宋家湾特大桥连续梁培训资料(07-10-6).doc
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1、新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段站前工程第标段第七单元 宋家湾特大桥连续梁施工培训资料宋家湾特大桥连续梁施工培训资料彭 景1.工程概述宋家湾特大桥设计含1-(48m+80m+48m)预应力砼连续梁,其位于12#墩至广州台间,主跨80m中号号梁段横跨京珠高速公路(见图1-连续梁梁段分布图及宋家湾特大桥跨越京珠高速公路梁段平面图.dwg),梁全长为177.5m,计算跨度为48+80+48m,中支点处梁高6.65m,跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。T构的悬臂各分为10对梁段,其梁段数及梁段长度从根部至跨中为:22
2、.70米+13.1米+73.5米=33米,悬臂浇筑梁段最大控制重量约为1()号段,重139.123t;跨中合拢段长2.0米,边跨合拢段长为2m,边跨长7.75m,0号段长12m。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有孔洞,供检查人员通过。中跨合拢段12号墩o12435678912101113号墩京珠高速公路图1-连续梁梁段分布图1.1.结构形式砼连续梁体为单箱单室,变高度、变截面结构,箱梁顶宽13.4米,箱梁底宽6.7米。顶板厚度40至50cm,按折线变化,底板厚度40100cm,按直线线性变化,腹板厚4860、6090cm,按折线变化,桥面宽度:防撞墙内侧净宽9.4m,桥上
3、人行道栏杆内侧净宽13.2m,桥面板宽13.4m,桥梁建筑总宽13.8m(见图2-连续梁横断面示意图)。13.4m6.7m图2-连续梁横断面示意图1.2.梁段施工方式0号块采用落地支架现浇砼、按设计设四根落地钢支柱临时锚固之;悬灌段采用挂篮施工砼;中跨合拢段采用合拢吊架施工,吊架底篮及模板采用挂篮的相应部件,12号墩边跨12号梁段及11号合拢梁段采用墩顶托架施工,广台边跨12号梁段及11号合拢梁段采用挖方平台施工。1.3.材料1.3.1.砼梁体砼强度等级为C50,封端采用强度等级为C50的无收缩砼,防撞墙及电缆槽竖墙砼强度等级为C50。1.3.2.预应力体系主桥箱梁为三向预应力混凝土结构。纵向
4、预应力体系:纵向预应力筋采用17-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线,锚固体拉采用自锚式拉丝体系,张拉采用与之配套的机具设备,管道形成采用金属波纹管成孔。横向预应力体系:横向预应力筋采用17-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线,锚固体系采用BM15-4(P)锚具及配套的支承垫板,张拉体系采用YDC240Q型千斤顶,管道形成采用内径70*19mm的扁形金属波纹管成孔。竖向预应力体筋:采用25精轧螺纹钢筋,型号为JL785,极限强度fpk=980MPa,屈服强度0.2=785 MPa ,伸长率s7%,10h松驰率1.5%;锚固体系采用JLM-25型锚
5、具;张拉体系采用YC60A型千斤顶,管道形成采用内径35铁皮管成孔。1.3.3.钢筋级钢筋(Q235)应符合钢筋砼用热轧光圆钢筋(GB13013), 级钢筋(HRB335)应符合钢筋砼用热轧带肋钢筋。1.3.4.防水层及保护层材料应符合时速350Km客运专线铁路桥面附属设施图(通桥(2005)8388)要求,施工工艺应符合客运专线铁路桥梁砼桥面防水层技术条件要求。1.3.5.支座支座采用CKPZ盆式橡胶支座。支座纵向预偏量:支座纵向预偏量指支座上板纵向偏离支座理论中心线的位置,设1为箱梁的弹性变形及收缩徐变引起的各支点处的偏移量,设纵向支座编号依次为0、1、2、3,其中1为固定支座,其余为活动
6、支座,各支座的1计算值依次为24.8mm、0mm、-45.4mm、-70.0mm。1值以0至3支座的方向为正。设2为各支点由于体系温差引起的偏移量,各支座处的纵向偏移量应根据各跨合拢段施工时气温,由式=-(1+2)求得,式中负号表示按计算所得的反方向设置偏移量。主桥箱梁结构复杂,施工较为困难,必须严格按施工工艺和方法进行施工,满足相关施工规范的要求,确保箱梁施工质量。1.4.线型控制标准1.4.1.悬臂浇筑时1)悬臂梁段高程:-5mm,+15mm2)合拢前两悬臂端相对高差:15mm3)梁段顶面高度:10mm1.4.2.铺设无碴轨道时梁体的实际线形与设计线形的偏差:上拱不大于10mm,下挠不大于
7、20mm。1.4.3.二期恒载上桥后无碴桥面梁残余徐变拱度值不大于6.5mm。2.施工方法及工艺2.1.连续梁施工顺序图见图3-连续梁施工顺序图(修改图).dwg2.2.0#段施工2.2.1.施工工艺流程拆除模板、支架预应力张拉、压浆、封锚混凝土浇注及养护顶板钢筋安装底模安装、预压、调整内模安装外模安装,底板腹板钢筋绑扎、预应力管道安装钢筋、模板加工、各种材料准备支架及临时锚固墩搭设0号现浇段施工工艺流程框图2.2.2.施工方法及要求1)支架设计简述宋家湾特大桥0#块采用落地锚固钢管作为支撑体系,底模端模、隔板内模采用1.2cm厚竹胶板、5cm厚木板、15cm15cm方木组成模板体系,外模利用
8、承台钢模板及拉杆组成外模体系。临时锚固支墩按设计搭设,支撑体系及模板均进行了刚度及稳定性检算,各项指标均符合要求。临时支架及锚固支墩均锚固于承台、墩身上。2)支架搭设13#,14#主墩施工时,按施工图在承台上预埋1cm钢板,墩上预埋20a#槽钢,I30工字钢。墩身施工完毕,根据设计图安设支架及临时支墩。3)支架预压(1)预压总体方案根据通桥(2005)2368-WG-50-4无碴轨道预应力砼连续梁(双线)施工阶段梁体直线无声屏障挠度表及0#段支架弹性、非弹性及地基下沉值于支架上设置反拱度,于0#段两端悬臂箱梁(长4m)底宽7m范围40钢管支架上安设顶托及横向分配梁,并分配梁上满铺5cm厚木板,
9、再在其上吊安1m1m1m砼块分级等载预压,并分级卸载,求出支架弹性与非弹性变形值,从而进一步调整支架反拱度进行立模。A预反拱度设置A)支架弹性变形11=*L/E=10210611.17(2.061011)=5.5mmB)支架非弹性变形2按木料与金属相接,其1个接缝一般产生非弹性变形值为12mm,取1mm。主梁与立柱、主梁与分配梁、分配梁与支模架、支模架顶托与分配梁共8个接缝,按8mm计。C)地基下沉3由于支架搭设于承台上,其下承量认为为0。D)0#段二期恒载完成后挠度4见通桥(2005)2368-WG-50-4无碴轨道预应力砼连续梁(双线)施工阶段梁体直线无声屏障挠度表(四)施工阶段节段图,截
10、面15、19二期恒载完成上挠度分别为1.4 mm,0.3mm综上所述,截面15、19挠度分别为15=4+3-1-2= 1.4-4-5.5 =-8.1mm; 19=4+3-1-2= 0.3-4-5.5 =-9.2mm0#段反拱度按直线法分配=x/L,其符号与上计算相反,即15截面反拱值应设+8.1mm ,19截面反拱值应设+9.2mm ,+表示向上的位移,-表示向下的位移。B分级预压A)预压总荷载的确定根据武广工200655号武广铁路客运专线站前线下工程施工技术规定(强制性标准)之规定:利用支架、膺架施工的现浇箱梁,须对支架、膺架进行等载预压,消除非弹性变形,同时测量弹性和非弹性沉降量,以确定底
11、模板的预拱度。根据梁体截面形式,考虑对底腹板进行等载预压即可。预压荷载含结构本身荷载(梁体混凝土重量+梁体钢筋重量)+施工时有而预压时没有的荷载(内模及侧模重量+支撑构件重量+施工荷载),即等载预压。本箱梁0#块混凝土两悬臂底腹板砼(不包括横隔板及翼缘板混凝土)为166.2m3,混凝土比重按2450Kg/m3计算,即砼重407.2t,箱梁钢绞线重4.3t,梁体钢筋43.7t,内模及侧模按2.3t/m计,共重20.71t,施工荷载(人员、施工、机、料具)按0.25Kpa考虑,即施工荷载为4.1t。故预压荷载=(166.2*2.45+4.3+43.7)+20.71+4.1=480t,即每端悬臂加载
12、为480/2=240tB)每悬臂端分级荷载大小及荷载分布图试压采用分级加载方式:050%80%100%,加载重量为:0120t192t240t。卸载时仍采用分级方式进行,100%80%50%0,卸载重量为:240t192t120t0。加载时,按混凝土梁重分布,模拟浇筑混凝土过程进行加载试验。(A)本试压采用混凝土预制块预压,预制块尺寸为1.0m1.0m1.0m,加载(卸载)到50,80%,100%时,混凝土预制块布置如下图。C静置时间对支架,由于地基变形相对需要时间较长,静置按以下时间考虑:050%(12小时)80%(24小时)100%(48小时,每天2次观测)80%(6小时)50%(4小时)
13、0。对静置时间小于12小时的,在静置时间结束后观测,对静置时间大于12小时的,按12小时观测一次进行观测。如果在静置过程中变形还在继续,则需延长静置时间,特别是在100%荷载时,需等变形稳定后才能开始卸载。D预压观测布点布置测点:测设断面设于悬臂端部、根部、1/2悬臂处及墩中心处。每断面测点设于左中右,用倒尺寸法测量。231测点断面布置E预压数据记录对静置时间小于12小时的,在静置时间结束后观测,对静置时间大于12小时的,按12小时观测一次进行观测。如果在静置过程中变形还在继续,则需延长静置时间,特别是在100%荷载时,需等变形稳定后才能开始卸载。预压数据记录见下表。宋家湾特大桥连续梁0#段支
14、架记录表测量时间:天气:温度:基准点标高:测量点号加载重量测点示意图实测标高初始标高差值123测量:记录:复核:审核: F. 数据处理根据各阶段测量数据,绘距离、荷载及挠度曲线图,求出支架弹性、非弹性值。G.预压结果评价预压结束后,应对支架各接点及分配梁进行检查,确认各杆件是否变形,作出杆件的安全性判定。根据未加载时测点原始标高、加载及卸载时各测点测量标高,绘出梁中线上距离-荷载-挠度图,求出各测点弹性与非弹性变形值,以及最大变形值,对梁反拱度进行修改,在立模前,按修改值调整支架反拱度,方可浇砼砼。H.施工注意事项A)加载过程中应明确专人仔细观察主要受力杆件、联结件、分配梁有无异常变形,地基有
15、无不均匀沉降、出现异常应立即停止加载,必要时要立即卸载。加载需对称进行,避免偏载,造成砼块向中间滑移。B)由于底部坡度大于15%,为了防止在悬臂处混凝土块预压时发生滑移,预压前,需先在中部用40钢管,搭设高4m,横纵向间距0.5m,步距0.5m的井字架。2.2.3.预应力工程三向预应力施工按先纵向后竖向再横向的顺序进行。1)预应力筋及其管道的安装(1)竖向预应力为确保竖向预应力筋的位置准确、垂直,在中部采用定位钢筋、在顶面用角钢定位。竖向预应力钢筋用切割机切割,预应力钢筋要垂直预先安装。(2)纵向预应力纵向预应力管道,设置定位钢筋定位,管道中穿入PVC管保持管道顺直,在混凝土浇注过程中,经常转
16、动PVC管,以防预应力波纹管漏浆“凝死”PVC管,在混凝土浇注完毕初凝后抽出。纵向预应力钢绞线用穿束机穿短束,卷扬机整束牵引穿长束。(3)横向预应力横向预应力钢绞线及波纹管在竖向和纵向预应力管道安装完毕后安装。横向预应力钢绞线采用先穿后安的方法。2)预应力张拉及锚固预应力张拉设备使用与锚具相配套的千斤顶及油泵,使用前应先进行标定,确保张拉质量。张拉时做到对称、平衡。(1)纵向预应力纵向预应力采用YCW400B、YCW350A、YCW150B、YDC240Q、YG70型千斤顶张拉,张拉顺序为先腹板束,后顶板束,左右对称张拉。(2)横向预应力横向预应力钢束为扁形锚具锚固,采用YDC240Q型千斤顶
17、利用悬臂板的支架搭设工作平台,由0#段中心向两侧逐束双向张拉。(3)竖向预应力竖向预应力钢筋在安装前均按设计张拉力在台位上进行预拉,其锚固端在施工前先将螺母及垫板用环氧树脂将螺母下端与粗钢筋固定,采用YG70型千斤顶由0#段向两边与桥轴线对称单向张拉。(4)预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控,以张拉力为主,实际伸长量与计算伸长量差值控在6%以内,张拉时混凝土强度必须达到设计规定强度以上,张拉步骤严格按照设计或规范要求进行。对伸长量不足的查明原因,采取补张拉措施,并观察有无滑丝、断丝现象,作好张拉记录。2.2.4.压浆及封锚1)压浆管的布置:纵向预应力除在两端分别设置压浆孔和出浆孔外,还需按规范
18、要求在中间设接力压浆孔。横向和竖向预应力管道,每一段设压浆嘴、排气孔各一个。相邻两根竖向预应力管道下部采用钢管相连,上部一根为进口,一根为出口,上端排气孔采用在锚板上拉缝留孔的方法处理。2)压浆预应力管道压浆采用不低于设计等级的水泥浆,并按规定比例加入符合要求的膨胀剂。施工中采用真空压浆工艺,使得管道水泥浆更密实。竖向预应力钢筋压浆时,由相连的一根向另一根压浆,纵、横向预应力管道由一端向另一端压浆。压浆注意事项:压浆前先用清水清洗预应力管道,然后用空压机将管内积水吹净。严格按规范要求配浆及压浆,压浆时注意观察有无串孔、漏浆,做好压浆记录。若串孔,立即检查原因,及时处理。真空辅助压浆工艺:后张预
19、应力筋的腐蚀主要原因是压浆不密实,浆体中常含有气泡,凝固后变成孔隙;同时水泥浆易离析、泌水,使压浆不饱满,水还会沾着气泡形成孔隙,渗漏腐蚀预应力筋,为工程留下隐患。而真空辅助灌浆就是采用真空泵抽吸预应力孔道内的空气,使孔道压力达到-0.1MPa左右的真空度,然后在孔道的另一端用压浆机以大于0.7MPa的压力将拌制好的水泥浆压入预应力孔道,以提高孔道压浆的密实度,减少气泡的形成。3)封锚:采用不低于设计等级的水泥砂浆或混凝土封锚。2.3.挂篮施工工作原理:悬臂施工法也称为无支架平衡伸臂法、挂(吊)篮法、分段施工法,它是以桥墩为中心向两边对称的、逐节悬臂接长的施工方法。所用的主要设备是挂篮。为了拼
20、制挂篮,需在墩柱两侧设落地支架(或托架)支撑,灌注一定长度的梁段,这个长度称为起步长度,即0号块。以此节段为起点,通过挂篮的前移,对称地向两侧跨中逐段灌筑砼,并施加预应力,如此循环作业。挂篮是悬臂灌筑施工的主要工具。挂篮是一个能沿着轨道行走的活动脚手架,挂篮悬挂在已经张拉锚固的梁段上,悬臂灌筑时梁段的模板安装、钢筋绑焊、预应力张拉、砼灌筑、预应力张拉、压浆等工作均在挂篮上进行。当一个梁段的施工完成后,延伸轨道,解除后锚,挂篮移向下一梁段施工。所以挂篮既是空间的施工设备,又是预应力筋未张拉的梁段的承重结构。我总队施工挂篮为棱形式挂篮。主要由底模模板、悬吊系统、承重结构、行走系统、锚固系统、工作平
21、台等部分组成。挂篮承重系统是挂篮主要受力构件,可采用大号型钢作为承重结构。悬吊系统是将底模板、张拉平台的自重等荷重传递到承重结构,采用精扎螺纹钢组成。挂篮整体纵移采用倒链配合卷扬机牵引,挂篮上设上滑道,梁上铺设下滑道,中间用滚轴做滑道。工作平台设于挂篮承重结构的前端,用于张拉预应力束、压浆等作用的脚手架。底模板供立模板、绑焊钢筋、灌筑砼、养护等工序用。2.3.1施工工艺流程全部悬灌梁段施工完毕0#梁段模板拆除挂篮拼装、试压挂篮移动、调整、固定梁段模板、钢筋绑扎、预应力管道安装混凝土浇注混凝土养护预应力筋张拉、管道压浆封 锚拆除挂蓝进入下一悬灌梁段施工合拢段施工悬灌梁段施工工艺流程图2.3.2施
22、工挂篮1)挂篮结构施工挂篮采用自行设计制作的液压轻型菱形挂篮,主要由主桁架、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统、模板系统五大部分组成。该挂篮承载能力和刚度大,机械化程度高,操作方便快捷、安全可靠。挂篮结构见“挂篮结构示意图”。B 2)挂篮拼装挂篮结构构件运达施工现场后,利用吊车吊至已浇梁段顶面,在已浇好的0#梁段顶面拼装,拼装完毕后,对挂篮施加梁段荷载进行预压,充分消除挂篮产生的非弹性变形,悬灌施工过程中,将挂篮的弹性变形量纳入梁段施工预拱度计算。挂篮结构拼装的主要流程图如下:滑道安装,并锚固(见挂篮走行.JPG)菱形桁架、吊篮后锚及桁架连接系安装挂篮前上横梁安装挂篮前、后横梁及底横纵梁、内
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