大跨度现浇梁挂篮施工交流材.ppt
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1、中铁一局集团桥梁工程有限公司福银高速九江长江公路大桥B3合同段项目经理部二一二年六月,中铁一局集团桥梁公司九江项目,大跨度预应力混凝土连续梁桥的发展现状与挂篮悬浇施工质量控制,尊敬各位领导、同仁,大家好!欢迎大家来到桥梁公司九江长江公路大桥项目观摩指导,下面由我结合本项目变截面连续梁施工情况,共同与大家一起探讨大跨度预应力混凝土连续梁桥的发展现状与挂篮悬浇施工质量控制,以求共勉。我的汇报分为以下三个部分:,改革开放30多年,我国交通基础设施建设以前所未有的建设规模和建设速度在全国展开,预应力砼连续梁及刚构桥由于具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好、后期运营维护成本低等特点,使其在公路
2、、城市交通、铁路桥梁工程中得到最广泛的采用。大跨度预应力砼连续梁式桥主要包括三种结构类型:T型刚构桥、连续梁桥以及连续刚构桥。我国自上世纪60年代中期开始修建预应力砼梁桥,至今已有50多年的历史,虽然比欧洲起步晚(1950年联邦德国),但自上世纪80年代后,随着计算机技术的发展,我国在预应力砼桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料与工艺设备、施工工艺等方面可谓日新月异,桥梁的设计技术与施工技术已达到了相当高的水平,从结构受力多经济指标综合考虑,预应力砼连续梁桥跨度的适用范围一般在150m以内,连续刚构在300 m以内。,预应力砼T型刚构桥一般采用跨中带挂梁的结构型式(也有采用带铰的结构型式
3、),跨中带挂梁的T梁刚构桥是静定结构,其结构上优缺点如下:优点:静定结构体系,受力明确,计算分析简单,墩与梁固结,无需大吨位支座,可以采用挂篮悬臂施工。,1、T型刚构桥,缺点:增加了牛腿构造,桥面上伸缩缝多,跨中下挠过大,易形成折线、行车不顺适,冲击力大,容易造成牛腿处的破坏。国内预应力砼T型刚构桥始建于20世纪60年代,主要采用跨中带挂梁的型式,早期建造的大跨径预应力砼梁桥基本采用T型刚构的型式,这主要是静定结构体系,计算分析简单。随着桥梁计算机结构计算分析水平的普及和提高,目前桥梁结构体系基本上不采用T型刚构桥,即使采用带挂梁的结构,也采用“先简支后连续”的结构体系,以保证行车的舒适。,国
4、、内外典型预应力砼 T型刚构桥一览表,重庆长江大桥,柳州大桥,国内预应力砼连续梁桥始建于20世纪60年代,当时仅限于中、小跨径。预应力砼连续梁桥为超静定结构体系,其结构上优缺点如下:优点:具有变形小,结构刚度大,行车平顺舒适,伸缩缝少,养护容易,抗震能力强。缺点:需采用大吨位支座,合龙后需进行体系转换施工,运营期的支座养护带来诸多不便。,2、连续梁桥,连续梁桥示意图,国、内外典型预应力砼连续梁桥一览表,东海大桥辅航桥,南京长江二桥北汊桥,连续刚构桥同时具有连续梁和T型刚构的优点,使得连续刚构成为一种既经济又合理的桥型,从而改变了砼梁桥的经济跨径。以前跨径超过200m时,一般采用斜拉桥,而现在跨
5、径超过300 m时才用斜拉桥,在200m300m之间跨径连续刚构桥型比斜拉桥优越。连续刚构桥优缺点:优点:墩梁固结,无需大吨位支座,结构连续,刚度大,变形小,满足行车顺适的要求。缺点:墩梁固结的超静定结构体系由温度、支座不均匀沉降及收缩徐变引起的次内力较大,对基础的地质条件要求比较高。,3、连续刚构桥,黄石长江大桥,广东虎门大桥辅航道桥,1、工程概况 跨黄广大堤桥上部结构设计为,变截面连续箱梁,跨度56+100+56m,左右幅分离。箱梁截面为单箱单室,顶板宽16.25m,底宽8.25m,两侧翼缘宽4m。连续箱梁中跨墩顶支点处梁高为6.2m,中跨最小梁截面高为2.8m.梁底板厚度由支点向跨中逐渐
6、减小,根部厚度为90cm,跨中厚度为30cm,顶板支点处厚度为60cm,跨中为32cm。箱梁底板下缘呈二次抛物线变化。,单幅1/2主梁共12个对称段、一边跨合龙段、一中跨合龙段和一直线段。节段长度划分为4节3m+8节4m,单段最大混凝土70.22m3,最小混凝土47.07m3,合龙段长2m,混凝土23.48m3,边跨现浇段长5m,混凝土56.35m3。挂篮施工部分为对称段中的1#12#段,边跨合龙段和中跨合龙段采用简易吊篮施工。节段参数表,50#51#墩布置图,52#53#墩布置图,2、0#块施工方案 0#块施工采用钢管桩贝雷梁大支架施工工艺,每个0#块共设计80010钢管桩8根,利用承台作为
7、承重基础,为保证钢管桩受力均衡,在钢管桩内灌满河砂,并注水密实,桩顶50cm灌注C50混凝土,钢管桩顶纵桥向设置45型钢分配梁,分配梁顶设置4组贝类梁横梁,贝雷梁顶设置28型钢分配梁,其上部设置4545cm步距碗扣支架,除承重外还用于调整底模标高,侧模支架采用2组贝雷梁。主要设计要素:0#块总重:607.84t;钢管桩单桩承载力:1314.16KN;横向贝雷梁最大变形:0.86mm。,3、临时锚固的设置 0#块施工完成后,张拉临时锚固,完成后方可进行挂篮安装。临时锚固设计为72根f=930MPa的JL32精轧螺纹粗钢筋,张拉力为370kN,张拉施工沿墩顶轴线向两侧对称施加预应力,施工过程主控张
8、拉力。张拉完成后,对墩身部分进行压浆。,临时锚固平面布置图,4、对称梁段挂篮施工方案 对称梁段采用挂篮悬浇施工,共投入三角挂篮4套,左右幅同时施工。,4.1 三角挂篮结构组成(1)承重系统:三角桁架(主梁、立柱、斜拉杆)、立柱平联、前上横梁、后上横梁。(2)底模系统:底模纵梁、前下横梁、后下横梁及底模板。(3)侧模系统:侧模桁架、侧模板及侧模滑梁。(4)内模系统:内模、支架、内模滑梁等。(5)走行系统:主梁滚筒、侧模滑轮、内模滑轮。(6)锚固系统:扁担梁、主梁后锚杆及底模后锚杆(7)工作平台:前工作平台、后工作平台(吊篮)及侧模平台。(8)其它部件:前吊杆、后下横梁吊杆、吊杆连接件、IV钢螺帽
9、及连接器、导链、销轴、拉条、千金绳、滑车等。,三角挂篮立体图,立柱平撑,前上横梁,主纵梁,后上横梁,立柱,承重系统,斜拉,后下横梁,吊耳,底模板,底模系统,前下横梁,底模纵梁,翼缘板模板,侧模,吊耳,侧模系统,侧模滑梁,侧模桁架,内侧模,吊耳,内模系统,内模桁架,内模滑梁,顶板底模,4.2三角挂篮结构设计检算(1)设计概述 跨黄广大堤桥单段混凝土最大方量1#段为70.22 m3,节段长度为3m,并以5#段64.69 m3,节段长度4m进行设计复核,挂篮单头重量62.1吨,与施工最小梁段12#重量比值为0.49。单套挂篮构件重量表,(2)设计参数取值 a、混凝土最大方量1#段(70.22m3)为
10、最不利工况进行计算;b、混凝土涨模系数取:1.05;c、冲击系数取:1.2;d、钢筋混凝土容重取:26kN/m3;e、施工机具、人群荷载取:2.5kPa;f、钢材弹性模量取:2.1105MPa;g、杆件承担砼重的弹性挠度取构件跨度的:1/400;h、杆件承担挂篮自重的弹性挠度取构件跨度的1/250;j、应力取值:Q235钢:轴=170Mpa,弯=170Mpa,=85Mpa;16Mn钢:轴=210Mpa,弯=210Mpa,=125Mpa;,(3)主要构件受力结果,4.3挂篮改制加工及结构检测 本项目的挂篮利用公司原有挂篮改制后投入使用。挂篮改制不同于挂篮加工,其过程相对于新加工更为复杂:(1)按
11、拟采用的原有挂篮结构构件型钢特性进行设计检算;(2)详尽理清原挂篮构件情况及数量,进行改制设计,确定需改制、需增加或加强构件的施工图设计;(3)做好机加工构件的设计及统计;(4)配套提吊、滑移、斜拉等构件的设计及统计。改制工作在现场完成,施工过程控制重点为,受力构件对接焊接控制、焊缝质量控制、加工精度控制,完成后100%进行焊缝探伤检测,合格后方可投入使用。,4.4挂篮安装(1)在0#块上先进行放样,定出主梁位置线,并精确定位主梁垫块,找平,安放主梁垫块,安装主梁。(2)安装后上横梁:主梁就位后,吊装后上横梁,并通过高强螺栓与主梁连接。(3)安装立柱:将立柱吊装至设计位置,通过高强螺栓与后上横
12、梁连接。(4)安装斜拉带精扎螺纹钢,并按照给定吨位对称张拉。(5)四片主桁全部安装并锚固好后,安装主桁立柱平联,保证其整体稳定性。(6)安装前上横梁:将主桁、后上横梁、前上横梁形成整体。(7)安装后锚扁担梁:并利用千斤顶对称顶升锚固。(8)依次安装后下横梁、前下横梁,并将其通过吊杆对应固定在后上横梁和前上横梁上。(9)依次安装底模纵梁、铺设底板模板。(10)安装内模及侧模滑梁,滑移侧模就位,安装内膜桁架,4.5安全鉴定及验收 挂篮拼装完成后,项目部安全小组联合安全监理工程师,对挂篮整体结构进行安全检查验收,同时上报公司安全鉴定小组,进行现场验收,完成后针对挂篮总体安全情况进行评述,合格后方可投
13、入使用。,4.5挂篮荷载试验(1)试验方法 挂篮安装完成后进行荷载试验。挂篮通过原位堆载的方法进行荷载试验,堆载重物为河沙(密度为1.45t/m)。挂篮安装完成后在挂篮的底模上按照施工过程中最大荷载工况下荷载的分布情况,确定各区域堆载沙袋的体积。最大试验荷载为最不利施工荷载的120%。(2)试验荷载分级加载步骤 a.模板安装完成为初始状态 b.加载到钢筋绑扎完毕(10.14t)c.加载到底板混凝土浇筑完毕(51.78t+10.14t)d.加载到腹板混凝土浇筑完毕(41.18t+51.78t+10.14t)e.加载到顶板混凝土浇筑完毕(57.74t+39.6t+53.18t+10.14t)f.超
14、载20%的状态下(57.74t+39.6t+53.18t+10.14t)1.2=192.79t,(3)观测点布设,(4)压载数据测量及处理 a.分级加载分级测量各控制点变形,完成20%超载加载后,每间隔3小时进行一次控制点变形测量,总持载时间不小于24小时,直至连续3次测量无变化后,分级进行卸载,并分级进行控制点测量。b.根据分级压载和卸载后的观测值确定各分段所产生的弹性变形和非弹性变形,并绘制弹性变形和非弹性变形曲线,确定完全非弹性变形值及消除完全非弹性变形的压载值,并回归线性方程,从而确定各梁段浇筑砼时所产生的弹性变形值。c.把此次的成果与理论计算进行对比,并进行成果分析。d.预拱度重新调
15、整和计算。,4.6钢筋工程 悬浇梁多数为三项预应力结构,且截面变化较为复杂,因此钢筋绑扎安装经常会出现相互干扰现象,因此钢筋加工精度控制尤为重要,在进行安装时必须综合考虑预应力管道、预埋件等整体位置关系,同时遵循设计及规范的相关要求。钢筋工程重点做好以下几个方面:(1)做好钢筋大样的尺寸复核工作,尤其是腹板箍筋,底板、翼缘板及梗斜处的挂钩筋,确保尺寸准确,并保证加工精度,按绑扎顺序存放;(2)绑扎过程中严格控制锚下钢筋网片的绑扎和螺旋筋位置;(3)绑扎过程中严格按设计要求安装底板钢束的防崩钢筋,并将其两肢与顶层横向主筋焊接,跨中梁端可适当加密防崩筋的布置。(4)安装永久预埋件(栏杆钢筋、泄水孔
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