连续箱梁悬灌施工技术研究(doc 31页)

连续箱梁悬灌施工技术研究(doc 31页)

哈大客专鲅鱼圈特大桥

连续箱梁悬灌施工技术

研究报告

第一章工程概况

哈大铁路客运专线TJ－1标鲅鱼圈特大桥（DK161+547.47～DK179+461.23）,全长17.914km。其中第528～531号墩为（48+80+48）m连续梁，混凝土等级为C50混凝土。主梁为单箱单室、变高度、变截面结构，底板高按二次抛物线变化。全联在端支点、主跨跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。箱梁最大高度6.65m、最小高度3.85m。该连续梁桥的中跨跨度为80m，上跨既有线沙鲅铁路，由于行车限制，所以该连续梁施工只能采取挂篮悬臂浇注的施工方法。

该连续梁桥由0#块、1#~10#节段、边跨现浇段及合拢段组成。因该连续梁上跨沙鲅铁路线，下部净空受到接触网支柱的限制，故挂篮底部操作空间应尽可能减小，挂篮移动安全可靠度越高越好。

轨面标高：31.950

012345678910110

12345678910既

有

线

中

心

线预留线中心线轨面标高：31.92013.03

5.078.45

轨面标高：31.920预留线中心线

轨面标高：31.950既有线中心线8.58

4.9214.38

529#530#

图1.1：鲅鱼圈特大桥(48+80+48)m连续梁沙鲅支线铁路纵断面图 说明：1-1断面表示529#墩侧既有线最不利位置；2-2断面表示530#墩侧预留线最不利位置

1-1断面2-2断面

沈阳第二章 挂篮选型研究

根据分析，并经过组织相关专家评比，考虑到我公司以往多采用三角类型挂篮，且进场的连续梁施工班组对该类型挂篮施工经验相对丰富，选择了三角形挂篮施工方案。

由于该连续梁上跨沙鲅铁路，在悬臂浇注完成后，挂篮不能就地拆除，只能将挂篮退回0#块位置才能拆除。故我们在设计细部结构时，为了使挂篮可以退回0#块，在悬臂施工完成后，单独将挂篮的前上横梁以及前、后下横梁加长至超出桥面宽度。

我部施工使用的三角形挂篮由我公司自行生产制作，单个挂篮重约45t。由承重系统、牵引行走系统、模板系统、悬吊锚固系统、操作平台及预埋件组成。承重系统由支承悬浇荷载及模板体系的双片三角形刚架、支承挂篮行走的支点组成。三角形刚架为立柱、弦杆、斜杆模式。承重系统通过行走系统的支点和后钩传力到放置于桥面的行走轨道上。在挂篮的制作过程中严格按照规范焊接各个构件，确保挂篮质量。挂篮制作完成、并邀请具有相应检测资质的单位对其进行焊

接探伤试验后，才能转运至施工现场使用。

图2.1 挂篮示意图

第三章挂篮悬臂施工工艺流程研究

一、挂篮拼装

考虑到挂篮转运至现场后，如何优质、高效的完成挂篮拼装，我部组织攻关小组成员进行讨论，并经过多方考证，听取专家意见，结合自身现场的实际情况，总结出了一套适合自己施工现场的挂篮拼装

方案如下：

1.挂篮拼装步骤

行走轨道→主桁承重系统→后锚→后下横梁与后外吊杆→前上、下横梁与前吊杆→中纵梁与边纵梁→底平台模板→内、外滑梁→外模板→内模板

2.各个步骤施工要点

（1）行走轨道

挂篮拼装前，测量人员到场放出桥梁中线位置。现场操作人员根据中线定出行走轨道中心位置，确认无误后方可安装行走轨道。轨道安装完毕后对其底部垫平，拧紧各个连接螺栓。然后安装前、后滑板以及前、后滑板垫块。

（2）主桁

主桁为三角形，由弦杆、立杆、斜杆以及横联构成。考虑到高空安装前斜杆插销难度较大且危险性高，故先在桥墩下将主桁的一对三角架拼装完成，然后直接吊装就位。起吊前，现场技术人员务必将前、后滑板的距离调整到设计位置，以便一次性吊装完成。最后安装已拼装好的横联。

（3）后锚

主桁安装完成后，立即安装后锚体系。后锚体系吊杆采用Φ32精扎螺纹钢，下锚垫板坡度必须与翼缘坡度互补，使精扎螺纹钢处于垂直状态。

（4）后下横梁

起吊前，先将外吊杆安装就位，用上锚垫板固定。然后起吊后下横梁，并与外吊杆连接。最后安装内吊杆，拧紧各个连接螺栓。（5）前上、下横梁

将前上横梁吊装就位，拧紧连接螺栓，然后安装前外吊杆。起吊前下横梁，并与前外吊杆连接。安装完成后，按照1号块梁底坡度大致调整前上、下横梁高度。

（6）纵梁

先吊装边纵梁，注意边纵梁的方向。最后吊装中纵梁，纵梁就位后，拧紧各个连接螺栓。

（7）底模

待纵梁安装完成后，吊装底模板就位，然后调整底模板位置，焊接固定。

（8）内、外滑梁

起吊外滑梁前，先将外滑梁前、后吊杆安装就位，然后起吊外滑梁与之连接。

（9）外模板

吊装外侧模板就位，安装外侧模板吊杆，调整模板至设计位置。安装剩余各个吊杆，拧紧各个连接螺栓。

（10）内模板

首先吊装内模顶板至内滑梁上，固定好后再吊装内侧模板，与内模顶板连接。

待挂篮拼装完成后，必须经过作业队、公司、项目部、集团公司

等逐级检查、验收，再根据各级验收意见进行整改，确保挂篮拼装准确无误，为以后的悬臂施工作业提供保障。

二、挂篮静载试验

1.静载试验的目的与意义

挂篮拼装完成后，通过静载试验的手段检验挂篮整个系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况，确保系统在施工过程中绝对安全和正常运行。

通过静载试验掌握挂篮的弹性变形的程度和大小和消除非弹性变形，更加准确地掌握挂篮的刚度等力学性能指标，借以指导挂篮的立模标高，为施工监控提供可靠的参照数据，确保主梁施工线型、标高满足设计和规范要求。

2.试验项目及收集的资料

（1）挂篮系统在各个工况下的各个主要构件的变形值收集。

（2）各个构件和连接接头的安全性检验。

（3）锚固系统变位观测和安全性检验。

（4）箱梁的变形观测。

（5）整个挂篮的承载能力和安全保障系统的检验。

3.静载试验控制梁段的确定

由于本连续梁桥底板为二次抛物线型，故采用挂篮悬臂施工时以1号块最重，浇筑砼时1号块前主吊杆受力最大，故确定1号块段为控制梁段，进行挂篮静载试验。

4.静载试验方案及测点布置

本次静载试验的超载系数取1.2。试验采用沙袋进行压重，每个沙袋约重2t，使用吊车吊装至挂篮底部，并均匀放置在挂篮上。静载荷载分级依次为：20%→40%→60%→80%→100%→120%。

静载试验的测点必须布置周全，各个测点测得的数据综合起来要能够真实的反应挂篮在加载前后的变形，故而我们在挂篮底部的轮廓线上设置6个测点，并在中部设置2个测点用以加密，方便我们更精确的控制挂篮的变形，测点布置如图3.1所示：

图3.1 测点布置图

5.挂篮静载试验的实施细则

（1）加载到20%

在底板上对称加载沙袋，每袋约重2t。加载至1号块重量的20%后持荷30分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。

（2）加载到40%

继续堆码沙袋至1号块重量的40%。加载完成后持荷30分钟，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。

（3）加载到60%、80%、100%

分别堆码沙袋至1号块重量的60%、80%、100%。加载完成后持荷1小时，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况。

（4）加载到120%

堆码沙袋至1号块重量的120%。加载完成后持荷1小时，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握挂篮变形、变位情况，继续持荷24小时，每12小时对个测点进行观测一次，并作好记录，最后对所有数据进行系统分析比较，为挂篮连续梁施工线形控制提供依据。

（5）挂篮静载试验完成

对整个试验过程作出分析、总结，编写静载试验成果报告，提供挂篮施工控制参照数据和指导性意见，保证挂篮正常有序的按设计和规范要求施工。

（6）卸载

卸载顺序与加载时相反，应注意必须对称均匀的卸载，并做好观测和检查工作。

6.静载试验注意事项

（1）对挂篮各部位进行仔细检查，确保各部位连接、锚固可靠；对

加载用各类机械设备进行检修，以保证正常使用。

（2）准备好静载材料并运至桥墩附近，对用于配重的沙袋明确其单袋重量，并作好标识。

（3）加载前布置好各种监控和测量基准点，并作出明显的标志、标识并有效的进行保护，同时测定其初始数据。

（4）建立完善的挂篮加载人员组织协调工作和必要的安全保障工作。（5）采用钢绞线、钢筋加载的部位，应标示出堆放的准确位置及顺序，以便施工过程准确及时的控制加载吨位，加载应对称均衡进行。（6）同一桥墩一对挂篮加载应同时对称进行。

（7）各级加载完成后持荷时间不得小于0.5～1小时。

（8）试验过程特别是大吨位级加载过程中,应特别注意挂篮的安全观测和检查,遇到问题立即停止加载,避免加载过程中安全事故的发生。

三、挂篮前移

挂篮的移动一直是我们探讨的重点，由于该连续梁上跨既有线沙鲅铁路，所以在采用挂篮悬臂施工过程中，如何安全的使挂篮顺利移动至下个节段便成了我们所需考虑的问题。对此，我部结合了相关资料、查阅书籍、听取了挂篮施工经验丰富的专家的意见，并组织了我部攻关小组成员对该问题进行了深入探讨，最终得出了一套安全可行的挂篮移动方案。

1.解除约束

张拉及压浆完成后，开始对挂篮的前移做准备工作。首先需要将

挂篮模板脱离梁体混凝土。采用千斤顶将后下横梁两根内吊杆支撑住，然后拧松精轧螺纹钢螺母，使底模板平顺的脱离梁体混凝土；然后采用同样的方法将前上横梁内侧的两根吊杆拧松，使底模板前端顺利脱离梁体混凝土。底模板脱离后，开始脱离两侧边侧模板、翼缘模板及内模板，采用同样的方法拧松内、外滑梁的吊杆，使其平稳、安全的下落。待所有模板脱离梁体混凝土后，开始解除后锚体系。同样采用千斤顶将精轧螺纹钢支撑住，然后拧松精轧螺纹钢螺母，然后利用塔吊移开后锚工字钢，至此，解除约束完成。

2.安装行走轨道

在解除约束的同时，即可开始安装行走轨道。轨道的安装必须保证位置准确、顺直，接头处平齐无台阶，走道与竖向预应力筋连接牢固，左右两侧走道按5cm一格刻画标记，保证在行走过程中实时监控，使挂篮处于平衡状态，并在走道梁与后滑板的所有接触面涂抹黄油，使其在行走过程中保持顺滑。

3.加载配重

后锚体系解除完成后，为了保证挂篮在前移的过程中平稳、安全，我部在挂篮原后锚处加载两根40b工字钢，横跨于挂篮的后端，并与挂篮后锚座连结。然后再加载4t沙袋于工字钢上配重，充分保证了挂篮行走过程中的安全性及平稳性。

4.转换吊架

完成约束解除后，由于需要将后下横梁的吊杆移除，故后下横梁没有约束了，所以必须利用我们在浇筑梁体混凝土时留下的预留孔

洞，利用钢丝绳将后下横梁与外滑梁连结在一起，使其不会掉落。完成上述工作后，开始安装外滑梁滑轮，移除外滑梁吊杆，并利用手拉葫芦将滑轮吊杆与外滑梁一端连接，在移动过程中利用手拉葫芦保证滑轮吊杆始终处于竖直状态。

5.安装移动装置

在行走轨道的前端安装我部自制的锚座装置，然后将一根公称直径为φs15.24的钢绞线一端用挤压头挤压后锚固在锚座上，另一端在穿过前滑板垫块后，用自锚式YDC240Q型千斤顶张拉，用以牵引三角桁架前移，从而带动整个挂篮前移。

6.挂篮前行

在挂篮前行前需要检查底板、腹板、翼缘、内模等部位，确保挂篮走行无障碍。挂篮移动阶段必须保持对称同步平行施工。左右侧按标记保持同步，两悬臂挂篮保持对称前移，走行过程中派专人对挂篮中线及走道方向进行观测，发现偏位后及时纠正，确保挂篮到位时偏移值不超过规范要求。挂篮走行示意图如下：

图3.2 挂篮走行示意图

四、挂篮锚固及调整

1.挂篮锚固

挂篮走行到位后，将前支点加垫块垫实，并立即将后锚锚固。锚固点采用梁体竖向预应力筋临时锚固，然后将后锚用的精轧螺纹钢穿过在浇筑梁体混凝土时预留的孔洞，并使其固定；再利用吊车将后锚吊装于挂篮后锚座上，并使其与精轧螺纹钢连结，拧紧螺栓。最后拆除走行设备，并利用千斤顶使外吊杆将挂篮提升，内吊杆将挂篮收紧，做好挂篮调整前的准备。

2.挂篮调整

挂篮锚固完成后，测量人员到场对挂篮进行调整。调整的顺序为：底模→内模→侧模。为了使我部施工的连续梁外观、质量得到更好的控制，我们专门聘请了西南交通大学的教授为该连续梁桥进行线性监控，故而在调整挂篮的时候需要加上由第三方监测提供的预拱度进行精确调整。

五、挂篮拆除

由于该连续梁上跨沙鲅铁路，故而不能就地拆除挂篮，需要将挂篮退回至0#块附近方可拆除。因此，在悬臂施工完成以后，需要对挂篮前上横梁及前、后下横梁加长至超出桥面宽度。待安装完已准备好的加长构件后，采用与挂篮前移相同的方式，使挂篮反向移动回0#块附近，方可使用吊车进行挂篮拆除。

第四章 0#块临时锚固方式研究梁体在支座处及主跨跨中设横隔板，全联共设5道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利人员通过。其设计支反力如下表：

位置恒载

ZK静活载支点沉降

温度最大最小最大最小

(t) (t) (t) (t) (t) (t)

528墩728.95 378.66 -148.49 99.70 -99.70 38.63

529墩4640.87 1109.29 -65.95 219.34 -219.34 -38.63

530墩4641.03 1109.25 -66.01 219.34 -219.34 -38.63

531墩728.88 378.67 -148.49 99.70 -99.70 38.63

梁体采用对称悬臂浇注法施工，先对称悬浇至10#（10’#）梁段，形成两个T构，接着合拢边跨，再合拢中跨。为了抵抗在施工过程中T构两端产生的不平衡荷载，所以需要考虑将墩梁进行临时锚固。

一、临时锚固方案设计

本方案考虑在墩顶支撑垫石两侧设置钢筋砼临时支座，做梁体施工时的临时固结用。临时支座采用C50钢筋混凝土及M40硫磺砂浆组成，每个主墩设置4个临时支座，单个支座高70cm，面积1.6m2，平面尺寸详见图4.1,临时支座纵向间距3.07m，横向间距5.12m（中心间距）。临时支座锚筋采用Φ32HRB335钢筋，单个支座共63根锚筋，其两端分别锚入墩顶及箱梁0号块底板内，临时支座钢筋布置及参数详见图4.2~图4.7。临时支座的顶面和底面设置隔离层以利拆除，在临时支座中央设置一层5cm厚硫磺水泥砂浆, 要求达到M40

等级。根据合拢顺序，合拢前依次对称解除该临时固结。

图4.1 临时支座平面示意图

图4.2 临时支座钢筋布置平面图

图4.3临时支座侧面图图4.4临时支座正面图

施工中尽量在T构两端同时平衡灌注，若出现不同时灌注的情况，应在未灌注的一端施加压重，平衡另外一端的灌注重量，二是采取可靠的措施确保挂蓝的安全，不能出现挂蓝坠落、现浇段坠落的情况。

第五章预应力砼连续梁桥、连续刚构桥悬

臂施工控制研究

为了使我部施工的连续梁桥在施工阶段完美体现设计的思路，保证梁体的线性流畅，专门聘请了西南交通大学的教授对我部施工的连续梁桥进行施工监控。

施工监控应用现代控制理论中的自适应控制方法，对施工过程的标高和内力的实测值与预测值进行比较，对桥梁结构的主要参数进行识别，找出产生偏差的原因，从而对参数进行修正，达到监控的目的。这种方法的重点在于对影响结构变形和内力的主要设计参数的识别上。在施工中，严格按照确定的施工步骤进行施工,同时,严密监测桥梁结构的线形和应力状况,一旦出现超出设计值或限值的情况,立即重新进行施工调整,最终使线形和内力状态符合设计要求。

一、线性控制

箱梁线形监控包括平面和标高线形监控。平面线形监控主要是监控每施工一个箱梁节段，桥轴线实际平面坐标是否与设计平面坐标吻合。标高监控是重点，标高监控的最终目的是使箱梁实际施工线形尽

可能地吻合设计线形。标高测量的基准点设在各主墩墩顶0号块，悬臂箱梁上的测点布置在顶板。测点纵向位置：距现浇段前端10cm，横向位置：截面由箱中间向两边3.5m。测点桩由φ20钢筋制作。测量时采用精密水准仪（DS1）和因瓦钢精密水准尺。

箱梁悬臂施工的挠度观测分为三个阶段：1.挂篮移动后；2.张拉预应力前；3.张拉预应力后。阶段1、2的测量数据之差反映箱梁节段自重产生的挠度效应；阶段2、3的测量数据之差反映箱梁节段张拉预应力产生的挠度效应；阶段3、1的测量数据之差反映挂篮移动产生的挠度效应。通过三个阶段单项实测值与理论数值的比较可以看到问题出现在哪里，哪个阶段吻合，哪个阶段偏差大一些。若有问题根据问题的大小，查找原因。

二、合拢段质量控制

合拢段的施工是连续箱梁悬臂浇筑中非常重要的工序，合拢段质量的好与坏，直接影响了整个连续梁桥的质量以及今后的使用。它不仅是梁体体系转换的必要之路，而且因为其混凝土从浇筑到张拉预应力筋,实现真正“合拢”期间,昼夜温差的影响、新浇混凝土的早期收缩、徐变等因素,都要在结构中产生变形、引起内力,所以必须采取合理的措施,确保合拢段混凝土不致因自身的伸缩变化造成开裂和压碎,使桥梁顺利合拢。因此，我部对于合拢段的施工非常的重视，组织攻关小组对合拢段的施工工艺及控制要点进行了深入讨论及研究，采纳了公司相关悬臂浇注施工经验丰富的专家的意见，最后总结