掛籃結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和檢算
目前,掛籃的形式很多,構(gòu)造上亦有差異,常見(jiàn)的分類方法有:
(1)按使用材料分類:有萬(wàn)能桿件、軍用梁、貝雷梁等制式桿件組拼和型鋼加工兩種;
(2)按主要承重結(jié)構(gòu)形式分類:桁架式、斜拉式等;
(3)按受力原理分類:垂直吊桿式、斜拉式和剛性模板三種;
(4)按其抗傾覆平衡方式分類:壓重式、錨固式和半壓重半錨固式三種;
(5)按其走行方法分類:一次走行到位和兩次走行到位兩種;
(6)按其移動(dòng)方式分類:滾動(dòng)式、滑動(dòng)式和組合方式三種。
掛籃設(shè)計(jì)的總體要求
掛籃在保證安全性的同時(shí),還應(yīng)具有足夠的適用性,滿足變形小,行走方便,錨固,裝卸容易,還要使安裝模板,綁扎鋼筋,澆筑混凝土等有較好的空間。掛籃設(shè)計(jì)應(yīng)盡量考慮減少自重,可以有效減小掛籃臨時(shí)荷載對(duì)主體結(jié)構(gòu)的收縮、徐變等非線性變形的影響,從而改善主體結(jié)構(gòu)的成橋線形。
掛籃系統(tǒng)主要由①主桁架,②前、后支點(diǎn),③懸吊系統(tǒng),④后錨固系統(tǒng)或平衡重, ⑤走行系統(tǒng), ⑥前、后上橫梁, ⑦底模平臺(tái)系統(tǒng),⑧外模及外導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng),⑨內(nèi)模及內(nèi)導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng)⑩主桁橫向聯(lián)結(jié)系和工作(張拉)平臺(tái)等組成。(以萬(wàn)能桿件主桁掛籃為例)
掛籃的細(xì)部構(gòu)造
(1)主桁架:縱橋向布置,為掛籃的主要承載結(jié)構(gòu),常用的材料有萬(wàn)能桿件、軍用梁和貝雷片等制式桿件,較多的是采用型鋼或焊接箱梁,多用Q345B材料。主桁架設(shè)計(jì)以強(qiáng)度控制為主,采用高強(qiáng)材料盡可能減輕自重。
(2) 前、后支點(diǎn):掛籃前支點(diǎn)主要承受掛籃施工各工況下的豎向壓力并傳遞至前端梁段,掛籃前支點(diǎn)距前端距離一般為500~800mm;掛籃后支點(diǎn)主要作為張拉掛籃后錨固時(shí),臨時(shí)承受掛籃后錨豎向力。
(3)懸吊系統(tǒng):其作用是將底模、張拉平臺(tái)的自重及其以上的荷載傳遞到主桁架的前、后上橫梁和已澆前端梁段。一般由前吊掛、后吊掛及其相應(yīng)錨固系統(tǒng)組成。吊掛結(jié)構(gòu)通常采用:精軋螺紋鋼筋、鋼絞線、鋼吊帶等。
(4)后錨固系統(tǒng)與平衡重:其目的為防止掛籃在前移和澆筑混凝土?xí)r的傾覆穩(wěn)定。后錨固系統(tǒng)一般由后錨固橫梁和后錨固筋組成;平衡重一般由壓重橫梁和壓重物組成。混凝土澆筑和掛籃走行工況穩(wěn)定系數(shù):不小于2.0。
(5)行走系統(tǒng):現(xiàn)在大部分掛籃設(shè)計(jì)較常用的走行方式是滑動(dòng)式,一般由預(yù)設(shè)在已澆梁段上的軌道和拖拉(頂推)設(shè)備組成?;瑒?dòng)摩擦系數(shù)應(yīng)視具體情況確定,一般?。?.1-0.5。
(6)前、后上橫梁:分別設(shè)在掛籃主桁架的前端和中部,分別對(duì)應(yīng)底模平臺(tái)的前、后下橫梁,主要用于將底模平臺(tái)和內(nèi)、外導(dǎo)梁系統(tǒng)的荷載傳遞至主桁架,一般由型鋼或焊接桁架組成。
(7)底模平臺(tái):一般為縱橫梁體系,主要作用是作為箱梁底板澆筑的模板和施工平臺(tái),并將混凝土重量通過(guò)懸吊系統(tǒng)傳遞到主桁架,主要由底模、縱梁、施工平臺(tái)和前、后下橫梁等組成。
(8)外模及外導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng):外模一般為鋼模,根據(jù)箱梁實(shí)際尺寸布置;外導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng)主要用于將外模及其承受的翼緣混凝土荷載傳遞至主桁架的前、后上橫梁或已澆梁段,一般由外導(dǎo)梁、吊帶及其錨固系統(tǒng)組成。
(9)內(nèi)模及內(nèi)導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng):內(nèi)模根據(jù)箱梁實(shí)際尺寸布置,可采用鋼?;蛏⑵磧?nèi)模;內(nèi)導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng)主要用于將內(nèi)模及其承受的頂板混凝土荷載傳遞至主桁架的前、后上橫梁或已澆梁段,一般由內(nèi)導(dǎo)梁、吊帶及其錨固系統(tǒng)組成。
(10)主桁橫向聯(lián)結(jié)系和工作(張拉)平臺(tái):橫向聯(lián)結(jié)系用于提高掛籃主桁的橫向穩(wěn)定性,一般由型鋼焊接或栓接而成;工作平臺(tái)作為施工時(shí)的人員及機(jī)具通道,現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置;張拉平臺(tái)設(shè)在掛籃主桁的前端,用于張拉,壓漿等工作平臺(tái)。
掛籃的設(shè)計(jì)荷載
(1)模板重量:可按平均重為0.8-1.0kPa計(jì),待尺寸確定后再按實(shí)際荷載檢算。
(2)混凝土震動(dòng)器和千斤頂?shù)闹亓蜎_擊力:按自重的4倍計(jì)。
(3)施工人群荷載:2KPa。
(4)最大節(jié)段混凝土重量:按設(shè)計(jì)重量的1.05考慮。
(5)掛籃自重(0.4~0.5G)
(6)風(fēng)荷載
(7)沖擊系數(shù):1.1
掛籃節(jié)段施工過(guò)程一般分為以下步驟:①掛籃空載走行就位。②立模。③澆注混凝土。④混凝土養(yǎng)生后,拆模并張拉預(yù)應(yīng)力。對(duì)于掛籃來(lái)講,只有步驟①和步驟③最不利,故掛籃的檢算分為這兩個(gè)工況。
荷載組合
(1)、荷載組合Ⅰ:混凝土重量+沖擊附加荷載+掛籃自重+人群和施工機(jī)具重;
(2)、荷載組合Ⅱ:混凝土重量+掛籃自重+風(fēng)載;
(3)、荷載組合Ⅲ:混凝土重量+掛籃自重+人群和施工機(jī)具重;
(4)、荷載組合Ⅳ:掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載;
(5)、荷載組合I~Ⅱ用于掛籃主承重系統(tǒng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算;荷載組Ⅲ用于剛度計(jì)算,荷載組合Ⅳ用于掛籃空載走行驗(yàn)算。
(1)總體穩(wěn)定性計(jì)算
①.空載行走時(shí)穩(wěn)定性計(jì)算
掛籃穩(wěn)定性計(jì)算的工況:空載行走時(shí)的平衡穩(wěn)定。
(根據(jù)K≥2.0,檢算走行時(shí)后錨上拔力及其穩(wěn)定力矩、焊縫應(yīng)力)
②.澆筑混凝土?xí)r掛籃的穩(wěn)定性計(jì)算
掛籃穩(wěn)定性計(jì)算的工況:澆筑混凝土?xí)r的傾覆穩(wěn)定。
(根據(jù)K≥2.0,檢算后錨最大上拔力及其穩(wěn)定力矩,確定后錨張拉力)
(2)掛籃構(gòu)件計(jì)算
底模系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。
內(nèi)、外模系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。
底模平臺(tái)及內(nèi)、外模的懸吊系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度計(jì)算。
前、后上橫梁的強(qiáng)度及剛度計(jì)算
主桁架的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。
彈性變形和非彈性變形。
以主桁為例:主桁系統(tǒng)一般由兩片主桁橫向通過(guò)連接系連接組成,單片主桁由下弦桿、上弦桿、前斜桿、立柱和后斜桿構(gòu)成,為固接體系。橫向聯(lián)接系與主桁之間可設(shè)為鉸接。
主桁計(jì)算模型
彈性變形:主桁+吊帶
非彈性變形:模板和連接系統(tǒng)
掛籃對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力的影響
1.掛籃對(duì)主體結(jié)構(gòu)縱橋向受力的影響
掛籃對(duì)主體結(jié)構(gòu)縱向受力的影響,實(shí)際上是施工荷載對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響,施工荷載將影響主梁混凝土拉壓應(yīng)力水平以及主梁施工線性等。它的計(jì)算結(jié)果將直接決定兩端懸臂澆筑的混凝土方量和澆筑速度,計(jì)算線性將決定掛籃立模標(biāo)高的設(shè)定(施工荷載對(duì)后期混凝土徐變也有一定的影響)。
①.計(jì)算內(nèi)容
(1)結(jié)構(gòu)施工階段,按照施工組織設(shè)計(jì)中的施工順序和施工周期,分階段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工全過(guò)程受力狀態(tài)、截面應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算分析。
(2)結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)階段,按照設(shè)計(jì)荷載、支點(diǎn)位移、溫度、收縮徐變、制動(dòng)力、風(fēng)載等附加荷載進(jìn)行截面極限承載能力復(fù)核和正常使用階段下結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力、變形等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算分析,包括對(duì)主梁預(yù)拱度分析。
(3)大懸臂下主梁在彎、壓作用下的穩(wěn)定分析。
②.計(jì)算假定
目前,直線橋梁的內(nèi)力分析仍按桿系結(jié)構(gòu)在理想彈性狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算假定如下。
(1)兩幅橋橫向在主墩處用橫隔板連接,按單橋進(jìn)行計(jì)算;
(2)主梁為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,不考慮普通鋼筋參與結(jié)構(gòu)受力;
(3)主墩在整體計(jì)算中按全截面計(jì)算出截面內(nèi)力,再根據(jù)內(nèi)力和換算截面計(jì)算混凝土和鋼筋的應(yīng)力;
(4)在結(jié)構(gòu)各構(gòu)件相交而形心不在同一點(diǎn),均設(shè)置剛臂進(jìn)行連接;
(5)不考慮橫隔板、橋面系等附屬結(jié)構(gòu)參與主體結(jié)構(gòu)受力。
③. 荷載參數(shù)
(1)恒載
結(jié)構(gòu)自重:混凝土容重取26.0kN/m3,主梁橫隔板和鋸齒塊按集中荷載考慮。
二期恒載
(2)活載
設(shè)計(jì)活載:車道數(shù)k1、箱梁偏載系數(shù)k2,縱向折減系數(shù)k3,故橫向分布系數(shù)為
k1×k2×k3。
人群荷載:3.5kN/m2,橋面滿人寬度。
檢算荷載
(3)附加荷載
體系溫度:±20.0℃。局部溫差:頂板升溫+8.0℃,降溫-4.0℃,橫向計(jì)算箱內(nèi)
外溫差±5.0℃。
支點(diǎn)沉降:按不相鄰支點(diǎn)沉降來(lái)考慮。
制動(dòng)力
(4)施工荷載
懸臂施工時(shí)掛籃、模板等臨時(shí)荷載,一般作用點(diǎn)距懸臂最前端0.5m。
最大懸臂時(shí)主梁承受的升舉風(fēng)載:
最大懸臂時(shí)主墩承受的縱向風(fēng)載:
(5)收縮、徐變
收縮、徐變按施工安排的周期考慮,其計(jì)算模式和參數(shù)按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 023-85)附錄四中的內(nèi)容計(jì)。
④.計(jì)算結(jié)果分析
(1)在施工階段、主體結(jié)構(gòu)箱梁截面應(yīng)力狀態(tài)、主墩截面是否滿足規(guī)范要求。
(2)運(yùn)營(yíng)階段極限承載能力和正常使用階段下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、應(yīng)力、變形等各項(xiàng)內(nèi)容是否滿足規(guī)范要求。
(3)主梁預(yù)拱度分析及成橋線形。
(4)主梁在彎、壓作用下的穩(wěn)定分析是否滿足規(guī)范要求。
2、掛籃立柱或吊點(diǎn)對(duì)主體結(jié)構(gòu)橫橋向受力的影響
①.掛籃橫向布置
掛籃橫向布置與主體結(jié)構(gòu)受力密不可分,主橋結(jié)構(gòu)橫向受力將直接決定掛籃主桁的橫向布置(主桁桁片數(shù)量和間距以及支點(diǎn)承壓面積)。
②.掛籃立柱或吊點(diǎn)對(duì)主體結(jié)構(gòu)局部受力的影響
掛籃立柱或吊點(diǎn)處支點(diǎn)反力較大,主要驗(yàn)算支點(diǎn)處局部混凝土承壓,防止主梁出現(xiàn)局部混凝土開(kāi)裂。
③、掛籃橫向布置對(duì)梁體的影響
掛籃橫向布置對(duì)梁體影響主要表現(xiàn)是否會(huì)在頂、腹和底板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。
(1) 主體結(jié)構(gòu)橫橋向計(jì)算內(nèi)容
1.1 計(jì)算模型
一般取箱梁中跨跨中單位長(zhǎng)度(1m)梁段,橫向簡(jiǎn)化
為剛性支承的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模受力分析
1.2 計(jì)算荷載
①主體結(jié)構(gòu)自重、橫豎向預(yù)應(yīng)力、二期恒載、溫度、收縮徐變等。
②主桁支點(diǎn)反力、后錨固支點(diǎn)反力、后吊帶反力等。
1.3 計(jì)算結(jié)果
①有橫向預(yù)應(yīng)力的截面
如果有橫向預(yù)應(yīng)力的截面,按照預(yù)應(yīng)力構(gòu)件分析頂板、底板和腹板最大壓應(yīng)力、最大拉應(yīng)力。
②沒(méi)有橫向預(yù)應(yīng)力的截面
如果沒(méi)有橫向預(yù)應(yīng)力的截面,按照普通鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行分析頂板、底板和腹板受力。
主要是根據(jù)計(jì)算的彎矩和剪力進(jìn)行正截面強(qiáng)度計(jì)算,計(jì)算各截面混凝土壓應(yīng)力和鋼筋的拉應(yīng)力。
大懸臂狀態(tài)下掛籃荷載穩(wěn)定計(jì)算
大懸臂狀態(tài)下主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算主要包括兩方面內(nèi)容:
1、掛籃荷載對(duì)主體結(jié)構(gòu)抗傾覆計(jì)算
(1)荷載取值
①懸臂現(xiàn)澆
i、掛籃荷載:懸臂施工時(shí)掛籃、模板等臨時(shí)荷載按圖紙計(jì),作用點(diǎn)距懸臂最前端0.5m。
Ii、混凝土塊段重量:混凝土方量誤差計(jì)5%,節(jié)段重按1.05G計(jì)算。
W1—掛籃等自重
W2—不平衡荷載,包括少一個(gè)節(jié)間重量、混凝土方量誤差、少一只掛籃、橋面臨時(shí)荷載等。
iii、主梁承受的升舉極風(fēng)載:
參考《公路斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)》(JTJ 027-96)附錄A,在橫向風(fēng)力作用下,結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算如圖示:
P1=P
P2=P/2
P1、P2分別為兩側(cè)主梁所承受的均布風(fēng)荷載(主梁升舉力),計(jì)算公式為:
CL——升舉系數(shù);
S——陣風(fēng)系數(shù)
V——設(shè)計(jì)風(fēng)速,按最大風(fēng)速取值
B—主梁寬度
②懸臂吊裝
i、起吊沖擊荷載:1+μ≤1.1
ii、混凝土塊段重量:超重按1.025計(jì)算。作用點(diǎn)距懸臂最前端0.5m(根據(jù)設(shè)計(jì)確定)。
iii、風(fēng)載:按起吊設(shè)計(jì)風(fēng)速考慮(一般為六級(jí)風(fēng))。
(2)最大不平衡彎矩計(jì)算
大懸臂狀態(tài)下主體結(jié)構(gòu)的抗傾覆計(jì)算主要是要計(jì)算出大懸臂狀態(tài)下主梁結(jié)構(gòu)的不平衡彎矩??紤]的不平衡荷載主要包括掛籃不平衡荷載、梁段滯后一個(gè)節(jié)段不平衡荷載、不平衡風(fēng)荷載(升舉平衡風(fēng)和橫向風(fēng))三個(gè)方面,計(jì)算時(shí),按照實(shí)際可能出現(xiàn)的各種最不利狀況對(duì)三種不平衡荷載進(jìn)行組合。
按照實(shí)際可能出現(xiàn)的各種最不利狀況對(duì)三種不平衡荷載進(jìn)行組合后,一般考慮以下幾種計(jì)算工況:
綜合以上各工況的計(jì)算結(jié)果,得出大懸臂狀態(tài)下主梁結(jié)構(gòu)的最大不平衡彎矩,以此為依據(jù)進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)。
(3) 穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算
(4)抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)有多種形式
抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)有多種形式,較為常見(jiàn)的有以下幾種形式:
形式一:墩梁臨時(shí)固結(jié)
此種做法在斜拉橋和連續(xù)梁橋施工中較為常見(jiàn),具有用料省、工藝簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)行最常用的抗傾覆設(shè)計(jì)方法。
形式二:墩旁托架
此種做法在斜拉橋和連續(xù)梁橋施工中較為常見(jiàn)。常用的墩旁托架有墩頂牛腿托架和落地鋼管托架兩種。其中墩頂牛腿托架形式僅用于橋墩較高且橋墩具有足夠強(qiáng)度和剛度的情況;落地鋼管托架常用于0號(hào)塊節(jié)段比較長(zhǎng),混凝土方量較大的情況,對(duì)墩身剛度較弱或基礎(chǔ)較差的非主動(dòng)橋墩尤其適用,較為常見(jiàn)。
墩旁托架是否與墩身連結(jié)取決于墩身受力
形式三:壓重墩
此種做法在不對(duì)稱斜拉橋施工中較為常見(jiàn)。
2、墩梁固結(jié)主墩的抗彎計(jì)算
主墩抗彎計(jì)算主要包括墩身抗彎驗(yàn)算和基礎(chǔ)驗(yàn)算兩方面內(nèi)容。
(1)墩身抗彎驗(yàn)算
墩身按照普通鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行分析,主要是根據(jù)計(jì)算的彎矩和剪力進(jìn)行正截面強(qiáng)度計(jì)算,計(jì)算各截面混凝土壓應(yīng)力和鋼筋的拉應(yīng)力。
(2)基礎(chǔ)驗(yàn)算
對(duì)主墩基礎(chǔ)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度和水平位移滿足規(guī)范要求。若基礎(chǔ)穩(wěn)定性不滿足要求,則應(yīng)采取適當(dāng)輔助措施(如落地鋼管托架等)減小墩身承受的不平衡彎矩,使之滿足規(guī)范要求。
鋼桁梁懸臂施工涉及的計(jì)算
1.最大懸臂鋼桁梁穩(wěn)定計(jì)算
掛索之前的穩(wěn)定大于1.3,通過(guò)墩旁托架來(lái)解決。
2.最大懸臂下鋼桁梁的應(yīng)力計(jì)算
吊索塔架:?jiǎn)螌铀?/p>
雙層索
3.鋼桁梁上支墩時(shí)應(yīng)力和撓度計(jì)算
4.支點(diǎn)起頂高度及縱橫移量計(jì)算
保證合攏
掛籃施工
主要工藝流程
連續(xù)梁灌籃施工順序圖解
(一)0#段的澆注
0#段位于橋墩上方,灌注0#段相當(dāng)于給掛籃提供一個(gè)安裝場(chǎng)地。0#段采用鋼管樁支架現(xiàn)澆,這種支架優(yōu)點(diǎn)在于搭建高度高,操作簡(jiǎn)便,功效快,可充分利用承臺(tái)基礎(chǔ),承臺(tái)上預(yù)埋螺栓,鋪設(shè)20mm厚的法蘭墊板,用于連接承臺(tái)和鋼管樁。
1、支架搭設(shè)采用10根Φ1020、壁厚10mm的鋼管,鋼管支架用L50角鋼做剪刀撐連接,形成整體,以保證支架的整體穩(wěn)定性能。
鋼管樁支架搭設(shè)
2、支架搭設(shè)完成后必須按規(guī)范進(jìn)行預(yù)壓,不同于傳統(tǒng)的堆載預(yù)壓,跨楊萬(wàn)連續(xù)梁選擇預(yù)應(yīng)力反支點(diǎn)預(yù)壓,操作簡(jiǎn)單,高效率,容易模擬真正受力狀態(tài) 。
鋼絞線下錨預(yù)埋示意圖 鋼絞線壓花
反支點(diǎn)預(yù)壓法就是采用張拉鋼絞線(或精軋螺紋鋼等)的方法對(duì)支架施加反力,使其所受反力等于預(yù)壓荷載,以消除整個(gè)支架的非彈性變形,得出彈性變形,確定預(yù)拱度。
預(yù)應(yīng)力反支點(diǎn)預(yù)壓
3、臨時(shí)固結(jié):采用C50砼澆筑,支墩和梁體采用72根Φ32精軋螺紋鋼錨固連接。
4、支座安裝:安裝前支承墊石需將表面鑿毛,安裝時(shí)應(yīng)注意支座類型、平面位置、支座預(yù)偏量等。
5、0#段底模鋪設(shè):在支架分配梁上滿鋪厚度6mm鋼板。
臨時(shí)固結(jié)及支座安裝 底模鋪設(shè)
6、0#段側(cè)模安裝:側(cè)模采用大塊定型鋼模板,采用人工配合汽車吊、倒鏈安裝模板。
0#段外側(cè)模安裝
7、鋼筋安裝:待底模定位后依次安裝底板鋼筋、腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力波紋管及預(yù)留孔洞、支立內(nèi)模、安裝頂板鋼筋、放置預(yù)埋件。
0#段鋼筋安裝
8、0#段端頭模安裝:采用定制鋼模,現(xiàn)場(chǎng)拼裝。
9、0#段內(nèi)模安裝:采用自制木模,以鋼管支架支撐,梁體底板用10#槽鋼作支撐架。
10、預(yù)應(yīng)力管道安裝:預(yù)應(yīng)力孔道要求定位準(zhǔn)確、加固牢固。波紋管順直,不得有急彎、偏位??椎啦捎忙?0mm鋼筋“井”字型加固,其偏差不得超過(guò)2mm 。
預(yù)應(yīng)力管道安裝
11、后錨預(yù)埋和吊桿孔預(yù)埋施工:后錨用精軋螺紋鋼和掛籃所有后吊桿都需要在已經(jīng)完成的梁體上預(yù)留孔道。根據(jù)掛籃設(shè)計(jì)圖紙,同時(shí)考慮波紋管等梁體預(yù)埋件位置,確定后錨和后吊桿的預(yù)留孔位置。
掛籃吊裝系統(tǒng)預(yù)埋圖
12、混凝土澆注:
⑴、澆筑前對(duì)模板標(biāo)高、鋼筋、預(yù)應(yīng)力孔道布置、預(yù)埋件埋設(shè)加固狀況以及支架穩(wěn)固情況進(jìn)行檢查并調(diào)整 。用高壓風(fēng)槍將底板雜物清除,對(duì)模板灑水濕潤(rùn)。
⑵、混凝土澆注依據(jù)“對(duì)稱、平衡、同步進(jìn)行”的原則,沿梁高方向先底板,再橫隔板和腹板,后頂板的澆筑方法,采用分層、斜向推進(jìn)的澆筑工藝,分層厚度為30cm。
0#段混凝土澆筑
⑶、混凝土澆筑時(shí),兩端應(yīng)對(duì)稱澆筑混凝土,如混凝土泵送有困難而難以實(shí)現(xiàn)時(shí),應(yīng)控制兩端混凝土灌注不平衡重不超過(guò)8噸。
13、混凝土養(yǎng)護(hù):混凝土澆筑完成后及時(shí)覆蓋并進(jìn)行灑水養(yǎng)生,混凝土養(yǎng)護(hù)期不少于14天。
0#段混凝土養(yǎng)護(hù)
14、預(yù)應(yīng)力摩阻測(cè)試:預(yù)應(yīng)力張拉前需進(jìn)行預(yù)應(yīng)力摩阻試驗(yàn),試驗(yàn)分為預(yù)應(yīng)力管道摩阻和錨口及喇叭口摩阻損失兩個(gè)測(cè)試。
⑴、預(yù)應(yīng)力管道摩阻測(cè)試選擇第一個(gè)完成的1#塊上的T2、M2進(jìn)行測(cè)試。實(shí)際的摩阻系數(shù)測(cè)定可以修正預(yù)應(yīng)力鋼絞線設(shè)計(jì)張拉伸長(zhǎng)值;
預(yù)應(yīng)力摩阻測(cè)試
⑵ 、錨口及喇叭口摩阻損失測(cè)試在特制的試件上進(jìn)行。在地面上制作一個(gè)尺寸為4.0×0.6×0.6m的混凝土長(zhǎng)方體,留有與預(yù)應(yīng)力筋管道相同的直線孔道,兩端安裝了喇叭口。
管道摩阻測(cè)試、錨口和喇叭口摩阻損失測(cè)試原理圖
15、預(yù)應(yīng)力施工:
⑴、縱向預(yù)應(yīng)力張拉:縱向預(yù)應(yīng)力下料長(zhǎng)度需考慮兩端張拉的千斤頂長(zhǎng)度和工具錨后的余留長(zhǎng)度等,每根鋼絞線兩端進(jìn)行編束,張拉用千斤頂、壓力表、電動(dòng)油泵在使用前均進(jìn)行配套檢驗(yàn);
⑵、張拉流程:0 →0.2 σk →分級(jí)張拉至σk →持荷5分鐘→ σk(錨固);
⑶、張拉采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控,以張拉力為主,伸長(zhǎng)量作為校核,誤差應(yīng)控制在± 5%內(nèi);
縱向預(yù)應(yīng)力張拉
⑷、豎向預(yù)應(yīng)力張拉:選用75T千斤頂進(jìn)行張拉,采用二次張拉;在應(yīng)力達(dá)到σo和σk時(shí)分別量測(cè)伸長(zhǎng)值,計(jì)算張拉伸長(zhǎng)值,判斷其是否符合規(guī)范要求,完成張拉;
豎向預(yù)應(yīng)力張拉
⑸、梁體封錨及孔道壓漿:預(yù)應(yīng)力張拉完成后24小時(shí)內(nèi)完成壓漿,特殊情況不得超過(guò)48小時(shí),確保孔道中的預(yù)應(yīng)力筋在灌漿前無(wú)銹跡。
封錨
鋼絞線切斷
孔道壓漿
(二)邊跨直線段施工
邊跨直線段采用鋼管樁落地支架現(xiàn)澆,其支架搭設(shè)及預(yù)壓、模板拼裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力施工與0#段相同,不再贅述。
邊直段支架搭設(shè) 邊直段支架預(yù)壓
(三)掛籃安裝
掛籃施工流程
1、安裝軌道:利用φ 32精軋螺紋在梁頂留錨固,錨固間距1000mm,以0#段中心對(duì)稱鋪設(shè);
2、安裝三角主桁架及其附件:吊裝單片三角桁架,中支點(diǎn)與前滑座銷接,后支點(diǎn)與后鉤爪銷接后利用錨固扁擔(dān)梁與梁頂板錨固;
安裝三角桁架 安裝門架
3、安裝后錨:通過(guò)精軋螺紋鋼將主桁架后支點(diǎn)錨固在已經(jīng)完成的梁體混凝土上。精軋螺紋鋼的一頭錨固在梁體混凝土內(nèi),一頭通過(guò)后錨扁擔(dān)梁錨在主桁架的后支點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板上;
后錨錨固
4、安裝走行梁及外側(cè)模板:外走行梁后懸用精軋螺紋鋼連接于翼緣板上,前懸用精軋螺紋鋼連接于橫梁上;
安裝走行梁
5、安裝吊掛系統(tǒng):吊掛系統(tǒng)主要由吊桿和吊帶組成。吊桿采用Φ32冷拉Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋。吊帶用16Mn鋼板,上布調(diào)節(jié)孔;
前吊桿共設(shè)8根,前吊帶設(shè)2根,其中2根吊桿和2根吊帶用于吊掛底模,2根吊桿用于吊掛內(nèi)模走行梁,4根吊桿用于吊掛外模走行梁。
安裝走上行梁 安裝前吊帶
后吊桿共設(shè)14根,均從箱梁的頂板和底板預(yù)留孔中穿過(guò),其中8根用于吊掛外側(cè)模走行梁,4根用于吊掛內(nèi)模走行梁,2根用于吊掛底模。
安裝下后橫梁 安裝下前橫梁
6、吊裝底模平臺(tái):底模平臺(tái)包括底?;?、側(cè)工作平臺(tái)、前工作平臺(tái)、后工作平臺(tái)、底模板。利用2個(gè)10T倒鏈將后下橫梁吊掛在外走行梁上,采用吊車將吊桿與底模前、后下橫梁連接;
安裝底?;?/p>
7、安裝千斤頂裝置
安裝千斤頂
8、安裝內(nèi)側(cè)模板:內(nèi)模采用定型鋼模,先安裝內(nèi)模走行梁,等底、腹板鋼筋綁扎完成后再拼裝內(nèi)模,內(nèi)模走行梁用精軋螺紋鋼連接于頂板上;
安裝內(nèi)模走行梁、走行小車、托梁、伸縮臂及內(nèi)模
9、安裝端頭模
安裝端頭模
10、安全防護(hù)設(shè)置
設(shè)置安裝防護(hù)措施
(四)掛籃錯(cuò)位安裝、橫移施工
當(dāng)0#段長(zhǎng)度不能滿足拼裝掛籃時(shí),有兩種方式:
1、可選擇 1#段采用支架現(xiàn)澆施工(跨京杭大運(yùn)河連續(xù)梁)
掛籃錯(cuò)位安裝
2、1#段不具備支架搭設(shè)條件時(shí),可選擇掛籃主桁架在0#段上錯(cuò)開(kāi)安裝進(jìn)行1#段混凝土澆筑,然后在不拆除掛籃的情況下,將掛籃通過(guò)橫移歸位進(jìn)行接下來(lái)的節(jié)段施工(跨楊萬(wàn)線連續(xù)梁)。
掛籃橫移施工
采用第2種方式時(shí),需要注意的是,錯(cuò)位后的掛籃相對(duì)于梁體只是后錨位置、主桁架和前橫梁位置發(fā)生變化,而吊桿、吊帶的位置是不變的。
掛籃錯(cuò)位安裝
(五)掛籃預(yù)壓
1、在0號(hào)塊上安裝完成掛籃以后,對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓加載,以獲取加載與掛籃變形的關(guān)系曲線。
2、加載一般采用砂袋堆載預(yù)壓,模擬梁體荷載分布情況分級(jí)加載。
3、規(guī)范要求每節(jié)段必須進(jìn)行掛籃預(yù)壓加載,以便于檢測(cè)掛籃施工的實(shí)況性能。
掛籃堆載預(yù)壓
(六)標(biāo)準(zhǔn)梁段施工
1、梁段鋼筋均在梁上逐根綁扎,按先底板再腹板后頂板的工藝進(jìn)行綁扎,非預(yù)應(yīng)力筋與已成梁段鋼筋的連接全部采用搭接焊;
2、預(yù)應(yīng)力管道在綁扎鋼筋的同時(shí)安裝,方法同0#段預(yù)應(yīng)力管道安裝,不再贅述;
梁段鋼筋施工 梁段預(yù)應(yīng)力孔道施工
3、混凝土澆注前用高壓風(fēng)槍將底板雜物清除,對(duì)模板灑水濕潤(rùn)。澆筑依據(jù)“對(duì)稱、平衡、同步進(jìn)行”的原則,沿梁高方向先底板,再腹板,后頂板的澆筑方法,采用分層、斜向推進(jìn)的澆筑工藝,分層厚度為30cm。方法同0#段混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù),不再贅述;
掛籃懸臂澆筑施工
(七)掛籃移動(dòng)
澆注梁段張拉壓漿完成后,即可進(jìn)行掛籃前移。
1、找平已張拉壓漿完成的梁段頂面鋪設(shè)鋼枕及軌道;
2、放松底模架前后吊帶、吊桿,底模架后橫梁用2個(gè)10T倒鏈懸掛在外模走行梁上;
3、拆除后吊帶與底模架的聯(lián)結(jié);
4、解除桁架后錨螺桿
掛籃前移示意圖
5、軌道頂面安裝2個(gè)10T倒鏈,并標(biāo)記好前滑座移動(dòng)的位置(前滑座距梁段一般50cm);
6、用倒鏈或液壓千斤頂牽引后錨段,使主桁架、底模、外模一起向前移動(dòng),注意T構(gòu)兩邊掛籃要對(duì)稱同步前移,以免對(duì)墩身產(chǎn)生較大的不平衡彎矩;
7、移動(dòng)到位后,錨固后錨,安裝后吊帶,將底模架吊起;
8、調(diào)整立模標(biāo)高后,重復(fù)上述施工直至合攏段;
掛籃前移示意圖
(八)掛籃拆除
合攏段施工前將不需要使用的掛籃進(jìn)行拆除。
1、拆除順序?yàn)椋旱啄?、平臺(tái)系統(tǒng)及其他附屬設(shè)施→側(cè)模及其吊掛系統(tǒng)→主桁架、前上橫梁等橋面結(jié)構(gòu);拆除過(guò)程中必須兩側(cè)逐步對(duì)稱拆除。
2、掛籃拆除施工:
①懸臂梁段施工完畢后將內(nèi)模板、滑梁及內(nèi)模架進(jìn)行切割分塊,人工搬運(yùn)配合吊車吊下;
②放松前后吊掛,使底模與梁體脫離并處于水平狀態(tài);
③用導(dǎo)鏈將掛籃拉回退后以保證拆除時(shí)不侵占既有線,后退時(shí)需要加長(zhǎng)上橫梁和下前橫梁,讓其從梁體兩側(cè)進(jìn)行聯(lián)接;
④分別在前、后下橫梁上設(shè)置吊點(diǎn),吊點(diǎn)處采用一單輪滑車與橫梁連接,下放前將底平臺(tái)調(diào)整為水平狀態(tài),然后緩緩將平臺(tái)整體下放,下放過(guò)程中兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)必須保持均勻同步,并用4個(gè)10T導(dǎo)鏈掛住吊點(diǎn)作為保險(xiǎn),邊下放邊松導(dǎo)鏈。待下放至地面后,分解拆除;
⑤在外滑梁前后安裝吊點(diǎn),前后對(duì)應(yīng),將外滑梁以及外側(cè)模下放至地面(跨楊萬(wàn)線)或駁船(跨京杭大運(yùn)河)上,再進(jìn)行分解拆除;
⑥用吊機(jī)分別拆除掛籃前上橫梁、主桁立聯(lián)、橫聯(lián)、后錨固系統(tǒng),對(duì)稱吊運(yùn)主桁片。(九)合攏段施工
邊跨及中跨合龍均采用懸吊支架法施工。
合攏段外側(cè)模采用掛籃鋼模板,底模采用掛籃模板,內(nèi)模采用自制模板。
安裝合攏段臨時(shí)剛性連接,張拉縱向預(yù)應(yīng)力臨時(shí)索以鎖定梁體,澆筑合攏段微膨脹混凝土。
待混凝土強(qiáng)度、彈性模梁、混凝土齡期均達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉并錨固。
臨時(shí)索張拉 剛性連接預(yù)埋工字鋼
懸吊支架法安裝步驟:
①將掛籃的底籃整體前移至合攏段另一懸臂段;
②在懸臂段預(yù)留孔內(nèi)穿入精軋螺紋鋼,吊起底籃橫梁及內(nèi)外走行梁;
③拆除掛籃前吊桿;
④安裝錨桿、吊桿和連接器將吊架及模板系統(tǒng)錨固穩(wěn)定;
合攏段懸吊支架布置示意圖
邊跨合龍施工
(1)“T構(gòu)”懸臂澆注及邊跨等高度現(xiàn)澆段施工完畢,拆除懸臂段掛籃,接長(zhǎng)合攏段支架,鋪設(shè)模板。
(2)加水箱配重,鋼筋綁扎,預(yù)應(yīng)力管道安裝,邊跨合攏段鎖定。
(3)選擇當(dāng)天最低溫度時(shí)間澆注混凝土,逐級(jí)卸除水箱配重。
(4)邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力張拉及錨固完畢,拆除合攏段支架。拆除邊跨模板、支架。
中跨合龍施工
(1)邊跨合龍。
(2)施工掛籃后移,中跨合攏吊架安裝,加配重水箱。
(3)鋼筋綁扎,預(yù)應(yīng)力管道安裝,合攏鎖定。
(4)選擇當(dāng)天最低溫度時(shí)澆注混凝土,逐級(jí)卸除水箱配重。
(5)合攏段預(yù)應(yīng)力張拉及錨固完畢,拆除合攏吊架。
合攏段混凝土澆筑時(shí)間應(yīng)在一天中溫度最低時(shí),并使混凝土澆筑后溫度開(kāi)始緩慢上升為宜。
合龍鎖定遵循又拉又撐的原則,支撐勁性骨架采用“預(yù)埋鋼板+連接槽鋼+預(yù)埋鋼板”三段式結(jié)構(gòu),合龍時(shí)在兩預(yù)埋板之間設(shè)置連接槽鋼。
剛性連接預(yù)埋安裝示意圖 剛性連接施工
合龍臨時(shí)鎖定支撐
連續(xù)梁懸臂澆筑施工因主墩采取臨時(shí)固結(jié)措施而使墩梁形成一個(gè)臨時(shí)T構(gòu),因此當(dāng)澆筑到合攏段時(shí)需按設(shè)計(jì)規(guī)定的合龍順序完成體系轉(zhuǎn)換。
當(dāng)各合攏段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,張拉完成后鑿出臨時(shí)固結(jié)完成整個(gè)體系轉(zhuǎn)換完成。
合龍施工完成后的拆除剩余掛籃。
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