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《省宿遷運(yùn)河二號(hào)橋掛籃施工組織設(shè)計(jì)水利方案》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
掛籃施工方案主橋箱梁采用掛籃進(jìn)行對(duì)稱平衡懸臂澆筑施工,10#~12#墩的最大塊重131.7t,5#~9#、13#~16#副墩的箱梁最大塊重93.3t。按設(shè)計(jì)圖紙要求,須將一套掛籃自重控制在最大塊重的0.5倍以內(nèi)。為滿足設(shè)計(jì)要求,擬采用斜拉式輕型掛籃,分成兩種承載力的掛籃,承載力分別為163t、116t,掛籃自重控制在60.0t、42.0t以內(nèi)。掛籃主要由主梁系、底籃系、側(cè)模系、錨固系及支行系組成。主梁采用抗彎抗扭性能良好的箱形截面,受力明確;內(nèi)、外橫板系按全斷面一次澆注砼考慮,外模采用鋼桁架鋼模,內(nèi)模采用組合鋼模,箱梁腹板厚度變化引起內(nèi)頂模寬度的變化通過頂模骨架橫肋上設(shè)置的活動(dòng)銷來實(shí)現(xiàn),內(nèi)側(cè)模的豎肋與頂模橫肋連接處設(shè)鉸以利于拆模。掛籃前吊桿采用4根板帶式分段吊帶,以適應(yīng)梁體高度的變化。底籃后托梁采用2根錨桿錨固在前一已成梁段的底板上,主梁后錨則利用已成梁段的豎向高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋來平衡傾覆力矩,取消常規(guī)的尾部配重,有效地減輕掛籃自重。掛籃結(jié)構(gòu)見圖5-16斜拉式輕型掛籃示意圖所示??紤]到澆注砼時(shí)脹模超載及掛籃施工安全方面的重要性,掛籃設(shè)計(jì)的最大承載力取1.2×131.7×1.03=163t與1.2×93.3×1.03=116t兩種,分別用于10#~12#主墩和5#~9#、13#~16#副墩的箱梁懸臂澆注。掛籃澆注砼和前移時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)要不小于2.0。掛籃的加工構(gòu)件加工完畢后,先進(jìn)行主要部件的X光探傷檢測(cè),滿足要求后駁船運(yùn)住現(xiàn)場(chǎng)采用80t船吊或40t汽車吊配合安裝。由于0#~1#塊長度為12.0m,不夠布置一套即兩個(gè)掛籃導(dǎo)梁的長度,因此先拼成扁擔(dān)式掛籃(見圖5-17),施工完1#塊后再分離接長掛籃。首先在0#塊與1#
1頂板安放枕木及滑塊,然后吊裝上主梁系,并做好錨固;再吊裝主梁系的前橫梁。在主梁安裝完成后,吊裝底籃系并錨固,側(cè)模系在掛籃壓載試驗(yàn)完成后再進(jìn)行吊裝。在掛籃安裝完成后,對(duì)其進(jìn)行水箱加載模擬梁體自重的壓載試驗(yàn),以檢驗(yàn)掛籃加工質(zhì)量,驗(yàn)證設(shè)計(jì)荷載下掛籃的設(shè)計(jì)參數(shù)及承載能力,并為箱梁懸澆施工高程控制提供掛籃變形依據(jù)。在掛籃通過試驗(yàn)驗(yàn)證達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,船吊配合吊裝掛籃的側(cè)模系和工作平臺(tái)。安裝完畢后即可對(duì)稱進(jìn)行懸澆箱梁的施工。?宿遷運(yùn)河二號(hào)橋掛籃設(shè)計(jì)與施工
2摘?要:本文主要介紹了宿遷運(yùn)河二號(hào)橋施工用掛籃的結(jié)構(gòu)型式、主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工安裝和注意事項(xiàng),以及施工中采用的行走、穿束等系列輕便、快速施工工藝和撓度控制等。關(guān)鍵詞:橋梁?掛籃?設(shè)計(jì)?施工???宿遷運(yùn)河二號(hào)橋主橋?yàn)?5+75+45m的PC連續(xù)箱梁體系,梁底按二次拋物線變化。主橋施工分為2個(gè)單T,每個(gè)單T以墩中心線為對(duì)稱軸向兩邊分成9段。墩頂上部7m為0號(hào)段,1~5號(hào)段長3.4m,6~9號(hào)段長4.0m,最重梁段為1號(hào)段(886kN)。???該橋設(shè)計(jì)分為上下游兩幅,兩幅間設(shè)計(jì)為70cm寬濕接縫。根據(jù)工期要求,掛籃設(shè)計(jì)必需考慮上、下游幅懸澆基本同步進(jìn)行。1?結(jié)構(gòu)型式和主要特點(diǎn)掛籃由主桁系統(tǒng)、配重及后錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、前后上下橫桁、吊掛系統(tǒng)、底模、內(nèi)外側(cè)模幾個(gè)部分組成。1.1?主桁系統(tǒng)???該掛籃主桁設(shè)計(jì)為兩桁,三路貝雷桁架片利用型鋼聯(lián)結(jié)片連成整體形成主桁,貝雷上、下加設(shè)加強(qiáng)桿。設(shè)計(jì)最大允許彎矩為4700kN·m,兩主桁置于腹板位置,中心距6.4m,縱向長12m。1.2?后配重及后錨固系統(tǒng)???形成單只掛籃后,為保證掛籃不前傾,設(shè)計(jì)于兩主桁間橫擔(dān)兩根36號(hào)工字鋼,其上放置重35t的鋼箱裝黃砂作為掛籃后配重;為抵消混凝土澆筑時(shí)的后拉力,主桁尾部50cm處以兩根配重橫梁作錨梁,每道主桁設(shè)計(jì)用2根Ⅳ級(jí)32精軋螺紋與已澆箱梁錨接起來。配重與錨桿同時(shí)作用確保了掛籃的安全,同時(shí)精軋螺紋可自由拆卸、安裝、效果良好。后配重的黃砂、懸澆結(jié)束后材料可全部回收使用,大大降低成本。1.3?行走系統(tǒng)1.3.1?上橫桁移動(dòng)???在兩根前后上橫桁于主桁位置處直接焊輔兩塊δ=12mm鋼板,覆蓋于主桁上作為橫桁滑移使用,在掛籃移向2#塊時(shí),用50kN倒鏈將前后上橫桁移至施工位置。
31.3.2?掛籃整體走行系統(tǒng)???本次設(shè)計(jì)中徹底放棄了以往的滑道施工工藝,而直接用貝雷平滾置于主桁前支點(diǎn)下(已澆混凝土段端面向內(nèi)50cm),后支點(diǎn)(配重位置)下設(shè)置16號(hào)工字鋼加工的托板,下用32圓鋼作滾筒,混凝土梁段上鋪5mm鋼板作為滾筒跑道。掛籃整體行走時(shí),于已澆梁段頂部預(yù)埋16拉環(huán)一只,利用轉(zhuǎn)向葫蘆直接采取卷揚(yáng)機(jī)牽引的施工工藝,當(dāng)行走到待澆梁段位置時(shí),前支點(diǎn)處用鋼板墊牢,保證混凝土澆筑時(shí)的支點(diǎn)承載。該施工工藝在施工中每行走4m長塊件時(shí),所需時(shí)間僅約20min,而所有準(zhǔn)備工作均可以在等待混凝土強(qiáng)度上升、張拉壓漿階段穿插完成。1.4?前后上下橫桁系統(tǒng)???上橫桁由兩根45號(hào)工字鋼組成,下橫桁由2根36號(hào)工字鋼組成,前后橫桁中心距5m,橫桁長13m,上橫桁懸臂長3.5m。前后橫桁上分別設(shè)有底模平臺(tái)及內(nèi)外側(cè)模的吊掛點(diǎn)。1.5?吊掛系統(tǒng)???澆筑混凝土?xí)r,底模平臺(tái)及其它各部分的重量吊掛是通過鋼吊帶實(shí)現(xiàn)的。前橫桁設(shè)計(jì)有5根δ=4cm鋼吊帶,后橫桁于箱梁截面以外設(shè)計(jì)有2根δ=4cm鋼吊鏈,箱梁截面底寬6.5m范圍內(nèi)設(shè)計(jì)有3根Ⅳ級(jí)32精軋螺紋錨桿,施工中用兩只32t千斤頂對(duì)每根錨桿加有約500kN的預(yù)緊力,使底模與成品混凝土夾緊不漏漿,而且承擔(dān)混凝土澆筑時(shí)的部分豎向分力。1.6?模板???由底模、外側(cè)模、內(nèi)芯模和端模組成。底模系將δ=12mm鋼板直接固定在底模平臺(tái)上,底模平臺(tái)長6m、寬13m,承擔(dān)澆筑時(shí)混凝土重量及施工機(jī)具設(shè)備的重量,并兼作施工操作平臺(tái)。
4底模平臺(tái)以型鋼(7組2根28號(hào)槽鋼加6組2根20號(hào)槽鋼)拼成加勁梁,并與前后下橫桁直接焊接。為保證梁底線型,加勁梁加工時(shí)中段進(jìn)行預(yù)壓彎約8mm。外側(cè)模用10號(hào)槽鋼依照翼緣尺寸加工成定型骨架片,按1#塊尺寸連接組拼成整體骨架,滿足不同長度塊件使用。整體骨架表面釘附δ=16mm竹膠板作為面板,保證混凝土表面的平整、光潔。內(nèi)側(cè)模為組合鋼模與木模相結(jié)合,通過16拉桿內(nèi)外側(cè)模連接定位,控制變形。用內(nèi)徑20的硬塑料管作拉桿套管,且伸出內(nèi)外側(cè)模板,以消除混凝土澆注時(shí)套管進(jìn)漿導(dǎo)致拉桿無法抽拔。結(jié)果表明,除個(gè)別套管因振搗碰撞破裂進(jìn)漿,造成拉桿抽拔失敗外,拉桿回收率達(dá)100%。拆模后,伸出混凝土表面的套管只需用鐵鏟鏟斷即可,既保證了外表美觀,也避免了繁瑣的修復(fù)工作。芯模頂板施工采用搭設(shè)木排架,上鋪組合鋼模。???端模用組合鋼模與木模結(jié)合,利用梁體鋼筋臨時(shí)固定,內(nèi)外模將其夾緊、定位。2?結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1?主桁未分離計(jì)算???澆筑1#、2#塊時(shí),結(jié)構(gòu)為雙懸臂筒支梁,主要計(jì)算主桁前支座反力,驗(yàn)算主桁片的抗壓變形破壞;其次計(jì)算主桁片的彎曲應(yīng)力,以及上橫桁承載及變形。2.2?形成單只掛籃計(jì)算???此時(shí)結(jié)構(gòu)為單懸臂的簡支梁,后錨固受拉,前支座受壓,主要驗(yàn)算混凝土澆筑及行走時(shí)的傾覆穩(wěn)定性。2.3?其它計(jì)算???掛籃前后下橫桁在灌注混凝土?xí)r按4跨和3跨連續(xù)梁計(jì)算,行走時(shí)按簡支梁計(jì)算,掛籃后上橫桁按雙懸臂簡支梁計(jì)算。2.4?技術(shù)指標(biāo)???掛籃行走時(shí)傾覆穩(wěn)定系數(shù)K=2.28>1.5;???后錨固允許受力與最大受力比值K=3.24>1.5;???混凝土澆筑時(shí)主桁承載(考慮貝雷組拼承載能力的削弱×80%)K=3.57;???上下橫桁承載安全系數(shù)K=1.89。3?施工安裝
5???(1)根據(jù)已有起吊設(shè)備,主桁先在岸上分段組裝,底模平臺(tái)拼裝于浮箱上,側(cè)模骨架拼裝結(jié)束后放于底模平臺(tái)上。???(2)在已澆0#塊上整體拼裝。按照主桁支座、主桁、前后上橫桁及吊掛系統(tǒng)、配重系統(tǒng)的順序逐步安裝。上橫桁就位后,在0#塊頂安放四臺(tái)卷揚(yáng)機(jī),通過轉(zhuǎn)向葫蘆將拼裝于浮箱上的底模、側(cè)模系統(tǒng)起吊到位,通過吊帶銷接完成全部拼裝。???(3)掛籃的一個(gè)循環(huán)周期大約經(jīng)過如下步驟:???①混凝土養(yǎng)護(hù)期間拆除外模架支點(diǎn),將外模架落于底模平臺(tái)上,穿跑掛籃用的卷揚(yáng)機(jī)開口、鋼絲繩。???②混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)值90%時(shí),張拉、壓漿。???③拆除底錨、后錨,用千斤頂安裝前支座平滾。???④前后吊帶系統(tǒng)下落10~20cm。???⑤用卷揚(yáng)機(jī)將掛籃整體行走到下一塊的位置,錨好后錨桿,墊實(shí)前支點(diǎn)。???⑥底模平臺(tái)調(diào)整,側(cè)模調(diào)整,吊帶系統(tǒng)調(diào)整固定。???⑦綁扎底板鋼筋、腹板鋼筋,組拼內(nèi)模,上對(duì)拉桿,綁扎頂板鋼筋。???⑧立端模準(zhǔn)備澆筑新的塊件。???本次掛籃設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)受力明確、操作方便、施工進(jìn)度快、質(zhì)量好。自1998年8月29日澆筑上游1#塊至10月29號(hào)澆筑下游9#塊全部結(jié)束,歷時(shí)61d,共懸澆18塊件。平均6d一周期,最快塊件4.5d。4?掛籃施工中的幾個(gè)問題(1)要確?;炷翝仓r(shí)主桁前支座材料強(qiáng)度滿足受力要求,并因此支點(diǎn)反力較大,必要時(shí)須對(duì)主桁片進(jìn)行加固,防止出現(xiàn)壓桿破壞。???(2)外側(cè)模底部與底模接觸處設(shè)置必要的橫向剛撐,確保底角不漏漿,影響外觀。?(3)設(shè)置必要的腹板拉桿數(shù)量,防止出現(xiàn)面板變形,影響質(zhì)量。???(4)掛籃懸澆至7#塊結(jié)束時(shí),由于鋼絞線較長,且預(yù)埋波紋管采用內(nèi)接白鐵皮管接頭,使索道孔內(nèi)徑減小,人工穿束困難。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)研究,決定采用卷揚(yáng)機(jī)牽引的施工工藝:先穿一根
68鋼筋,出孔處連接卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩,將懸澆束12根鋼絞線(板束為19根)于索道進(jìn)口處整體焊接在鋼筋上,注意焊接時(shí)要盡量使鋼絞線排列成圓形截面,然后直接用卷揚(yáng)機(jī)牽引。施工結(jié)果表明,此工藝不僅節(jié)省人力,且大大縮短穿束時(shí)間,索道接頭鐵皮管有時(shí)亦能被強(qiáng)行拉出,平均每道穿束時(shí)間為30min。(5)由于梁體懸臂較長,根據(jù)施工實(shí)踐,側(cè)模骨架片采用10號(hào)槽鋼加工易產(chǎn)生彎曲、扭曲變形,后用14號(hào)槽鋼加固,將原骨架片兩支腿改為三支腿,效果良好。(6)掛籃在走行時(shí)出現(xiàn)主桁尾端橫向彎曲達(dá)30cm,有安全事故隱患。經(jīng)分析原因有二:一是因三路貝雷底面不在同一水平面上,主桁有傾斜現(xiàn)象,置于主桁的后配重產(chǎn)生水平分力;二是主桁后支點(diǎn)偏前,配重位置下無支點(diǎn),側(cè)向分力無法消除,最終導(dǎo)致端貝雷出現(xiàn)橫向彎曲。根據(jù)上述原因,將主桁后支點(diǎn)移于配重位置下,同時(shí)調(diào)整使每組桁片貝雷底標(biāo)高相同,行走時(shí)隨時(shí)注意觀察、調(diào)整,處理效果良好。5?箱梁撓度控制???箱梁的撓度、底板線型控制一直是懸澆工藝中的難點(diǎn)。本次掛籃設(shè)計(jì)對(duì)前后上下橫桁、吊帶節(jié)點(diǎn)的伸長、主桁彈變的疊加均作了計(jì)算,最后取值為1.5cm。澆筑過程中定時(shí)觀察,根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供每節(jié)段預(yù)拱度及時(shí)調(diào)整底板標(biāo)高,最后測(cè)得主桁前端平均彈性變形為12cm,非彈性變形為0.5cm,與計(jì)算基本相符。在塊件張拉前后,實(shí)測(cè)塊件標(biāo)高,結(jié)果表明懸澆束的張拉對(duì)箱梁的起拱極小,適當(dāng)減小預(yù)拱度值進(jìn)行下一塊件的施工。全橋懸澆結(jié)束后,梁段底表面平整、光潔,而且底板的線型曲率圓滑流暢,效果很好。
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