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特大桥136m连续梁钢管拱组合体系专项施组
2012-06-08 09:02:25   来源:   点击:

    5.1.3.4 挂篮悬臂浇筑施工
    每个T构悬臂施工从4#段开始,对称拼装好挂篮后即可进行悬臂浇注施工。其施工步骤为:上节段混凝土凿毛→底模标高的调整→在挂篮底模及侧模上绑扎底板及腹板钢筋→安装预应力管道→将3#梁段内的内模拖至4#块→根据4#块的标高调整内模标高→绑扎顶板钢筋→安放预应力管道→安装端模板→对称浇注4#梁段混凝土→养护→预应力张拉→压浆→挂篮行走至下一节段就位。
    待4#梁段施工完毕,挂篮即可往两端行走,施工5#梁段。行走程序如下:找平4#梁段轨道处的梁顶面并铺设钢枕及轨道→放松底模架的前后吊带,放松内外模的前后吊杆,拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆,将吊架放在内外模走行梁上→拆除后吊带与底模架的连结,利用10T倒链使底模的重量作用在外模走行梁上→解除挂篮后端锚固螺杆→轨道顶面安装2个5吨倒链(一套挂篮),并标识好前支座的位置(支座中心距梁端50cm)→用两个32吨千斤顶将挂篮前支点顶起约3cm,塞入聚四氟乙烯板,倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动,挂篮后部设10T保险倒链→挂篮移动到位后,将外侧模走行梁的后吊架前移至5#段端部→安装后吊带,将底模架吊起→调整立模标高。
    挂篮非弹性变形通过4#节段施工已基本消除,5#节段的立模标高根据挂篮试压时的弹性变形值、设计立模标高及4#节段的测量情况综合确定。
    重复上述施工步骤,进行5#梁段施工,边跨施工至13#梁段,中跨施工至15#梁段,中跨14#和15#梁段在边跨合龙以后再进行悬臂浇筑施工至完成。
    5.1.3.5 钢筋加工安装
    钢筋加工采用钢筋加工厂统一集中加工,平板车运输至现场,由塔吊垂直提升至施工作业面。钢筋施工工艺详见0#梁段钢筋工艺,其安装顺序如下:安装底板钢筋网片→底板纵向波纹管的安装与定位→腹板钢筋安装→竖向预应力筋安装与定位→竖向预应力筋铁皮管安装与定位→安装内模→顶板钢筋安装→顶板纵向、横向预应力筋安装与定位→安装剩余挡头模板。
    施工注意事项:锚垫板要与挡头模板紧贴,并用配套螺栓连接;弹簧筋要套至锚垫板根部;钢筋网片起吊时要绑上木杆,吊点放在木杆上,防止钢筋网片变形;波纹管定位禁止用简单的U型钢筋定位,要按施工图要求设置定位网片来预防波纹管变形或移位。预应力筋定位网采用Φ8钢筋,其布置间距直线段不大于60cm,曲线段40cm,定位网距梁端为50cm,定位网必须与梁体钢筋焊接牢固,以确保预应力钢束的正确位置。
    5.1.3.6混凝土施工工艺
    混凝土采用拌和站集中拌和,混凝土罐车运输至现场,混凝土泵车或地泵泵送,插入式振捣器振捣密实。全桥各节段均采用一次浇注成型。悬臂浇注施工时T构两侧要对称浇注,T构两端荷载最大偏差不能大于设计要求。每个节段施工时按先底板再腹板后顶板的施工顺序对称浇注混凝土。混凝土施工工艺详见0#梁段混凝土施工工艺。
    5.1.3.7挂篮拆除
    待其它T构段施工完毕,在梁顶面安装卷扬机,分次起吊底模架前后横梁、外侧模走行梁徐徐下放拆除。
    内模走行梁,在合龙段施工前拆除,余者可从两端梁的出口拆除。
    拆除过程中,上下作业面要有可靠的通讯联系,并保证钢丝绳与混凝土或其他的物体之间的接触点无摩擦,以确保钢丝绳的受力合理。拆除前,将其余可能对拆除造成影响的构件拆除。

    5.1.4 直线现浇段施工

    XX特大桥(63.4m+136m+63.4m)连续梁起止桥墩为16#墩~19#墩,16#、19#墩为边墩,边墩直线段梁部计划采用支架现浇施工。支架由螺旋焊钢管桩、分配梁、千斤顶、垫梁、扶墙等组成。支架顶面标高根据梁底设计标高,结合底模支撑材料等进行反推计算,通过底模底顶托或千斤顶调整底模标高。边跨直线段4.15m长,支架(钢管桩)底部直接落于承台顶面。在承台顶部搭设钢管架(含支垫)。支架搭设好以后安装底模,按设计梁体重量的120%加载预压,消除支架的非弹性变形,测定支架的弹性变形,确定支架的预拱度参数。预压要参照直线段梁体混凝土浇注顺序及其荷载分布来实施。预压时,对观测点每天至少进行两次观测,连续观测时间不小于48小时,待观测沉降量小于1mm/d时视为稳定并开始卸载。
    模板施工:边跨直线段外模、底模采用定型大块整体钢模,模板面板选用6mm冷轧钢板,底模板背肋选用[16槽钢组焊间距60cm;外侧模模板选用[14槽钢组焊成桁架结构并通过拉杆对拉固定。内模模板则采用折叠式结构,为便于拆除,除转角模板选用定型模板外,其它部分利用定制的大块钢模板。端模为整体式钢模板采用螺栓固定在侧模和底模上,制作时要保证张拉槽口位置准确。模板安装时先安装底模再安装外侧模,待底板、腹板钢筋及相应的预应力管道安装完后再安装内侧模。底模安装要根据设计要求、结合支架预压时的沉降量设置预拱度,要求底模纵、横向接缝在一条直线上,模板平面要平整,接缝严密。安装侧模时为防止发生模板移位和凸出,保证腹板的结构尺寸,模板上下两端用拉杆固定,拉杆用φ25mm圆钢加工。模板安装完毕后对其平面位置、顶面标高、接缝及纵横向稳定性进行检查。
    钢筋及混凝土施工:钢筋由钢筋加工厂集中加工,平板车运输至现场,汽车吊垂直提升,人工安装。钢筋施工工艺见0#梁段钢筋施工工艺;混凝土采用拌和站集中拌和,混凝土罐车运输至现场,混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣器振捣密实。混凝土施工工艺见0#块混凝土施工工艺。

    5.1.5合龙段施工

    5.1.5.1 合龙顺序及施工方法
    本连续梁设计合龙段施工顺序:边跨合龙→悬臂浇筑14#和15#梁段→中跨合龙。
    ⑴边跨合龙即16#墩-17#墩合龙和18#墩-19#墩两个边跨的合龙。利用挂篮,架设边跨合龙段吊模;锁定边跨合龙劲性骨架。支座上现浇边跨合龙段砼,养护10天,待砼强度达到设计强度100%,弹模达到100%以上时,分批张拉边跨顶板束及底板束。拆除边跨直线段施工支架,待14#和15#梁段悬臂浇筑完成后,拆除17#、18#墩的临时固结,并将纵向活动支座锁定。
    ⑵中跨合龙暨17#墩与18#墩跨中合龙利用挂篮,安装合龙段吊架,锁定合龙劲性骨架。现浇合龙段砼,养护10天,待砼强度达到100%,弹性模量达到100%以上时,分批张拉本跨顶板束及底板束。拆除吊架。
    合龙段浇注用混凝土要采用无收缩混凝土,混凝土浇注前在每个T构两端配置平衡重,重量的配置以保证T构两端在合龙段混凝土施工时相对于墩中心的弯矩平衡为准。合龙口侧压重采用水箱压重,重量与合龙段混凝土重量等同,一边浇注混凝土一边将水释放,另一侧压重也同样采用水箱注水压重。
    5.1.5.2 合龙段锁定
    合龙段应在夜间最低温度时,安装型钢,将一端与预埋钢板焊好后,另一块用楔块打紧,见图。然后张拉顶板、底板临时索,再施焊固定,各结构均用周边施焊连接,焊缝高10mm。灌注合龙段混凝土,要一次灌注完成,灌注时间不超过4小时。
    施工时严格控制各梁段的施工误差,随时调整累计误差对合龙段长度、标高的影响,以免造成合龙施工时型钢无法安装。


    5-6 合龙段锁定预埋钢板布置图

    5-7 合龙段锁定预埋件安装图

    5.1.6预应力施工工艺

    预应力施工是预应力结构施工的最重要工序,它的施工质量直接决定桥梁的质量和结构安全,因此在施工中,须做好预应力管道的通畅、预应力束的穿束、张拉设备的匹配标定、张拉控制和压浆等工作。预应力管道定位网片按设计要求布设,施工时注意保护预应力管道不被破坏,混凝土浇注施工完成后及时疏通预应力管道。
    5.1.6.1 材料和设备检验
    预应力用钢铰线、锚具(配套的夹片)等材料使用前须按照规范要求进行检验。张拉机具(千斤顶、油泵)与锚具配套使用,应在进场时进行检查和校核,并按要求定期校核。
    5.1.6.2 孔道摩阻
    后张法预应力混凝土梁的预应力张拉是一道极为重要的工序,在后张法预应力混凝土梁施工过程中如何准确将设计张拉力施加于梁体直接影响梁的安全性、适用性、耐久性、刚度及预拱高度。后张梁管道摩阻是引起预应力损失的五个主要因素(混凝土收缩徐变、预应力筋松弛、锚头变形及钢筋回缩、孔道摩阻、混凝土弹性压缩)之一。由于施工过程中诸多不确定因素及施工水平的差异,张拉前应对重要的梁部结构进行管道摩阻现场测试,并根据测试结果对张拉力及管道进行调整,将设计张拉力准确施加至梁体。
    ⑴ 孔道摩阻损失的组成
    张拉时,预应力钢束与管道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失,称为摩阻损失。主要有两种形式:一是由于曲线处钢束张拉时对管道壁施以正压力而引起的摩擦,其值随钢束弯曲角度总和而增加,阻力较大;另一是由于管道对其设计位置的偏差致使接触面增多,从而引起摩擦阻力,其值一般相对较小。
    ⑵ 孔道摩阻试验数据的计算分析
    孔道摩阻试验数据的计算分析如下:
    张拉时,预应力束距固定端距离为x的任意截面上有效拉力为:

    式中:Px ——计算截面预应力束的拉力,测量时取至固定端;
    Pk ——张拉端预应力束的拉力;
    θ—— 从张拉端至计算截面的孔道弯角之和,以弧度计;
    x ——从张拉端至计算截面的孔道长度,以米计;
    μ——预应力束与孔道壁的摩阻系数;
    k ——孔道对设计位置的偏差系数。

    则有:,再令,
    对于同一孔道的分级测量可求得一系列Yi(i=1……2n)值,理论上Yi为定值,由于存在测试上的误差,计算取值为。
    由此,对于同一孔道的测量方程式:————(1)
    当进行T0束计算时θ=0时,求得 K = /x —————(2)
    当进行W0 束计算时θ≠0时,将(2)代入(1),解方程即可求得μ值。
    ⑶ 试验内容和方法
    试验选取的预应力筋编号为T0和F1。主要通过测定孔道张拉束张拉端与锚固端实测压力值,根据规范规定的公式计算偏差系数k和摩擦系数μ。
    试验预应力束两端均安装锚索计和张拉千斤顶。在试验开始时,预应力束两端同时张拉至设计张拉控制荷载的20%,然后将一端封闭作为锚固端,以另一端作为张拉端,分级加载至设计张拉控制荷载。每级荷载到位后,均读取两端测试仪读数。重复张拉二次并交换锚固端、张拉端位置。然后根据两端测试仪读数,计算出孔道摩阻损失。孔道摩阻试验的方法见图5-8。
    5.1.6.3 预应力筋下料、编束、穿束
    钢铰线按设计图要求下料,下料长度=工作长度+张拉千斤顶所需长度(工作长度为两端锚具之间的预应力筋长度),下料采用砂轮锯切割,在切口处两端20mm范围内用细铁丝绑扎牢固,以防止头部松散。禁止用电、气焊切割,以防热损伤。穿束前用压力水冲洗孔道内杂物,观测孔道有无串孔现象,再用风吹干孔道内水分。预应力束的搬运,应无损坏、无污物、无锈蚀,且应多支点支承,支点距离不得大于3m,端部悬出长度不得大于1.5m。
    5.1.6.4 预应力张拉
    梁体混凝土强度达到设计允许张拉强度及设计龄期后,方可张拉预应力束。预应力束张拉程序按设计进行。预应力张拉采用双控,以控制应力为主,伸长量作为校核。要求计算伸长量与实测伸长量之间的误差不超过±6%。超过时应分析原因并采取措施加以调整后方可继续张拉。张拉时,要作好记录,发现问题及时补救。
    预应力张拉施工工艺见图5-9。
    ⑴ 理论伸长量计算
    XX特大桥(63.4m+136m+63.4m)连续梁预应力钢束采用公称直径15.2mm,抗拉强度标准值为1860MPa的高强度低松弛钢绞线,其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。钢绞线弹性模量:Ep=193.9Gpa,截面积:Ap=140mm2/根。
    预应力钢绞线张拉理论伸长量计算公式:
    ΔL=(PpL)/(ApEp)
    式中:Pp--预应力筋的平均张拉力(N),直线筋取张拉端的拉力,两端张拉的曲线筋按资料1附录G-8(第339页)计算
    L--预应力筋的长度(mm)
    Ap--预应力筋的截面面积(mm2)
    Ep--预应力筋的弹性模量(N/mm2)
    Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)
    式中:Pp--预应力筋平均张拉力(N)
    P--预应力筋张拉端的张拉力(N)
    x--从张拉端至计算截面的孔道长度(m)
    θ--从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad)
    k--孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数
    μ--预应力筋与孔道壁的摩擦系数
    注:当预应力筋为直线时Pp=P。
    ⑵预应力张拉施工注意事项
    ① 在穿束前先将OVM型锚具圆锚环用电焊固定在构件预埋铁板上。锚具的位置应与孔道中心对正,焊接时可用木塞固定其位置,以保证位置准确。对曲线孔道,当端头面与孔道中心线不垂直时,可在锚环下另加斜垫板调整准确。
    ②穿束时,将每一束内的各根预应力钢材顺序编号,在构件两端对号检查,防止其在孔道内交叉扭结。
    ③ 将清洗过的夹片,按原来在锚具中的片位号依次嵌入预应力钢材之间。夹片嵌入后,随即用手锤轻敲击,使其夹紧预应力钢材,但夹片外露长度应整齐一致。
    ④ 安装千斤顶时,将预应力钢材穿入千斤顶,锚环对中,并将张位油缸先伸出2~4cm,再在千斤顶尾部安上垫板及工具锚,将预应力钢材夹紧。为便于松开锚片,工具锚环内可涂少量润滑油。
    ⑤使顶压油缸处于回油状态,向张拉缸供油,开始张拉。同时注意工具锚和固定端的工作锚,使夹片保持整齐(一般差3mm时不会明显影响夹持力);张拉至初应力时,做好标记,作为测量伸长值的起点。
    ⑥ 按规定程序张拉至规定吨位或换算的油压值,并测量预应力钢材的伸长值以校核应力。
    ⑦ 在保持张拉油缸调压阀口开度不变的情况下向预压缸供油,直至需要的预应力。在顶压过程中,如张垃油缸升压超过最大张拉力规定时,应使张拉油缸适当降压。
    ⑧在保持继续向顶压油缸供油的情况下,使张拉油缸缓慢回油,完成油缸回油动作。
    ⑨打开顶压阀的回油缸,油泵停车,千斤顶借助其内部回程弹簧作用,顶压活塞自动回程,张拉锚固结束。
    ⑩张拉现场的周围应设置明显的标志以阻拦、禁止无关人员进入危险区域内,梁的两端应设有完善的安全防护措施;在张拉预应力筋时千斤顶后面严禁站人,以防预应力筋或锚具拉断伤人,已张拉完毕尚未压浆的梁,亦应注意这一点; 张拉预应力筋时,应由专人负责指挥,操作时严禁碰撞预应力筋,在量测预应力筋的伸长及拧紧螺栓时,停止开动千斤顶或卷扬机; 张拉时,预应力筋夹具应有足够的夹紧能力,防止锚夹不牢而滑出。张拉顺序按设计规定执行。
    千斤顶支腿必须与梁湍的锚锭板接触良好,位置正直对称,严禁加垫铁,以防支腿不稳或受力不均而倾倒伤人;孔道压浆时,操作压浆的工人应戴防护眼镜,以防水泥浆喷出射伤眼睛。

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