实现小车的行走牵引,1台实现吊钩升降),钢索、天车、钓钩、塔架、卷扬机、导向滑轮、地锚组成。
(2)、起吊运输能力
缆索吊平均起吊高度75米,平均运行距离100米,平均单钩吊重3.5t,正常工作的情况下,每月可完成7200吨的吊运任务。
通过采取加强地面水平运输,减少缆索吊的运行距离;
合理统筹调度,避免空载运行等措施,提高缆索吊的利用率。
2、抗风液压翻模设备
抗风液压自升式平台翻模是高墩施工的主要设备,具有施工速度快、劳动强度低、工艺先进、具有抗风能力等特点。
(1)工作原理
利用顶杆将工作平台支撑于达一定强度的墩身砼上,以液压千斤顶作动力提升工作平台,施工人员在吊架上进行模板拆卸、提升、安装、绑扎钢筋等作业。
砼的灌注、捣固、吊架内移等作业则在工作平台上进行。
内外模板各设三层,当第三层模板砼浇注完毕后,提升工作平台,拆卸并用倒链提升第一层模板至第三层上,进行安装校正,然后灌注砼,就此周而复始,直至墩顶。
抗风柱于砼和模板进行固结,抵抗平台承受的风荷载和控制平台的偏斜。
(2)工作平台提升:
第一次提升工作平台应在砼初凝后终凝前进行为宜。
提升高度为千斤顶1-2个行程(3-6cm)。
以30分钟提升一次,每次提升千斤顶一个行程(3cm)。
浇注完毕后继续提升工作平台,每隔半小时提升千斤顶1个行程。
提升工作平台的总高度以能满足一节模板(1.5m)组装高度即可(1.5m<
h≤1.8m)。
当砼终凝且又不需要提升工作平台高度时,终止提升平台,进行模板和抗风柱的翻升。
采用液压自升平台式翻模进行高墩施工,最快速度达到2天3板(4.5m),百米高墩施工不超过三个月。
墩身弧端圆顺,大面平直,棱角分明,基本消除砼冷缝和色差,具有良好的施工效果。
4、走行挂篮
采用自锚桁架式三角形挂蓝进行悬灌施工,具有简单,受力合理,适于温差变化大,可在
全天候组织施工。
(如图)
(1)挂蓝的构造特点:
本桥采用三角形桁架式挂蓝,由吊架部分、锚固部分、模板部分、走行部分及附属部分组成。
挂蓝自重59吨,适应最大梁段长度4米,适用最大梁段重量200吨,,设计安全度为2.5,导链牵引。
前支座安放聚四氟乙烯滑板,后支座设滚轮,减小滑行阻力。
挂蓝走行时外模板坐落于底模纵向走行梁上,较传统的依翼缘板下的走行梁走行更为安全和平稳。
(2)、挂蓝安装与使用
挂蓝安装在0#段完成并安装完底板后进行,挂蓝安装采用缆索吊分部整体吊装施工,其安装的顺序为:
挂蓝底模→主桁架组拼并吊装→安装前横梁、吊带→移动侧模到位→安装外模吊梁、吊杆→安装内模板系统→安全检查
安装前对挂蓝预埋件、预留孔的具体尺寸进行检查,避免影响安装进度。
走行挂蓝设计图
(4)、挂蓝的工作原理
挂蓝使用前先进行预压试验,施工时为进行有效的线性控制工作,减少挂蓝在灌注砼过程中的变形调整,挂蓝前端应预留沉落量,沉落量的确定是根据挂蓝实验时的变形和现场施工前1—2个梁段灌注过程中的变形观测结果来确定的,具体办法如下:
①首次使用挂蓝前按照实验数据对挂蓝前端预留沉落值,
②灌注砼前于挂蓝前横梁和吊带上设定观测点,
③根据砼的灌注过程分级对观测点的标高进行观测,当观测结果与预留沉落值相差超过施工规范要求的5MM时,对挂蓝前吊带进行调整
④对观测结果进行分析,确定挂蓝的底模板和主桁架的变形。
⑤该桥挂蓝的预留沉落值根据实验和前期的观测结果设定为1-5#梁段8mm,5-11#梁段5mm,11-17#梁段8mm。
该变形值在进行挂蓝标高设定时一次完成。
在挂蓝的使用过程中坚持对挂蓝的吊系统进行检查,避免发生安全事故。
(5)、挂蓝走行
梁段砼达到80%后,进行张拉、压浆后,将挂蓝前移。
前移步骤为:
①接长并锚固挂蓝轨道,在轨道表面放置镀锌铁皮,并涂润滑油;
②拆下底模后吊带、内外模前后锚杆,并确认模板已经和砼脱离,内模和内模架落于降低的内滑梁上,外模板落于底模走行纵梁上;
拆除主桁架的后锚杆让后支座受力,放松底模前吊带,使底模离开梁体100mm左右;
③进行走行前的安全检查,重点检查部位为挂蓝两轨道是否相对水平和与桥轴线平行,轨道锚固和支垫情况,挂蓝前后支座,挂蓝上是否有人员在作业;
④每片主桁架各用一个10吨的倒链牵引,带动挂蓝底模、侧模和内模同步前移,滑行时及时对接缝和砼表面缺陷进行处理,尤其是对拉杆头进行处理,防止锈水污染砼表面,进行修补和处理时挂蓝不能移动;
⑤到位后及时安装底模后吊带,内外滑梁吊杆和挂蓝主桁架后锚固装置,将临时受力状态变为永久受力状态,确保施工安全。
(二)施工工艺
1、墩身施工工艺
(1)施工工艺流程
(2)、施工要点
混凝土要达到一定强度时,再进行凿毛、绑扎和焊接钢筋施工作业。
每一节混凝土施工完成后,都要有专业技术人员,测设中线,用于支护模板、调整平台。
模板为单面整体拆除,利用平台纵梁(横梁)作为支架,倒链作为动力,对称提升。
2、0#段施工工艺
连续刚构梁桥为矩形空心墩与箱形梁节点,是全桥结构中结构受力最复杂,施工难度最大的一个梁段。
实践证明,通过优化的施工方案,科学组织施工,非常成功的完成0#段施工任务。
0#段施工的关键技术包括:
0#梁段竖向预应力钢筋安装、墩内拖架安装、外部膺架的安装、模板系的安装以及0#段混凝土的灌注施工。
①0#段竖向预应力钢筋的安装:
0#段竖向预应力钢筋长度12m,先在施工缝处将预应力钢筋的平面位置准确定位,利用墩身施工的液压平台,并在上部搭设两层钢管架,利用塔吊配合由上至下穿筋定位,并用型钢做劲性骨架进行固定,待墩身混凝土完成后,分解、拆除液压平台。
②外部膺架的安装:
顺桥方向的膺架是支撑模板、拖架和混凝土的重要结构根据墩身的宽度和梁底的宽度,每侧架设7片,并用分配梁将膺架连为一体。
采用缆索吊配合,单片安装、整体拆除。
③模板系统的安装:
外侧模架与模板用12号槽钢组焊,按4.5m+3m+4.5m=12m分单元加工,在地面拼装后,用缆索吊吊装就位,吊装就位的次序为先3.0m,加快了施工进度,避免了高空作业的危险,提高了安全度。
④混凝土灌注施工:
0#段采用一次性灌注成型的施工方法,位置高、混凝土圬工量大、预应力钢筋布置复杂、非预应力钢筋密集,质量要求高,施工难度大。
根据分层灌注的厚度和每层灌注的时间掺加缓凝剂,缓凝时间为8h,混凝土的灌注顺序为:
底板横隔板腹板顶板。
施工效果:
在进行组织下,0号块施工完成只用了23天的时间,比传统的施工方法(预计60天)节约40天,并作到了一次性灌注成功,成型的梁体截面尺寸准确,表面光洁平整,波纹管无被堵现象,质量被评为优良.
时间证明,利用墩身材料设计的拖架,膺架受力明确,结构安全可靠,模板拼装平整,质量良好,有效的节约了资金。
拖架、悬臂膺架,分单元整体吊装外模架与模板的方案大大加快了施工进度,安全可靠,大跨度连续刚构0#段快速施工成套技术的成功应用,为以后铁路高墩大跨刚构桥的施工积累了宝贵的经验。
3、连续梁施工工艺
(1)施工工艺流程图
张拉:
混凝土灌注完成三天且设计强度达到85%时,张拉纵向预应力钢绞线。
张拉顺序为先腹板后顶板,先下后上,左右对称:
1.05×
控制拉力持荷→10min回油→控制拉力→锚固。
纵向预应力张拉结束后,分别张拉横向和竖向预应力筋,然后分别锚固。
合拢:
通过对箱梁砼内部温度的观测确定合拢施工温度,根据设计要求和现场施工情况确定合拢施工顺序。
合拢的施工顺序为:
拆除端挂蓝→移动另一端挂蓝至合拢段作为施工吊架→高程调整→绑扎钢筋→分级加载进行顶梁施工→锁定顶撑→张拉临时锁定钢束
砼灌注前观测砼的内温,考虑温度的变化规律,确定合拢时间。
合拢段砼在低温时灌注,要求快速施工,在4小时之内完成,升温时砼处于凝固状态。
(三)、混凝土施工
为保证墩身和梁段快速施工,除了大型设备的配置和先进的施工工艺外,不同结构部位的混凝土的合理配置,是保障施工快速进行的关键。
1、墩身混凝土
(1)、施工要求
为加快施工进度和便于施工人员操作,要求墩身实现砼流态化施工,砼坍落度控制在160-200mm之间。
由于液压自升平台的负载及墩身快速施工等原因,要求墩身早期强度在16小时达6-8Mpa。
(2)、砼的配置
本工程墩身施工使用流态砼,砼能自动摊平,降低劳动强度,节省劳动时间,大大加快施工进度,能消除砼层次之间的冷缝色差,促进砼外观颜色一致。
为确保施工进度,保证施工质量,选用HE-2缓凝高效减水剂和UZF-2B早强高效减水剂,克服了流态混凝土,早期强度低,砼不能及时脱膜的缺点。
(3)、注意事项
因墩身流态混凝土试验控制工作风险较大。
所以若有快速施工和规定期限强度的要求,则必须建立一套系统的早期强度控制手段。
这样才能及时、准确掌握砼的早期强度数据,发现问题随时修正施工配合比,杜绝砼强度质量事故。
混凝土的配合比,要根据气候、温度随时调整,以提高早期强度与模板使用周转率。
(3)、施工效果
由于掌握了砼强度增长规律,建立了比较实用的早期强度关系式,砼不仅达到了自流平、好施工的目的,而且保证了砼的早期强度,使为墩身的快速施工创造了条件。
墩身外观杜绝了色差、冷缝、蜂窝、麻面,达到了光洁,颜色一致,内实外美的标准。
2、梁段混凝土的施工控制
(1)要求
梁体为500级混凝土,采用高标号混凝土的施工标准。
要求砼强度C三天达到设计强度的85%以上,龄期强度按照配合比设计要求达到120%以上。