桥梁连续梁合拢段施工技术.ppt
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1、,中铁某局杭长客二一二年二月,悬臂浇筑连续梁合拢段施工技术,Company Logo,目 录,Company Logo,一、合拢段施工概述,1、两个概念合拢段:对于悬臂浇注施工的连续梁(刚构)等桥梁结构,连接各悬臂施工结构之间或与边跨现浇段之间的节段。合拢段的长度一般为.2.0m。体系转换:对于悬臂浇注的桥梁结构,按照一定的顺序施工合拢和解除支座、0#段临时固结措施,将悬臂施工的静定结构转换为成桥状态的连续梁(刚构)。,Company Logo,一、合拢段施工概述,2、合拢段和体系转换对桥梁结构的影响:结构体系变化:桥梁由施工过程的悬臂静定结构转换成连续的超静定结构。结构内力变化:桥梁转换成超
2、静定结构后,除了因合拢的顺序不同而产生不同的施工内力外,还产生结构内力的重分布和相关的次内力;这些次内力主要是结构合拢后预应力束张拉施工、混凝土收缩和徐变、温度变化以及支座沉降的影响产生。,Company Logo,一、合拢段施工概述,3、合拢段和体系转换的作用:实现成桥线形:通过配、换重和临时预应力束、劲性骨架等措施,实现施工线形向成桥线形的转换。优化结构内力:通过合拢顺序优化、合拢段长度调整(顶推)和支座标高调整等措施,实现连续梁(刚构)恒载内力分布合理且尽可能缩小各项次内力的不利影响。,Company Logo,二、施工质量控制标准,1、基本要求:A、合拢段临时锁定前,桥梁跨距应符合设计
3、要求;B、合拢顺序、合拢段长度、合拢段临时锁定方法(含合拢温度)应符合设计要求;C、合拢段临时锁定及混凝土灌注均应在一天中气温最低的区段进行;D、合拢段两端换重应在合拢段临时锁定之前完成,并在混凝土浇注过程中同步撤出;合拢段混凝土宜采用微膨胀混凝土;E、合拢段临时锁定时,梁墩的临时固结约束和活动支座的临时连接的解除需满足设计要求。,Company Logo,二、施工质量控制标准,2、实测项目,高速铁路桥梁连续梁(刚构)悬臂浇筑段(合拢段)允许偏差和检验方法,高速铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10752-2010/J 1148-2011),Company Logo,桥面清理测量观测安装支架、
4、内外模板设置压重钢筋绑扎及预应力穿束,合拢时机选定合拢口锁定测量检查复核,浇注砼等荷卸载过程测量观测,拆除锁定体系转换预应力施加完成合拢,卸架,合拢准备,合拢前,合拢中,合拢后,合拢段施工工艺流程,三、施工关键技术问题,Company Logo,三、施工关键技术问题,1、合拢前的施工技术准备:A、连续观测合拢段两端桥梁轴线、高程及合拢段长度变化与温度变化情况;连续量测桥梁关键断面应力变化与温度变化情况;B、根据测试数据,与设计、监控及监理单位确定合拢及体系转换顺序、合拢段临时锁定方法(含合拢温度);编制合拢段及体系转换施工组织设计、作业指导书;C、合拢段及体系转换施工组织设计、作业指导书交底。
5、D、复查合拢段两端的施工机具、材料,不必要的应撤出;如果下一步施工需要的,应尽量调整至0#段附近对称布置;E、合拢段两端换重应在合拢段临时锁定之前完成(若在落地支架上进行合拢段施工,不必进行换重);,Company Logo,三、施工关键技术问题,2、合拢及体系转换施工顺序:A、不同的悬灌和合拢顺序,引起的结构恒载内力不同,体系转换时引起的应力重分布也不相同,因此,合拢及体系转换顺序一般由设计单位在施工图中明确。B、确定合拢顺序的一般原则:连续梁体系的恒载内力分布合理,同时还尽可能地缩小各项次内力的不利影响。,Company Logo,移动挂蓝,连续对称悬灌施工标准节段。,安装边跨永久支座和临
6、时支架,现浇边跨混凝土。拆除挂篮。,安装吊架,边跨合拢施工。拆除主墩临时固结,完成第一次体系转换。,安装吊架,中跨合拢施工,完成第二次体系转换。全面成桥。,典型三跨连续梁合拢施工步骤流程图,Company Logo,三、施工关键技术问题,3、合拢段施工的支架及模板系统:(1)、边跨合拢段支架及模板系统 边跨合拢段支架系统一般有三种方案可供选择:挂篮、吊架和落地支架。挂篮方案:采用挂篮作为合拢段施工支架时,在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道,待悬灌完成后将挂篮走行就位并锚固好。此方案应注意的问题:一是处理好挂篮底模系统与边跨现浇段支架的干扰;二是处理好合拢段底模与边跨现浇段、悬灌段梁底之间的紧
7、密接触;三是由于边跨现浇段在落地支架上,其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形,因此,换重只需考虑悬灌段上设置。,Company Logo,三、施工关键技术问题,挂篮方案:采用挂篮作为合拢段施工支架时,在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道,待悬灌完成后将挂篮走行就位并锚固好。,Company Logo,三、施工关键技术问题,吊架方案:采用吊架作为合拢段施工支架时,在最后一个悬灌段和边跨现浇段施工时应注意预留孔道,待悬灌完成后安装吊架并锚固好。此方案应注意的问题:一是处理好吊架底模系统与边跨现浇段支架的干扰;二是处理好合拢段底模与边跨现浇段、悬灌段梁底之间的紧密接触(在混凝土浇注过程中应安排专人检查
8、处理);三是由于边跨现浇段在落地支架上,其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形,因此,换重只需考虑悬灌段上设置。,Company Logo,三、施工关键技术问题,落地支架方案:搭设支架方便时,可采用此方案;采用落地支架施工合拢段时,支架地基处理、搭设可参照边跨现浇段落地支架施工。此方案应注意的问题:一是处理好挂篮底模系统与落地支架的干扰;二是处理好合拢段底模与悬灌段梁底之间的紧密接触(在混凝土浇注过程中应安排专人检查处理);三是由于合拢段段在落地支架上,其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形,因此,不必考虑换重。,Company Logo,三、施工关键技术问题,(2)、中跨合拢段支架及模板系统,Com
9、pany Logo,三、施工关键技术问题,(2)、中跨合拢段支架及模板系统,Company Logo,三、施工关键技术问题,(2)、中跨合拢段支架及模板系统(1)底模系统:采用挂篮作为合拢段施工支架时,底模系统直接利用悬灌段施工的底模系统,随挂篮一起就位;采用落地支架施工合拢段时,底模系统一般采用木模结构(胶合板面板+方木加劲肋+分配梁),人工由下至上安装。(2)外侧模系统:外侧模系统一般情况下直接利用悬灌段施工的外侧模系统,随挂篮一起就位。(3)内模系统:内模系统在底、腹板及横隔墙钢筋、预应力管道安装完成后进行,一般采用组合钢模与木模相配合的结构,在进行安装时应注意加固,尤其时斜腹板的加固,
10、若加固不到位,可能造成模板上浮。,Company Logo,三、施工关键技术问题,4、合拢段劲性骨架及临时预应力束 合拢临时锁定一般包括焊接锁定劲性骨架和张拉临时预应力束两个步骤,连续刚构桥中跨合拢有时还需要进行顶推调整结构内力。,内置式劲性骨架,外置式劲性骨架,Company Logo,三、施工关键技术问题,4、合拢段劲性骨架及临时预应力束(1)、合拢段劲性骨架、临时预应力束的作用 劲性骨架的作用:用来连接两端梁,保证合拢段净空,防止在浇筑合拢段混凝土的过程中及合拢段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动,同时用来抵抗合拢段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而起的竖向剪应力。,Com
11、pany Logo,三、施工关键技术问题,4、合拢段劲性骨架及临时预应力束(1)、合拢段劲性骨架、临时预应力束的作用临时预应力束的作用:由于劲性骨架采用焊缝连接,焊缝抗拉能力低,故采用临时预应力来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢段混凝土中产生的拉应力。临时预应力竖一般采用设计的正式的合拢段预应力束。根据混凝土因温度降低而产生的拉应力确定每根束临时张拉预应力,临时预应力束张拉力未达到设计张拉力,待合拢施工完成、合拢段混凝土强度达到设计强度后,再将其补拉至设计吨位。,Company Logo,三、施工关键技术问题,(2)劲性骨安装和临时预应力束张拉时应注意以下事项:合拢时温度应在设计许可范
12、围内,在合拢前3天连续测温,并根据测温结果确定合拢时间。在合拢段口两端部设配重,每侧重量等于合拢段混凝土重量的一半。标高调整完成后,选择一天中温度最低和温差变化最小的时间,在合拢处安装劲性骨架,将合拢段予以临时锁定,锁定时劲性骨架的支撑同时焊接,并在升温之前完成,避免由于温度不同而在构件内产生附加内力。为了减少锁定时间可使钢支撑在锁定前先焊接一侧,在锁定时焊接另一侧完成锁定。锁定前调整中线及标高。安排技术水平高的焊工负责焊接,确保劲性骨架焊缝质量。认真做好施工组织,尽量缩短劲性骨架的安装时间。临时预应力束和张拉千金顶应提前安装好,待劲性骨架焊好后立即进行张拉作业。劲性骨架和临时预应力束施工前必
13、须按设计解除有关约束。,Company Logo,三、施工关键技术问题,5、合拢段配重、换重设计与施工合拢段配重一般采用水箱、混凝土预制块、沙袋等重物,采用水箱进行配重,采用沙袋进行配重,Company Logo,三、施工关键技术问题,5、合拢段配重、换重设计与施工(1)边跨合拢段换重设计 当边跨合拢段落地支架上进行时,不考虑配重、换重;当边跨合拢段采用吊架合拢或挂篮时会造成边中跨荷载不对称,此时边中跨受力不对称,这时不仅要考虑换重的重量,还要考虑加设配重。加设配重量(G)=中跨挂篮重量-边跨挂篮重量或(吊架重量)+其他原因引起的额外配重;换重重量(G)=合拢段混凝土引起增加的悬灌段重量+临时
14、施工施荷载。(2)中跨合拢段换重设计与检算 若采用挂篮进行中跨合拢段施工,需将另一套挂篮拆除或后移;若采用吊架合拢,需将挂篮拆除或对称后移。无论采用挂篮合拢或吊架合拢,中跨合拢段施工一般只需换重,不需要加配重,当然,必须保证标高控制在规范允许范围,否则,为调整线形需要时应增加配重。换重重量(G)=合拢段混凝重量2。以上算式适用于换重重量放置位置靠近合拢段,并且重量加在桥轴线上。如换重重量放置位置远离合拢段,那么换重重量需重新计算。合拢段配重和换重应在劲性骨架锁定和临时预应力索张拉前进行。,Company Logo,三、施工关键技术问题,6、主要分项工程施工(1)合拢段钢筋及预应力管道施工 合拢
15、长度设计一般为1.52m,其结构尺寸复杂、钢筋、预应力管道、预埋件较多,必须按照制定好的工序及工艺进行实施:1)普通钢筋在地面集中加工成型,运至合拢段绑扎安装。底板束管道安装前,试穿所有底板束,发现问题及时处理。因合拢段施工时两端均封闭,不能再采用在管道内加内衬PVC管的方法来防止漏浆堵管,为了确保孔道畅通无阻,采取以下措施:在合拢前先把钢绞线穿进孔道内;加强对每根管道两端头的连接密封操作及检查,增加定位架排数加强孔道定位。同时为了保证合拢段混凝土浇筑后底板束管道的畅通,合拢段底板束管道采用加厚金属波纹管。2)在波纹管接头处一定要将波纹管接口剪平后外套接头管,用胶带裹紧,以防止漏浆或在穿束时引
16、起波纹管翻卷导致管道堵塞;3)浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形,由其是接头处是否密封好;4)浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管,以防损坏波纹管,造成漏浆堵孔。,Company Logo,三、施工关键技术问题,(2)、合拢段混凝土施工 1)合拢段混凝土配合比设计 合拢段混凝土强度设计要求一般与其它悬灌节段强度一样,但是为了保证合拢段的施工质量,一般情况下合拢段的混凝土强度等级实际施工中要提高一个等级,并宜采用微膨胀混凝土。2)合拢段混凝土生产、运输、现场浇筑、养护 合拢段混凝土采用拌合站集中生产、罐车运输,要求与一般悬灌段混凝土生产、运输相同,此处不再详述。混凝土浇筑时间定在全天
17、最低温度、温差变化小的时段进行,一般选择在晚上的12点第二天清晨5点。合拢段混凝土浇筑完成后,应加强混凝土养护,减小混凝土收缩,顶板持续洒水达至80%强度,降低顶底板温差影响;合拢段混凝土养护期间,应禁止施工荷载上桥,避免扰动开裂。,Company Logo,三、施工关键技术问题,(3)、合拢段预应力施工A、预应力束制作、安装 钢绞线下料在桥面上进行,并清除其表面上的杂物及锈蚀,以防钢束受污染;下料长度以技术部门提供的下料长度为准,采用卷扬机穿束则需增加20cm,下料时用砂轮切割机切割;将钢绞线理顺,用扎丝绑扎好,以防在穿束过程中钢绞线打绞,张拉时受力不均,导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而有
18、的则可能被拉断;将钢束端头做成圆锥状,用氧焊焊牢,切忌电焊焊接。表面要用砂轮修平滑,以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷,堵塞孔道;穿束前用高压水冲洗孔道,清除孔内杂质,保证穿束通顺;因合拢段预应力通长束较长,用人工穿束比较困难,通常将卷扬机的钢丝绳系在引绳上,用人工先将引绳拉过孔道,然后将钢丝绳头用卡环与钢束头接在一起,开启卷扬机将钢束徐徐拉进孔内,在钢束头进孔道时,用人工协助使其顺利入孔。如果在钢束穿进过程中堵塞,要立即停止,找准堵塞管位置,凿开混凝土清除管道内的堵管杂物,仍继续用卷扬机将束拖过孔道。开仓时不可损坏邻近的波纹管,封仓前应先把割断的桥面钢筋焊好,最好在封仓处埋有排气孔,便于压
19、浆;,Company Logo,三、施工关键技术问题,(3)、合拢段预应力施工B、预应力束张拉及管道压浆 当浇筑混凝土强度、弹模、龄期满足设计要求后方可进行张拉,张拉顺序按设计要求,采用张拉力和伸长值双控,伸长值容许误差控制在6%以内,同一断面断丝率不得大于1%,不容许整根钢绞线拉断;伸长量较大时应采用两次或多次张拉,此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程20cm;为了消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响,一般应在张拉力达到一定初始值之后,再进行伸长值的量测。可在钢束张拉时初始张拉力(取设计张拉力的的15-20%)状态下标注伸长量起始记号,用量测值和理论计算值复核;若伸长量不足或过大,
20、要及时分析原因,一般是管道布置不准,增大孔道摩阻,应力损失过大,有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。总之要及时查明原因,采取相应的措施后方可进行下一步施工;孔道内压浆一般在张拉后48小时内进行;压浆后三天内不得承载。,Company Logo,三、施工关键技术问题,7、体系转换施工 桥梁体系转换施工主要包括滑动支座约束解除、临时支座拆除(预应力混凝土连续刚构桥无临时支座)和后期预应力张拉等内容,其施工顺序应严格按照设计文件规定进行。在桥梁合拢段施工过程中,主梁由悬臂状态向固定状态转变,桥梁体系转换施工也同步进行,此时梁段是处于比较复杂的受力状态,其施工的好坏将直接
21、影响到整个桥梁的结构安全和质量,因此在施工时需注意以下事项:(1)保证劲性骨架及临时预应力束的施工质量,因为劲性骨架及临时预应力束锁定的好坏将决定着合拢段的施工好坏。(2)滑动支座和现浇段的约束应及时解除,保证现浇段能随主梁温度度变化自由伸缩。(3)临时支座拆除应严格按照设计要求的时间和方法进行,确保桥梁整个体系与设计一致。(4)后期预应力束一般比较长,制索、穿索及张拉施工均比较麻烦,应认真做好施工组织安排和施工质量控制工作,确保成桥质量。,Company Logo,三、施工关键技术问题,8、挂蓝拆除,挂篮拆除前需对拆除人员进行安全技术培训及技术交底。在挂篮拆除时需由分部及架子队领导在现场进行
22、指导拆除,并按先侧模,后底模,再主桁架的顺序进行拆除。每一步拆除均需统一、有序地进行。,Company Logo,四、杭长项目连续梁合拢设计要求,跨临江东路连续梁,跨白沙溪连续梁,跨金华江连续梁,跨G330国道连续梁,跨厚大溪连续梁,跨白汤下连续梁,跨金沙街连续梁,Company Logo,四、杭长项目连续梁合拢设计要求,(一)、跨临江东路40+2*56+40m连续梁【169#-173#墩】设计图纸:肆桥参(2009)23682-IV-48合拢段施工步骤:先边跨 中跨步骤1:1、挂篮前移至下一节段。2、在挂篮上悬臂浇筑6#、6#节段3、张拉并锚固纵向预应力束T7、T7、F9及横向、竖向预应力。
23、4、在边跨现浇段支架上,浇筑边跨现浇段8#段步骤2:1、拆除挂篮,安装临时刚性连接构造,张拉临时预应力束2T10/2B9,临时张拉力为500KN,现浇边跨合拢段7#段。2、合拢段混凝土强度及弹性模量达到设计要求,龄期不少于10天,拆除悬吊支架。,Company Logo,四、杭长项目连续梁合拢设计要求,3、再次张拉临时预应力束2T10/2B9至设计值,同时张拉并锚固纵向预应力束B7、B8、B10-B12、T11,及横向、竖向预应力筋。4、拆除2、4#墩临时支座固结,落梁、转换支座体系,并约束2、4#墩上正式支座水平约束。步骤3:1、拆除边孔支架,安装中跨临时刚性连接构造,张拉临时预应力束,4T
24、13,2B1,临时张拉力为500KN,拆除3#墩的临时固结,转换3#墩上的支座体系,解除2#、3#段墩上支座水平约束。2、用悬吊支架现浇中跨合拢段7#段。3、再次张拉4T13、2B1至设计值,同时张拉纵向预应力束T12、B2-B6及横向、竖向预应力束。步骤4:拆除悬吊支架,进行桥面铺设等工作。,Company Logo,四、杭长项目连续梁合拢设计要求,跨临江东路40+2*56+40m连续梁临时锁定形式,支撑劲性骨架采用“预埋螺栓+预埋钢板+工字钢”组成,其断面面积及支承位置根据锁定设计确定,合拢时,在两工字钢之间设置连接钢板,并由联结钢板将工字钢焊接成整体。外置式劲性骨架下料按照设计提供的尺寸
25、进行,下料并加工好后预先把其搬运至合拢口位置。锁定分为安装和锁定两个步骤进行:(1)、设置在底板上的外置式骨架在底板钢筋及纵向预应力管道安装完毕后进行。采用塔吊吊放就位,先对一端进行焊接固接,上下两层(左右两侧)接头错开作业,另一端预先把位置调整好,并临时定位托住,暂不进行焊接(栓接)固接。(2)、待顶板普通钢筋,竖向、横向预应力钢筋、钢束安装完毕后,两端悬臂配重设置完成和悬灌梁标高调整到位并经过检查合格以后,选择合适的温度(恒温时)时间段进行外劲性骨架另一端的焊接锁定。,Company Logo,四、杭长项目连续梁合拢设计要求,跨临江东路256m连续梁合拢段施工说明:1、按照设计图纸要求,该
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