大跨連續(xù)梁施工技術(shù)--論文

1、整幅大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù) 中鐵十二局集團(tuán)一公司 鄭丙憲【摘 要】介紹山西晉濟(jì)高速公路南河特大橋主橋連續(xù)剛構(gòu)橋施工。采用雙肢聯(lián)體掛籃施工T構(gòu)梁段，在0#梁段上上拼裝雙肢聯(lián)體掛籃,對稱懸臂施工大跨、整幅、斜腹板箱梁。包括雙肢聯(lián)體掛籃設(shè)計、加工與安裝和混凝體施工工藝，為同類工程提供借鑒?！娟P(guān)鍵詞】大跨連續(xù)剛構(gòu) 雙肢聯(lián)體掛籃 施工一、工程概況山西晉濟(jì)高速公路南河特大橋全長852m，雙向四車道, 整幅設(shè)計。全橋采用（40+120+3×180+100=800m）一聯(lián)六跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式。主梁上部結(jié)構(gòu)采用斜腹板的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁為單箱單室斷面，采用縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)

2、力混凝土結(jié)構(gòu)。箱梁頂面橫坡與路線橫坡一致，為雙向2橫坡；箱梁底面水平。箱梁頂板寬24.5m，懸臂長6.0m。底板寬從0#梁段處8.656m變化至合攏段處11.408m。箱梁中心高度從0#塊處箱梁12.50m變化至合攏段處4.50m。0#梁段底板厚2.2m；合攏段底板厚0.32m。最大梁段混凝土自重390噸。 南河特大橋一般構(gòu)造圖二、施工方案確定按照設(shè)計要求，在0#梁段采用掛籃施工懸澆段。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，大多數(shù)采用掛籃施工的橋梁，一般都是左右幅分離，箱梁頂板寬在10m到18m之間，且梁段自重不超過200噸。現(xiàn)在的問題是：一、梁段自重大，390噸；二、頂板寬，24.5m；三、箱梁是斜腹板。四、

3、高空作業(yè)，最低處距地面60m。怎樣解決這些問題是擺在技術(shù)人員面前的一個難題。首先，要方便施工，可操作性強(qiáng)。第二，必須滿足設(shè)計規(guī)范，滿足安全要求。第三，盡可能利用已有材料，節(jié)約成本。經(jīng)與設(shè)計單位協(xié)商、公司業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)分析論證，最后決定采用雙肢聯(lián)體掛籃施工。主要解決兩大難題：1、常規(guī)掛籃菱形架承重200噸，采用雙肢聯(lián)體掛籃菱形架解決主構(gòu)件承重問題；2、常規(guī)橫梁采用型鋼組焊件，不能滿足大跨度結(jié)構(gòu)受力要求。采用在常規(guī)橫梁上加設(shè)桁架結(jié)構(gòu)，解決了這一難題。通過多次論證，反復(fù)研究。做到了既能滿足施工要求，安全要求，又能最大限度的利用原有材料。做到了技術(shù)措施，安全措施，經(jīng)濟(jì)成本的統(tǒng)一，起到了很好的效果。三、雙肢聯(lián)

4、體掛籃的設(shè)計雙肢聯(lián)體掛籃的設(shè)計是利用常規(guī)掛籃的菱形架，由單片組合成雙片菱形架，作為一組受力體系的構(gòu)件組合。即將雙片菱形架組合在一起，形成雙肢掛籃的一個受力點。利用兩個雙肢作為主承重結(jié)構(gòu)。分別錨固于梁體上作受力結(jié)構(gòu)，設(shè)計承重400T，有效地解決了大跨度，大噸位梁段的施工。 雙肢聯(lián)體掛籃前上橫梁、底橫梁，分別采用型鋼組焊件增設(shè)桁架結(jié)構(gòu)，解決整幅箱梁寬頂板的受力特點。提高了橫梁的承載能力，有效地提高了抗彎性能。主構(gòu)件構(gòu)造：雙肢是利用0.8米長六組230bA3組焊件將常規(guī)兩片菱形桁架栓接。利用扁擔(dān)梁將其錨固于箱梁上。前上橫梁接長后，在一側(cè)安裝220bA3組焊件，形成桁架結(jié)構(gòu)。前上橫梁通過分配梁架設(shè)在雙

5、肢菱形架上，形成雙肢掛籃的主構(gòu)架。分配梁與菱形架和前上橫梁拴接，起分配受力均衡的作用。另配置菱形掛籃的走形系統(tǒng)、提吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)，組成雙肢聯(lián)體掛籃。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，吊裝方便， 承重量大，安全系數(shù)高； 加工快捷，原材料利用率高，節(jié)約材料； 適用于大跨度，寬頂板，大噸位懸臂梁段施工。缺點：拴接比較多，自重偏大。四、雙肢聯(lián)體掛籃的結(jié)構(gòu)與制作受力主構(gòu)件雙肢聯(lián)體掛籃的雙肢菱形架是掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)。兩片一組支立于箱梁腹板位置，其間用型鋼組焊件組成立體聯(lián)接體系橫聯(lián)。每片除斜桿用230cA3槽鋼組焊而成外，其余均由230bA3組焊，節(jié)點處用20mm鋼板作節(jié)點板和M30螺栓連接。每組上面設(shè)置一組分配梁，分配

6、梁是440bA3組焊件。分配梁上面架設(shè)前上橫梁。前上橫梁由兩根20米長的2I40a型鋼組焊而成（原先不足的可接長），在2I40a型鋼中心焊接2組聯(lián)結(jié)板，聯(lián)結(jié)板采用20mm厚的鋼板。另加工拼裝桿件，由220bA3組成，計2組，分別與聯(lián)結(jié)板聯(lián)結(jié)。形成桁架結(jié)構(gòu)。上設(shè)14個吊點，其中7個吊外側(cè)?；屏海?個吊底模架。提吊系統(tǒng)前吊帶：前吊帶的作用是將懸臂澆筑段的底板、腹板砼及底模板重量傳至前上橫梁上。前吊帶由160mm´40mm 16Mn鋼板用f50（20CrMnTi）鋼銷組合而成。前吊帶下端與底模架底橫梁銷接，上端吊與前上橫梁銷接，每組吊帶用2個320KN手動千斤頂及扁擔(dān)梁調(diào)節(jié)底模標(biāo)高。后錨

7、點：將底模架的另一端全部固定在已澆筑的梁段底板上，后吊帶下端與底模架底橫梁銷接，上端通過底板預(yù)留孔穿入已澆筑梁段的底板上面利用手動千斤頂及扁擔(dān)梁固定。模板系統(tǒng)箱梁外側(cè)?？蚣苡?0組焊而成，模板受力桁架采用10型鋼組焊，模板采用大塊鋼模板組裝而成，外側(cè)模支承在外模走行梁上，后端通過32吊桿懸吊在0#箱梁頂板（在澆筑頂板時設(shè)預(yù)留孔），后吊桿與走行梁間設(shè)有后吊架，后吊架上裝有滾動軸承，掛籃行走時，外側(cè)模走行梁與外側(cè)模一起沿后吊架滑行。內(nèi)模由內(nèi)?？蚣芤约敖M合鋼模板等組成,內(nèi)模面板采用組合鋼模板拼裝而成，固定于內(nèi)模架的豎帶上，豎帶采用210按間距100cm設(shè)置后，再用212按間距80cm設(shè)置橫肋。底模由

8、底模架和底模板組成。底模架縱梁為桁架式，用12及75´75´8組焊而成，前后底橫梁用240A3槽鋼制作。前后底橫梁采用原先的接長后，同前上橫梁一樣，采用12焊接件，增設(shè)桁架結(jié)構(gòu)。底模采用鋼模板，用20cm´15cm方木墊在底模架上，寬度比箱梁底小8mm，兩外緣固定56mm橡膠條，在澆注砼時，外模與底模夾緊，以防漏漿。底模架前端設(shè)有214懸臂型鋼作為行走操作平臺。底模架共設(shè)置10片，腹板底并列設(shè)2片，其余按等間距布置，間距100cm。由于底板隨梁段的增加而逐步變寬，所以，腹板底的并列底模架也隨梁段的推移而向外側(cè)移動。因為每段的變化量每側(cè)平均8cm，所以，在實際施工中

9、，每兩段移動一次底模架。錨固系統(tǒng)雙肢聯(lián)體掛籃是用F32精軋螺紋鋼（梁體內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)埋件）把走行軌道整體錨固在箱梁頂面。采用四軌道，12組錨桿固定。雙肢聯(lián)體掛籃主構(gòu)件圖示雙肢聯(lián)體掛籃圖示五、雙肢聯(lián)體掛籃施工山西晉濟(jì)高速公路南河特大橋，主跨結(jié)構(gòu)的施工就是采用雙肢聯(lián)體掛籃。施工的最大梁段高12.5米，頂板寬24.5米，底板寬8.686米，梁段混凝土841方，自重390噸?，F(xiàn)介紹主要的施工工藝及要點。雙肢聯(lián)體掛籃前上橫梁試壓雙肢聯(lián)體掛籃在上0#段拼裝前,在工地應(yīng)進(jìn)行試拼, 并進(jìn)行試壓，消除非彈性變形并測出彈性變形值。根據(jù)彈性變形值提供立模標(biāo)高值。雙肢聯(lián)體掛籃預(yù)壓方法：將兩片桁架的主構(gòu)架面對面拼裝

10、，受力部位穿四根精軋螺紋鋼錨固，中間安裝9臺液壓千斤頂，利用油泵加壓，通過油表讀數(shù)反映加載數(shù)值。同時，在桁架的主構(gòu)架的兩端，中間，二分之一，四分之一及裝千斤頂?shù)奈恢?，利用鋼尺量測兩端的距離。記錄數(shù)據(jù)：在加載前、加載的50%、100%及卸載后分別記錄兩端的距離，來計算掛籃的彈性變形、非彈性變形值，為以后掛籃施工提供依據(jù)。預(yù)壓荷載: 400T，預(yù)壓次數(shù) 6次， 預(yù)壓結(jié)果：平均彈性變形每10T 變形3mm。在施工過程中，根據(jù)具體梁段的重量調(diào)整彈性變形值，最大值擬采用12mm。雙肢聯(lián)體掛籃前上橫梁預(yù)壓圖雙肢聯(lián)體掛籃拼裝整個上部結(jié)構(gòu)的施工，與地面距離最低處60米，最高處110米，屬于高墩施工。所有的桿件

11、考慮吊裝的能力和距離。所以在制作加工時大都采用栓接。不能超過塔吊的起重能力和起吊范圍。拼裝程序是：首先在0#梁段頂面鋪設(shè)鋼枕，軌道并找平 ® 安裝前后支座 ® 吊裝單片菱形桁架 ® 臨時錨固 ® 組合成雙肢菱形架 ® 安裝橫向聯(lián)結(jié)，門架 ® 更換錨固系統(tǒng)與梁體固結(jié) ® 安裝分配梁，前上橫梁 ®安裝吊點 ®安裝底橫梁及底模架，底模板®安裝外側(cè)模。a、0#梁段頂面鋪設(shè)鋼枕，軌道并找平施工1#梁段時，首先在0#梁段上進(jìn)行測放中心線，并根據(jù)中心線定出雙肢雙肢菱形架的位置。然后，鋪設(shè)鋼枕，安裝軌道。主要利

12、用箱梁的預(yù)埋件將軌道固結(jié)在梁體上。在0#梁段頂面利用豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固走形軌道。在每側(cè)的箱梁腹板頂面鋪2排鋼枕、木枕，安裝長3.0m軌道各4根，抄平軌頂面，量測軌道中心距，確認(rèn)無誤后，用加工好的螺帽把軌道鎖定。b、安裝前后支座c、臨時固定在軌道兩端按照設(shè)計位置安裝完前后支座后，利用塔吊吊裝菱形桁架。由于受起重能力限制，箱梁每一端菱形桁架分4片安裝，先吊裝一片就位臨時利用倒鏈固定后，再吊裝另一片，隨后安裝兩片之間的橫向聯(lián)結(jié)件。完成一組后，再安裝另一組。當(dāng)箱梁一端的兩組四片菱形架定位后。用F32精軋螺紋鋼筋將菱形架及軌道錨固于0#梁段上。d、安裝菱形架之間的橫向聯(lián)結(jié)，橫聯(lián)以及門架。e、更換錨固系統(tǒng)與

13、梁體固結(jié)利用扁擔(dān)梁將菱形架全部固結(jié)于梁體后，拆除倒鏈等臨時固結(jié)。f、安裝桁架之間的前上橫梁。由于前上橫梁長，且有桁架結(jié)構(gòu)。為此，安裝時，先吊裝2I40型鋼組焊件，置于菱形架頂面，帶聯(lián)結(jié)板一側(cè)向上放置，然后，進(jìn)行拼裝桁架結(jié)構(gòu)。完成后，利用千斤頂移動至菱形架前支點附近后。利用塔吊及倒鏈將其倒置。最后，利用塔吊和千斤頂配合就位，栓接固定。g、安裝吊點在前上橫梁安裝前吊帶、側(cè)模吊帶。在0#梁段箱梁底板上安裝后吊帶。前后吊帶是吊裝固定底模系統(tǒng)的。主要的受力部位，施工時必須嚴(yán)格要求，規(guī)范操作。吊帶采用40mm16Mn鋼板制作而成，吊帶間利用銷軸連接。h、利用塔吊安裝前后底模橫梁，然后吊裝底模架、鋪裝底模板

14、。i、安裝內(nèi)外側(cè)模及走行梁，先用走形梁托緊外模框架，用四只10t倒鏈向上吊裝，兩只倒鏈掛在前橫梁上，兩只通過梁體預(yù)留孔固定，同時上升就位，并用安裝好的前后吊帶錨固。j、調(diào)整立模標(biāo)高。根據(jù)掛籃試壓測出的彈性變形及非彈性變形值，再加上線形控制提供的立模標(biāo)高定出1#梁段的立模標(biāo)高。雙肢聯(lián)體掛籃檢查及注意事項在安裝完成后，要進(jìn)行檢查。檢查內(nèi)容：包括桿件的螺栓連接，銷軸的安裝，千斤頂?shù)闹?，倒鏈的懸掛吊裝，菱形架前支點支撐，菱形架后錨點的固結(jié)，前后吊帶的聯(lián)結(jié)，鋼絲繩的卡環(huán)，側(cè)模后吊點的固結(jié)。全部檢查完成后，才可以進(jìn)行下一道工序。施工時注意事項：a、掛籃行走軌道必須按設(shè)計要求鋪設(shè)，保持順直。不得扭曲，彎折

15、，高低不平。由于移動時，是四片菱形架同時移動，所以，軌道的中心高度必須滿足要求。要求是：腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋嚴(yán)格按設(shè)計的間距埋設(shè)，每根豎向筋縱橫向間距誤差不得大于20mm；錨固軌道底板螺桿的墊塊，其厚度不小于20mm，且應(yīng)將預(yù)留孔覆蓋，如預(yù)留孔偏大，則應(yīng)加厚墊塊，可采用1620mm墊塊；b、雙肢菱形掛籃自重偏大，走行困難，結(jié)構(gòu)件在使用中容易變形，尤其是軌道。軌道為鋼板組焊件，在使用過程中應(yīng)加強(qiáng)觀察，發(fā)現(xiàn)有脫焊時應(yīng)立即采取措施，如補(bǔ)焊、增設(shè)加勁襟板、綴板等。c、菱形桁架是主要承重結(jié)構(gòu)，在反復(fù)加載、卸載過程中各桿件之間的聯(lián)結(jié)螺栓容易松動，在掛籃移動之前應(yīng)經(jīng)常檢查螺栓的松動情況，松動的螺栓應(yīng)及時擰緊。為

16、保證有良好的使用效果和正常的工況。經(jīng)常檢查菱形桁架之間的聯(lián)結(jié)系、前上橫梁與桁架之間的聯(lián)結(jié)及底模架縱橫梁之間的聯(lián)結(jié)等處的連接螺栓。d、所有的梁段自重，掛籃自重，主要受力點都集中在吊帶上，所以，前、后吊帶之間的連接銷應(yīng)用螺母上緊，如上不緊則用墊板調(diào)整，尤其是吊帶與底橫梁的連接，要經(jīng)常檢查吊座的牢固情況。后吊帶的銷子，應(yīng)加鐵鏈防護(hù)，嚴(yán)防拆裝時墜落。e、利用菱形掛籃懸臂澆筑施工，屬空中作業(yè)范圍，一定要按高空作業(yè)的有關(guān)規(guī)定辦理，如設(shè)置安全網(wǎng)和防護(hù)欄桿，戴安全帽、系安全帶等。f、掛籃行走時，特別是下坡行走，應(yīng)有保護(hù)措施，例如反方向應(yīng)有倒鏈，防止溜滑。掛籃上使用的千斤頂、倒鏈、鋼絲繩等要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)狀況不

17、好的要及時更換。g、菱形錨架錨固后，反扣輪不應(yīng)接觸軌道頂板，即在懸臂澆筑施工時，反扣輪是不受力的。h、在底板加寬的過程中要移動底模架，尤其要注意，底模架在底橫梁上移動過程中，必須用千斤頂同時向外頂，步調(diào)一致，移動量一致，確保底模架均衡移動。i、使用的機(jī)器設(shè)備，應(yīng)隨時檢查、維修保養(yǎng)。特別是起重用的千斤頂、倒鏈、鋼絲繩等應(yīng)有足夠的安全系數(shù)。如有不符合規(guī)定者立即更換。所有動力、照明電路，須按規(guī)定鋪設(shè)，定時檢查，確保安全。j、現(xiàn)場技術(shù)人員必須檢查掛籃位置，前后吊帶，吊架及后錨桿等關(guān)鍵受力部位的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，重要情況及時報告。k、檢查豎向預(yù)應(yīng)力鋼束的埋置位置、數(shù)量是否符合設(shè)計要求，特別注意后吊

18、帶、內(nèi)外模后吊架預(yù)留孔洞位置是否正確及孔洞是否垂直。m、施工中應(yīng)加強(qiáng)觀測標(biāo)高、軸線及撓度等。并分項作好詳細(xì)記錄，每段箱梁施工后，要整理出撓度曲線。n、澆筑前后吊帶一定要用千斤頂張緊，且要均勻，以防承重后和已成梁段產(chǎn)生錯臺。 晉濟(jì)高速公路南河特大橋雙肢聯(lián)體掛籃圖六、鋼筋施工鋼筋制作：鋼筋具有出廠合格證，鋼筋表面潔凈，使用前應(yīng)將表面油膩、漆皮、鱗銹等清除干凈。嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求，加工預(yù)制成品鋼筋。施工時，在加工現(xiàn)場彈墨線做出鋼筋大樣圖，復(fù)核是否滿足設(shè)計要求后生產(chǎn)，嚴(yán)格控制保護(hù)層的厚度。鋼筋安裝:預(yù)制好的鋼筋利用塔吊吊裝。鋼筋骨架綁扎適量的墊塊，以保持鋼筋在模板中的準(zhǔn)確位置和保護(hù)層厚度，墊塊采用

19、塑料塊。七、混凝土施工混凝土的供應(yīng)：混凝土由自動拌和站集中攪拌，經(jīng)混凝土罐車運(yùn)輸?shù)蕉罩?，?jīng)地泵運(yùn)輸?shù)搅喉?，?jīng)輸送泵管道泵送入模，混凝土等級是C55,按照批復(fù)的配合比配制，并根據(jù)現(xiàn)場情況作了適當(dāng)調(diào)整，施工塌落度為1216cm?；炷翝仓椒ǎ河捎陔p肢聯(lián)體掛籃的特點，考慮兩端的不平衡重量控制在30T，所以在澆注過程中嚴(yán)格控制兩端的重量，每罐車控制10盤料，約6.2m3混凝土，澆筑一車后，下一車澆筑另一端。在澆筑過程中，先澆筑底板；然后澆筑腹板，澆筑腹板時，左右兩側(cè)對稱、前后兩端對稱；腹板完成后，最后澆筑頂板。澆筑也是左右對稱，前后對稱。澆注過程中嚴(yán)格控制澆注方量，左右兩端對稱澆筑，最大不平衡重控

20、制在12m3。澆筑腹板和橫隔板是施工平臺，砼直接從腹板和橫隔板上口下料；完成底板混凝土后，由于梁體較高 ,腹板和橫隔板需要設(shè)置竄筒，從上口下料，頂板砼澆筑時，要搭設(shè)砼施工平臺，以免人員、機(jī)具等荷載壓壞鋼筋網(wǎng)和預(yù)應(yīng)力管道。澆筑分層下料、振搗，分層厚度控制在30cm，上下層澆筑時間相隔不超過1小時。上層混凝土在下層混凝土振搗密實后澆筑，保證混凝土有良好的密實度。每一節(jié)梁段砼一次澆筑。八、預(yù)應(yīng)力施工預(yù)應(yīng)力鋼絞線的制作：鋼絞線下料，應(yīng)按設(shè)計孔道長度加張拉設(shè)備長度加余留錨外不少于100mm的總長度下料。切割時，應(yīng)在每端離切口3050mm處用鐵絲綁扎，平放用砂輪切割。鋼絞線編束，鋼絞線編束時須按各束理順，每隔11.5m用鐵絲捆扎，鐵絲扣應(yīng)向里，綁好的鋼絞線束，應(yīng)編號掛牌存放。預(yù)應(yīng)力筋張拉預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備采用650噸穿心式千斤頂張拉。兩端對稱，同時張拉。所有用于張拉預(yù)應(yīng)力筋的千斤頂應(yīng)專為所采用的預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)所設(shè)計，并經(jīng)國家認(rèn)定的技術(shù)監(jiān)督部門認(rèn)證的產(chǎn)品。千斤頂?shù)木葢?yīng)在使用前