悬臂挂篮施工工艺设计.pdf
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1、 悬臂现浇梁挂篮施工工艺(研讨稿)中铁十局集团第二工程公司 二00六年一月十六日 目录 1、大桥工况介绍 .4 word教育资料 2、悬臂浇注连续梁施工工艺 .5 2.1 菱形挂篮施工资源配置.5 2.2 悬臂浇注施工工艺流程.6 2.2.1 菱形挂篮的设计.6 2.2.2 墩顶 0#块施工.7(1)临时支座和锚固.8(2)墩旁托架的搭设与预压.9 2.2.3 模板支立和钢筋、波纹管安装 .10(1)模板安装.10(2)钢筋及预应力管道安装.10 2.2.4 砼浇注、养护及降温措施 .11(1)混凝土施工.11(2)混凝土养护及降温措施.11 2.2.5 悬浇段施工.12 2.2.6 挂篮的安
2、装、移动作业 .12(1)挂篮施工作业流程 .12(2)挂篮拼装.12(3)挂篮压重试验.14 2.2.7 钢筋及预应力管道的安置 .16 2.2.8 砼的浇注.18 2.2.9 砼的养生及接缝处理 .18(1)砼养生.18(2)施工缝处理.19 2.2.10 预应力拉 .19 2211 管道压浆.19 word教育资料 2212 挂篮走行.19(1)主桁架梁和滑梁前移 .19(2)模板作业.20 3、悬臂施工控制措施 .21 3.1 悬浇段线型控制 .21 3.2 施工控制的容、目的 .21 3.3 施工控制的主要方法 .21 3.4 施工控制系统的建立 .22 3.4.1 施工控制管理系统
3、.22 3.5.2 施工现场(微机)控制系统 .23 3.5 结构受力分析.24 3.5.1 仿真分析的计算模型 .24 3.5.2 仿真分析的结构设计参数 .24 3.5.3 施工阶段的划分.25 3.5.4 施工荷载的模拟 .25 3.5.5 悬臂施工的挠度计算 .25 3.6 现场观测.26 3.6.1 应力观测.26 3.6.2 挠度观测.26 3.6.3 温度观测.27 3.6.4 混凝土弹性模量和容重的测量 .27 3.6.5 钢绞线管道摩阻损失的测定 .27 3.7 施工过程控制 .27 3.7.1 线形监控实施的主要过程 .27 3.7.2 现场测量监控方法 .28 word教
4、育资料 3.7.3 悬灌施工中标高的施工控制 .28 3.7.4 中线控制.29 3.7.5 断面尺寸控制 .29 3.8 施工控制注意事项.29 3.9 合拢段施工及体系转换.30 3.9.1 临时联结.31 3.9.2 合拢段施工 .32(1)吊架设置.32(2)钢筋、预应力波纹管安装 .33(3)砼浇筑及预应力施工.33 3.9.3 体系转换.34(1)合拢温度的选定.34(2)混凝土施工及悬臂平衡措施 .34word教育资料 悬臂现浇梁挂篮施工工艺(中铁十局二公司研讨稿)1 大桥工况介绍 省凤翔至永寿高速公路第二合同段大桥,桥梁全长 698.0 米。桥面净宽 24.5 米,最高桥墩 1
5、01 米。主桥上部结构为 55+4x100+55 米预应力混凝土刚构一连续组合梁,由上、下行的 两个单箱单室箱形断面梁组成。箱梁根部高度 5.80 米,跨中梁 高 2.50 米,其间梁高按二次抛物线变化。箱梁顶板宽 12.00 米,底板宽 6.50 米,主梁除墩顶 0 号块件外,各单“T”构箱梁均采 用挂篮悬臂浇筑法施工,分 11 对梁段,即 6x3.5+5x4.5 米进行 对称悬臂浇筑。桥墩墩顶块件长 11.00 米,中孔合拢段长 2.00 米,边孔现浇段长 3.89 米,边孔合拢段长 2.00 米。悬臂现浇采用菱形挂篮悬臂挂篮浇筑施工。施工程序为先采 用支架现浇方法施工墩顶 0 号块,再采
6、用菱形挂篮悬臂灌注施 工。在8#10#墩各配备 5T 塔吊一座、8#10#墩配备施工电 梯各一台、桥两端配备 HBT-60 型混凝土输送泵各 1 套,以解决 从墩身到梁体悬灌施工的材料倒运、模板安装、钢筋绑扎、混凝 土运送、挂篮安装与拆卸、小型机具的调运等。同时配备混凝土 搅拌运输车 2 台。在边跨现浇段采用塔架配合钢桁架施工,中间 跨合拢段均采用菱形挂篮施工。word教育资料 2、悬臂浇注连续梁施工工艺 2.1 菱形挂篮施工资源配置 主要机械设备表 序号 名称 规格 数量 备注 1 塔吊 40m 2 座 2 塔吊 140m 3 座 3 菱形挂篮 1650KN 10 套 双向悬臂浇筑 4 电动
7、油泵 ZB4-500 20 个 5 拉千斤顶 YCW-400 20 台 拉预应力 6 轮胎起重机 25t 1 台 安装挂篮 7 卷扬机 2t 4 台 做扒杆用 8 倒链 5t/10t 各 40 个 移挂篮模板 每班劳力安排(一套挂篮配置)序号 岗位 数量 负责施工容 1 管理、技术人员 2 施工现场技术、质量、安全管理 2 木工 2 支拆模板 3 钢筋工 10 钢筋加工、绑扎 4 拉工 8 预应力施工 5 起重司机 8 挂篮安装、走行、加固 6 砼工 8 砼灌筑、养护 7 机电工 2 机械维修、电力维护 悬臂浇筑一节段施工工序周期 序号 工序容 持续时间 1 砼灌注(160 立方)10h 2
8、砼养生 72h 3 预应力拉、压浆 8h 4 挂篮主梁架走行至下一节 2h 5 移动底侧模板 4h 6 安装底板、腹板,绑扎钢筋和波纹管 2h 7 安装模 24h 8 移动模顶板 4h 9 绑扎顶板钢筋及波纹管 12h word教育资料 10 灌筑砼前检杳 4h 11 总计约 7 天一个循环 168h 2.2 悬臂浇注施工工艺流程 连续梁悬灌挂篮施工工艺流程图 中跨合拢段施工|221 菱形挂篮的设计 悬灌施工使用菱形桁架式挂篮。挂篮设计为走行安装方便,轻质,另外能满足最大节段重量。该挂篮具有重量轻(挂篮单套 重 74自重与最大段重量比为 0.45);结构简单,挂篮前端及 中部工作面开阔,可从挂
9、篮中部运送砼,便于轨道的安装以及腹 板、底板钢筋的绑扎,设有走行装置,移动方便,外侧模可一次 就位,无平衡重,可利用预应力的锚具锚固轨道,主要材料为普 通型钢,加工制作简单,可用于合拢段施工,挂篮顶部可设防雨 装置等优点。挂篮最大承重量为 165T 适用最大梁段长 4.5m,梁高变化围 word教育资料 2.87.5m,最大箱梁宽底板 8.0m,顶板 13.5m。菱型挂篮主要由:主构架系统、走行及锚固系统、底模系统、外模、工作平台组成,详见“菱形挂篮结构示意图”。菱形挂篮结构示意图 主桁架梁系位于箱梁顶部腹板上方,是挂篮的主要受力部 件。在悬灌时主要承受模系前吊杆和底模系前吊带传来的竖向拉 力
10、和弯矩,在挂篮走行时主要承受外滑梁及滑梁前吊杆传来的竖 向力和竖向弯矩。主梁系由两根主梁,一个前横梁,一个中横梁,一个尾横梁,斜杆、联结件组成。主梁由两根 40b 槽钢组合成“”杆、S=10 的连接板、S=20 的加强板焊接组成。主梁和 前、中、尾横梁通过连接板栓接,八字撑是用两根的 14 槽钢焊 制成方钢与中横梁和主梁焊接。2.2.2 墩顶 0#块施工 墩顶 0#块现浇外模均采用竹胶板,模采用九夹板。临时支 架采用在墩身预埋钢件安装牛腿,其上放置钢托梁,然后拼装钢 桁架做现浇段支立模板的施工平台。5200 5500 1 1 1000 I 1 JL 9 1 1 975 27251000 320
11、0 1400|3725 3725 3300 885 1.主桁架 2.滑梁 3.底桁架及工作平台 4.外模支架 5.内模支撑 6.巾 32 精扎钢筋吊杆 7.底板锚固 8.前横梁 9.限位支座销子铁垫 5=i?1】T 4 11 Cl.说明:1、本图尺寸以毫米计。2、主要技术参数:适应最大梁段重:164.8t 适应最大梁段长 4.5m 梁高变化范围 7.5-2.8m 适应梁宽:顶板:13.5m,底板 8m 走行方式:无平衡重走行 挂蓝自重:74t word教育资料 工艺流程:安装牛腿及钢托梁f墩顶块底、侧模安装f墩顶块底、腹、隔板钢筋绑扎f底、腹板模板支立f底、腹、隔板砼灌注f顶板、翼缘板模板支立
12、f顶板钢筋绑扎f顶板砼灌注f养护、拆模。(1)临时支座和锚固 连续梁在采用分段悬臂浇筑过程中,永久支座不能承受施工 中产生的力和不平衡力矩。采用设置临时支座承受施工中产生的 力,施工中需采取临时锚固措施,以抵抗施工中产生的各种不平 衡力矩,保证悬臂两端平衡。本项目拟采用在主墩两侧设置临时 竖向预应力锚固的方式,对墩梁进行临时固结。临时支座采用 C40 的混凝土浇筑,临时支座与永久支座同高,中间设 5cm 厚的 硫磺砂浆层,硫磺砂浆层中夹电阻丝,便于临时支座的拆除。临 时锚固采用直径为 32 的精扎螺纹钢筋进行锚固,0#块施工完 毕开始浇筑 1#块前拉,将墩梁临时锁定。临时固结设置详见“临 时固
13、结设置图”临时固结设置图(单位:cm)1.6 X0.2 X 0.024 A3 钢板 1.6 I_I 永久支座 r.n L_l 7 no 梁体 临时支座 墩身 丄 I韭、锚头.立面 1.6 1 L32精轧螺纹 临时锚固钢筋 侧面 0(临时支座)5cn厚硫磺砂浆(夹电阻丝)word教育资料 (2)墩旁托架的搭设与预压 当主墩墩身不及高时,搭设落地膺架拟采用 83 式军用支墩 搭设,上部扩展为三角形托架,上铺设型钢立柱和方木纵梁。墩 顶施工支架详见“连续梁 0#块低墩顶支架布置示意图”。连续梁 0#块低墩顶支架布置图 因主墩墩身较高时,在墩身横侧面浇筑时预埋钢板,搭设牛 腿支架,支撑钢横梁,在墩身纵
14、侧面预埋 PVCf留孔,支架时穿 实心钢棒支撑 150c 工字型钢,工字钢采用螺旋杆拉紧。支架上 铺设型方木纵梁和钢立柱;施工辅助设备由墩身施工时的钢管支 架支承。详见“连续梁 0#块高墩顶支架布置图”。架搭设完毕后在其上立底模和侧模。在底模和侧模上设置观 测点(观测点按 2mA2m 布置),按其相应该处的箱梁自重的 130%堆载砂袋进行超载预压,以预先克服膺架的非弹性变形,超载预 word教育资料 连续梁 0#块高墩顶支架布置图 2.2.3 模板支立和钢筋、波纹管安装 支架使用堆载预压后在支架节点处设分配梁,铺设底模,绑 扎箱梁底、腹板钢筋,安装竖向及纵、横向预应力管道,经检查 合格后浇注墩
15、顶段砼,砼浇注时,对称水平分层进行。(1)模板安装 0#块段外侧模板利用挂篮的侧模配一定的特制钢模板;模 采用挂篮模骨架和模板,WDJ 碗扣支架。底模采用在膺架上设方 木骨架,上铺竹胶板面板。横隔板模板采用组合钢模板配合钢背 带。为保证模板结构尺寸,模板之间设对拉杆予以固定。(2)钢筋及预应力管道安装 0#块段钢筋种类、数量大,构造复杂。施工前对所有的钢筋 大样进行复核使之与箱梁的尺寸相对应,制定 0#块段箱梁及其 横隔板钢筋绑扎方案,分清绑扎先后顺序使箱梁钢筋与横隔板钢 筋绑扎交错进行,互相协调。钢筋在钢筋棚集中加工,现场绑扎 成型。0#块段集中了全桥大部分纵向顶板束管道,管道安装时每隔 5
16、0cm 以 8 定位钢筋焊于梁体钢筋骨架上,以保证管道定位准确 牢固 为防止水泥浆渗入波纹管,堵塞预应力管道,混凝土浇筑前 在 =压不少于 24h。o#块膺架中部布置示意图 0#块 150c 工字钢 实心圆钢棒 0#块膺架外侧布置示意图 word教育资料 纵向管道插入略小于管道直径的 PVC 管。224 砼浇注、养护及降温措施(1)混凝土施工 采用泵送,为提高砼的早期强度,在砼中掺加高效早强减水 剂。砼达到设计强度后,拉预应力钢筋并锚固,压浆。混凝土分二次浇筑完成,第一次浇筑底板及底板侧肋变截面 处,高约 1.3m,第二次浇筑箱梁边墙及桥面。混凝土采用泵送,插入式振动棒捣固密实。(2)混凝土养
17、护及降温措施 外露面混凝土浇筑完终凝后及时喷雾状水养护,及时覆盖无 纺土工布并安装自动喷淋装置确保养护湿度,洒水养护不少于 7d,随后用塑料薄膜覆盖 28 天。其余部位混凝土带模养护至混凝土强度 90%上,并不少于 5 天,在混凝土带模养护期间,需特别注意对钢模接缝处的养护,采用窄条土工布将钢模接缝覆盖并使用钢夹固定,定时洒水以确 保土工布在养护期间始终保持湿润。夏季养护期间在钢模外定时喷水,以降低钢模表面温度,在 混凝土强度达到设计强度的 100%B,可适当松开钢模,向钢模 混凝土进行浇水养护直至拆模覆盖养护。0#块体积较大最大厚度达 2m 以上,第一次浇筑 0#块时即埋 设降温水管,采用
18、Dg25 镀锌钢管,进、出口均设置在桥面标高 之上。冷却管均 U 形管,冷却管的 U 形管下部距底模 0.7m,竖管 与混凝土外壁间距 0.7m,管与管间距 1.0m,在 0#块埋设温度测 试单元件,具体实测混凝土芯部水化热,以控制冷却水流动速度。word教育资料 详见“连续梁 0#混凝土块冷却管布置图”225 悬浇段施工 0#块施工完毕且混凝土强度达到设计强度后,及时在 0#块 段上安装挂篮,经验收合格且试压后进行 1#块悬臂灌注施工。受 0#块长度限制,施工 1#块时挂篮连体,1#块施工完毕后,挂 篮解体成各独立体系平衡施工 2#及以后各节块。2.2.6 挂篮的安装、移动作业(1)挂篮施工
19、作业流程 挂篮施工作业流程图 当墩顶的 0#段施工完成后,开始拼装挂篮。拼装时按构件 的编号和装配图进行其拼装,顺序为:走行装置-主纵梁-主横 拼装挂篮纵横桁梁、底篮模板 主纵桁梁加锚并调整纵桁梁 安装前后吊杆(吊带)和带千 和横桁梁位置 斤顶的横梁 O 0#段冷却水管平面布置图 0#段冷却水管分层布置图 连续梁 0#块混凝土冷却水管布置图 安装主纵桁梁和支点 安装主横桁梁 吊挂两侧底篮(2)挂篮拼装 word教育资料 梁f锚固系f底篮f拉平台。原梁表面处理,咼差不大于 5 mm,word教育资料 对称拼装并随时调整中线及标高。连续梁 1N#悬臂现浇段施工流程图 前段施工完毕 放松前吊杆及后锚
20、栓 桁架滑移就位 锚固后横梁 1中线及标高控制 1 1 1 调整模板 钢筋网片制作 绑扎底板及腹板钢筋 1 管道准备 1 安装底板及腹板管道 标咼控制 1 联接前吊杆 内模滑移就位 1 j 立端模)自检后报工程师审批 1 钢筋网片制作1 绑扎顶板钢筋 1 管道准备:1 安装顶板管道 自检后报工程师审批 浇筑混凝土)f 混凝土养护及拆模 1 接缝处理 1 预应力筋制备 1 清孔及穿预应力筋 张拉机具准备 张拉预应力筋 压浆准备 孔道压浆、圭寸端 n 1 外模及底模滑移就位 自检后报工程师审批 下一节段施工开始 固定后锚 连接内模支撑杆 制作试块 word教育资料 在墩顶块上拼设杆件塔架安设朳杆。
21、在 0#段箱梁顶面进 行水平、中线测量,确定主梁系位置,起吊主梁系杆件到 0#段 顶面,按设计位置放置垫块,将两根主梁放在前后两个垫块上就 位,未端做临时锚固,横向保持水平。安装尾横梁并做主锚。安 装前横梁,平联及平面斜撑。同侧两个挂篮横向连在一起。在主梁上安装滑车,使用卷扬机将底模吊装就位,并安装 前吊杆及保险导链。将侧模吊装就位。安装模及滑梁,挂篮调整就位。检查所有的螺栓、螺母、销子,确保数量和位置正确,检查 千斤顶安装是否平稳牢固,确保无软腿现象发生。完成挂篮的拼 装。(3)挂篮压重试验 挂篮拼装结束后,进行挂篮的载重试验。在已拼装好的挂篮 上布置测点并测出初始标高。按该段梁重的 30%
22、60%100 沅 次加载。稳压 12h,测出挂篮载重能力及主梁在混凝土灌注后的 弹性变形和非弹性变形,为以后每段挂篮底模标高的调整提供试 验数据。在前横梁上根据吊带位置定出 4 个定滑车位置,用 21.5mm 的钢吊绳在其梁上分别缠绕 4 圈后,用卡头把绳头卡紧。穿滑车组,首先量出主梁与地面的高度,再把 4 个定滑轮 和 2 个动滑轮按此高度的距离分别在地面放好,按顺穿法穿成走 8 的2 个滑轮组,跑头分别从定滑轮用卡环与横梁上的钢吊绳连 结。用40b 槽钢当底横梁,在横梁上等距离排放了约 48 吨的 工字钢。吊重与动滑车的连结是用 2 根 21.5mm,长 36m 的千斤 绳,分别在两个横梁
23、的底部,千斤绳交叉穿过滑车吊环,千斤绳 的两个环(绳头)选在空间的地方用卡环连结。在横梁两头分别挂 2 个千斤绳,挂上两个 5t X1 轮滑车作 word教育资料 为转向,起重绳跑头从转向滑车中穿出,挂在倒链的吊钩上,人 工向相反方向拉紧钢吊绳跑头,用 20mn 卡头卡出一个绳环,拧 紧卡头。分别拉紧两个倒链,使滑车组和千斤绳受力,经检查合格 后,继续起升,把重物吊起。(3)挂篮施工作业步骤 施工流程:脱外模-箱梁预应力拉、压浆-在已成梁段铺轨 道-主桁架前移-外滑梁前移-底模、外模前移-调整挂篮-绑 扎箱梁底腹板钢筋,穿波纹管-灌注砼一次成型。移动前的落模,落模高度为 20 cm 左右。顺序
24、是先松后吊 杆,再松前吊杆,走行时保持左右两侧同步,并且每 20 cm 划一 横线。可使用倒链拉动挂篮行走。以锚固杆与主梁锚固,以保持平衡,固定螺帽要松紧一致。模板采用大面积组合模板或定型模板,在结构外侧的腹板 与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。先支立底模,再支立模,最后支立边外模和端模。连续梁施工步骤及挂篮各工况详见“连 续梁施工步骤及体系转换图”。word教育资料 227 钢筋及预应力管道的安置 主箱梁钢筋采用在加工场下料和弯制,现场绑扎。人工现场 进行绑扎成型。其顺序为:绑扎底板钢筋绑扎腹板钢筋安装。桥成,施设助辅工施及篮挂除拆,板模段拢合除拆7 段臂悬和态状支简段线直。系体定静超为变转
25、系体构,后除拆座支时临和架支6。座支时临除拆,置装定锁时临除拆后束力应预拉张,土凝混段拢合跨边筑浇和定锁时临成完时同端两刻时低最 度温在后整调形线,形线时拢合续连及衡平梁续连制控要 重压,重压衡平袋砂装安,板模段拢合跨边设立,置装定 锁时临装安,顶墩#回退篮挂,架桁篮挂除拆5。碇浇现跨边,板模、架膺设安墩边。工施碇臂悬成完,束力应预工施,拱N 粵筑浇臂悬称对别分,设立板模,位就移前篮挂4。束力应预工施,土凝混块 芳筑浇臂悬称对,设立板模,位就移前体解篮挂7。束力 应预工施;土凝混伞筑浇臂悬称对。固加接连向纵篮挂 后前;板模篮挂装安、篮挂体连装吊顶块卄爭在2。结固时临梁、墩成完,土凝混#筑浇,板
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