本标段DK25+812.03北格太长高速公路特大桥和DK35+749.99 208国道特大桥主桥为预应力混凝土连续箱梁悬灌施工,其主桥形式分别为40+64+40、48+80+48、32+48+32连续箱梁。主要分如下几个阶段施工,第一阶段:完成下部结构及各主墩顶4.0米导梁立模现浇,完成墩顶的临时固结;第二阶段完成主跨的悬臂浇注段形成T构,及边跨支架的施工;第三阶段:边跨合拢及张拉相应的底板索,及时完成相应的体系转换;第四阶段:中跨合拢张拉相应的板底索,及时完成相应的部分的体系转换。
各阶段流程图:《连续箱梁0#块施工工艺流程图》、《连续箱梁挂篮悬浇施工工艺流程图》、《边跨现浇段施工工艺流程图》、《边跨合拢段施工工艺流程图》。
一、施工准备
挂篮设计及加工:挂篮是悬浇箱梁的主要设备,它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架,本工程拟采用桁架滑移式挂篮,挂篮的设计原则:挂篮自重轻、结构简单、受力明确和移运方便等稳固变形小及便于装拆。根据结构块的长度决定挂篮的长度,为防止挂篮在前移和浇注砼时的倾覆失稳,施工重量采用砼块作为后端平衡承压,另外可在后端锚固以增大稳定性。在施工前应进行详细设计并验算,挂
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篮必须满足强度、刚度、稳定性外,还要使其行走、锚固方便可靠,重量不大于设计规定,挂篮的主要受力结构是纵向主桁架,主桁架可用贝雷钢架、万能杆件或大型型钢等拼成。另外挂篮设计时应考虑前端的预应力张拉平台。
二、一般规定:
1、施工挂篮除应满足强度,刚度和稳定性外,还应符合下列规定:
⑴ 结构形式和几何尺寸应适应梁段变化、挂篮走行能力及新旧梁段混凝土搭接的需要。
⑵ 外侧模板设计应满足翼板底坡度变化的调节,外侧翼板底模宜一端设铰接,另一端设丝杆调节升降。
底模板宜设计为整体模板,并应适应梁底线变化及加宽的需要。 曲线梁模板面宜做成与梁体曲度一致的曲面模板。 ⑶ 内模板宜设计为插板式或抽屉式。 ⑷ 端头模板制作和安装必须牢固、可靠。
⑸ 挂篮安装、梁体混凝土浇筑、模板拆除及挂篮行走每一种工况的整体稳定系数不得小于2.0。挂篮总质量的变化不应超过设计质量的10%。
⑹ 当混凝土采用蒸汽养护时,蒸汽养护罩和挂篮应同时设计。 2、挂篮组装后,应全面检查安装质量,按设计荷载作载重试验,测定挂篮各部件的变形量,并消除非弹性变形。
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3、预应力混凝土连续梁悬臂浇筑应符合下列规定:
⑴ 当梁段与桥墩设计为非刚性连接,悬臂浇筑梁段混凝土时,应先将墩顶梁段与桥墩临时固定。
⑵ 桥墩两侧梁段悬臂施工应对称平衡。平衡偏差不得大于设计要求。
⑶ 浇筑混凝土时,每一梁段在浇筑和张拉前后应按设计提供的挠度值进行比较。
挂篮在梁段浇筑时的弹性变形应分次调整,每次调整值不得超过实际下挠量。
⑷ 悬臂浇筑段模板应与前段梁紧密结合,浇筑混凝土时,可从前端开始浇筑,在根部与前段混凝土连接。
浇筑梁段混凝土前,应将前段接茬处的混凝土充分洒水润湿。 ⑸ 悬臂施工连续梁的梁跨体系转换工作,应在合龙端纵向连续预应力筋张拉、压浆及临时固结解除完成后进行。
4、有支架和墩顶梁段施工及支座安装应符合下列规定: ⑴ 支架施工
① 设计各种支架时,应满足强度、刚度和稳定性的要求; ② 应有简便可行的脱模措施;
③ 各种支架和模板安装后,应预压,压重应大于浇筑的混凝土重量;
④ 支架的地基承载力应符合要求,必要时,可采取碾压或换填处理;
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⑤ 在支架上浇筑混凝土时,应根据混凝土和支架产生的弹性和非弹性变形,设置预拱度;
⑥ 支架底排水系统应完好。
⑵ 有支架梁段混凝土宜在最初浇筑混凝土初凝前浇筑完。当混凝土数量较大时,可适当顺序分段浇筑。
⑶ 临时支座和永久支座在立模前均应安装成等高,永久支座在箱梁施工中不得受力。
⑷ 墩顶梁段应一次浇筑。
⑸ 支座安装时,支座四周不得有0.3mm以上的缝隙,支座中线水平位置偏差不得大于2mm,并保持清洁。
5、张拉和压浆应符合《铁路桥涵施工规范》(TB10203)的有关规定及下列要求:
⑴ 两端下弯的孔道顶部和直线段宜在适当位置留有排气孔,并兼作接力压浆孔。
⑵ 压浆过程中及压浆完成后48h内,结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。
⑶ 竖向孔道的压浆最大压力可控制在0.3~0.4MPa。纵向及横向压浆的最大压力宜为0.5~0.7MPa。当输浆管道较长或采用一次压浆时,应适当加大压力。
⑷ 张拉竖向钢筋时,千斤顶的张拉头应拧入钢筋螺纹长度不得小于40mm,一次张拉到控制吨位,持荷1~2min,并实测伸长量作为校核,偏差在±6%之内为合格。
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6、连续梁的合龙、体系转换和支座反力调整应符合下列规定: ⑴ T构和T构、T构与边跨的连接应设合龙段,合龙段的长度宜为2.0m。
⑵ 合龙前应调整中线和高程,并将合龙一侧墩的临时锚固改换成活动支座,同时按设计合龙温度,将两悬臂的合龙口临时锁定,锁定力应大于释放任何一侧各墩的全部活动支座的摩擦力。
⑶ 合龙前,按设计要求可在两端悬臂预加压重,并于浇筑混凝土过程中逐步撤除。
⑷ 合龙段的混凝土强度可提高一级,混凝土浇筑完,应及时加强养护,悬臂端应覆盖。
⑸ 梁跨体系转换时,支座反力的调整应以高程控制为主,反力作为校核。
⑹ 安装支座下摆时,其中心与上摆中心的纵向偏移值应包括梁体混凝土的收缩徐变及温度变化引起的位移量,当体系转换全部完成时,梁体支座中心应符合设计要求。
三、0#块的施工
在主桥现浇部分两端的墩上安装支座,浇注临时支座,采用托架施工,一次浇注。施工工艺流程为:托架拼装→荷载试验→立底模、外侧模→安装底板、腹板钢筋及预应力管道→立内侧模→安装内托架及顶板模板→绑扎顶板钢筋、安装预应力管道及预埋件→检查签证→浇注砼→养护→张拉、压浆。
0#块托架拼装完成后,由安质部组织各有关部门按大临设施要求
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检查签证,并进行荷载试验(预压),合格后进行模板安装。
钢筋接头按设计要求错开布置,架立筋牢靠,对焊接接头抽样检验,波纹管安装位置准确,内插芯棒,定位网间距0.5m,保证砼浇注时不发生移位、变形,施工期间防止电焊烧伤。
砼浇注时分层浇注,每层厚度30cm左右,振动棒大小根据钢筋间距选择,振捣时振动棒插入深度为高一层砼10cm深,移动间距为振动棒作用半径的1.5倍,振捣时间以砼不再下沉、冒泡,并轻度泛浆为宜。
顶板砼浇注时进行刮平收浆,及时覆盖、浇水养护,待砼达到设计张拉强度后,分批张拉需锚固的钢束并及时压浆。
四、挂篮悬浇施工
1、挂篮和模板的的拼装就位。
上挂篮前必须测量出梁体中线及梁顶标高,并铺设轨道,挂篮装拼直接在加工场装拼完毕后用吊车直接起吊到已张拉预应力完毕的0号块上就位并锚固。在挂篮两侧前后端及外模两侧均设置固定平台,内外模及箱梁前端设置悬吊工作平台。挂篮应按钢结构加工规范及设计图要求进行加工和验收;对结构螺栓、焊缝、杆件数量、规格等进行仔细检查,合格后进行荷载试验。
荷载试验加载采用浮箱加水压重的方法,分级加载,并监测结构变形,测得数据与计算值进行比较,然后逐渐卸载,并测量结构回弹变形量,根据实测变形值确定挂篮底模的预拱度。
模板分底模、外侧模和内模,底模支承吊蓝底的纵横梁上,外模
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有外框架预先装拼成整体,内模由侧模、顶模和内框架组成,由箱梁为变截面箱梁,内模的模板及框架在每一节块均须修改高度,不宜作成整体。模板安装应符合设计及施工规范要求,脱模济统一采用长效脱模济。
2、挂篮悬浇施工
主梁连续箱梁现浇段采用挂篮对称浇注,每个节段均一次浇注完成。施工流程:挂篮前移→挂篮锚固、底篮提升→立底模、外侧模→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内侧模及顶模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇注砼→养护→预应力张拉。
预应力张拉压浆完成后,即可进行挂篮前移。前移利用千斤顶顶推,上下游要保持同步,两悬臂挂篮对称前移,走行过程中要注意挂篮中线及走道方法的观测,发现偏位后及时纠正,确保挂篮到位时偏移值不超过规范要求。
挂篮走行到位后,利用竖向预应力钢筋锚固,拆除滑移设备,前支点加垫块垫实,安装并拧紧后锚设备。
钢筋、预应力安装:同0#块施工。
砼经输送泵泵送到桥面,底板砼通过顶板预留孔洞滑入,预留孔洞下设串筒;腹板砼从腹板内侧模板上预留的窗口送入,两侧腹板应对称灌注;两悬臂端浇筑进度对称、均衡。
砼由前端向后端分层灌注,分层厚度30cm左右,采用插入式振捣器振捣。振捣时尤其要注意纵向锚垫板处,竖向筋锚垫板下,横向
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筋锚垫板、锚固端和下倒角处砼的密实性,振捣操作要求同0#块。砼浇注过程中,根据挂篮弹性变形情况,分次顶升调整,每次调整值4~6mm。混凝土成型后,要适时覆盖,洒水养生。
张拉设备按规范要求校验;钢绞线的下料长度根据预留孔道长度以及千斤顶、工具锚、工作锚的尺寸计算确定。钢绞线穿束采用穿束套进行,先穿一根高强钢丝,高强钢丝牵引钢丝绳,再将钢丝绳与穿束套接好,用卷扬机牵引钢丝绳穿束。
砼强度达到设计张拉强度的90%后,即可进行张拉。张拉工艺流程为:0→初始应力(0.1σk)→分级张拉100σk%→持荷2min→σk(锚固),张拉采用张拉力和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量作校核,实际伸长值与理论伸长量之差值应控制在±6%以内。张拉严格按照设计图纸的张拉顺序进行。
预应力张拉完经检查合格后,尽早压浆;压浆采用纯水泥浆,压浆顺序为先下后上,压浆缓慢、均匀进行,当另一端溢出的稀浆变浓时,关闭出浆口,稳压一定时间,关闭进浆阀。压浆完毕封锚。
五、边跨现浇段施工
当悬臂浇筑至第三跨梁段时,搭设支架,施工前先平整场地,清除杂物,再进行支架基础砼施工,然后拼装支架,支架主要由万能杆件和型钢分配梁组成。支架拼装完成后,按大临设施检查签证,并对支架进行压重,消除结构非弹性变形、压重重量为箱梁重量加上施工荷载重量,压重时监测托架变形情况,作为立模时预抬量依据。
六、合拢段施工及体系转换
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1 合拢段的砼现浇及预应力的张拉
合拢段采用合拢吊篮施工,合拢顺序为先边跨后中跨。 拆除施工挂篮,按合拢时的气温计算确定合拢距离,调整高程及平面位置,安装水平刚性支撑,然后安装合拢吊架。按设计要求立模,绑扎钢筋和预应力管道。在悬臂端设置水箱配重,在进行合拢段砼浇注过程中边浇注边减载,使合拢段在不变的荷载下完成砼浇注。待砼强度达到设计张拉强度后,按设计文件要求张拉预应力钢束。
2 临时支座的拆除
在张拉压浆完成后及时用电热法烧溶硫黄砂浆,解除临时固结措施,将个墩临时支座反力转移到永久支座上,然后凿去多余的砼块,再用砂轮切割预应力粗钢筋并磨光,将梁体自重传给已安装的永久支座上,完成体系转换,形成三跨一联的预应力连续箱梁。
七、施工挠度的控制及观测
悬浇施工梁体由于受温度、外荷载等因素影响会产生挠度,混凝土自身的收缩、徐变等因素也会使箱梁产生标高变化,这种变化随着跨度的加大而增加。为了使成桥后的桥面线型达到或接近设计曲线,必须在悬臂浇注时进行标高控制,在施工中对已浇或准备浇注的梁段进行挠度、温度等观察,并以此随时调整悬浇段的立模标高。
测点布置:在桥轴线及上、下腹板的中心线组成三条纵轴线,每段的前沿和三条纵轴线的交叉点设置为测点。在0#块上设置临时水
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准点,在挂篮就位、砼浇注前后几张拉阶段都必须进行观测。
八、质量检测及质量控制:
1、悬臂浇筑梁段施工允许偏差应符合下列要求: ⑴ 混凝土强度应符合设计要求; ⑵ 桥梁轴线偏位:±10mm; ⑶ 桥梁顶面高程:±10mm;
2、预应力混凝土连续箱梁外形尺寸的允许偏差应符合下表的要求:
序 号 1 2 3 4 5 6 7
项 目 梁 全 长 边 孔 梁 长 各变高梁段长度及位置 边 孔 跨 度 梁 底 宽 度 桥 面 中 心 位 置 梁 高 10
允 许 偏 差 ±20mm ±100mm ±10mm ±20mm +10,-5mm -10,+15mm +15,-5mm 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 挡 碴 墙 厚 度 表 面 垂 直 度 底 板 厚 度 腹 板 厚 度 顶 板 厚 度 桥 面 高 程 桥 面 宽 度 平 整 度 构 造 钢 筋 保 护 层 腹 板 间 距 四 角 高 度 差 +20,0mm 每米不大于3mm +10,0mm +10,0mm +10,0mm ±20mm ±10mm 5mm +5,0mm ±10mm 1mm 2mm 2mm 18 支座板 螺 栓 中 心 位 置 平 整 度
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