特大橋懸臂現(xiàn)澆箱梁0塊及掛籃施工方案

1、特大橋懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁0塊支架及掛籃施工方案中鐵十局集團富廣高速公路項目經(jīng)理部二六年三月特大橋懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁0#塊支架及掛籃施工方案一、概述 各悶特大橋是衡昆國道主干線云南富寧至廣南高速公路重點控制工程，施工里程為K91+091。本橋分為三聯(lián)，其布孔為2×30+（65+110+65）+3×30390m，計入起終點兩側(cè)橋臺長度后為396m。其中主橋為65+110+65m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)，引橋分別是：富寧岸為2×30米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，廣南岸為3×30米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。主橋為65m+110m+65m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部高度6

2、.5m，跨中高度2.5m；箱梁根部底板厚70cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按1.8次拋物線變化。箱梁腹板根部厚60cm，跨中厚40cm,箱梁腹板厚度在腹板變化段按直線漸變，厚度由60cm變至40cm。箱梁頂板厚度25cm。箱梁頂板寬12m，底寬6m，頂板懸臂長度3m，懸臂板端厚15cm，根部厚70cm。箱梁頂設(shè)有2的橫坡，箱梁澆筑分段長度依次為：19m長0號段+5×3.5m+6×4.5m，邊、中跨合攏段長均采用2m，邊跨現(xiàn)澆段長度9m。梁段懸臂澆筑最大塊件重量145.0噸，掛籃自重按65.0噸考慮。掛籃與梁段懸臂澆塊件重量比控制在0.5以內(nèi)。主跨上部構(gòu)造

3、按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計，采用三向預(yù)應(yīng)力，縱、橫向預(yù)應(yīng)力采用美國ASTM A416-97A標(biāo)準(zhǔn)270級高強度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強度1860Mpa，設(shè)計錨下張拉控制應(yīng)力1395Mpa。箱梁縱向鋼束每股直徑15.24mm，大噸位群錨體系；頂板橫向鋼束每股直徑12.7mm，扁錨體系；豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋鋼筋。縱向預(yù)應(yīng)力束管道采用預(yù)埋塑料波紋管成孔，真空輔助壓漿工藝。橫、豎向預(yù)應(yīng)力束（筋）管道采用預(yù)埋金屬波紋管成孔。各悶特大橋主橋橋型布置見圖1。二、 0#、01#塊現(xiàn)澆支架設(shè)計、施工1、托架設(shè)計結(jié)合雙肢矩形實心墩穩(wěn)定性好和墩身截面面積較大（2m×6m）的特點，同時0、01塊為一整體，需同時施工

4、，設(shè)想直接在墩身埋設(shè)雙層大型號工字鋼，并采用槽鋼連接將工字鋼加工成矩形桁架，作為模板支架和作業(yè)平臺進(jìn)行0#、01塊現(xiàn)澆施工。工字鋼穿過墩身處預(yù)埋厚2cm鋼板制成的鋼盒，并與墩身鋼筋焊接牢固，工字鋼穿過并調(diào)整位置后，鋼盒兩端用鋼板與工字鋼焊接密封，然后用高標(biāo)號砂漿壓注密實。支架施工圖見圖2、3。托架用以支承0#、01#段的底模及側(cè)模、支架和混凝土荷載，其設(shè)計荷載考慮0#段雙肢矩形實心墩之間的混凝土重量及01#塊懸臂段梁體重量、上部的模板、支架重量、人群機具荷載，以及風(fēng)載、施工震動等因素，根據(jù)計算0#段雙肢矩形實心墩之間托架設(shè)計荷載為396噸，01#懸臂段設(shè)計荷載按200噸計算。根據(jù)墩身寬度、梁底

5、寬度、頂板懸出長度、01#段懸出長度，以及施工操作需要，平臺平面設(shè)計為19.5×14m2，挑檐板支架平臺平面設(shè)計為3.5×19.5m。見圖2、3。附著墩身高度為2.7m。托架桁架見下圖4：根據(jù)以上設(shè)計，托架受力和撓度變形最大處為懸臂段，托架設(shè)計及檢算時不考慮兩墩之間及翼緣板的應(yīng)力和撓度，按懸臂段的應(yīng)力和撓度進(jìn)行檢算。懸臂段按均布荷載進(jìn)行計算工字鋼型號：考慮到0、01段砼灌注時間較長，為確保砼的施工質(zhì)量不因托架彈性變形受到影響，懸臂端最大撓度變形按控制：設(shè)計荷載： 每片托架受力為： 根據(jù)公式：反算 計算得到 根據(jù)公式：對照材料表計算和值通過計算和時與以上計算得到的最接近。通過

6、材料對照表查出工字鋼型號為50b。檢算：根據(jù)公式：計算 ，滿足要求； ，滿足要求。桁架槽鋼采用20槽鋼。為減少托架的非彈性性變形，托架節(jié)點全部采用焊接，盡量消除非彈性變形，50b工字鋼。對接采取先用螺栓板栓接，然后焊接牢固。托架與模板底梁聯(lián)結(jié)采用鋼楔和可調(diào)節(jié)頂桿，用以調(diào)整模板標(biāo)高，同時便于模板拆除。托架拼裝完成后，進(jìn)行預(yù)壓試驗，消除托架的非彈性變形，減少梁段下沉量，使灌注后的梁段設(shè)計標(biāo)高符合設(shè)計要求，同時通過預(yù)壓測試確定托架的彈性變形量，為調(diào)整梁體線形提供依據(jù)。懸臂段外模（側(cè)模和頂板懸出段）用懸臂澆注的掛藍(lán)側(cè)模施工。雙肢墩柱之間的梁體側(cè)模及頂板懸出段模板采用墩柱模板拼狀施工，滿堂腳手架支撐、拉

7、桿對拉加固。懸臂段內(nèi)模采用掛藍(lán)內(nèi)模施工，鋼支架支撐加固，并與外側(cè)模對拉桿連接固定。中間段梁體內(nèi)模板通用性差，為便于拆模，采用鋼木組合模板、鋼木骨架加固。4、托架預(yù)壓在承臺上預(yù)埋鋼構(gòu)架作為支點，采用動滑輪、定滑輪和鋼絲繩用千斤頂對托架進(jìn)行加載試驗，測定實際撓度變形量。上部鋼管腳手架主要用于側(cè)模的穩(wěn)定支撐，且高度小于12米（為兩節(jié)鋼管），非彈性變形和彈性變形量很小，可以不予考慮。5、托架的安裝及拆除（1）采用塔吊水平垂直運輸就位，然后由墩頂向下掛施工小吊籃，施工人員站在小吊籃中，在塔吊、倒鏈的配合下，將單片工字鋼調(diào)整到位，并與墩身預(yù)埋件先螺栓聯(lián)結(jié)，然后焊接。全部安裝到位后進(jìn)行整體聯(lián)結(jié)。安裝過程中嚴(yán)

8、格檢查托架面標(biāo)高是否符合設(shè)計標(biāo)高，與預(yù)埋件聯(lián)結(jié)是否牢固，檢查焊接縫長度、高度，不合格的立即進(jìn)行補焊。（2）工字鋼先螺栓板栓接，然后焊接牢固。（3）將工字鋼和槽鋼焊接成桁架結(jié)構(gòu)形式，并逐一檢查焊縫質(zhì)量。按圖2、3設(shè)計將36工字鋼與桁架栓接牢固，完成支架平臺施工。（4）首先在支架上畫出立模邊線，用塔吊、倒鏈配合調(diào)整模板到位，用鋼支撐將模板固定在支架上。待左右兩片側(cè)模就位以后，用鋼拉桿將兩片外側(cè)模連成整體。（5）鋼筋綁扎、內(nèi)外模板安裝調(diào)整到位、澆注砼。（6）支架拆除：待掛籃拼裝完成后。按照支架安裝的相反順序逐一拆除。三、1#11#塊連續(xù)剛構(gòu)掛籃設(shè)計、施工本橋雙幅4個T構(gòu)，待0#梁段在托架上澆筑完成后

9、，清理梁段頂面，并用水泥砂漿將鋪枕部位找平，即開始安裝掛籃，準(zhǔn)備梁段的掛籃懸澆施工。主梁1#11#梁段采用懸臂灌筑，懸臂灌筑最重的梁段為1#段，自重124t，懸臂澆注段長度為3.5m4.5m，模板系統(tǒng)按25t考慮，總重為159t。設(shè)計圖紙要求掛籃片重不超過104噸?？紤]到施工荷載和風(fēng)動荷載，掛籃按最大荷載1680KN、走行抗傾覆力矩675KN×M、自重不超過65t設(shè)計。1、三角形桁架式掛籃的結(jié)構(gòu)特點（1）三角形掛籃主桁桿件少，傳力簡捷，受力明確，錨桿及吊桿均用25級精軋螺紋鋼制作，成本低，加工簡單，安裝方便；（2）三角掛籃具有一定的通用性，通過改變主桁的間距即能用于灌筑不同寬度的梁；

10、（3）三角形掛籃支撐腿高，通行方便，施工作業(yè)空間大；（4）主桁斜拉桿截面可以增大，能提高掛籃的整體剛度；（5）主桁梁加載試驗用千斤頂即可進(jìn)行，方法簡單，省工省時，又能降低試驗費用。2、掛籃總體結(jié)構(gòu)設(shè)計掛籃由吊架系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)尺寸見圖5。(1)吊架系統(tǒng)吊架是掛籃的承重部分，主要承受梁段重力、施工荷載及其自重荷載，吊架設(shè)計要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。吊架由立柱、斜拉桿、縱梁組成的兩片三角形主桁梁用立柱橫聯(lián)和上前橫梁連為一體而成，縱梁中間和后方安裝支腿。主桁桿件均為240b，斜拉桿與立柱及縱梁用22高強螺栓板連接，連接板用12mm厚的鋼板加工。立柱與縱梁用

11、連接板栓接，安裝時在兩連接板間加10mm厚的鋼墊，使縱梁兩端上翹10mm，以消除主桁受力時的非彈性變形，保持縱梁平直。上前橫梁用245工字鋼與縱梁連接板栓接。吊桿座和千斤頂座處的綴板用16mm鋼板加工，其余綴板用8mm鋼板制作。上前橫梁上面設(shè)2個吊桿調(diào)升作業(yè)平臺。上橫聯(lián)用100×12、75×8角鋼，與立柱栓接成門架，。(2)模板系統(tǒng)梁體模板由底模、外側(cè)模、內(nèi)模和端模組成，對模板的要求除尺寸準(zhǔn)確、表面平整、剛度大、安拆方便外，還要盡量使其重量輕，連接密貼，接茬處無錯臺。底模和側(cè)模設(shè)計為整體式，模板懸吊方式為前吊后錨。1）底模:底模板為5.0m×6.0m，底模架為6.

12、0m×8.6m，底模架的前后梁分別用236b制成空腹工字梁。下前橫梁設(shè)6個吊點，吊點與吊桿采用鉸接，以適應(yīng)梁底面的斜度變化。后橫梁與已灌梁段錨固處用30mm厚的鋼板制成錨固座，同樣設(shè)6個錨固座,兩端用100KN倒鏈掛在已澆注段的防撞墻鋼筋上，并用20鋼絲繩作保險繩，對防后錨松開后倒鏈?zhǔn)Э匕l(fā)生意外?？v梁用2620b工字鋼焊在前后橫梁上，其中22根作底?？v梁，4根在外模骨架外側(cè)，作為頂緊外模的支座和作業(yè)平臺。底面模板用墩身大面模板貼焊在縱梁上，墩身模板單塊面積為2.0m×3.0m，用5塊剛好拼裝1個底模。2）外側(cè)模:外模用80×8和63×6角鋼制成桁架形骨架

13、，以用墩身大面模板貼焊，桁架骨架上。以距腹板外側(cè)550mm處為中心安裝225a槽鋼制成的滑梁，滑梁的前端吊在上前橫梁上，后端錨固在已灌梁段的翼緣板上。預(yù)留孔兼作連續(xù)梁檢查吊籃的工字鋼錨栓孔。側(cè)模上部用套管螺桿連接，下部用螺桿拉結(jié)和千斤頂頂住，后端壓在已灌梁段內(nèi)100mm處，在新灌50mm處與內(nèi)模用螺桿拉結(jié)，前端在梁外50mm處與內(nèi)模拉結(jié)，端模放在拉結(jié)筋內(nèi)側(cè)。3）內(nèi)模 : 內(nèi)模用1.2m×0.2m和0.9m×0.2m的組合鋼模板，拐角處用特制的異形模板，楔形部分和張拉座都用木板。骨架為開啟式，用10槽鋼和63×6角鋼制成，骨架頂板與腹板拐角處為鉸接，用T42雙頭正反

14、扣螺桿裝拆與調(diào)節(jié)，由于箱梁腹板高度是變化的，故將骨架制成多節(jié)組裝式，灌注一段拆掉一節(jié)。在骨架的前端和后端設(shè)有上下滾輪的滑梁座，拆模前先利用滑梁座前移滑梁就位，拆模時收緊內(nèi)模骨架，在滑梁上移出梁體之外，再拆除組合模板。4）端模 : 端模用30mm厚的木板制成，腹板部分卡在內(nèi)外模拉結(jié)筋內(nèi)，底板和頂板利用梁體受力鋼筋臨時固定。(3)后錨固系統(tǒng)后錨固系統(tǒng)分為吊架后錨和模板后錨兩部分。1）吊架后錨：設(shè)置吊架后錨是為了平衡傾覆力矩，分為走行后錨和固定后錨。本掛籃走行時不用平衡重，其傾覆力矩靠后支腿的錨輪與軌道來平衡的：將軌道錨固在已澆注段的砼上，軌道是用2根20槽鋼和10mm厚鋼板制成的空腹梁，每隔100

15、cm鉆一32錨固螺栓孔，以軌道上平面作前支腿的滑道，翼緣作錨輪軌道；后支腿下部安裝錨輪架，錨輪裝在兩側(cè)，走行時鉤在翼緣上抵抗傾覆力矩。固定錨固是在掛籃前移到位后，通過8根用連接器連在豎向張拉筋上的32級精軋螺紋鋼（錨桿）來實現(xiàn)的，錨桿的上部用錨具錨在吊架后錨上橫梁上，高度用外模后錨桿千斤頂調(diào)整。2）模板后錨：底模架后錨用4根32雙頭級精軋螺桿和2根32單頭級精軋螺桿實施，用20KN的千斤頂進(jìn)行調(diào)整和預(yù)緊。內(nèi)模與外模的后錨桿均為32級精軋螺紋鋼，調(diào)整和頂升均用20KN千斤頂。(4)吊掛系統(tǒng)吊掛系統(tǒng)由吊桿和頂升裝置組成。吊桿的作用是：連接模板和吊架，并通過它將混凝土等荷載傳遞到吊架；通過調(diào)升裝置改

16、變吊桿的長度來控制梁底標(biāo)高。因此，要求吊桿工作可靠，受力伸張值小，調(diào)升工藝簡單、準(zhǔn)確。吊桿全部采用32級精軋螺紋鋼加工，底模前橫梁的每個吊點設(shè)1根，共68根，外模和內(nèi)模各用2根，計4根。調(diào)升用10KN千斤頂實施。(5)走行系統(tǒng)掛籃的走行分兩步進(jìn)行：第一步：松開所有錨桿、吊桿，固定吊架防止其前后移動，然后將軌道頂進(jìn)至設(shè)計位置，并定位錨緊；第二步：吊架、底模、外模同步行走，過程為，外模后錨桿放松拆模后，模板滑梁吊在后端吊桿上（安放輥軸），底模后端吊在外測模板桁架上，模板重量通過后吊桿傳到已澆注砼的梁段，走行前在軌道上安放輥軸，然后用100KN的倒鏈拖拉前行；內(nèi)模前移在鋼筋綁扎后進(jìn)行，先將滑梁就位，

17、再移內(nèi)模。3、掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計計算掛籃設(shè)計的主要控制因素是澆注混凝土引起結(jié)構(gòu)的下?lián)?，所以對結(jié)構(gòu)采取先按剛度計算，再進(jìn)行強度校核。(1)吊架主桁梁計算吊架主桁梁為等腰三角形結(jié)構(gòu)，在頂角和底邊中點設(shè)一立柱，縱梁根據(jù)梁段長度定為11m，立柱則從吊裝設(shè)備、桿件承受軸力的能力和材料等方面考慮定為4m，由此求得斜桿長為6.8m。為便于加工、選材和綜合利用，主桁桿件定為等截面。1)截面計算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，參照吊車梁的允許撓度，取主桁撓度值為1/600，即前吊點處的下?lián)现挡淮笥?.2mm，取9.2mm進(jìn)行計算。荷載按最重梁段(1#段及模板、吊架系統(tǒng)、施工荷載)1680KN考慮，由于待灌梁段有1/2的重力作用在

18、已灌梁段，所以主桁梁吊點處按承受840KN的荷載計算，主桁為兩片，每片承受的荷載按420KN計算。計算應(yīng)用根據(jù)虛功原理計算位移的公式，即 式中：桿件虛擬軸力； 桿件實際軸力； 桿件長度； 材料彈性模量，取=2.1×105Mpa； 桿件截面面積；桿件下?lián)现担/600=9.2mm。單片主桁梁結(jié)構(gòu)尺寸和桿件軸力的計算結(jié)果見圖6，虛擬軸力計算結(jié)果見圖7，各桿件的N Np L值計算結(jié)果見表1。表1 主梁桿件計算匯總桿件號1-368001.77148254×1063-468001.77148254×1062-34000-2-8406720×1061-25500-

19、1.375-577.54367×1062-45500-1.375-577.54367×10631962×106將計算結(jié)果代入上式，求得每片桁架2根型鋼，單根型鋼的截面積為16543/2=8272mm2，據(jù)此選用40b號槽鋼，其橫截面面積為8305 mm2，代入上式求得灌注最重梁段混凝土?xí)r主桁梁的最大撓度為9.16mm。(2)強度校核強度計算的荷載為各項荷載之和，具體值為：新澆混凝土重力荷載1380kN，掛籃自重荷載300KN，機具重力荷載60KN，人群荷載50KN，震搗器震動荷載40KN，風(fēng)力24KN，施工沖擊增加動力系數(shù)為0.2，合計2225KN。如前所述，荷載

20、有1/2作用在已灌梁段上，由此求得作用在單片主桁梁吊點上的荷載為556.2KN。據(jù)此進(jìn)行單片主桁梁軸力強度校核（過程從略），計算圖式附件，計算結(jié)果立柱、縱梁、斜拉桿的軸力均<170Mpa，均在允許范圍之內(nèi)。5、掛籃拼裝0#、01#段在托架上澆注完畢，其頂面形成了12m寬、19m長的平臺，待張拉完成，拆開外側(cè)模和底模（0#梁懸臂段所用的模板就是掛籃配備的模板）即可安裝掛籃。安裝掛籃前需先安裝墊塊、滑軌和錨輪組，并用錨具將滑軌錨固。安裝掛籃，從兩側(cè)同時進(jìn)行，如果吊裝能力不足，也可先安裝一側(cè)，但應(yīng)先安裝不能到位的掛籃。安裝步驟是：吊裝單片主桁梁，將前支撐腿對準(zhǔn)滑軌，后支撐腿連接錨輪組，在立柱兩側(cè)各用一50KN的倒鏈控制立柱空間位置；用同樣的方法吊裝另一片主桁；調(diào)整兩片主桁的間距和位置，調(diào)平縱梁；安裝前、中、后橫梁和上橫梁；在前橫梁上方安吊桿調(diào)升平臺，在中橫梁和后橫梁上安裝橫向鋼絲束張拉作業(yè)平臺；移動吊架，使其對準(zhǔn)底模和外側(cè)模，連接吊桿、倒鏈。一組掛籃安好后前移到1#段位，進(jìn)行吊架、底模、外側(cè)模的后錨和模板標(biāo)高調(diào)整及定位。安裝第二組掛籃時，直接對準(zhǔn)懸灌段，吊架安裝同第一組，底模在托架上前移