连续悬灌梁施工1.docx

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连续悬灌梁施工1

韩家店Ⅰ号特大桥主桥上部结构为：

122m+210m+122m连续刚构，横截面为单箱单室，箱梁根部高12.5米，跨中梁高3.5米，箱高按半立方抛物线变化。

箱梁设三向预应力，主桥箱梁纵向和顶板横向预应力束均采用￠j15.24高强度低松弛预应力钢绞线，锚具为OVM15系列型锚具；竖向预应力筋采用40SiMnMoV精轧螺纹粗钢筋，采用YGN锚具。

主梁采用挂篮悬臂施工，首先在主墩上部预埋U型螺栓和钢板拼装支架，浇筑0、1号段，在其上拼装挂篮，对称逐段浇筑2－36号梁段，然后利用吊架合拢中跨合拢段和两边跨直线段。

悬浇梁施工工艺见下图：

连续刚构梁分段示意图

㈡、墩顶“0#”号段施工

根据设计要求及挂篮的施工方法，“0#”段采用墩顶托架同时施工。

1、墩顶托架搭设

由万能杆件拼成扇形支架，其上分布型钢作为纵横分配梁，再上为底模和侧模，二者之间以木楔等调整底模标高与梁底曲线一致。

用现有万能杆件拼装托架，其上工作面积大，拆除方便，结构受力简单明了。

托架构造如下图：

2、托架预压

托架拼装好后，在其上预压与0号和两个1号梁段等重的水箱，测定弹性变形量，以消除支架的弹性变形，然后立模浇筑混凝土。

3、立模

1、立模板

模板定位时，要考虑预压时的弹性变形量，以确保梁底线型，0#段模需独立设计，外侧模利用挂篮模板，内模采用组合钢模及木模。

②、砼浇筑

由于该段砼方量较大，梁体较高，预应力管道密集于梁顶板，砼灌注有一定难度，为减轻托架负荷和保证混凝土质量，采用竖向分层浇注的方法，浇筑分为3层，先浇底板及腹板一定高度，再浇腹板剩余部分，最后浇筑顶板，分层应距顶底板不小于50cm，单必须保证新老混凝土的结合质量和加强养生。

其施工步骤及工艺见下图：

㈢、悬灌段施工

挂篮是悬臂灌筑法施工的主要设备，它可沿轨道走行，支承在已完成的梁段上，用以进行下一个梁段的施工。

我们采用的挂篮是中国铁道建筑总公司定型的三角形挂篮，应用于本桥施工时，只需把两主桁之间的尺寸改变一下即可。

（一）、挂篮结构形式，主要性能参数及特点

1、挂篮的结构形式

三角形挂篮由三角形桁架，悬吊系统、锚固系统、底模平台、内外模板及走行系统组成。

（1）三角形桁架，又称主构架，是挂篮的主要受力结构。

（2）悬吊系统，其作用是将底模平台自重及上面的荷载传递到主构架和已成梁段的底板上。

（3）锚固系统，平衡灌筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保挂篮施工安全所形成的结构。

（4）底模平台，支承箱梁底模并为立模、钢筋绑扎、混凝土灌筑、养生、预应力筋张拉，孔道压浆等工作提供的操作场地。

（5）内外模板：

外模采用组合模板，可随梁高变化而自由下垂。

内模由内模框架和内模板组成，内模板由定型组合模板拼组，在箱梁锯齿块部位由木模替换对应的组合模板块件即可。

（6）走行系统：

由轨道、反扣轮和前支座组成。

轨道由预埋于箱梁腹板的精轧螺纹钢筋锚固于箱梁上，由两台20t手拉葫芦牵主构架前移，并带动底模一同前移就位，挂篮移动过程中的抗倾覆力由反扣轮经轨道传至已成箱梁上。

内模可在钢筋绑扎完成后由人工沿内模走行梁推至下一梁段就位。

2、挂篮主要性能参数

（1）挂篮自重：

38t（不含模板及其它荷载）。

（2）适用最大梁段重：

220t（不包括施工荷载）。

（3）适用梁段长度：

2.2m－3.5m。

（4）适用梁宽度：

22.50m。

（5）适用梁高：

3.6.0m－12.8m。

（6）无平衡重。

（7）倾覆系数：

混凝土灌筑状态>1.5

走行状态>1.3

3、主要特点

①三角形挂篮外形美观，结构简单，杆件受力明确。

②作业面宽阔，便于钢筋及预应力管道安装，能加快施工速度，缩短梁段施工循环周期。

根据其它箱梁使用情况，梁段最短施工周期5.2天，平均6－8天。

③利用桁架前后支座，使桁架在轨道上走行，无需平衡重，操作方便，移动灵活、平稳，外模、底模随桁架一次到位。

挂篮移动时间短，一般只需2－4小时即可就位。

④挂篮自重轻，利用系数高，是目前我国利用系数最高的挂篮。

⑤挂篮的纵向安装尺寸小，只要有13米梁段长度，即可安装两套挂篮，起步时两套挂篮不需连在一起再解体，拼装就位快，一套挂篮2－3天即可拼装就位。

⑥挂篮刚度大，弹性变形小，立模时只需一次调整标高，灌注混凝土过程中不需再调整。

⑦挂篮使用材料均为常用材料，加工制造简单，一般桥梁工地均可现场加工。

（二）挂篮的拼装

挂篮的拼装在0＃段梁顶进行。

杆件由设于0＃梁段的塔吊吊运，拼装按如下顺序进行：

（1）安装轨道。

（2）水平拼装主构架的三角形桁片，两个桁片可叠放拼装。

（3）安装前支座。

（4）由塔吊分别将两桁片竖起，置于轨道上并支撑牢靠。

（5）安装反扣轮。

（6）拼装联结系。

（7）用手拉葫芦牵引主构架就位。

（8）安装前上横梁。

（9）安装悬吊系统。

（10）安装底模平台。

（11）安装外侧模和外模走行梁。

（12）钢筋绑扎完成后安装内模和内模走行梁。

（13）重复

（1）－（12）拼装另一侧的挂篮。

挂篮的拆卸按相反顺序进行。

挂蓝施工工艺阶段流程图

㈣、钢筋及预应力管道制作安装

⑴、钢筋安装顺序：

底模下层钢筋网→底模管道定位筋→底板上层钢筋网→肋板钢筋骨架（同时安设预应力曲线管道并固定）→顶板和翼板下层钢筋网→顶模上层钢筋。

钢筋的出库、除锈、下料、弯曲成型、绑扎焊接等，严格遵照公路桥涵设计、施工、验收规范执行。

定位网片的制作应尺寸准确、牢固、并加工特制的模具，在模具上制作。

⑵、预应力管道加工制作及安装

预应力管道采用钢质波纹管，波纹管在工地现场卷制。

为保证预应力管道位置正确，砼灌注后管道畅通，施工中对波纹管的安装要十分小心谨慎，严禁施焊或用力碰撞挤压，接头应顺穿束方向套接，采取措施确保其牢固，并封闭搭接孔隙，以防漏浆；其它部位也要制定可靠的防漏浆措施。

每个梁段设置足够的定位网筋，对长束管道，预留压浆排气孔，并将孔眼留在孔道最高位置（禁止留在同一截面）。

前一梁段管节一般露出混凝土表面7厘米左右，应用木楔塞紧，防止损坏。

当钢筋与预应力管道相抵角时，适当移动钢筋位置，为保证肋板中的预应力管道位置正确，可将其用“TT”形钢筋固定。

㈤、挂篮工艺基本施工程序

三角形挂篮后部和中部，分别锚固和支撑在已成形的梁段上。

模内绑扎钢筋、安装预应力管道及预埋件等，灌注混凝土，在悬吊于挂篮前部和两侧的工作平台上边完成张拉、灌浆等作业。

挂篮后部为自锚式滚轮锚于固定在竖向预应力筋的轨道上。

中部以倒链为动力牵引挂篮前移，施工下一梁段直至最后梁段。

⑴、悬灌施工工艺及施工方法

各梁段要求一次浇注完成，保证对称平衡施工，不对称重量不大于一梁段底板自重。

用挂蓝依次悬臂浇注2#～36#梁段，每梁段浇注过程为：

①、前移挂篮→拆侧模、内模（待已施工梁段混凝土达设计的85%时）→安装挂篮走行轨道→待前一梁段张拉完成后底模卸载，前移挂篮→挂篮的移动分两步进行。

一是主导梁架、内外滑梁（拆除滑架后吊杆）向前移动；二是安装滑梁后吊杆、拆除底模后锚杆、侧模、底模沿滑梁前移→校正底模、侧模，并涂脱模剂；绑扎底腹板的细筋，安装预应力管道，完成后前移内模并加固校正。

待36号梁段完成后，挂篮不移动，可利用挂篮抬浇注中跨合拢段。

②、钢筋及预应力管道

钢筋按设计及规范要求下料弯制，成型后挂牌分类堆放；钢筋绑扎、预埋件安装按：

绑扎底板、腹板的钢筋→安装底板预应力管道、

预埋件→安装竖向预应力钢筋→待内模前移到位并校正后绑扎顶板底层钢筋→安装顶板预应力管道→绑扎顶板上层钢筋，安装顶板预埋件的顺序进行。

③、预应力管道

箱梁的预应力管道设计为波纹管。

波纹管在现场加工，采用砂轮锯切割；波纹管要按水泥库的防潮标准存放；波纹管的端头、接头要用三角形、半圆锉、尖嘴钳等修理；内旋法连接；安装时，加密定位筋，间距40～60cm；灌注砼前应检查波纹管的接头是否连接紧密，管身是否完好，应作适当处理，以免漏浆。

砼灌注施工工艺见下图：

④、混凝土配合比

刚构梁钢筋及预应力管道较密，选配合比时根据不同部位（底板、腹板、顶板等），选用不同的塌落度8～14cm，为增强混凝土的流动性和加快悬灌梁的施工速度，砼需掺加早强型减水剂；另根据环境气温，适量掺加缓凝剂，以减少坍落度的损失。

⑤、灌注混凝土

底板混凝土用滑槽、漏斗入模，入模后人工摊平，用插入式振器振捣，在倒角处，张拉底座处、锚垫板下等要加强振捣；

腹板用串筒入模，分层灌注，分层厚度以30cm为宜，振动器移动距离不要超过震动半径的1.5倍，插入下层深度以10cm为宜，不要超过20cm，对于腹板较高的梁段，应在内侧模上开1～2排观察口；

顶板由腹板向中线和梁边灌注，混凝土由吊斗直接入模，以人工摊平。

养护采用梁面覆盖麻袋洒水养护，箱体内洒水养护；

⑥、预应力施工

连续梁预应力筋纵向为钢绞线，竖向为精轧螺纹钢。

预应力筋下料用砂轮锯切割，按设计和张拉需要长度下料，进行编束和穿束。

编束要保证任意两根钢绞线平行，不得缠绕，每1.0～1.5m用3～5根22#铁线绑扎，距端头2.0m范围每0.5m绑扎一道。

穿束前用通孔器疏通预应力管道；穿束时先将导线穿过孔道与预应力筋束连接在一起，以导线牵拉为主，以推送为铺；穿束后检查预应力筋外露孔的情况，保证两端相等，并满足张拉要求，然后安装锚具千斤顶。

悬灌梁的预应力筋有两个方向，即纵向、竖向，其中纵向预应力筋的张拉是控制工期的关键工序，在梁段混凝土强度达到设计张拉强度的85%后即可开始张拉，竖向预应力筋的张拉待纵向张拉完成后进行，但纵向与竖向张拉的梁段数之差不得大于4。

预应力张拉以张拉吨位和延伸量双控，以延伸量为主，延伸量低于-5%或高于+6%时，应停下检查，分析原因并处理后方方可继续张拉。

张拉前及使用过程中，应按规定对张拉机具进行校验、标定。

竖向精轧螺纹钢张拉程序如下：

安装工作锚→安装千斤顶和连接器及张拉杆→安装工具锚→初张拉→张拉至锚下控制应力持荷→测量伸长值，拧紧工作锚→大缸回程→拆除千斤顶。

⑦孔道压浆

压浆是刚构施工的关键工序，直接影响着刚构的使用寿命，灰浆的原材料为525#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4～0.45之间，为了增强其流动性，掺加FDN～5高效减水剂，掺量为0.6%为减小收缩可掺入0.0001倍水泥用量的铝粉作为膨胀剂。

压浆的最大压力控制在0.5～0.7MPa.对于较长的管道,为确保灰浆压注质量,每40m左右在孔道的最高点设置一排气孔,用以观察和证实灰浆压注密实程度.

⑵边跨施工

主桥边跨现浇段在落地支架上一次连续浇筑完成，支架设计时，考虑边墩的偏载问题，对其进行偏心检算，以免边跨段施工时，造成边墩拉裂或失稳，支架预压以确保安全和消除非弹性变形，按实测的弹性变形和施工控制要求，确定底模标高和预拱度。

为保证箱梁和支架间水平向自由变形，为此一般在现浇段底模与支架承重纵梁间密排钢管，在浇筑混凝土时应保证梁体稳定。

预留边跨端底板束张拉工作空间，设计要求待主桥边跨端部底板束张拉封锚后才能进行交界墩“L”型盖梁高出主桥箱梁底的二次混凝土浇筑和

相邻引桥T梁的架设。

施工顺序：

设置边跨段支架→支架顶压测试、消除变形→安装支座、支立模板、绑扎钢筋、布设预应力管道→浇注边跨段砼→待合拢段浇完后张拉预应力索→拆除支架，进行体系转换。

⑶、合拢段施工

箱梁合拢，及体系转换。

合拢段施工是连续刚构施工的最后梁段，也是连续刚构施工的关键梁段。

合拢段方案要考虑全面，审慎行事。

合拢段施工的重点是梁体变形的控制，从三方面入手：

1、两悬臂端梁的固结，分为体外固结和体内固结两种：

①、体外固结。

在顶板、腹板、底板侧面设计并预埋铁件，通过专门设计的型钢刚性内架，在梁体外将预埋件与两个悬臂锁定在一起，限制其在合拢段施工时的相对位移。

②、体内固结。

在梁体砼断面内采用撑和拉的方法固定梁头，支撑在悬臂头底板、腹板、顶板的端面设置预埋件，用型钢在梁体内与预埋件焊连作为支撑预拉。

2、在砼中加入适量早强剂，以缩短等强时间，尽量减小箱梁悬臂端日照温差，为此应采取覆盖箱梁悬臂等减小温差的措施，加强保温和保湿养护，以免引起混凝土开裂。

3、选择合适的砼浇筑温度，合拢温度必须控制在200C以下。

选择低温天气或夜间进行，目的是保持合拢段砼浇注过程和浇注后较长时间内梁具有较小的变形，砼浇注时间尽量缩短。

合拢段底模、侧模可以用挂篮的底模、侧模改装而成，内模为木模。

合拢顺序，全桥分两个合拢段，第一阶段合拢中跨，第二阶段合拢两边跨，合拢段混凝土达到设计张拉强度的85%后，拆除临时束，张拉剩余钢绞线束。

①、中跨合拢顺序

在中跨两悬臂段安装吊架（吊架重不超过1300KN）或利用已有挂篮，并在悬臂端设水箱作平衡重，合拢段两侧水箱容水重量相当于合拢段所浇混凝土重量。

在设计温度下，焊好合拢骨架，合拢中跨。

张拉顶板临时束，绑扎合拢段钢筋。

浇筑合拢段混凝土，边浇筑边同步等效放水。

待混凝土强度达到设计强度的85%以上时按顺序张拉纵向底板束和横、竖向预应力。

②、边跨合拢顺序

边跨合拢顺序与中跨合拢顺序相仿，边跨合拢段可在边跨支架上浇筑。

⑷、悬灌连续刚构线型控制

线型控制工作贯穿于悬灌施工过程的始末。

是一项内容复杂、技术含量较高的工作，包括中线和标高控制，应从以下几个方面做好工作：

1、加强过程测试，与设计数据对比分析，并向设计单位提供资料，以便全桥随时从理论上调整，控制线型。

2、对施工因素造成的线型的变化应严格控制

砼弹模控制，砼配合比设计，后做弹模测试，做为线挂依据；

张拉力控制：

对张拉设备严格按规范检验、标定，规范操作过程，保证设计的张拉吨位；

托梁、挂篮等施工结构均应进行预压，消除非弹性变形，并测出弹性变形数据，在施工中进行变形量预留，调整线型；

挂篮的中线定位要准确、稳定，减少误差积累，保证连续刚构中线精度。

⑸、质量监控

连续刚构的悬灌梁施工工艺较复杂，涉及面广，除按有关规范施工外还应组织专业人员对关键设备和部位进行设计、测试；对关键工序，成立相应的QC小组，积极开展活动，提高工程质量；加强测试工作，配齐有关设备，严格测试规程、制度；严格技术交底制度，技术交底必须以图文形式；悬臂灌注是一个对称施工的过程，施工中应严格控制对称的原则，搞清设计偏载吨位，结合施工设备的重量，严禁超吨位偏载施工。