三角挂篮施工方案
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跨铁路现浇箱梁施工技术方案
一、工程概况
商丘至登封高速公路开封市境段TJ-4标起点桩号为K101+050,终点桩号为K110+060,全长9.91Km,路线集中在通许县、尉氏县境内,途经通许县竖岗镇车岗村、肖庙村、小连村、孙庄、燕岗,止于尉氏县十八里镇丁家村。
路线在K106+650和K108+850位置两次上跨朝杞铁路,跨铁路部分桥梁主跨跨径45米和70米,满足省发改委(2012)1949号关于批复竖岗镇车站改建的文件精神,既避开了对竖岗车站的影响,又减少了沿线村庄的拆迁量。
二、主跨现浇箱梁施工方案
1、设计方案
朝杞铁路2#桥主桥为40+70+40=150(m)三跨预应力混凝土变截面连续梁桥,上部结构为单箱单室断面,顶板宽度为13.5m,底板宽度为7m,箱梁支点处梁高3.8m,跨中及边跨合拢段梁高为1.8m,箱梁底板下缘按2次抛物线变化。箱梁0号块底板厚为110cm,各梁段从悬臂根部至悬浇段结束底板由60cm渐变至30cm,其间按斜直线变化,跨中合拢段及边跨现浇段底板厚30cm;箱梁顶板厚度0号块为90cm,其余为28cm;箱梁悬臂1-5段腹板厚度70cm,其余均为50cm。主桥主梁采用三向预应力体系:即纵向、竖向、横向。
主桥悬臂分块长度为4米(5节)和4.5米(2节),0号块为10.0米,中跨合拢段为2.0米,边跨合拢段为2.0米。0号块在墩顶及支架上浇筑,悬臂梁段采用挂篮悬臂浇筑,边跨现浇段在支架上浇筑,合拢段采用合拢吊架浇筑。
2、施工工期
2013年10月15日至2015年3月30日,计划工期18个月。
3、总体施工方案
3.1、施工方法
主桥箱梁0#块采用钢管支架施工、直线段(边跨现浇段)采用碗扣支架现浇施工。箱梁1#~8#块采用三角形挂篮悬臂浇筑,各块混凝土全截面范围内均一次浇筑成形;合拢段采用预埋吊架施工,全截面混凝土一次浇筑。箱梁混凝土由拌合站集中搅拌,混凝土搅拌运输车运输至施工点,然后用混凝土泵车进行
浇筑。
3.2、施工工艺
连续箱梁施工步骤
步骤一:桥梁基础、墩身工程施工完毕。见图1:
图1
步骤二:安装墩旁支架,安装永久支座和临时支座,施工0号块。见图2:
图2
步骤三:安装施工挂篮,对称悬灌施工1号块。见图3:
图3
步骤四:连续对称悬灌施工箱梁至最后一个对称节段。见图4:
图4
步骤五:边跨现浇段施工。见图5:
图5
步骤六:边跨合拢施工。见图6:
图6
步骤七:安装吊架,中跨合拢施工,拆除临时结构。见图7:
图7
3.3、悬臂浇筑线形的控制技术
梁段悬臂浇筑过程中,影响梁段线形变化的主要有:梁段自重,挂篮重量,变形,施工荷载,预应力加载和松弛,混凝土的收缩和徐变,以及温度的变化等会对梁段线形产生影响,因此,施工的每一阶段都必须控制好线形变化挠度值,以正确确立立模的标高和中线位置。
4、0#块施工方案
4.1、工序流程
主墩墩顶0#块箱梁采用钢管支架进行施工,施工流程为:在承台上预埋并连接钢管支撑→拼装底模板→安装外侧模板→预压→安装底板及腹板钢筋→安装竖向预应力筋→安装纵向预应力管道→安装内模板→绑扎顶板钢筋→安装顶板横向预应力筋及管道→搭设混凝土浇筑工作平台→浇筑混凝土→养生→脱模→穿钢绞线束→施加预应力→压浆。
4.2、0#块支架施工
由于主墩仅9.5米高,且又非水上工程,0#块施工方案大体分为三种:
(1)、以主墩为主要支承,预留孔洞,安装托架施工方案;
(2)、以承台为主要支承,作斜向钢管支架,同时在钢管、主墩、0#块三角区域作钢结构连接方案;或者直接在承台中预埋钢管支撑。
(3)、以承台为主要支承点,借助承台,安装拼筑6层贝雷梁作为支撑方案。
0#块梁段采取支架法施工,如采用贝雷梁法施工,即在墩身前后两个方向纵向各安装5排两榀贝雷梁,两榀之间采用45cm支撑架进行连接;在其上横向方向15米范围内布置6排3组各两榀贝雷梁,之间仍然采用45cm支撑架进行连接,考虑到贝雷梁层与层之间可能产生滑移,施工时在层层之间衬垫棉布,同时可能用炮弹销将上下层贝雷梁之间进行连接。
支架是墩顶施工的主要承重构件,铺设横、纵垫梁后需对其进行预压以消除支架非弹性变形,检验支架的稳定性能,并测出支架在墩顶构件施工时的弹性变形,为设置支架预拱度提供依据。考虑到模板在持载情况下同样将产生弹性变形和非弹性变形,所以支架预压在安装0#块底部模板之后进行。0#块底板宽7米,顶板宽13.5米,节段长10米,箱梁悬臂部分共有混凝土193.3m3,总重量513吨,预压重量等于支架承受梁体重量的120%。0#块施工时支架承受的荷载为5025.8kN,即513吨,预压重量为5025.8×1.2=6030.96kN,即615.4吨。
4.3、0#块模板、钢筋加工
为保证梁底拼缝线形的一致,底模采用竹胶板时接缝处要将胶带粘牢,外模采用定型整体钢模,内模采用竹胶板、10×10cm方木支撑,拉筋采用精扎螺纹筋套PVC管。立模时先立外模板,绑扎腹板、横隔板及底板部分的普通钢筋,并布放竖向预应力筋套管和纵向、横向预应力波纹管;再立内模板;安装顶模架、顶板模板和预应力管道,最后绑扎顶板及翼板钢筋。
预应力管道采用定位钢筋网片固定,直线段网片间距为60cm,曲线部分间距加密为30cm,保证预应力筋位置满足设计要求,同时钢筋焊接时应避免烧穿波纹管道。预应力钢筋端头设置张拉槽模板,张拉槽位置、角度必须满足设计要求,张拉槽平面必须保持平整,便于混凝土浇筑完成后张拉施工。
钢筋在加工之前进行原材料的抽检工作;钢筋的制作在钢筋加工厂完成,同时要保证钢筋的加工质量,必须按照规范要求进行成品的抽检工作,确保后续钢筋绑扎符合要求;钢筋施工过程中注意普通钢筋与预应力钢筋的安装顺序,在预应力钢筋与普通钢筋相互冲突时,可以适当移动普通钢筋的位置,但是要尽量保证在规范的允许范围内。
在混凝土浇筑前,必须仔细检查各种预埋件、应该预留的孔洞等按照设计要求和挂篮安装要求设置,避免给后续施工造成影响。
4.4、0#块混凝土浇筑
混凝土施工前应进行混凝土配合比试验,在满足设计标号的前提下尽量减小水灰比,降低水泥用量,采用骨料粒径和级配应符合规范要求,必要时可适当掺入减小收缩量的添加剂,混凝土的初凝时间必须大于块件浇筑时间。
混凝土拌合采用拌合站集中拌合,成品混凝土由罐车运至工地,再由混凝土泵车泵送混凝土入模浇筑。采用插入式振捣棒和附着式平板振捣器对混凝土振捣密实。钢筋、模板和预应力体系采用常规方法施工。具体方法如下:混凝土浇筑次序:先浇筑底板,再浇筑腹板和顶板,顶板从两端向中央推进。在混凝土浇筑完成后,进行混凝土收浆抹平,特别要进行二次收浆抹面,避免混凝土出现裂缝。初凝的混凝土采用加厚棚布包裹,并将堵头板处箱梁口用棚布覆盖堵住。
0#块钢筋、钢绞线密集,混凝土浇筑高度大,为保证一次成型的质量,局部地方的蜂窝、麻面、欠振情况,需要采取以下措施:
(1)、优化施工配合比,增加混凝土的流动性、和易性,以提高混凝土的可