箱梁挂篮施工技术方案Word文件下载.docx
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锚固系统:
锚固系统设在两榀主桁架的后端,各三组,每组锚固系统包括3根后锚上扁担梁、4根后锚杆,锚杆采用Φ32精轧螺纹钢筋。
其作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩,确保挂篮施工安全。
走行系统:
走行系统包括垫枕、轨道、前支腿、后支腿和牵引设备。
挂篮走行时前支座在轨道顶面滑行,联结于主桁架后节点的后支座反挂在轨道翼缘下并沿翼缘行走。
挂篮走行由2台YCL60型千斤顶牵引主桁架并带动底模平台和外侧模一同前移就位。
千斤顶及油泵与竖向预应力粗钢筋张拉设备通用。
挂篮走行过程中的抗倾覆力传力途径为主桁架后节点→后支座→轨道→垫枕→竖向预应力粗钢筋(非结构用)。
内模在钢筋绑扎完成后采用手拉葫芦沿内模走行梁滑移就位。
1.1.2、主要技术性能及参数:
适应最大梁段重:
174.4t。
适用施工节段长:
4.5m
适用梁体宽度(底/顶):
6/12m
适用梁高:
6.8—2.7m
挂篮自重:
<80t。
走行方式:
液压千斤顶牵引(或葫芦)。
工作状态倾覆稳定系数:
>
2.0
走行状态倾覆稳定系数:
主桁架最大变形:
19mm
1.1.3、主要特点
a.贝雷梁主桁架结构简单,受力明确。
b.贝雷梁挂篮重心低,挂篮的拼装、使用、拆除安全、方便。
c.起步长度短。
d.操作方便、安全,施工人员站在梁顶即可完成各项操作。
e.挂篮的外模板采用大模板拼装,可保证箱梁混凝土外观质量。
f.可变宽轻型门式内模框架,最大限度的保证箱内操作空间。
j.利用箱梁腹板侧预埋孔道,通长预应力粗钢筋作后锚,抗倾覆系数高,安全可靠。
h.采用液压千斤顶牵引方式,走形平稳、安全。
i.贝雷梁拆装后可以多次重复使用,用途较广。
1.2、挂篮设计
1.2.1、设计依据
《沙塘坝大桥两阶段施工图设计》
1.2.2、设计规范
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
《钢结构设计规范》GB5007-2003
《钢结构高强螺栓连接的设计、施工、及验收规程》JGJ82-91
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
1.2.3、主要技术指标
梁段长度:
4.5m
梁段重量:
174.4t
主桁架最大下挠值:
27mm
前上横梁、走行梁、底模平台横梁和纵梁刚度:
支撑计算跨径的1/500
底模板、外模刚度:
支撑计算跨径的1/400
内模刚度:
工作状态抗倾覆系数:
走行状态抗倾覆系数:
1.2.4、材料
钢材:
主桁为贝雷梁,材质为16Mn。
Q235:
用于除销轴、吊杆以外的其它构件。
40Cr号钢:
用于销轴
ZG275-500用于滚轮
40Si2MnV(高强精轧螺纹钢筋):
用于吊杆及锚杆。
连接材料:
10.9S级钢结构用高强螺栓联结副
E43焊条
1.2.5、结构计算
采用大型结构计算软件进行整体空间内力分析。
详见《挂篮设计图》和《计算书》
1.3、挂篮安装程序
1.3.1、安装准备
检查0号段底板和顶板预留孔的孔径、位置、垂直度误差是否符合挂篮安装要求;
检查挂篮锚固用精轧螺纹钢筋位置、伸出梁顶长度误差是否符合挂篮安装要求;
清点挂篮构件、螺栓等连接材料是否齐全,清点挂篮安装用的小型机具、材料是否满足安装需要。
确认塔吊起重能力是否满足安装工艺需要,并对塔吊进行检修维护。
挂篮垫枕下面的箱梁顶面抄平,高腹板侧用40号砂浆,低腹板侧用与箱梁同标号的混凝土。
1.3.2、安装垫枕和后锚下扁担梁,并将垫枕和后锚下扁担梁顶面调平。
1.3.3、安装轨道。
两侧轨道中心距误差不大于5mm,两侧轨道的中心线与箱梁中心线偏差不大于2mm。
轨道顶面任意两点的高差不大于2mm。
1.3.4、拼装单榀主桁架。
单榀主桁架在0号段顶面水平拼装。
1.3.5、将前后支座摆放在轨道上。
1.3.6、用塔吊将单榀主桁架竖起并吊装至前后支座上,安装主桁架与前后支座的连接螺栓,然后将单榀主桁架临时锚固,防止倾覆。
1.3.7、安装竖向联结系和水平联结系。
1.3.8、安装前上横梁。
1.3.9、用手拉葫芦将主桁架拖拉就位。
1.3.10、重复以上工序,拼装另一端挂篮的主桁架。
1.3.11、安装挂篮后锚。
后锚必须用螺旋千斤顶预紧。
1.3.12、拆除0号段的全部下节外侧模,拆除0号段中间9m的上节外侧模,露出翼缘板上的外模走形梁吊杆安装孔。
保留两端的挂篮的上节外侧模。
1.3.13、安装外模走行梁。
1.3.14、用手拉葫芦将挂篮的上节外侧模沿走行梁拖拉至2号段位置。
1.3.15、安装挂篮的下节外侧模。
先逐片安装下节外模框架,并精确调整各片框架的位置后临时连接成整体,然后再安装模板。
安装前预先拆除0号段悬臂端底模及两个外侧的托架。
1.3.16、安装底模平台后横梁和后吊带,此时将底模平台后横梁放置在中间的两个托架上。
1.3.17、安装底模平台前吊带。
由于前吊杆较长,需采用连接板连接。
1.3.18、安装底模平台前横梁。
将底模平台前横梁悬吊在前上横梁上。
1.3.19、安装底模平台底模架。
1.3.20、铺装底模板并调平,然后将底模架栓接在纵梁上。
1.3.21、安装内模走行梁的前后吊杆、吊环及内模走行梁。
1.3.22、用螺旋千斤顶将后锚预紧,调整底模平台前端标高。
1.3.23、安装外侧模下端通长对拉杆并预紧。
1.3.24、底板和腹板钢筋绑扎完成后安装内模及内外模对拉螺杆。
1.3.25、安装端模。
1.3.26、2号段施工完成后,按照挂篮施工图完成挂篮分离,进入3号段后正常循环。
1.4、挂篮加载试验
挂篮预压采用最重梁段2#段,砼方量为67.085m3,总荷载为174.421t;
为保证施工安全和消除非弹性变形,测出弹性变形,为线形控制做准备,我部拟采取两个方案进行挂篮预压:
第一个为:
挂篮主桁现场对顶试验,检验挂篮主构件受力及变形,同时通过计算理论得出吊带及底模系变形,确定挂篮受力及变形量。
第二个为:
现场采用土袋堆载对挂篮整体进行预压,土袋堆载重量尽量模拟梁体荷载实际,同时通过分步加载,挂篮主要构件上贴应力片等检测措施,检测的实际数据推算最终挂篮受力及变形量。
两种方案的优缺点为:
第一种方案通过模拟挂篮理论受力重量,检验出挂篮的主构架受力满足要求,从而确定了挂篮的关键构件受力的安全性,同时各构件均为钢结构,采用成熟的理论计算可以得出挂篮的各构件变形值,最终得出挂篮总受力的安全性及变形量;
缺点为:
不能在整体拼装后进行预压,无法检验各构件间由于连接空隙及拼装精度产生的不良受力因数。
第二种方案由于挂篮已经整体拼装完成,通过预压能够消除各构件间连接产生不良因数,同时能检验挂篮整体实际受力状况,能比较直观力确定整体变形量,调整施工标高;
但由于受现场实际情况,土袋比重少,堆载高,在有效的面积内无法堆载相应的荷载重量,不能模拟梁体实际荷载分布状况,堆载过重对挂篮底模架受力存在不利影响,甚至会压坏底模架;
同时由于堆载高,存在较高的安全因数等,故只能采取尽量堆载方案,通过部分堆载得出数据与计算数据的比较,从中找出不同点,推算出最终受力状况及变形总量。
1.4.1挂篮现场的对顶试验:
挂篮对顶试验采用在施工现场进行,挂篮单片拼装完成后,利用千斤顶进行加载试验。
加载试验利用在两片挂篮主桁架后锚位置上布置6根Φ32精轧钢,利用扁担锚固,在主构架前端布设100T油压千斤顶,同样采用6根Φ32精轧钢及扁担梁锚固,形成对顶趋势。
具体布置详见及压重《挂篮对顶试验示意图》。
1.4.2土袋堆载整体试验:
(1)、土袋预压:
挂篮整体拼装完成后,在梁体底板上堆土袋和钢筋进行整体预压,用以检验挂篮整体受力情况。
土袋采用大麻袋,挖机配合人工装土,塔吊吊装,地磅进行计量。
预压采用分级进行堆载预压,分次进行加载,根据各部位荷载的20%、30%、40%、50%、100%重量加载。
预压的数据的检测方式:
采用对挂篮主要构件变形量采用经纬仪测量及贴应力片进行应力检测的方法进行检测。
在主上横梁位置处布置变形观测点,在底模板前横梁中心及两侧布置变形观测点,共计6个变形观测点。
观测方式为:
预压前进行初次测量,然后分级加载前后进行测量,加载完成后每间隔2小时进行观测,在每次加载后经观测变形量无变化,即证明已经稳定,方可进行下次加载预压。
在主桁架上分别贴应力片进行应力检测,以确定主构架受力实际状态。
观测方法为:
从预压开始至预压完成后2少时内,全整个过程中进行观测。
整个预压过程记录整理好观测数据,确定最终预压结果。
(2)、注意事项:
、堆载预压前应首先将两侧模板采用拉杆进行对拉固定,同时堆载预压时在靠近模板侧预留一定的间隙,防止因土袋堆载过高,挤压外侧模板。
、堆载过程中随时进行挂篮各构件的情况,如发现意外情况,立即停止作业,人员撤离,并采取有效的措施。
、堆载过高应采取内搭支架,便于人员操作,同时对加载部位进行维护,防止因堆载过高,产生土袋倾斜,致使塌陷。
、加载过程中安全人员全程旁站,观测加载情况。
(3)、由于挂篮拼装后整体预压较为繁琐,我部将按照以上方案要求编制详细的预压作业指导书。
1.5、2#~14#梁段施工作业程序
从1号段开始采用两个贝雷梁挂篮在T构两端进行对称悬臂浇筑施工。
悬臂灌注工艺流程见附图31。
0#段预应力张拉后及时进行挂篮拼装,以保证1#与2#段砼的接缝质量。
2#~14#梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。
2#挂篮分离后,3#段开始进行标准段施工。
悬臂灌注施工工艺流程图
挂篮悬灌箱梁梁段的施工步骤,严格按照设计文件要求的程序进行,不得任意改动。
悬臂两端混凝土浇筑同步进行,其差值不得大于一块底板重量。
梁体浇筑混凝土时,随时观测桥墩偏移量,如偏移过大需用压重来调整,悬臂最大时,必须严格控制外加荷载与荷载偏心。
施工程序如下:
安装挂篮走行轨道→拼装挂篮主纵桁梁和支点滑船→安装后横梁→锚固→主桁杆件安装→安装前后吊带和带千斤顶的横梁→底篮安装→试压→调整底篮高程→安装箱梁内模滑梁→安装外侧模→调整模板尺寸及标高→(合格)绑扎底板、腹板钢筋、预埋件、预应力管道安装→安装内模→绑扎顶板钢筋、安装预应力管道、安装端模及堵头模板→调整标高→自检和监理工程师检查→两端对称灌注混凝土(其差值不得大于一块底板重量)→养生→拆除端模、凿毛→穿束→(混凝土强度达到80%和5天)张拉→压浆。
1.6、悬浇施工监控措施
项目部成立沙塘坝大桥监控量测小组,配合专业监控单位工作。
配备全站仪、高精度水准仪、电脑等工具,对箱梁每个施工节段前端的左、中、右三点进行监控量测,主要监测数据有:
1、已浇段高程测量:
挂篮走行前梁端左、中、右三点高程;
挂篮到位后梁端左、中、右三点高程;
浇筑前梁端左、中、右三点高程;
浇筑后梁端左、中、右三点高程;
预应力张拉后梁端左、中、右三点高程;
2、浇筑段高程测量:
浇筑前模板高程、浇筑后模板高程、预应力张拉后模板高程;
3、线型控制:
每个节段立模前后分别对箱梁纵、横线位进行测量监控。
4、温度测量:
上述测量进行时,每次记录相应时段的温度。
浇筑砼前对每个节段进行上述测量,并对各节段数据进行累加统计分析,与设计图提供数据进行对比。
如不吻合则及时报监理工程师和设计院,对预应力值或立模标高值等进行调整,以保证箱梁线型与设计图符合。
特别在合拢前加大监控密度,对水箱加载前、后两端箱梁高程进行监控调整,确保合拢段高程达到设计要求。
各项监测数据及时整理后上报监理工程师和业主。
1.7.浇筑混凝土时消除挂篮变形的措施
每个悬浇段的混凝土一次浇筑完成,并在底板混凝土凝固前全部浇注完毕。
浇筑时按从端头向内侧浇筑的顺序进行。
要求挂篮的变形全部发生在混凝土塑性状态之前,避免裂纹的产生。
2、悬灌施工的线型控制
线型控制的目的是保证T构的顺利合拢,合拢后,全桥线型符合设计的要求。
现场施工线型控制方法:
1)、观测点设在0号梁段中心线处,在每个梁段前端,按左、中、右设5个控制点,对每一施工步骤如挂篮移动前、挂篮移动后、混凝土施工前、混凝土施工后、预应力张拉前、预应力张拉后进行跟踪观测,及时反馈观测数据,对观测数据进行分析,调整电算数据,为后续施工提供合理的预拱度。
2)、在每个承台上设有基础沉降观测点,定期观测基础沉降情况。
3)、定期观测温度对结构挠度的影响,通常在早晨8点对整个结构进行初测,下午2点对结构进行复测,对所测结果进行整理作为预拱度调整的依据。
4)、在立摸时,尽量在上午9点进行,以消除温度影响。
具体如下:
大跨度预应力混凝土刚构梁施工,较困难的就是线形控制问题。
为确保两个箱构悬臂端部的合拢精度及主梁、主墩施工残余应力控制在设计要求范围内,同时在结构运营相当长时间内达到设计要求的标高,施工时加强施工监控是非常重要的。
整个箱构悬臂梁段的施工监控工作,根据合同文件和业主的要求由有资质的科研单位实施监控。
在整个监控过程中我们将密切配合监控单位工作,并对监控所测得的数据进行分析指导施工。
箱梁从0节段完成后,开始箱构悬臂,到边跨合拢,中间需经历若干个工序和体系转换过程,使桥梁的实际受力状态与计算分析一致,桥梁成形后最终线形符合设计要求,保持外形美观,是施工控制的最终目标。
为此,我们对此将进行专项技术研究,通过与设计单位、监控单位积极配合,运用结构内力分析、计算机处理数据技术辅助施工控制,进行内力位移的模拟分析和相对参数的调整,以便能得到符合实际的结构分析参数,并在此基础上重新模拟结构受力分析,为后面的施工节段提供更为精确的控制参数。
⑴、箱梁预拱度及立模高程受以下因素的影响:
a.结构自重;
b.施工荷载(挂篮、吊架重量);
c.预应力张拉;
d.混凝土的收缩、徐变;
e.施工时的温度、温差、日照;
f.挂篮等的非弹性变形。
根据悬灌施工的结构形式、预应力张拉、施工时的气候等因素,计算出主梁各施工阶段的节点位移,与施工观测相比较,进行适当调整,从而合理的选择各梁段的立模高程。
⑵、在箱梁悬臂施工中,箱梁块件自重、张拉预应力、挂篮自重、挂篮桁架挠度和吊杆弹性变形均会引起箱梁施工变位,设计单位提供各荷载阶段的挠度,仅是理论计算值,还受各方面因素的影响,实际挠度与计算挠度有一定的偏差。
因此,为合理控制施工标高,将采取以下控制措施:
由设计单位提供箱梁施工各阶段的计算挠度,提供箱梁的立模标高,作为施工控制的基本资料;
制定切实可行的方案,进行挠度观测,将每一梁段施工过程中混凝土块件浇筑、预应力张拉以及挂篮前移产生的实测挠度汇总;
与设计单位配合,及时了解和掌握箱梁施工标高的变化情况,对箱梁施工各阶段的实测挠度与计算挠度相比较,确定下一梁段的施工标高,提供测量放样。
在砼施工过程中,T构两边要注意均衡作业,严格控制不平衡弯矩的产生,挂篮移动必须同时进行,移动速度不大于10cm/min,砼灌注必须同时进行,悬臂两端混凝土的累计浇注量相差不得大于2m3,施工机械不得任意放置,尤其到最大悬臂时,非施工人员上桥也需严格控制。
合拢前,相邻的两T构的最后2~3段,在立模时必须进行联测,以便互相协调,保证合拢精度。
⑶、施工挠度观测
挠度观测点的埋设:
为监测悬臂中各块箱梁在施工过程中的挠度变形并指导施工,在每一梁段箱梁腹板顶面上、中、下游方向埋置φ8mm钢筋,顶部磨圆,在浇筑混凝土时预埋,端头露出混凝土面约20mm,作为挠度的观测点。
观测点的埋置本着能保证观测点本身的稳定性和最大限度反映挠度变形,又不妨碍挂篮前移的原则。
挠度观测:
用精密水准仪和因瓦水准尺,采用水准测量的方法,周期性的对每一段箱梁观测点进行监测,对挂篮前移、浇筑混凝土、张拉预应力前后的各观测点挠度变形进行监测。
二、雨季、夏季施工措施
1、雨季施工安排及防汛措施
1)成立防洪渡讯安全生产领导小组,全面负责本工程施工的防洪渡讯工作。
建立防汛应急预案措施,在雨季施工时要组织防洪抢险突击队,设专人观察险情为防洪领导小组提供决策依据,同时对排洪处进行疏导,保证水流畅通及路基.边坡.构筑物的安全。
2)组织好现场工作在汛期来临前清理临时加工厂中各种设施及时拆除迁移至永久加工厂,加固塔吊与墩身联系。
3)在雨季到来之前,做好施工现场及各种临时设施的防洪排水工作,进场的物资及怕水的材料要下垫上盖,用蓬布盖好。
4)在施工中,要与当地气象部门取得联系,定期获取天气变化资料,随时掌握气象情况以便合理安排各项生产。
5)在雨季到来之前,将本工程之内的排水沟与当地水网沟通,保证水流通畅。
6)加强天气预报,提前了解天气变化情况,尽量避开雨天浇筑砼,作好施工现场.钢筋加工厂等施工排水措施。
7)混凝土施工中如遇大雨天,须通仓搭设防雨棚方可继续施工。
8)水泥.预应力钢筋.波纹管仓库要垫离地面20cm以上防潮。
9)挂篮避免接通电线等,防止雷击。
塔机上布设避雷针装置,接地良好。
2、夏季施工措施
1)夏季梁体施工时对砂、石材料采用抽河水降温,避开中午高温时段浇筑,尽量在夜间浇筑完工。
2)在已浇注梁体混凝土面上用塑料膜和土工布进行围护,并加强洒水保湿养护。
3)箱梁浇筑避开高温季节。
三、质量保证体系及其措施
1、质量保证体系
针对本工程特点建立健全质量保证体系,详见质量保证体系框图。
2、质量管理机构
成立以项目经理为首的质量管理委员会,全面负责质量管理工作。
建立健全质量管理机构,从组织上确保质量目标的实现。
项目安质部设专职质量检验工程师,工程队设专职质量检验员,工班设兼职质量检专验员。
组建精干高效的试验和测量队伍,项目经理部设工地试验组,配备必要的检测、试验仪器设备,从原材料控制开始,实施施工全过程测量和试验控制。
对施工全过程进行质量检查,在施工过程中自下而上按照“跟踪检测”、“复检”、“抽检”三个检测等级分别实施检测工作。
3、质量目标及创优规划
1)质量目标
质量目标:
梁体分项工程合格率100%。
2)创优规划
为实现“确保部优,配合全线争创国优”的质量目标,按照“样板引路、带动全线”的方针,保证沙塘坝大桥创优质样板工程。
3)质量保证体系及人员素质上的保证
(1)建立健全“横向到边,纵向到底,控制有效”的质量保证体系。
项目部设专职质检工程师,施工队设专职质检员,工班设兼职质检员。
施工中严格实行“三检制”,形成项目、队、工班、作业人员四级质量控制体系。
(2)建立以项目总工程师为首的技术责任制,健全技术管理体系,实行项目部、施工队两级技术管理。
组织技术人员及质检人员认真学习设计文件,技术规范及验收标准,以指导施工,控制质量。
(3)组织施工人员进行岗前质量法律、法规教育及专业技术培训,宣贯
质量保证体系框图
IS09000标准程序文件,以提高施工人员的质量意识。
对绑扎钢筋、砼灌注、预应力张拉等关键工序严格控制,操作人员做到持证上岗。
4)原材料及机械设备上的保证
(1)执行原材料进场检验登记制度,凡进场的原材料,均按规定频率检验,不合格的原材料严禁入场。
(2)进场的材料按IS09000标准要求进行合理存放、标识,使材料、成品、
半成品的使用具备可追溯性。
(3)使用自动化程度高、技术先进、工程针对性强的施工机械设备,并严格按操作规程进行作业,为提高工程质量创造必要的条件。
5)施工过程中的控制
(1)做好技术交底,技术交底以书面形式下发,通过技术交底使施工人员明确设计意图、技术标准和施工工艺。
(2)制订工程质量的内控标准和工序操作细则,推行标准化作业。
(3)进行定期、不定期质量检查,以做到及时发现问题,解决问题。
(4)严格质量奖惩制度,坚持不合格工程不予计价和优质优价的原则,对于在质量工作中取得成绩的单位和个人要实施特别奖励,坚决杜绝不合格工程出现,对造成质量事故的单位和个人要严加惩处,决不姑息。
(5)强化现场测量和试验工作,配备充足的先进测试仪器,完善各级试验测量条件,使之能适应和满足工程需要。
6)、悬臂段施工质量保证措施
箱梁0号节段施工完成后,在其上面拼装悬浇挂篮并开始悬臂浇筑后面节段的施工。
(1)挂篮要有足够的刚度、强度和稳定性,以免因挂篮变形较大而导致块件结合面的开裂。
挂篮拼装完毕后,进行测试,其最大挠度应不大于2.0cm(不含非弹性变形),尽可能消除非弹性变形,并记录预压时的弹性变形曲线,以获得高程控制依据;
(2)挂篮在现场安装完毕后再进行预压;
挂篮在加载预压前,吊带系统和后锚也进行试验检验,并制定在施工过程中进行常规检查的制度,确保挂篮安全;
挂篮吊带便于调节,当发现前端挠度较大时,可给予调回;
吊带采用低碳钢板吊带;
(3)挂篮悬臂浇筑施工开始前,对桥墩和0号块的高程、平面位置情况以及混凝土强度进行详细复核和检查;
若存在容许范围值(δ≤0.1mm)内的裂缝时,对裂缝进行逐条长、宽、深的复检。
(4)箱梁逐段悬浇过程中,梁段混凝土的浇筑、钢束的张拉、挂篮和机具的移动等,均要遵循对称、均衡、同步进行的原则,平常梁面上尽量少堆放材料和施工机具,并注意悬臂两端对称堆放。
施工中纵向、横向不平衡荷载不超过设计规定的限制。
(5)悬臂块件浇筑时采用正确的混凝土浇筑顺序,腹板和顶板混凝土必须有悬臂端向已浇块件方向浇筑,并适当调整混凝土初凝时间,以避免造成新旧混凝土接缝面处出竖向裂缝。
(6)边跨现浇段在支架上一次浇筑完成,支架按规范要求的恒载进行预压以确保安全和消除非弹性变形,并按实测的弹性变形量和施工控制要求,确定立模高和预拱度。
(7)主桥箱梁合拢顺序严格按设计图纸中的要求进行,合拢段采用吊架施工,施工时首先安装平衡现浇段混凝土重量的压重,安装内、外刚性支撑并部分张拉钢束,浇筑现浇段混凝土并同步卸除压重重量,