挂篮悬臂浇筑施工技术在桥梁施工中的应用研究

时间:2022-09-11 11:38:56

挂篮悬臂浇筑施工技术在桥梁施工中的应用研究

【摘要】:悬臂灌注法施工作为近年来发展起来的新工艺,在我国桥梁建设中得到广泛应用。挂篮悬臂浇筑可以避免大量支架,因为施工过程中没有跨度限制,可以广泛应用于各种不同的工程。整个施工过程中只需要使用少量的施工机械设备,鉴于其经济效益。

【关键词】:挂篮;悬臂浇筑;施工技术

中图分类号:TU74 文献标识码: A

一、挂篮悬臂浇筑法施工概述

悬臂浇筑法是指在桥梁上部结构施工中,在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。

挂篮是指用悬臂浇筑法浇筑斜拉、T构、连续梁等水泥混凝土梁时,用于承受施工荷载及梁体自重,能逐段向前移动经特殊设计的主要工艺设备。主要组成部分有承重系统、提升系统、锚固系统、行走系统、模板与支架系统。

挂篮悬臂灌注施工是将梁体分成2~5m不等的节段,以挂篮为施工平台进行悬臂对称施工。挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的活动模板支撑体系,其锚固在已施工好的前端梁段上,在挂篮上进行下一梁段的钢筋、预应力管道的安设、混凝土的浇注及预应力张拉、压浆等作业。完成一个梁段后即可将挂篮前移进行下一个梁段的作业,如此循环直至悬臂灌注完成。

它具有占用施工场较小,可以多个工作面同时施工,工期相对较短,桥梁线形易于在施工程中进行动态控制等特点。

二、桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术要点

(一)施工工艺流程

施工放样搭设施工支架临时支座施工、永久支座安装安装底模、侧模绑扎底板、腹板钢筋及安装波纹管安装内模绑扎顶板钢筋及安装波纹管各部位检查测量梁段砼灌注混凝土养生临时固结。

(二)0 号梁段施工

在支座安装前,首先在支座垫石上确定支座中心线,根据中心线和需要安装的支座型号、规格、外形尺寸在支座垫石上放大样。

活动支座安装完毕后对0号梁段设置临时锁定。临时锁定通常用高标号硫磺砂浆或砂桶做临时支墩,在梁体和墩身间用精扎螺纹钢或钢绞线连接并施加临时锁定的拉力装置。

(三)挂篮悬浇段施工

1、挂篮设计

(1)设计挂篮长度设计挂篮长度应按悬臂灌注最大的分段长度而定。挂篮的横断面布置则取决于桥梁的宽度和箱梁截面形式。当桥梁横截面为一个箱时,全截面用一个挂篮施工即可。当箱梁为多箱结构时,为了使挂篮的施工中有一定的灵活性,也可用多个挂篮分别施工。

(2)挂篮的设计荷载

挂篮的设计荷载按施工的不同部位和不同阶段分为模板重量、振动器重及振动力、施工人群荷载、千斤顶、油泵重量、最大节段混凝土重量、挂篮自重六种,这六种分类要结合不同的施工情况进行单算或者是结合计算。挂篮的平衡稳定性要强,在设计时必须考虑高空作业的安全系数,而且重量要与估计相符。

2、挂篮的静载试验

由于挂篮结构复杂、承受荷载大,实际受力状况与理论计算模式存在差异,并且存在着焊接附加应力以及加工精度、焊缝质量的影响,所以需对挂篮进行静载试验。挂篮静载试验的加载状态及加载测试过程完全模拟浇注砼的模式和程序,通过静载试验,检测挂篮的焊接质量、整体刚度和强度,同时测出挂篮的变形数据,为主梁施工提供重要的计算参数。

3、挂篮的制作安装

(1)挂篮的制作

挂篮各结构部件要严格按设计图纸要求几何尺寸、材质和精度加工,不允许随意改变设计和采用代用材料。签认后,方可变更。挂篮加工完毕应在工厂组装试拼,力构件的单件试验。

(2)挂篮的安装

在进行挂篮现场拼接安装的过程中,一般需要经过以下几个步骤。

首先要找平铺枕。在对一桥梁的梁段进行张拉之后,要对梁顶的面铺部位进行相应的找平处理,一般会使用砂浆和水泥作为材料进行找平施工作业。

其次,是铺设枕钢的过程。在其前支座的地方会铺设三根,同时还要保障它们之间的距离在 50cm 之内。

第三,是安装轨道。在两侧安装长钢轨,每一侧安装两根,相应的轨道要穿入竖向的预应力筋,然后找平轨道顶面。在相应的轨道中心距没有错误时,用螺母将轨道进行锁定。

第四,是吊装主构架。主构架要分片进行吊装,为了防止其倾倒,可以使用相应的脚手架进行临时的支撑。

第五,主构架之间的连接系主要是用长螺杆和扁担梁将主构架后端的锚固在已经成为梁段上前支座处,并使用扁担梁将主构架的下弦杆和轨道相固定。

第六,是吊装前上横梁。在主构架的前端安放作业平台,然后安装后吊带。

4、挂篮走行

当已浇梁段张拉压浆完成后,进行挂篮走行移动。其步骤如下:

(1)采用千斤顶放松斜拉带,用倒链滑车将前托梁和外侧模固定在已浇梁体上,拆下斜拉带。

(2)拆开内外滑梁的后吊杆,放松主梁的其他约束,以压轮器更换压紧器。

(3)采用倒链滑车将主梁系统连同滑梁滑移到要浇筑梁段的设计位置,并锚固主梁系统于已浇梁体,连接内外滑梁于后横梁上。

(4)放松底篮及侧模在梁体上的约束,将底篮及侧模落在外滑梁上,再解开其约束,通过外滑梁,利用倒链滑车将其牵移到要浇筑梁段的设计位置。

(5)安装斜拉带及下后锚带,调整模板,限位锚固,绑扎底、腹板钢筋等。

(四)梁段循环施工

1、挂篮悬浇施工

混凝土必须对称浇注,严格控制混凝土方量,以确保两边不平衡荷载,满足施工控制细则的要求,混凝土先浇注主肋前端,再浇注主肋后端,上下游对称、水平分层浇注。在混凝土浇注过程中同时要观测塔柱偏位及主梁标高变化,检查挂篮C形挂钩、锚固体系、水平止推体系、模板、支架是否出现异常情况。当混凝土浇注至挂篮上荷载(混凝土、钢筋)达到50%时,停止浇注,测量主梁标高及索力,然后进行斜拉索第二次张拉,张拉至控制吨位,同时主梁标高调至理论值后,再浇注混凝土,浇注完混凝土后,再进行主梁标高及索力检测,当混凝土终凝后,盖上麻袋并洒水养生或蒸汽养生。

2、张拉和压浆

当砼试件强度达到80%(48MPa)以后,拆除端模和外侧模进行预应力体系拉。张拉程序为:0初应力10%δ103%δ持荷5min100%δ锚固。张拉过程中采用双控原则进行控制,确保应力和伸长量满足设计要求,张拉完后清洗管道再进行压浆,严格控制好灰浆各项技术指标,确保压浆压力并稳压5min,采用木塞将两端压浆孔塞住。

3、挂篮悬臂施工线型控制

(1)线型控制观测的内容

观测内容包括:测定施工临时荷载:测定预应力损失;观测挂篮模板安装就位后的挠度;浇筑前预拱度调整测量;观测混凝土浇筑后的挠度;观测张拉前的挠度;观测张拉后的挠度;对已完成各梁段的荷载、温度、徐变收缩等引起的挠度进行观测和计算;合拢前合拢段的温度修正;温度观测;通过在控制截面内预埋测试仪器搜集应力观测数据。

(2)施工挠度控制

根据预拱度及设计高程,确定待浇筑梁段的立模高程,并严格按高程立模。施工中加强观测每个节段混凝土浇注前后、预应力张拉前后4种工况下悬臂的挠度变化。要每日定时进行挠度观测。时间宜选在每日上午8:00--9:00升温前,每节段施工后,整理分析挠度曲线,及时准确地控制和调整施工中发生的偏差。合拢前相接的2个悬臂的最后2D3个节段。在立模时需进行联测,以保证合拢精度。

(五)挂篮体系拆除

挂篮的拆除要等到桥梁的悬臂浇筑梁段施工完成后。拆除的程序为:首先将底篮和侧模利用倒链滑车连接在外滑梁上,解开其他约束;利用外滑梁和梁体,将挂篮走行系统移动到安装梁段,再进行拆除。其拆除步骤为:

1、底篮系统,利用倒链滑车连接在外滑梁上,解开其他约束,通过倒链滑车吊放拆除。

2、外滑梁及外侧模,通过前后横梁利用倒链滑车吊放拆除。

3、前横梁、斜拉横梁、后横梁及主梁均采用摇头扒杆吊运拆除。

4、采用人工在梁箱内拆除内模系统及内滑梁。

总结:

桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术具有避免设置大量支架,不需要大型起重设备,能加快施工进度,保证工程质量的特点。挂篮悬臂浇筑法施工在连续梁、T型刚构、连续刚构及斜拉桥混凝土梁段施工已经得到广泛应用。

参考文献:

[1]杨少红.预制箱梁施工质量保证及提高措施[J]. 广东建材,2011.8.

[2]李铮.挂篮悬臂浇筑连续箱梁施工工法的应用[J].世界桥梁,2010.2.

[3] 徐会超.桥梁挂篮悬臂浇筑法施工技术分析[J]. 中国高新技术企业. 2010.1.

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