预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工技术讲座.ppt

第一章移动式悬臂施工挂篮简介 前言连续梁挂篮法悬臂施工的主要工作内容包括 在墩顶浇筑起步梁段 0 块 在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段 再进行中跨及边跨合拢 最终完成连续梁施工 一 施工挂篮的构造挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架 其锚固悬挂在已施工梁段上 在挂篮上可进行下一梁段的钢筋 模板 预应力管道的安设 混凝土浇筑和预应力张拉 压浆等作业 完成一个阶段的循环后 挂篮即可前移并固定 进行下一阶段的悬灌 如此循环直至悬臂浇筑完成 挂篮的设计原则是挂篮结构应具有足够的强度 刚度和稳定性 自重轻 结构简单 受力明确 易于加工拼装 走行方便 二 挂篮分类挂篮按构造形式可分为桁架式 斜拉式以及复合式三种 1 桁架式挂篮桁架式挂篮是最常用的一种 根据其不同结构 不同受力特点 又分为平行桁架式挂篮 弓弦式挂篮 三角挂篮和菱形挂篮 图2弓弦式挂篮 自重小 受力合理 但杆件数量太多 图1平行桁架式挂篮 自身荷载大 承重能力低 图3三角式挂篮 结构简单 承重大 重心低 稳定性好 图4菱形挂篮 结构简单 前方施工空间大 但重心高 2 斜拉式挂篮斜拉式挂篮采用斜拉体系代替梁式或桁架式结构的受力 而由此引起的水平分力 通过上 下限位装置承受 主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持 3 复合式挂篮复合式挂篮类似菱形挂篮 具有较大的承载能力 但因其前端主桁架悬空 前吊点位置升高 宜采用液压提升系统控制 一次性投入较大 第二章大峪河特大桥连续梁工程概况 由我分部承担施工的西康二线XKS 1标大峪河特大桥 32 48 32 m连续梁跨越环山公路 S107 连续梁采用悬灌法施工 本桥连续梁设计有4个桥墩 29 30 31 32 设计为 32 48 32 m单箱单室变高度箱型截面预应力混凝土连续梁 中跨跨越环山公路 一联总长113 2m 梁顶宽7 5m 底宽3 8m 中支点梁高3 6m 跨中梁高2 6m 梁底曲线采用二次抛物线 梁段划分 梁段按施工顺序共划分为7个梁段 两中支点桥墩上为0号段 与墩顶采用临时支座固结 形成临时T构 0号段梁长8m 1号段梁长3m 2 5号段梁长4m 6号段为合拢段 梁长2m 7号梁段为边支点现浇段 梁长7 6m 其中采用挂篮施工时最重梁段为2号段 重约707KN 预应力体系 梁体设计为纵 竖双向预应力体系 纵向按全预应力理论设计 箱梁顶板 腹板及底板纵向钢束均采用 s15 2mm钢绞线 金属波纹管成孔 OVM15锚具锚固 箱梁竖向钢束采用预应力混凝土用直径25mm的PSB830螺纹钢筋 配用JLM 25型螺纹钢筋锚具 采用内径 50mm金属波纹管成孔 主梁梁体采用C50混凝土 管道压浆采用M40微膨胀水泥浆 封锚混凝土采用C50补偿收缩混凝土 支座采用TQGZ球型钢支座 第三章挂篮悬臂浇筑施工的工艺流程 大峪河特大桥 32 48 32 m连续梁采用三角挂篮悬臂浇筑施工 主要施工工艺如下 一 连续梁桥墩施工本桥连续梁桥墩主墩为30 31 桥墩 边墩为29 32 桥墩 一次浇筑成型 支撑垫石随后单独施工 1 桥墩施工注意事项 浇筑前应确保临时锚固体系 防震落梁措施等预埋件的位置准确 2 上人梯要求 按照规范要求 上人梯需编制专项方案 且必须进行受力验算 施工中上人梯不得与受力支架连接在一起 图1连续梁桥墩施工 二 连续梁0 块施工0 段主要施工工艺流程如下 搭设支架 安装临时锚固体系 防震落梁措施 安装球形钢支座 永久 支架预压 铺设底模 钢筋 模板 混凝土施工 张拉纵向预应力钢绞线和竖向预应力钢筋 封锚压浆 拆除0 块支架及模板 连续梁0号块位于主墩上方 长度8米 利用主墩承台作基础 采用支架现浇法施工 浇筑0号块相当于给挂篮提供一个安装场地 图2连续梁0 块施工 根据本桥设计的临时锚固体系所要承受的中支点处最大不平衡力矩 25900kN m 及相应竖向支点反力 13600KN 桥墩临时锚固体系采用C40混凝土及40根PSB830 25mm精轧螺纹钢筋组成 在桥墩中心横桥向各设置一处临时锚固 以承受连续梁T构施工中存在的不平衡力矩 待0 块梁体砼强度达到设计强度时 对临时锚固的精轧螺纹钢筋进行张拉并锚固 每根张拉力10吨 以消除钢筋松弛性 3 临时锚固 临时锚固验算时需考虑精轧螺纹钢筋的埋设深度 单根埋深15d即可满足受力 但实际上因为临时锚固区过小 钢筋密集 计算时需考虑冲切强度及锥坡破坏力 施工中应保证钢筋的垂直度 并保证混凝土的浇注质量 同时精轧螺纹钢筋通过临时支座及梁体底板内时用 50PVC套管通过 既保证预张拉受力 也方便拆除 4 钢支座 球形钢支座安装时 需严格控制标高及平面位置 同时根据设计预留支座偏移量 5 预留孔 浇筑前注意挂篮锚固件的孔位预留 同时保证竖向预应力筋位置 避免偏移过大影响挂篮走行 连续梁主墩临时固结示意图 0 块支架及上人梯 墩顶预留件 临时固结措施 活动支座预留偏移量 梁段预留孔 三 挂篮安装1 挂篮型式本桥采用三角式挂篮 挂篮结构简单 受力明确 承重能力大 和弓弦式 菱形挂篮相比 其重心更低 悬灌时挂篮稳定性和挂篮走行时的稳定性更好 挂篮结构由以下几部分组成 三角主桁系统 底模系统 外模系统 内模系统和悬吊及走行系统五大部分组成 三角主桁系统 由三角主桁架 横向联结系和前后横梁组成 整个挂篮的承力构件 底模系统 包括底模前后横梁 底模纵梁 模板及施工平台 外模系统 包括外模模板 外模桁架 外滑梁及吊架组成 内模系统 内模钢模板支承在内滑梁上 内滑梁通过前后吊杆分别锚固在前上横梁及已浇注梁段上 悬吊及走行系统 悬吊吊杆采用精扎螺纹钢筋 挂篮走行时为带模板同时走行 走行过程中后端反扣在滑道上 滑道锚固在梁体竖向精轧螺纹钢上 2 挂篮安装 连续梁0号块8m长 在0号段上安装梁顶滑道 然后安装挂篮前支点及三角形桁架 并将2个桁架纵梁尾部相连并锚固后锚 吊挂相应悬吊钢筋 再安装底模平台 侧模及外滑梁 并与相应吊点相连结 底模后横梁采用吊杆锚固在箱梁底板上 完成挂篮的安装 3 挂篮工作原理 在0 块顶将两个挂篮合并拼装完成1 块的悬浇 1 块悬灌完毕后 两挂篮从2 块开始分开作业 挂篮模板随三角桁架向前移动就位后 进行各梁段钢筋 模板施工并浇筑砼 新梁段张拉和压浆作业结束后 挂篮再向前移动 进行下一梁段的施工 如此循环 直至梁段悬灌完工 三角挂篮纵断面图 三角挂篮横断面图 三角挂篮桁架拼装 三角挂篮桁架锚固 三角挂篮桁架前支点及滑船 连续梁1 块侧模安装 连续梁1 块底模悬吊安装 连续梁1 块底模 侧模加固 连续梁1 块挂篮预压 连续梁1 块挂篮安装 调试完毕 6 挂篮安装 按照规范要求 挂篮设计安全系数为2 而很多厂家往往按照1 2的安全系数进行设计 根据挂篮自重及所浇筑1 块的梁体重量 对挂篮后锚处精轧螺纹钢的受力再次进行验算 保证受力安全系数不小于2 挂篮安装后 应组织人员对挂篮各个构件及螺栓 销子等进行自检 以保证挂篮自身稳定及完整 对于需要更换和安装的螺栓及销子 要注意其型号及力学数据是否满足设计需要 7 1 块钢筋 模板施工 在模板加工时 顶板端头模板应按梁体横坡加工成 人 字形 顶层钢筋及纵向波纹管也按此布置 并按设计及规范要求的同一截面钢筋搭接比例进行钢筋排布 1 块作为第一个悬灌施工的梁段 梁体结构开始变化 在模板施工中应根据受力确定模板加固方案 避免随意加固模板导致跑模 同时 因梁体底部高程开始变化 侧模底层加固用预留孔应按最矮段梁体位置进行预留 四 梁段混凝土的浇筑梁段混凝土的悬臂浇筑采用泵送 塌落度控制在16 20cm 相比普通箱梁施工 挂篮法施工注意事项如下 1 箱梁各阶段混凝土在灌注前 必须严格检查挂篮中线 挂篮底模标高 箱梁各阶段立模标高 设计标高 预拱度 挂篮满载后自身变形 2 箱梁每节段采用在T构两端对称浇筑一次成型的施工方法 施工中需严格控制T构两端重量 T构两端不平衡重量应不超过设计要求 200KN 3 线型控制 0 块施工完毕后 后灌注的梁段应在已施工梁段实测结果的基础上作适当调整 通过对每一道施工工序及环境温度对结构的影响进行跟踪观测 为后续施工提供合理的预拱度 逐步消除施工误差 保证T构的顺利合拢 合拢后 全桥线型符合设计的要求 如连续梁在曲线上 应按 曲线直做 法进行施工 连续梁1 块混凝土浇注 8 混凝土施工 混凝土施工中 对可能出现的混凝土供应中断 施工机械故障等问题应坚决避免 同时 在高性能混凝土施工中 应加强试验 如果混凝土坍落度不合适 严禁随意加水及加水泥 在混凝土浇注中 因梁体腹板较薄 应严格控制混凝土的拌和质量 并对混凝土的浇注过程加强监控 严格进行分层浇筑 并保证混凝土的振捣时间及振捣密度 特别是锚具周围 避免因施工质量问题导致强度降低或混凝土内空隙率大 气泡多 这些都会影响梁体的张拉 9 张拉 压浆 按设计要求 混凝土浇筑完毕后 强度达到设计要求的100 同时不少于7天方可张拉 A 因0 块纵向预应力孔道为直线 所以在1 块张拉前先进行孔道摩阻力试验 应根据试验结果计算预应力筋理论伸长值 再进行张拉施工 在实际施工中 我分部采用C55商混 在混凝土养护7天后仍达不到设计C50强度的100 最后我分部在强度达到80 后即开始张拉 在这里需要注意混凝土强度的检测 混凝土试块因各种原因会导致强度与梁体不一致 建议采用试块检测及梁体回弹双指标控制 B 锚具处喇叭口螺旋钢筋位置应准确安放 必要时增设网片钢筋 以加强张拉时锚口位置混凝土的防裂性能 C 因混凝土强度低或混凝土内空隙率大等原因而导致锚口处混凝土拉裂后 一般采用高强环氧树脂砂浆进行修补 因环氧树脂砂浆配置强度不稳定 我分部直接采用桥梁TGM支座灌浆料进行修补 支座灌浆料在30分钟后即可初凝 24小时后强度可达到50MPa 因支座灌浆料水化热较大 在初凝后应立即进行洒水养护 D 我分部采用普通压浆工艺施工 原材料为压浆料 在压浆后 因端头封闭不及时 浆体含水量较大及浆体凝固收缩等原因 管道两端处可能会存在空洞 在施工24小时后 应采用人工进行补浆 避免钢绞线外露锈蚀 E 梁体曲线预应力管道中部较低 施工中应避免管道进水 特别是冬季 管道内水份易冰冻 影响后续施工 五 挂篮前移 浇筑其余梁段张拉压浆完毕后 即可进行挂篮的前移 方法如下 1 挂篮滑行轨道接长 轨道压锚挂篮前移时 后端走行小车上翘 将力传递至轨道 再由轨道传递给轨道压锚及梁体 当轨道为多段时 必须确保轨道连接处受力达标 同时需对轨道压锚受力进行计算 比如挂篮前移时后端轨道压锚最少6根 每侧3根 那么在挂篮前移过程中 需一直保证每侧轨道压锚不少于6根 2 模板松力 准备挂篮前移将底模平台后横梁用手拉葫芦悬吊于外模走行梁上 拆除底模平台后吊杆 下放前吊杆 同时下放外模走行梁前吊杆和悬吊滚轮 使底模平台和外侧模在自重作用下脱模 再下放内顶模 3 拆除挂篮后锚 挂篮前移挂篮轨道受力后 拆除挂篮后锚 轨道前端安装手拉葫芦 牵引主桁架前移 并带动底模和外侧模整体前移 挂篮的前移注意事项 1 拆除后锚前要认真检查反扣轮各部联结是否可靠 发现异常情况时及时处理 2 挂篮移动前要调整底模平台和外侧模水平 并检查挂篮各部件联结情况 检查挂篮上的安全网 钢筋头或其它绳索有无和梁体钩挂情况 3 挂篮移动前必须检查滑道压锚根数是否满足挂篮前移需要 螺母是否为双螺母 移动时 滑船及反扣轮前每拆除一道压锚 必须在其后增加一道压锚 以保证挂篮移动过程安全可靠 4 T构两端的挂篮应同时移动 两台手拉葫芦尽量同步 并防止脉冲式行走 如果因人员问题只能单端前移 则应两端交差前移 每次不超过2m 5 挂篮移动过程中要用两台手拉葫芦拉住挂篮后节点 防止溜车事故发生 6 挂篮移动完成后 必须及时安装并锚固挂篮后锚 挂篮轨道压锚 挂篮模板松落 三角挂篮前移 连续梁1 块施工 7 块采用支架现浇法施工 连续梁依次施工至5 块 10 挂篮前移要点 A 施工中梁段张拉完毕即可先进行挂篮前移 但在具体操作中 建议挂篮在张拉完毕12小时后再进行前移 如果出现张拉锚具回缩现象 钢绞线受力剧减的问题 挂篮仍在受力 可避免安全事故的发生 B 挂篮滑道压锚采用 25精轧螺纹钢与梁体竖向预应力筋连接 因本连续梁竖向预应力钢筋不在同一条直线上 为保证滑轨的安装 滑轨应在制作时考虑内间距 C 挂篮前移时 应在滑船就位终点设置挡车器 避免滑移过多 导致重心前移 11 边跨现浇段施工 我分部边跨现浇段长度为7 6m 采用膺架法施工 现浇段施工中应注意施工时间 尽可能与最后一段悬灌梁施工时间一致 可避免大量支架长时间放置浪费 同时 支架长时间受力 支架弹性变形及地基沉降均可能造成现浇梁体发生沉降 第四章连续梁悬灌施工的合拢 本桥梁部共有三个合拢段 先中跨合拢 再边跨合拢 1 中跨合拢段施工待最后一个悬灌段施工完毕后 拆除中跨中部挂篮 将边跨侧挂篮拆除 安装中跨合拢段型钢支架 预张拉合拢束钢绞线 张拉力为每束50吨 实施临时锁定 在悬吊架上浇注6 合拢段 完成中跨合拢 施工中边浇注混凝土 边拆除合拢处压重 待混凝土强度达到设计强度后 进行张拉 压浆 拆除挂篮的外模和底模 拆除临时支座及临时锚固 实现第一次体系转换 连续梁中跨合拢 2 边跨合拢段施工边跨直线段采用高位膺架法施工 边跨合拢段利用挂篮底模做合拢段底模 将挂篮外模移出作为合拢段外模 内模采用竹胶板 将现浇直线段和边跨最后一个梁段用型钢锁定 并预张拉合拢段合拢束 待混凝土浇筑后 张拉合拢段预应力筋 在压浆完毕后 即可拆除边跨直线段支架 合拢段混凝土浇注时间应选在一天中温度较低时间 待混凝土强度达到设计强度实现第二次体系转换 形成连续梁结构 合拢段施工期间 梁体挠度变化频繁且较大 在此期间应加强观测 连续梁合拢段支撑 连续梁桥面系施工 成桥 连续梁边跨合拢 介绍完毕 谢谢