珠江西橋主橋7 50m預應力砼連續箱梁頂推施工方案

2022-09-09 18:42:02 字數 6345 閱讀 9852

一、工程概況

珠江西橋1/w~8/w主橋設計為7×50m七跨一聯等高斜腹連續梁,為預應力鋼筋砼結構,2/w~8/w墩6×50m箱梁採用頂推法施工,1/w~2/w墩為曲線變寬箱梁,採用現澆施工。6×50m箱梁共分為13個節段頂推,除首段及尾段為12.36m外,其餘梁段均為25.

0m。根據設計施工圖,在大坦沙岸設定箱梁預製台座,逐段預製、頂推。箱梁首段前端安裝鋼導梁,施加預應力後,懸臂推出,反覆迴圈,完成13個節段箱梁施工。

頂推就位後拆除臨時束,張拉後期永久預應力鋼束,並落樑於永久支座上。在1/w~2/w之間搭設滿堂支架和安裝模板,現澆施工預應力連續箱梁。

二、七孔一聯箱梁施工工藝流程圖

一節段梁頂推施工工序及週期表

三、六跨預應力砼連續梁頂推施工方案

1、頂推箱梁預製場設定

頂推預製場包括預製梁台座和制梁台座前的過渡孔。由預製平台和預製模板兩部分組成。

1)預製場的總體布置(見圖1)

箱梁制梁台座設在1/d~3/d引橋橋墩之間,制梁台座長度為25公尺+0.3公尺=25.3公尺。

制梁台座內設z1、z2、z3滑道支承墩。制梁台座前順頂推前進方向的1/d、l0、8/w為頂推過渡墩,剛從制梁台座頂出的梁段,由小距離過渡墩支承,使預製梁段和導梁能平穩地逐步過渡到50m的頂推跨徑,減小梁段尾部因撓曲變形產生的豎直轉角,使梁段接頭平順,保證整個箱梁底板符合設計線型,不產生附加應力,底板平整,頂推時滑動摩擦力小。

2)預製台座基礎處理(見圖2)

預製台座基礎必須牢固可靠。台座基礎對應箱梁腹板下(即滑動的承托位置),利用1/d墩、2/d墩樁基和繫梁,並在z2、z3鑽d120cm鑽孔灌注樁基,再澆注寬1.2m,高1.

0m,長24.0m的鋼筋砼縱向地梁。橫向在箱梁兩翼緣下的外側模支承立柱基礎,採用單個片石砼擴大基礎。

3)預製平台(見圖3)

預製平台支承預製模板,使箱梁符合設計高度。平台縱向共設8個間距3.0m (9排)鋼筋砼立柱。

立柱平面尺寸滿足支承底模和外側模的需要,立柱考慮了強度要求、彈性壓縮、溫差變化和壓桿的穩定性。

4)預製模板(見圖4)

底模:由6臺yds-200的液壓自鎖

千斤頂,共用一台液壓幫浦站來調整底模

公升降,其他支承點利用500kn機械齒

輪千斤頂輔助支承,底模橫向設2組

i45縱樑,2根為一組,縱樑上擺i25a

工字鋼橫樑,縱向間距為60cm左右。

橫樑上鋪厚10mm鋼板作底板,這樣

底模有足夠的強度和剛度,來保證箱梁底板的平整度。

外側模:它是保證預製箱梁光滑、美觀的關鍵。由20#槽鋼作成定性骨架,上焊10#槽鋼縱枋,鋪6mm厚整體鋼板,下設定轉動絞,由500kn的機械齒輪

千斤頂來調整公升降。模板剛度大,調整方便,除了轉動鉸在工廠精加工外,其餘都在現場加工安裝,保證模板整體效能好,外表不顯鋼板接頭印。兩邊外側模在底模的橫樑生根,設定對拉螺桿,控制橫向水平位移。

內模:由於箱梁內部構造比較複雜,有橫隔牆,箱梁頂板和底板都有後期預應力齒板,不便採用整體滑動模板,箱梁腹板內模用組合鋼板,10#槽鋼骨架作壓枋,對拉螺桿固定。箱梁頂板部分,採用鋼管門型架(或ckc支架)公升降託頂,10#槽鋼縱樑組,弓型橫樑,上鋪組合鋼模。

5)底模滑道支承

制梁台座內z1、z2、z3滑道支承墩部位,在預製澆梁時也是底模板的一部分,要求與整個底模板平整,但是在頂推前,大部分底模下降脫離了梁底,這時整個25m長梁段由3個支承墩共6個支承點支承頂推,上設有滑道。為了平衡頂推時水平推力,預製場內縱向將支承墩、過渡墩與8/w用型鋼連成了整體,平衡梁段頂推時產生的水平摩阻力。

6)l0頂推過渡墩和頂推施力主力墩

基礎採用鑽孔灌注樁基礎,樁徑為d150cm,要求單樁承載力不低於4000kn,墩身採用鋼筋砼結構。8/w為頂推施力主力墩。

7)制梁台座後搭設10m長的輔助施工平台(圖中未示出),作用是存放鋼筋、模板、支架、後拖預應力索、預應力張拉操作等。

制梁台座周圍綜合考慮鋼筋製作、預應力筋下料、張拉、壓漿、混凝土幫浦車的出入和停放,頂推操作總控臺以及頂推工序所需位置。預製台座後部安裝一台80t·m的塔吊,作為制梁台座和鋼導梁的安裝,箱梁鋼筋,模板,預應力張拉的起吊裝置。

2、鋼導梁

鋼導梁採用工字形,變高度、實腹鋼板頂推專用導梁,高度為3.2公尺,長度為34.5公尺,鋼導梁剛度與箱梁剛度之比在1/9~1/5之間,總重約70噸,根據國內多年來頂推施工的經驗,這種鋼導梁是可靠的,適用的。

在施工過程必須認真作好以下具體工作:

1)兩片主梁縱向由3節6片拼裝成型,要求連線部位必須牢固可靠。為加強兩主梁之間聯絡,平面聯絡和橫向聯絡採用型鋼聯絡,保證鋼導梁的整體性,滿足受力要求。

2)主梁與箱梁連線必須保證牢固可靠,必須有足夠的安全儲備,一旦出現問題,後果相當嚴重。採取的措施是將導梁根部延長的t字型鋼板埋入箱梁2公尺以上,並確保箱梁錨固導梁的錨固區鋼筋連線整體性,混凝土澆注質量。設定精扎螺紋鋼預應力筋連線導梁與箱梁,保證預應力張拉實際效果。

3)一定避免頂推過程施工荷載如鋼筋、模板等堆積在鋼導梁上,增大懸臂狀態下的負彎矩。

4)做好頂推過程迎接鋼導梁上橋墩滑道的工作,將下撓的導梁鼻架用千斤頂頂公升起上滑道,決不允許撞擊橋墩。

3、箱梁普通鋼筋與砼澆築

1)普通鋼筋底板、腹板頂板在鋼筋棚製作好單個構件,再用吊機吊入模內,綁紮安裝。

2)一段箱梁砼全斷面一次澆築成形。即先安裝好底板和腹板的鋼筋和預應力筋以及後期預應力管道,接著安裝腹板的內側模板,並在底板鋼筋上,放墊塊,立門形架,再裝箱梁頂板內模,內模安裝好以後,將頂板部分的鋼筋和預應力筋和後期預應力管道安裝完成。一次分別澆築箱梁底板、腹板、頂板砼。

澆築時間控制在12個小時內完成。

砼澆築,砼內加入復合減水劑。復合減水劑應有緩凝、增塑、早強的復合作用。箱梁砼一次澆築成型,模板投入大,底板砼澆築由於支架影響,施工困難。

但是優點是明顯的:使底板、腹板、頂板砼齡期基本一致,減小砼溫差、收縮不均勻產生內力,沒有水平施工縫鑿毛的工序,梁外表美觀,一節段梁節省工期一天以上。

4、預應力施工

頂推施工的連續樑中,預應力體系可以說相對其他預應力結構橋梁如懸澆、懸拼的連續梁和連續剛構要複雜。箱梁為三相預應力體系,縱向預應力又有前期通索、臨時索、後期索、備用索。在預應力施工中必須嚴格遵照執行施工規範、一般常規的技術操作及工藝。

在此不再重複,針對本橋特點提出以下要求:1)要充分理解頂推連續梁頂推過程與頂推到位後以及營運階段梁內力相差

太大的特點,理解縱向預應力的前期、臨時、後期預應力的分類及其作用和施工工藝。

2)特別注意施工中預應力損失,嚴格控制,確保實際永存預應力的效果。豎向預應力筋太短,只有3公尺多長,伸長量很小,預應力損失比較大,需特別注意,否則將導致箱梁腹板開裂。

3)注意前期預應力通索的連線質量,必須牢固,錨具質量可靠、連線處理尤為關鍵。臨時預應力索的拆除方法和工藝應預先確定。

4)由於箱梁頂板、底板為中心預應力通索,在張拉程式上,應特別注意:首先要張拉梁尾的3索豎向精軋螺紋鋼筋後,才可張拉頂板底板縱向預應力,否則導致腹板出現水平縱向裂縫。縱向預應力特別注意箱梁四角對稱張拉。

5)特別注意預應力壓漿質量的保證。張拉後應立即壓漿,防止預應力的鬆馳損失,一定保證壓漿密實,特別是頂推滑道下縱向預應力索,如果壓漿不密實,將導致頂推時底板出現縱向開裂,後果嚴重。壓漿漿體嚴格按照設計要求,加入復合外摻劑,嚴格控制水灰比。

保證管道的密封和暢通。壓漿一般要實行兩次壓漿,兩次壓漿時間間距一般在10~20分鐘內,管內壓漿要持壓,保證預應力束孔道灌漿的飽滿度和密實度。臨時預應力索待頂推到位拆除後壓漿密實。

5、滑道

滑道是保證箱梁頂推順利的關鍵技術問

題。詳見圖(6)---《滑道構造示意圖》,單

個滑道承壓力5500kn以上,承受壓力較大。

1)嚴格控制所有頂推滑道設計標高誤差,

決不允許在測量上出現差錯和過大的誤差,須

制定詳細的控制方案和操作要點,滑道板頂面

標高與箱梁底設計標高一致,頂推時梁底標高為設計標高加上一塊滑塊厚度20mm。

2)滑道在支座墊石上由滑道調平墊塊、組合滑道板、聚四氟乙稀橡膠滑板組成。

滑道調平墊塊用鋼板加工成長方形盒,內布鋼筋網,澆高標號混凝土,加工

尺寸準確。

滑道板用40mm厚鋼板與2mm厚不鏽鋼板組合而成,滑道板保證加工精度及表面的光潔度。

滑板的內部構造是在小跨徑橋梁上常用的四氟乙稀橡膠滑板支座上進行技術改造而成,能夠滿足頂推要求,使頂推時摩擦係數小,又要減少損壞現象,控制頂推速度和加強潤滑措施,否則即增大了摩阻力和垂直區域性壓應力,損壞滑板而增加工程費用。

3)滑道設定時,橋墩頂面綜合考慮落梁時支座安裝工序,給箱梁頂推到位以後支座安裝帶來方便,加快施工進度。所以要求支座墊石上支座安裝的預埋鋼板安裝正確,混凝土澆注要密實。

6、箱梁頂推

本橋頂推採用柔性墩上多點自動連續頂推工藝。柔性墩不能承受單方向過大的水平推力,須將頂推力分散到多個橋墩,主墩上都安裝頂推水平千斤頂,並要求每個橋墩上水平千斤頂拉力與梁在滑道上摩阻力相平衡,這樣橋墩就不承受過大的水平推力,保證了橋墩的安全。連續頂推的水平千斤頂是採用自動連續頂推裝置,一套頂推裝置由兩台1000kn水平千斤頂串聯,並由雙油路液壓幫浦站,分別向兩台千斤頂供油,形成交替接力連續頂推。

1)本橋箱梁每延公尺自重大約為220kn,頂推長度為300公尺,最大垂直荷載為66000kn,縱坡為0,靜摩阻係數按0.08,則最大頂推力為5280kn,計畫採用7台套100t連續頂推裝置,從8/w~2/w每個主墩上安裝一台,都安裝在箱梁底板軸線上,即拉箱梁底板,俗稱「拉肚皮」。

2)每個墩安裝一台套zld100型連續頂推千斤頂頂推裝置,產生橫向偏轉很小。7臺連續頂推裝置都由總控制台集中控制,使頂推同步進行。

zld100型連續頂推千斤頂技術引數

3)拉錨器設在箱梁底板,在箱梁內底板上設定齒板,鋼絞線拉索在齒板上用多孔群錨錨固,斜出底板下,通過墊枕木,將拉索墊出一定高度,再進連續頂推裝置。這樣由自動連續頂推裝置拉梁在滑道上滑動,直到推出預製台座,如此迴圈,直至頂推就位。

4)8/w墩作頂推的主力墩,主力墩縱向與制梁台座聯成整體,平衡頂推力的水平推力。

5)採取有力措施,合理分配千斤頂裝置的拉力來控制橋墩頂縱向位移在設計允許值範圍內,避免梁呈爬行狀態滑動,確保橋墩安全。

橋墩上水平千斤頂拉力,是根據每個橋墩上的垂直荷載和摩擦係數確定。承受導梁搭上的橋墩為頂推前進墩,根據估計垂直荷載和摩擦係數,由專人隨時調整液壓幫浦站上油壓確定拉力;箱梁前後壓在橋墩上的為一般墩,垂直荷載視為恆載,估計摩擦係數,油幫浦壓力鎖定。在總的頂推力大於摩阻力的情況下,箱梁從靜止狀態到滑動狀態不足的力由主力墩上頂推千斤頂裝置補充。

對於橋墩位移的觀察,在橋墩上設定稜鏡固定點,岸上架設全站儀,來觀測從靜止到滑動狀態橋墩頂的位移值。

6)箱梁頂推滑動過程中,特別重視箱梁橫向偏差的觀測,一般在制高點架設儀器觀測,並採用在橋墩上放出橋軸線,箱梁底也放出相應的軸線,用吊垂球的方法,觀測箱梁與橋墩軸線的偏差值。

在橋墩頂相對箱梁兩側位置設定輪式導向糾偏裝置,在導向糾偏裝置與箱梁外側加墊不同厚度的滑板來調整箱梁橫向偏差值。這樣將導向裝置與箱梁的側面接觸均為平面接觸,不會壓壞箱梁外側面,保證箱梁外表美觀。

7)千斤頂頂推裝置及橫向導向裝置的固定都採用在橋墩蓋梁頂面預埋鋼板來固定,橋墩上均需考慮操作人員的下人爬梯、操作平台,油幫浦、頂推裝置安裝;落梁時,支座就位移動,落梁豎直千斤頂移動,操作人員的支架和護欄的設定,要確保人身安全。所有預埋件、支架都需盡量避免設在橋墩外側,以保證橋墩外表美觀。

頂推主要的裝置數量表

7、箱梁落梁

箱梁頂推到位以後,逐步拆除鋼導梁,解除縱向臨時預應力索,張拉後期縱向預應力索,對管道壓漿達到強度後再進行落梁。先將箱梁頂起來,拆除頂推時的臨時滑道裝置,並將永久橡膠盆式支座就位安裝,使箱梁均勻地降落在永久支座上,再固定永久支座。

箱梁縱向是長條形,落梁高度不到20mm,採取分段落梁方法,即每次頂起3個橋墩,完成兩個橋墩落梁,另乙個橋墩作為過渡墩只落10mm,待兩個橋墩

上千斤頂轉移到位後,再頂起相鄰3個橋墩,這樣重複進行,直至全橋落梁完成。

落梁千斤頂在橋墩上對稱布置,現設計橋墩蓋梁不能滿足安裝位置,計畫預製鋼筋混凝土臨時立柱,來支承千斤頂。

落梁過程中,將準備好保險垛,保證拆除滑道和安裝支座時間內,支座位置始終有保險垛作為保險裝置,保險垛用鋼板盒灌混凝土組合而成。

落梁之前,將制定詳細的操作規程,進行技術交底,並將橋墩上清理乾淨,充分作好準備,使落梁時間越短越好。

8、1/w~2/w現澆施工

當六跨50m頂推箱梁頂推到位並落梁完成以後,緊接進行1/w~2/w箱梁現澆施工。

1)2/w墩梁端麵砼應充分鑿毛,連線鋼筋要保證一定長度,保證預應力管道要暢通。在2/w墩支座旁設定臨時砼塊支承(待施工完成後鑿除)。安裝好1/w 墩支座。

2)現澆施工支架基礎處理:岸上部分採用片石砼擴大基礎,水中部分採用震動錘震動打入鋼管樁基礎。

3)現澆支架採用型鋼和貝雷架組合。

4)利用頂推箱梁現成的模板體系(公升降千斤頂、底模、外側模、內模等)。

5)對底模採用塑料編織袋沙包模擬箱梁荷載試壓,通過試壓消除非彈性變

形,得出彈性變形的資料,作為調整底模的預留量依據。

6)處理好1/w、2/w墩上底模系統。

有關箱梁鋼筋、預應力、砼施工參照頂推箱梁的施工方法和常規的施工方法進行。

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