连续梁施工培训材料.ppt
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1、,中铁十一局集团有限公司,二0一一年 月 日,XXXX铁路客运专线XXXX段项目经理部,连续梁施工技术培训材料,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,连续梁基本简介,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,一、概述 1、挂篮悬臂平衡浇筑法施工连续梁、T型刚构、连续刚构及斜拉桥混凝土梁段施工已经得到广泛使用。 2、它具有施工场地小、投入少,桥梁线形易于控制等特点。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用(巴东大桥-斜拉桥),中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用(黄石大桥-连续刚构),中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经
2、理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮的应用,中铁十一局
3、XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,二、挂篮分类 1、按材料分: 制式构件组拼和型钢加工 2、按承重结构形式分 : 平行桁架式挂篮、平弦无平衡重式挂篮、菱形桁架式挂篮、三角形组合式挂篮、弓弦式挂篮、滑道斜拉式挂篮 3、按受力原理分 : 垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板 4、按其抗倾覆平衡方式分 : 压重式、锚固式和半压重半锚固式 5、按其移动方式分: 滚动式、滑动式和组合式,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,三、挂篮的种类 1、自平衡式 有
4、配重,在空载行走时自身稳定状态。浇筑混凝土时依靠后锚固平衡。多在早期使用。 2、轻型挂篮 无配重,空载行走、浇筑混凝土时均依靠后锚固平衡。近期多为本类。优点是可减少施工荷载。 四、轻型挂篮的技术指标 1、负载系数 指挂篮自重与混凝土浇筑重量的比值,比值越小,说明挂篮越轻,设计难度越大。 2、轻型挂篮: 负载系数0.5以下的,大多被称为轻型挂篮。国内设计负载系数一般控制在0.3-0.5。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,五、挂篮构造 主桁架(门架和横联) 锚固系统和走行系统 模板系统(外模、内模和底模) 吊带系统 工作平台,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,1、主桁架 由杆件、结点
5、板、前、后横梁(桁片)(横梁、门架和横联)、上下平联等组成。 主桁杆件采用钢板组合梁制作,各杆件通过前挂点结点板、前支点结点板、立柱上结点板、后锚结点板连接组合成两个菱形结构,再通过前、后横梁(桁片)、上下平联将两个菱形结构连成一体,形成挂篮主桁架。 2、走行和锚固 由滑船分配梁、滑船、行走钢轨、顶推千斤顶及底座、夹具、后锚行走小车及拉杆、后锚主锚杆及连接器、蹬筋锚固分配梁等组成 主桁前支点结点板与滑船分配梁连成一体并通过滑船将力传给行走钢轨,行走钢轨与滑船之间摩擦系数尽可能减小,以减小顶推力量。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,在挂篮行走时,倾覆力通过后锚结点板上的后锚拉杆及行走小车
6、传至后锚行走钢轨承受,挂篮由顶推千斤顶推滑船并通过后锚小车在钢轨上滚动实现行走。 挂篮锚固时,将挂篮后锚主锚杆通过连接器、蹬筋锚固分配梁锚固在已浇箱梁的竖向预应力钢筋(精轧螺纹钢)上,同时解除后锚小车受力。 3、模板系统 由内模、外模和底模组成。 底模通常采用桁架,横向采用56片。也可采用型钢,如槽钢,但桁架经济,型钢拼装方便。 外模通常采用外模桁架。 内模多采用组合模板和木模板。 4、吊带系统 由前底模(内顶底模)吊带分配梁(F12)、外模吊带分配梁(F11)、后底模吊带分配梁(F13)及分配梁吊带、底模吊带(杆),内、外模吊杆等组成,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮底模吊带通过
7、前、后横梁桁片上悬挂的F12、F13分配梁锚固,与底模销接,前吊带6根,行走用后吊带2根,锚固用吊杆7根(锚固在箱梁底板上),内、外模吊带前、后端均由精轧螺纹钢作为吊杆,前端锚固在F12、F11分配梁上,后端锚固在已浇箱梁上。 4、工作平台 由于施工操作需要挂篮上焊接的平台,一般有挂篮前端顶部吊带操作平台、挂篮前端底部操作平台、底模后端底板混凝土整修操作平台、外模后端混凝土整修操作平台等,如下图:,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,工作平台,混凝土,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,六、挂篮设计 1、设计思路: (1) 减轻挂篮自重途径 选用受力合理、安全可靠、刚度较大的轻型结构作
8、为挂篮承重主桁; 用材立足国内生产的高强轻质钢材,并便于加工; 浇筑混凝土时,尾部充分利用箱梁竖向预应力筋平衡倾覆力矩以取消配重,从而减轻自重。 (2) 缩短挂篮施工周期 挂篮行走、模板升降等采用液压装置或容易操作的螺旋千斤顶,电气集中控制,靠机械化和自动化来提高生产效率和降低工人劳动强度; 在后锚受力许可的条件下,挂篮行走时,低篮、内外模可同步就位,尽量减少工序,缩短施工周期; 悬吊系统和锚固系统装拆方便、调整简单。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,(3) 保证悬灌混凝土质量 模板设计注重混凝土外观质量,以刚度控制设计,可采用新型材料制作模板,既减轻重量又坚固耐用,且满足所有悬灌梁段
9、使用,不需要更换和修补。制订施工实施细则,严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措施,保证施工安全和质量。 (4) 改善施工条件和环境 设计挂篮时应考虑有宽敞的作业空间,便于放置各种机具和操作人员往返;在挂篮主桁架上方设置遮阳雨棚,改善作业环境。 (5) 考虑通用性 对挂篮结构作适当处理可适应各种跨径、不同宽度的各类箱箱梁施工。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,2、挂篮主桁架计算 计算内容:各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的变形和倾覆稳定计算。 计算工况:计算应按两个挂篮连成一体、灌筑梁段和空载走行等情况分别进行 。 (1)荷载系数 依据公路桥涵设计和施工规范,荷载系数取值如下:
10、箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数:1.05; 浇筑混凝土时的动力系数:1.2; 挂篮空载行走时的冲击系数:1.3; 浇筑混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数:2; (2)施工荷载 最大节段混凝土重量:此项为设计挂篮时的控制重量。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,挂篮自重:主要包括主桁架、悬吊系统、模板系统及张拉操作平台的重量; 施工机具及人群荷载:根据施工中所用的附着式震捣器、张拉千斤顶及油泵的数量和施工人数计算。在没有实测资料的情况下可按2.5KN/计算 动力附加荷载:考虑浇筑混凝土时的动力因素和挂篮施工安全方面的重要性,该处动力附加荷载主要考虑两项:a.振动系统产生的振捣力;b.
11、梁段本身在振动中的动力影响,参照浇筑混凝土时的动力系数1.2,则梁段的动力影响为0.2梁段混凝土重。 冲击附加荷载:主要考虑挂篮空载行走时的冲击影响,依据挂篮空载行走时的冲击系数1.3;则冲击附加荷载 = 0.3挂篮自重。 风荷载:在6级以上大风条件下,很难保证施工质量,一般在大风情况下就停止挂篮施工。但由于悬臂施工为高空作业,安全性要求高,所以应对挂篮在可能的大风条件下的锚固、行走,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,及整体的稳定性进行检算,以策安全。其数值可由当地气象资料提供或查全国风压图得到。 混凝土偏载:可按灌筑梁段时两侧腹板浇筑混凝土最大偏差计算,或取一挂篮偏载系数,一般为1.2
12、。 (3) 荷载组合 组合I:混凝土重量+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群重; 组合II:混凝土重量+挂篮自重+混凝土偏载+施工机具和人群重; 组合III:混凝土重量+挂篮自重+风载; 组合IV:混凝土重量+挂篮自重+施工机具和人群重; 组合V:挂篮自重+冲击附加荷载+风载。 荷载组合IIII用于主桁承重系统强度和稳定性计算; 荷载组合IV用于变形计算;荷载组合V用于挂篮行走验算。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,(4) 结构计算 主桁结构内力与变形计算: 简化的计算常假定主桁架每一桁片承担的荷载相同,按平面结构计算。 图(a)为两挂篮连成一体时的计算图式,图中P为拟灌筑梁段重量
13、,P1、P2、P3为挂篮自重及施工设备等重量,由此可求得N、R1、R上、R下及各杆件的内力。 图(b)为挂篮空载行走时,绕B点倾覆稳定计算图式,要求抗倾覆稳定系数不小于2,并由此而确定所需要的平衡重量N。 灌筑混凝土时,后锚及纵梁后端已锚固在已成梁段上,挂篮的计算荷载应包括梁段重、机具设备、施工人员等全部重量,依次确定锚杆及挂篮各杆件的内力。 挂篮的变形主要计算挂篮在最大荷载作用下挂篮前端的挠度值(包括弹性与非弹性变形),为悬臂施工时挂篮前端的预留下沉量提供依据。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,平面结构计算简便,但考虑的荷载工况较少,且无法考虑
14、混凝土偏载和横向风荷载作用对挂篮的整体影响,所以对于横截面较宽或受横向荷载影响较大的挂篮,最好采用空间结构计算。挂篮主桁为空间桁架结构,杆件连接可分为刚性、铰接和半铰接节点,对于主桁架桁片采用焊接、栓接连接的可分别处理为刚性节点和铰接节点,对于仅在一个平面转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。计算主桁内力和变形可采用在微机上计算。 主桁杆件稳定分析:根据空间杆系计算出的内力,对压杆采用相应的屈曲长度,分别计算出平面内和平面外的压杆整体稳定和局部稳定,若各压杆能满足稳定性要求,则桁架整体稳定也能满足。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,5.其它构件检算 挂篮的悬吊系统、模板系统和走行系统
15、等按一般钢结构计算方法设计,但因挂篮是可移动的支架,又属于高空作业,所以在设计时必须保证有足够的安全度,尤其要注意悬吊系统的前吊带(杆),其在脱模过程中,受到的冲击振动最大,而且承受重复作用,有发生端部断裂的危险,因此悬吊系统的前吊带(杆)的安全系数不小于4。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,连续梁施工,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,一、零号块 零号块包括内容: 临时支座与锚固; 永久支座安装; 支架及模板; 钢筋; 混凝土施工; 预应力钢筋及钢绞线;,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,1、临时支座与锚固 临时支座是使墩身与主梁临时固结为“T”型刚构。 临时支座: 通常
16、采用与箱梁同标号的混凝土浇筑,中间夹5cm同标号硫磺砂浆;也可全采用与箱梁同标号的混凝土浇筑。设计时按承担的最大压力设置承压面积。 锚固: 通常采用预埋于墩身锚固于0号块的钢筋或者预应力锚束按承担的最大拉力设置锚筋数量及锚固深度。 临时支座设计 临时支座有些线路和图纸设计已设计,可按设计做. 如设计未有,需施工自己设计时,计算主要方案是:临时固结支座承受的力(包括支座反力和弯矩)应按最大悬臂灌注长度时箱梁自重对支座中心弯矩的5%及一端挂篮(另一端挂篮拆除)自重对支座中心弯矩之和计算最大不平衡弯矩,竖向力为按最大悬臂灌注长度时箱梁自重计算,注意计算值小于设计值时按设计值采用,计算值大于设计值时按
17、计算值采用。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,例如:(48+80+48)m连续梁,其数据见下页: 不平衡弯矩:节段重量5%不平衡重,且均在一侧;一只挂篮拆 除一只移动合拢端,不平衡弯矩为M=(275005.75%+600 40) 1.245300.3KN-m。 支座反力:1654.63*2 1.2=3971.1T=39711KN (20%包括风荷载、施工荷载、混凝土浇筑量大于设计偏差荷载等) 大于设计所给支座反力33916KN,不平衡弯矩40556KN-m。 临时固结设计一般采用四个钢筋混凝土临时支座加竖向
18、锚固钢 筋构成。(设计如上图) 例如: (48+80+48)m连续梁计算后临时固结支座承受的力为N=39711KN,M=1 45300.3KN-m ; 临时支座平面尺寸为纵桥向65cm,横桥向150cm,中心间距纵向a315cm,横向b440cm (墩顶尺寸980*400 cm,垫石240*240 cm),中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,(48+80+48)m连续梁基本数据,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,单个临时支座承受的力为 不平衡弯矩和箱梁总重量由临时支墩支反力承受,经计算临时 支座不承受拉力。 采用的设计规范: 按照铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 (TB1
19、0002.3-2005):考虑主力附加力时,中心受压、局部 承压容许应力可提高到1.3倍。 临时支墩受压检算: 临时支墩采用C50钢筋混凝土,中心受压容许应力 :,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,竖向钢筋不参与计算,作为安全储备,设计容许局部承压力: 墩身、粱部局部承压检算: 墩身混凝土采用C35,局部承压容许应力: 钢筋网片的加强作用不参与计算,作为安全储备;容许局部 承压力: 粱部混凝土强度等级高于墩身混凝土强度等级,局部承压能 力不再检算。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,抗弯加强设计 方案一:采用32钢筋束 在以上计算中,悬臂灌注时最大不平衡弯矩和箱梁重量由临 时支墩支
20、反力承受,无拉力出现,为安全起见,增设抗弯钢筋, 如设计图中,临时支座钢筋重心至内边缘距离为 , 假定一端临时支座承压,合力作用点为钢筋混凝土临时支座中 心,另一端临时支座受拉,合力作用点为钢筋重心,力臂 : 钢筋为3根一束,承受拉力的折减系数 , 主力附加力时,HRB335钢筋容许应力 , 抗弯承载能力:,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,临时支座采用HRB335钢筋,总长330cm,支座总高度70cm,墩身 内锚固长度为150cm,梁体内锚固长度为110cm,二端设直弯勾。 混凝土锚固力计算:3根一束布置: 钢筋抗拉能力采用值: C35混凝土墩身锚固力计算: C50混凝土梁体锚固力计
21、算:,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,方案二:采用32精扎螺纹钢 在以上计算中,悬臂灌注时最大不平衡弯矩和箱梁重量由临时 支墩支反力承受,无拉力出现,为安全起见,增设抗弯钢筋, 如设计图中,临时支座钢筋重心至内边缘距离为s=60cm,假定 一端临时支座承压,合力作用点为钢筋混凝土临时支座中心, 另一端临时支座受拉,合力作用点为钢筋重心,力臂 : 主力附加力时,HRB335钢筋容许应力 抗弯承载能力为 :,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,临时支座采用32精扎螺纹钢,总长250cm,支座总高度 70cm,墩身内锚固长度为90cm,梁体内锚固长度为90cm,二 端加设钢板和螺母,错开
22、布置,混凝土锚固力作用在钢板上, 扩大了混凝土受力面,其混凝土锚固力不用计算。 结论 临时支座设计满足承载能力,设计正确。要求按设计图施工, 严格控制施工偏差。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,2、永久支座安装 连续梁的支座分固定式、单向活动式、多向活动式,多为盆式 橡胶支座。 先安装下支座,调整位置,锚栓孔灌混凝土。安装上支座, 调整位置(活动支座不一定正中),临时锁定上、下支座。 3、模板 底模板: 墩顶位置宽度可以满足0号块浇筑的,直接在墩顶布置模板; 墩顶宽度不足时,应搭设支架(墩旁托架或落地支架),以满足底模板的布置。 底模的脱模装置,通常采用对口楔的形式。 外侧模: 外侧模
23、通常与挂篮外侧模共用;安装在墩帽两侧的托架和 支架上。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,端模: 端模通常与挂篮端模共用,也可单独制作;注意预应力孔 道的位置。 内模: 因内模形状特殊,为专门加工;若箱内空间较高,尚需顶 模支架。 4、钢筋 普通钢筋:常规施工。 预应力钢筋:竖向预应力钢筋应采用定位架保证位置,锚固 端的处理应按图纸要求进行;横向预应力
24、筋,多采用扁锚钢 绞线,其锚固端的处理及张拉端的位置应按图纸施工;挂篮 的临时锚固钢筋,应按照施工组织设计的规格、数量、位置 要求进行,并100%预拉。 纵向预应力管道:管道应穿出端模板10cm左右,以利下次接长。,中铁十一局XXXX铁路浙江段项目经理部,5、混凝土施工 通常采用一次浇筑,先底板、在腹板、后顶部;(按常规施 工方法) 6、0号段施工注意事项 0号段施工前完成施工方案编制和审批,连续梁采用塔吊施 工时,考虑塔吊基础是否坐落在承台上,承台尺寸不足时,是 否加大或在承台上加挑梁; 0号段施工方案,是采用满堂支架、 钢管立柱、托架,需要在承台和墩身预埋件的位置、材料及大 小等;一般情况
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