小沙湾黄河大桥主桥挂篮施工方案及设计.doc

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1、某某黄河大桥主桥挂篮施工方案及设计【摘要】：某某黄河大桥主桥上部结构采用挂蓝施工，根据本工程箱梁结构特点，对挂篮进行了验算。挂篮自重加上机械设备及人员重量，应控制在100t以内，在确保承载力、刚度的情况下尽可能将挂篮轻型化。【关键词】：挂蓝悬浇；挂蓝验算；主桁；锚固；质量安全；环境保护 一、工程概况某某黄河特大桥上部结构为86+160+160+86m的四跨预应力混凝土连续钢构，全长820.15m。起点桩号为K598+882.600，终点桩号为K599+705.705。全桥位于直线段内。桥面纵坡0.3%，桥面为双向横坡1.5%。箱梁为变截面单箱单室断面，箱梁顶宽11m，底宽6m；箱梁高度（梁高以

2、箱梁中心线处顶面到箱梁底面的距离计）在各墩与箱梁相接的根部端面梁高9.5m，直线现浇段和合拢段梁高均为3.5m。箱梁梁高及底板厚度均按1.8次抛物线变化，X轴起点设在21、21截面，梁告抛物线方程为y=ax1.8+350,a=600/72501.8,底板厚度曲线方程为y=bx1.8+35,b=65/72501.8(0x7250,x单位为cm)，合拢段及边跨施工段为直线段外，其余梁底采用圆曲线平滑过渡，0段采用支架立模现浇，合拢段采用吊架现浇，边跨直线段采用托架现浇，其余各段采用挂篮悬浇施工， 0梁段总长15m，在与墩身对应的13.0m范围内等梁高（为9.5m），两边各悬臂1m范围内位于抛物线上

3、，两个T构的悬臂各分为20对梁段，其梁段数及梁段长度从根部至跨中各为：32.5m，43m，53.5m，34m，54.5m，累计悬臂总长72.5m，悬臂浇筑梁段最大控制重量约为1652KN，全桥共有两个2m长的主跨跨中合拢梁段和两个2m长的边跨合拢梁段，两个边跨合拢梁段各长7m，箱梁顶板厚度为30cm50cm，顶倒角100 cm50cm变化为15050cm，箱梁底板厚度：墩身范围内的0号梁段为100cm，根部至合拢段按抛物线由100cm渐变至35cm，箱梁腹板厚度为8045cm变化。 预应力钢束及布置：采用双向预应力，纵向预应力钢束分为顶板悬臂束（Ti）、顶板连续束（CTi）、底板连续束（Bi）

4、、腹板悬臂束（WCi）、底板备用连续束（PB-i）、顶板备用悬浇束（PT-i）六类。纵向预应力采用公称直径j15.24mm的预应力钢铰线，弹性模量为1.95105Mpa，标准强度fpk1860 Mpa，锚下控制应力0.75fpk1395Mpa和0.7fpk1302Mpa。纵向预应力钢束每束采用有19、17、15、13、12和7根钢铰线六种，均采用两端张拉方式，以张拉力为主，伸长量为辅。预留束的管道分段设置，待相应的预应力施工完成后进行压浆封闭。竖向预应力钢筋采用公称直径32mm的精轧螺纹粗钢筋和公称直径j15.24mm的预应力钢铰线，在箱梁高度大于6m时采用钢绞线，在小于6m时采用精轧螺纹钢筋

5、，采用梁顶一端张拉方式，在同一截面内，外侧腹板预应力筋必须同时张拉。竖向预应力精轧螺纹粗钢筋张拉时，按施工规范 JTJ041-2000，可采用一次张拉到位。桥面系：桥面铺装层采用8cm厚C50防水砼调平层+10cm厚沥青砼。二、施工工艺流程 具体见图一三、挂篮悬浇施工1、施工工艺流程 具体见图二施工准备0#块支架搭设0#块现浇挂篮设计、加工挂篮拼装、压载试验挂篮对称悬浇1号-20号节段边跨支架搭设边跨合拢段施工边跨直线段现浇中跨合拢段施工图一 箱梁施工工艺流程图0#块施工0#块支架拆除挂篮设计、加工挂篮主桁拼装挂篮荷载试验底篮安装，调整模板安装底板、腹板钢筋、预应力管道安装外侧模、压脚模、内侧

6、模、封端模安装顶板钢筋、预应力管道混凝土浇注混凝土养护、预应力穿束预应力束张拉落模、挂篮前移图二 挂篮悬浇施工工艺流程图2、挂篮设计、加工、拼装设计及规范对挂篮施工有以下要求：挂篮荷载加上机件设备及人员重量不得超过85t；合拢支架及模板重量按225t考虑。（每悬臂端各25t）各悬浇节段，无论在浇注或挂篮移动、拆除阶段，均要求保持平衡施工。挂篮允许最大变形：20mm；施工、行走时的抗倾覆安全系数：2主要技术参数：悬浇节段最大重量：205t最不利工况节段重量：205t箱梁最大分段长度：4.5m箱梁高度变化：9.53.5m根据上述要求和技术参数，结合国内的挂篮施工实例，在确保满足承载力、刚度的情况下

7、尽可能将挂篮轻型化，但也要注重整体功能，不片面追求轻型指标，本桥箱梁悬浇施工采用我局在湖北丹江口特大桥和贵州镇胜线陶家沟特大桥施工用的挂篮。挂篮结构型式为棱形，总长为10.6m，高度为3m，悬臂长5.3m；一套挂篮总重约为48t；挂篮验算书、结构图及材料表详见“挂篮设计技术方案”。挂篮在后场的钢结构加工成半成品，用塔吊吊至0号块顶面进行主桁拼装，然后安装前、后挂梁，上、下平联梁、后锚分配梁，用32mm精轧螺纹钢锚杆将挂篮锚固在梁体上。待挂篮荷载试验完成后，将挂篮主桁前移至指定位置、锚固，然后安装模板；先安装底篮及底模，再安装外侧模，然后安装底篮操作平台，最后安装内顶模。模板安装时注意同一个主墩

8、两边对称进行。挂篮安装到位后及时用精轧螺纹钢吊带锚固于主桁上。模板经测量调整到位，每一节段的立模标高需考虑预抬高值与挂篮弹性变形。具体的立模标高由桥梁监测单位确定。a、 挂篮荷载试验某某黄河特大桥由于工期时间紧迫，施工过程中项目部注重优选施工技术方案，采取最简洁最省时的施工工艺和施工方法，即采取我局几座大桥的试验台加压法。挂篮试验一般采取堆载法或试验台加压法，主桥施工用的挂篮，在悬浇段施工前，为了检验挂篮的性能和安全，量测挂篮的弹性变形量并消除结构的非弹性变形，应对挂篮进行试压。挂蓝试压采用试验台加压法，即利用已浇0#块作为试验台，用精轧螺纹钢作拉杆，通过千斤顶逐级施压于挂篮主桁前端，从而测出

9、挂篮的变形。b、试验方法及步骤挂篮主桁杆件在后场加工场加工，按设计图纸组拼成单片棱型，用塔吊吊至已浇筑0#块顶部，临时支撑固定单片棱型，用平联将两片棱型焊接成整体，主桁组拼到位后按设计位置固定，前支点支承在0#块施工用的悬臂端三角支架上弦与0#段箱梁底的钢支墩上，后锚点锚固在0#块的精轧螺纹钢上。置两台YC600KN型穿心式千斤顶于挂篮前挂梁与主桁2#杆件相交的接点处。用0#块的精轧螺纹钢作为反力点。为使荷载试验时精轧螺纹钢处于垂直状态，千斤顶的位置在2#杆件上微调，每片棱型上部穿过主桁2#杆件布置两根（整个主桁共用4根）精轧螺纹钢，精轧螺纹钢下端采用专用的连接器与0#块已张拉的精轧螺纹钢连接

10、。加载力及加载过程：加载力按前支力的1.2倍计，按50t试验，则每个千斤顶施力25t；精轧螺纹钢两端锚固完毕后，开启油泵供油给千斤顶张拉油缸。按三级张拉，第一级张拉至10t，第二级张拉至21t，加载至21t后，持荷5分钟继续加载，直至每个千斤顶加载至25t的设计荷载，观测挂篮变形（观测点如图倒“”处），加载完毕后持荷1小时，观察和记录所需数据，并检查反力点是否稳定安全； 试验完毕后，再进行分级卸载。直至张拉油压降至零，千斤顶活塞回程。加载和卸载过程反复进行两次。最后拆除千斤顶，拆除精轧螺纹钢c、测量观测：在山顶上架设全站仪一台，观测图示各点。本次试验一共观测七次数据。d、试验数据分析及结果本挂

11、篮设计性能满足施工要求。从观测数据分析，在施工荷载作用下，查出挂篮节点最大下沉量值，后锚上翘值,与挂篮弹性竖向变形值比较。综合各种因素，确定挂篮作业时的弹性变形值，以便进行施工控制。e、 钢筋及预应力管道安装钢筋及预应力管道在后场加工，运至现场绑扎安装。纵向预应力束根据钢束数分别采用内径100mm、90mm和70mm圆形波纹管；竖向预应力束采用内径50mm和42mm圆形波纹管。挂篮底模调整到位以后，即可进行底板、腹板钢筋绑扎及预应力管道安装，先绑扎底板下层钢筋，安装底板纵向波纹管道，管道按设计线形调整并用定位筋（间距50cm）固定在构造钢筋上，在底层钢筋网上焊接架立钢筋，然后绑扎底板上层钢筋网

12、。再绑扎腹板钢筋及安装纵向波纹管道和竖向预应力筋，最后安装槽口、封端模、压脚模和内侧模。待外侧模、内侧模调整到位以后，即可进行顶板钢筋绑扎及预应力管道安装。先绑扎顶板底层钢筋，安装纵向波纹管道、横向预应力束并调整，用定位筋固定，再绑扎顶板上层钢筋。预应力束锚垫板要与封端模或槽口连接牢固，螺旋筋、锚下钢筋安装要准确到位。当钢筋与预应力管道发生冲突时，适当调整钢筋，不得截断。除安装梁段钢筋外，还需注意预埋挂篮施工预留孔，预留孔位置详见“挂篮设计图”。f、 混凝土施工混凝土质量要求：坍落度1418cm；缓凝时间8h；三天强度达到90%设计强度；混凝土和易性好，易于泵送。混凝土由搅拌站拌制，拖泵泵送入

13、模，在0号块顶面经三通管分叉进行对称浇注，浇注时严格控制对称节段的混凝土浇注方量，保证两边的不平衡重不超过5%，严格按照监控单位的指导数据进行浇筑，并严格控制每节段箱梁的砼方量误差不超过3%。混凝土分层浇注、分层振捣，分层厚度不大于30cm。浇注顺序从悬臂前端向已浇梁段进行，使挂篮的微小变形大部分实现，避免新旧混凝土之间产生裂缝。先底板、腹板，后顶板，顶板浇注从两侧翼缘向中间进行。底板浇筑采用串筒下料，在内顶模上开孔作为下料口，底板浇注完毕后及时封闭下料口。采用插入式振捣器振捣，振捣时要确保混凝土的密实特别是锚下区混凝土的密实，且不得损坏预应力波纹管道，波纹管内在浇注混凝土前插入硬塑管作衬填，

14、以防管道被压瘪，混凝土浇注完毕后，立即通孔检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。混凝土浇注完毕初凝后即进行养护，顶板、底板采用麻袋覆盖，洒水保湿养生；腹板采用洒水养生，养护时间不得少于7天。g、 预应力施工 预应力筋规格主桥纵、横向预应力筋采用ASTMA416-92a270级高强度、低松弛预应力钢铰线，钢铰线公称直径15.24mm，标准强度1860MPa，竖向预应力筋高度小于6m时采用32mm精轧螺纹钢，标准强度为750 MPa。大于6m时采用钢铰线，预应力筋进场后按批次进行验收和检验，其规格和力学性能应符合设计要求和国家标准规定。 预应力筋下料预应力筋按设计长度下料，下料误差为010

15、0mm。采用砂轮切割机切割，不得施工电弧切割或气割。钢铰线不得在混凝土面上生拉硬拽，以免磨伤钢铰线，下料后用20#铁丝绑扎编束，前端用氧焊焊接成牵引头；精轧螺纹钢下料以前必须把因剪切钢筋形成的旁弯和螺纹被压扁的钢筋端头部分切除，以保证精扎螺纹钢与螺母能顺利连接，精扎螺纹钢下料后，按梁段进行编号，以免混淆。 预应力束安装预应力钢束安装与钢筋施工同步进行。纵向预应力束采用先预埋波纹管、混凝土浇注完毕以后穿钢铰线，波纹管按设计所示的曲线坐标在钢筋上定出曲线位置，将波纹管用定位筋固定在梁段构造钢筋上，定位筋每隔1m设置一道，用8钢筋点焊成“”字框，波纹管的连接采用大一号的同型波纹管，接头长2030cm，用封胶带封裹严密，防止浇注混凝土时漏浆。纵向预应力束采用卷扬机牵引穿束，预应力束前端用气焊焊接成长约40cm的锥形牵引头，穿束时卷扬机的速度不宜过快（每分钟约10m）。横向、竖向预应力束波纹管与预应力筋一起安装。横向束按设计间距排列，张拉端全部布置在桥的两侧，锚固端布置在桥的中线侧，在靠近固定端一侧的波纹管上设置排气管