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某特大桥是连霍高速公路洛阳至三门峡段改扩建工程的一座连续刚构桥梁。现结合某特大桥浅谈箱梁悬浇段挂篮施工质量监控。主桥全长322.32m,采用跨径为(82.92+156+82.92)m,桥宽20.5m,墩梁固结。主梁采用单箱双室变截面PC连续箱梁,箱梁横桥向底板保持水平,顶板2%横坡由腹板高度的变化形成。主梁采用三向预应力结构,纵向预应力采用15-17、15-19钢绞线,横向预应力采用15-3钢绞线,分别布置在顶板和横隔板内,竖向预应力采用直径32mm高强精轧螺纹粗钢筋,布置在腹板内。
1.施工总体方案
0、1号块采用在主墩薄壁墩预埋的临时托架上进行现浇施工。箱梁2~22、2’~22’号块采用三角挂篮悬臂浇筑,各块段砼全截面一次浇注;边跨现浇段24、24’号块采用钢管支架法现浇施工,全截面砼一次浇注;中跨合拢段、边跨合拢段23、23’号块采用吊架现浇施工,全截面砼一次浇注。箱梁砼由拌合站集中搅拌,砼搅拌运输车运输至主墩薄壁墩处,然后用混凝土输送泵送浇注。施工用的材料机具通过主墩薄壁墩施工后的塔吊上下吊运。
2.连续箱梁施工步骤
步骤一:桥梁基础、墩身工程施工完毕。步骤二:安装墩顶临时托架,安装模板和钢筋,施工0/1号块。步骤三:安装施工挂篮,对称悬灌施工2号块步骤四:连续对称悬灌施工箱梁至最后一个对称节段。 步骤五:边跨现浇段施工,拆除挂篮。步骤六:安装吊架,边跨合拢施工。步骤七:安装吊架,中跨合拢施工,全面成桥。
3.箱梁悬浇段挂篮施工
0、1、1’号块是在托架上进行浇筑,其他节段则采用挂篮对称悬浇施工,梁段长从3m~4m。根据特大桥主桥主梁结构特点和工期的安排,拟配备4套挂篮同步进行悬臂浇筑施工,12号、13号主墩同步进行。施工工序为:挂篮就位→调整挂篮底模、外模标高并固定→吊装或绑扎底板、腹板钢筋,安装底板、腹板波纹管和竖向预应力粗钢筋,固定腹板锚具→内模就位→绑扎顶板钢筋,安装顶板波纹管→固定顶板锚具→安装端头模板→对称灌注梁段混凝土→覆盖养护→穿束→张拉→压浆→挂篮前移→进入下一梁段的施工循环。挂篮是悬臂浇筑施工时梁段的承重结构,又是施工人员的作业平台,加工质量尤为重要。除要符合钢结构工程施工及验收规范有关规定外,根据挂篮的施工特点,对其加工精度和加工工艺还要进行特殊处理。三角形桁架各杆件的型钢,在选材上要严格把关,没有出厂合格证者、有挠度变形者禁止使用,在焊接缀板时,要有工作平台及夹具,均匀施焊,防止杆件变形挠曲;桁架节点板及各杆件的栓孔、必须制作样板,栓孔的公差±2mm,孔距的公差±0.5mm,确保栓孔位置准确,减少安装时的困难,减少使用时的非弹性变形;挂篮加工在工厂进行,为防止安装上的麻烦,节点板及各杆件的栓孔加工前需要先做样板,精密加工,保证栓孔位置精确无误。外模由大块钢模板焊接而成,为确保板面的平整度,面板先在工作平台上用夹具夹紧,然后再进行焊接,并对焊缝进行打毛磨光处理。对底模架前后横梁上的吊耳等重要部位的焊接,需要逐一进行探伤或进行加载试验。挂篮加工完成后,即进行预拼以验证加工的精度,为了保证悬浇施工的安全,试拼后即对每套挂篮进行静载试验,对挂篮的焊接质量进行最后的验证。同时针对挂篮施工时前端挠度主要是由于主桁件的变形引起的,试验时要测出力与位移的关系曲线,作为施工时调整底模板的依据。挂篮拼装,0、1、1’号块施工完成后,在其顶面形成20.5m×10m的平台上即可拼装挂篮,挂篮安装前,在混凝土强度达到设计强度的50%后,即可松动、拆除内外模,但托架及底模不能拆除,对其拆除只有在0、1、1’号块张拉压浆完成后才能进行。挂篮预压,挂篮主要杆件采用焊接,挂篮刚度较大,为消除非弹性变形及测定挂篮在设计荷载下的弹性变形,为立模标高提供预抛高数值,必须进行预压,同时检验挂篮整个受力系统的承载力是否合格,变形是否符合规范要求。
3.1节段钢筋安装
施工时,首先对图纸中钢筋尺寸仔细复核,无误后方可按图纸和技术交底下料,下料时应按规范规定预先考虑钢筋加工延伸量,以避免钢筋加工成型后尺寸与图纸不符。钢筋加工前应进行处理,表面应洁净,无油渍、漆皮、鳞锈等,如有局部弯折,应调直后方可使用。钢筋连接采用搭接焊技术。
3.2模板工程
挂篮模板由底模、外侧模、内模、端模等几部分组成。模板间用螺栓连接。使用前,首先检查模板质量,主要为模板外形尺寸、面板有无偏斜、孔眼位置是否对正、板面局部有无不平、板侧挠度是否超标等。脱模剂采用桥梁专用脱模剂,严禁用废柴油机油调和物,刷脱模剂时可用拖把等物,但最后必须用洁净抹布擦拭一遍,以避免模板表面存附过多油污。底模标高调整好以后再调整外侧模和内模。模板安装、调整要求结构尺寸准确,确保不漏浆。
3.3悬臂灌注梁段的混凝土施工
为保证悬臂灌注梁段的施工质量,减少施工接缝,所有悬臂灌注梁段要求一次灌筑成型。混凝土灌注顺序为:底板→腹板→顶板。灌注时同一挂篮的左右两侧基本对称地进行。混凝土由挂篮底板的前端开始浇注,同一箱梁上两套挂篮内的悬浇砼在任何时候须基本相等。对捣固人员要认真划分施工区域,明确责任,以防漏振。振捣腹板时,当梁段高度大于4m时,要从腹板处模板预留“天窗”,其它人员从“天窗”观察混凝土是否振实。“当梁段高度小于4m时,可不设“天窗”,而直接将振动棒放入腹板内振捣混凝土即可。振捣时要先选好点,尽量布点均匀,并保证波纹管和压浆管不受损伤,锯齿板等钢筋密集处要加强振捣。在灌注过程中设专人加固模板,以防漏浆和跑模。灌注底腹板混凝土前,对钢筋顶面要用布或麻袋覆盖,以防松散混凝土粘附其上。在顶板混凝土浇注完成后,用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣,确保连接处密实、可靠。等混凝土灌注结束后,要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的洒水养护。顶面混凝土在混凝土初凝前用手工抹平,顶板混凝土在初凝前进行横向拉毛,端头板可在混凝土强度达到10Mpa以后予以拆除,并仔细凿毛处理,将表面水泥浆全部凿除,表面裸露石子,形成凹凸麻面。混凝土灌注时应设专职指挥员,负责混凝土分配、坍落度调整、混振捣和模板检查等事宜,以确保混凝土灌注按计划有序进行。
3.4箱梁悬浇施工需注意的问题
(1)箱梁悬浇施工进行中,应保证两悬臂端的挂篮施工速度的平衡,一侧超重不得本梁段自重的20%。
(2)施工中应随时观测挠度及应力情况,发现异常应及时调整、分析后再继续施工。
(3)混凝土浇筑施工时,从悬臂端向箱梁根部施工进行。以防止由于挂篮前端下挠而引起已浇筑混凝土的开裂,混凝土施工时划分施工责任区,防止出现振捣不合格。
3.5预应力张拉、压浆
3.5.1张拉施工时需注意
①竖向预应力筋全部为通长束,不能接长。②张拉时调整千斤顶位置,使千斤顶中心与粗钢筋中心在同一直线上。③张拉后要用加力杆旋紧螺帽,确保锚固力足够。④每束及每轮张拉完成后作出标记防止漏张拉及压浆。⑤张拉时每段梁的横向应保持对称。⑥每节段悬臂尾部的一组竖向预应力粗钢筋留待与下一节段同时张拉,以使预应力在混凝土接缝的两端均能发挥作用。⑦在拧紧螺帽时要停止开动油泵。
3.5.2悬灌梁预应力筋管道压浆
由于压浆质量对整个预应力体系的建立至关重要,针对以往传统压浆工艺出现的压浆不饱满、预应力筋容易锈蚀导致桥梁使用的耐久性出现问题,对许沟特大桥的纵向应力孔道压浆采取真空辅助压浆方案;竖向预应力孔道压浆采取普通压浆方案。
3.5.3压浆注意事项
在波纹管每个波峰的最高点设一排气管兼压浆管。压浆泵输浆管应选用抗压能力2Mpa以上的抗高压橡胶管,输浆管连接件之间的连接要牢固可靠。水泥浆进入灌浆泵之前应通过筛网过滤。搅拌后的水泥浆要做流动度试验,并根据试验结果作必要的调整,以保证压浆的顺利。封端:①孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净,并将端面混凝土凿毛;②绑扎端部钢筋网,并将钢筋网焊在端面预留钢筋上。 [科]
1.施工总体方案
0、1号块采用在主墩薄壁墩预埋的临时托架上进行现浇施工。箱梁2~22、2’~22’号块采用三角挂篮悬臂浇筑,各块段砼全截面一次浇注;边跨现浇段24、24’号块采用钢管支架法现浇施工,全截面砼一次浇注;中跨合拢段、边跨合拢段23、23’号块采用吊架现浇施工,全截面砼一次浇注。箱梁砼由拌合站集中搅拌,砼搅拌运输车运输至主墩薄壁墩处,然后用混凝土输送泵送浇注。施工用的材料机具通过主墩薄壁墩施工后的塔吊上下吊运。
2.连续箱梁施工步骤
步骤一:桥梁基础、墩身工程施工完毕。步骤二:安装墩顶临时托架,安装模板和钢筋,施工0/1号块。步骤三:安装施工挂篮,对称悬灌施工2号块步骤四:连续对称悬灌施工箱梁至最后一个对称节段。 步骤五:边跨现浇段施工,拆除挂篮。步骤六:安装吊架,边跨合拢施工。步骤七:安装吊架,中跨合拢施工,全面成桥。
3.箱梁悬浇段挂篮施工
0、1、1’号块是在托架上进行浇筑,其他节段则采用挂篮对称悬浇施工,梁段长从3m~4m。根据特大桥主桥主梁结构特点和工期的安排,拟配备4套挂篮同步进行悬臂浇筑施工,12号、13号主墩同步进行。施工工序为:挂篮就位→调整挂篮底模、外模标高并固定→吊装或绑扎底板、腹板钢筋,安装底板、腹板波纹管和竖向预应力粗钢筋,固定腹板锚具→内模就位→绑扎顶板钢筋,安装顶板波纹管→固定顶板锚具→安装端头模板→对称灌注梁段混凝土→覆盖养护→穿束→张拉→压浆→挂篮前移→进入下一梁段的施工循环。挂篮是悬臂浇筑施工时梁段的承重结构,又是施工人员的作业平台,加工质量尤为重要。除要符合钢结构工程施工及验收规范有关规定外,根据挂篮的施工特点,对其加工精度和加工工艺还要进行特殊处理。三角形桁架各杆件的型钢,在选材上要严格把关,没有出厂合格证者、有挠度变形者禁止使用,在焊接缀板时,要有工作平台及夹具,均匀施焊,防止杆件变形挠曲;桁架节点板及各杆件的栓孔、必须制作样板,栓孔的公差±2mm,孔距的公差±0.5mm,确保栓孔位置准确,减少安装时的困难,减少使用时的非弹性变形;挂篮加工在工厂进行,为防止安装上的麻烦,节点板及各杆件的栓孔加工前需要先做样板,精密加工,保证栓孔位置精确无误。外模由大块钢模板焊接而成,为确保板面的平整度,面板先在工作平台上用夹具夹紧,然后再进行焊接,并对焊缝进行打毛磨光处理。对底模架前后横梁上的吊耳等重要部位的焊接,需要逐一进行探伤或进行加载试验。挂篮加工完成后,即进行预拼以验证加工的精度,为了保证悬浇施工的安全,试拼后即对每套挂篮进行静载试验,对挂篮的焊接质量进行最后的验证。同时针对挂篮施工时前端挠度主要是由于主桁件的变形引起的,试验时要测出力与位移的关系曲线,作为施工时调整底模板的依据。挂篮拼装,0、1、1’号块施工完成后,在其顶面形成20.5m×10m的平台上即可拼装挂篮,挂篮安装前,在混凝土强度达到设计强度的50%后,即可松动、拆除内外模,但托架及底模不能拆除,对其拆除只有在0、1、1’号块张拉压浆完成后才能进行。挂篮预压,挂篮主要杆件采用焊接,挂篮刚度较大,为消除非弹性变形及测定挂篮在设计荷载下的弹性变形,为立模标高提供预抛高数值,必须进行预压,同时检验挂篮整个受力系统的承载力是否合格,变形是否符合规范要求。
3.1节段钢筋安装
施工时,首先对图纸中钢筋尺寸仔细复核,无误后方可按图纸和技术交底下料,下料时应按规范规定预先考虑钢筋加工延伸量,以避免钢筋加工成型后尺寸与图纸不符。钢筋加工前应进行处理,表面应洁净,无油渍、漆皮、鳞锈等,如有局部弯折,应调直后方可使用。钢筋连接采用搭接焊技术。
3.2模板工程
挂篮模板由底模、外侧模、内模、端模等几部分组成。模板间用螺栓连接。使用前,首先检查模板质量,主要为模板外形尺寸、面板有无偏斜、孔眼位置是否对正、板面局部有无不平、板侧挠度是否超标等。脱模剂采用桥梁专用脱模剂,严禁用废柴油机油调和物,刷脱模剂时可用拖把等物,但最后必须用洁净抹布擦拭一遍,以避免模板表面存附过多油污。底模标高调整好以后再调整外侧模和内模。模板安装、调整要求结构尺寸准确,确保不漏浆。
3.3悬臂灌注梁段的混凝土施工
为保证悬臂灌注梁段的施工质量,减少施工接缝,所有悬臂灌注梁段要求一次灌筑成型。混凝土灌注顺序为:底板→腹板→顶板。灌注时同一挂篮的左右两侧基本对称地进行。混凝土由挂篮底板的前端开始浇注,同一箱梁上两套挂篮内的悬浇砼在任何时候须基本相等。对捣固人员要认真划分施工区域,明确责任,以防漏振。振捣腹板时,当梁段高度大于4m时,要从腹板处模板预留“天窗”,其它人员从“天窗”观察混凝土是否振实。“当梁段高度小于4m时,可不设“天窗”,而直接将振动棒放入腹板内振捣混凝土即可。振捣时要先选好点,尽量布点均匀,并保证波纹管和压浆管不受损伤,锯齿板等钢筋密集处要加强振捣。在灌注过程中设专人加固模板,以防漏浆和跑模。灌注底腹板混凝土前,对钢筋顶面要用布或麻袋覆盖,以防松散混凝土粘附其上。在顶板混凝土浇注完成后,用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣,确保连接处密实、可靠。等混凝土灌注结束后,要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的洒水养护。顶面混凝土在混凝土初凝前用手工抹平,顶板混凝土在初凝前进行横向拉毛,端头板可在混凝土强度达到10Mpa以后予以拆除,并仔细凿毛处理,将表面水泥浆全部凿除,表面裸露石子,形成凹凸麻面。混凝土灌注时应设专职指挥员,负责混凝土分配、坍落度调整、混振捣和模板检查等事宜,以确保混凝土灌注按计划有序进行。
3.4箱梁悬浇施工需注意的问题
(1)箱梁悬浇施工进行中,应保证两悬臂端的挂篮施工速度的平衡,一侧超重不得本梁段自重的20%。
(2)施工中应随时观测挠度及应力情况,发现异常应及时调整、分析后再继续施工。
(3)混凝土浇筑施工时,从悬臂端向箱梁根部施工进行。以防止由于挂篮前端下挠而引起已浇筑混凝土的开裂,混凝土施工时划分施工责任区,防止出现振捣不合格。
3.5预应力张拉、压浆
3.5.1张拉施工时需注意
①竖向预应力筋全部为通长束,不能接长。②张拉时调整千斤顶位置,使千斤顶中心与粗钢筋中心在同一直线上。③张拉后要用加力杆旋紧螺帽,确保锚固力足够。④每束及每轮张拉完成后作出标记防止漏张拉及压浆。⑤张拉时每段梁的横向应保持对称。⑥每节段悬臂尾部的一组竖向预应力粗钢筋留待与下一节段同时张拉,以使预应力在混凝土接缝的两端均能发挥作用。⑦在拧紧螺帽时要停止开动油泵。
3.5.2悬灌梁预应力筋管道压浆
由于压浆质量对整个预应力体系的建立至关重要,针对以往传统压浆工艺出现的压浆不饱满、预应力筋容易锈蚀导致桥梁使用的耐久性出现问题,对许沟特大桥的纵向应力孔道压浆采取真空辅助压浆方案;竖向预应力孔道压浆采取普通压浆方案。
3.5.3压浆注意事项
在波纹管每个波峰的最高点设一排气管兼压浆管。压浆泵输浆管应选用抗压能力2Mpa以上的抗高压橡胶管,输浆管连接件之间的连接要牢固可靠。水泥浆进入灌浆泵之前应通过筛网过滤。搅拌后的水泥浆要做流动度试验,并根据试验结果作必要的调整,以保证压浆的顺利。封端:①孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净,并将端面混凝土凿毛;②绑扎端部钢筋网,并将钢筋网焊在端面预留钢筋上。 [科]