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宿遷運河二號橋掛籃設計與施工

08-22 12:26:28  瀏覽次數:251次  欄目:橋涵工程
標簽:工程設計, 宿遷運河二號橋掛籃設計與施工,http://www.tljciu.live
  摘 要:本文主要介紹了宿遷運河二號橋施工用掛籃的 結構型式、主要特點、結構計算、施工安裝和注意事項,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。 關鍵詞:橋梁 掛籃 設計 施工 宿遷運河二號橋主橋為45+75+45m的PC連續箱梁體系,梁底按二次   摘 要:本文主要介紹了宿遷運河二號橋施工用掛籃的 結構型式、主要特點、結構計算、施工安裝和注意事項,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。關鍵詞:橋梁 掛籃 設計 施工  宿遷運河二號橋主橋為45+75+45m的PC連續箱梁體系,梁底按二次拋 物線變化。主橋施工分為2個單T,每個單T以墩中心線為對稱軸向兩邊分成9段。墩頂上部7m 為0號段,1~5號段長3.4m,6~9號段長4.0m,最重梁段為1號段(886kN)。  該橋設計分為上下游兩幅,兩幅間設計為70cm寬濕接縫。根據工期要求,掛籃設計必需考慮 上、下游幅懸澆基本同步進行。1 結構型式和主要特點  掛籃由主桁系統、配重及后錨固系統、走行系統、前后上下橫桁、吊掛系統、底模、內外側 模幾個部分組成。1.1 主桁系統  該掛籃主桁設計為兩桁,三路貝雷桁架片利用型鋼聯結片連成整體形成主桁,貝雷上、下加設加強桿。 設計最大允許彎矩為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  形成單只掛籃后,為保證掛籃不前傾,設計于兩主桁間橫擔兩根36號工字鋼,其上放置重35 t的鋼箱裝黃砂作為掛籃后配重;為抵消混凝土澆筑時的后拉力,主桁尾部50cm處以兩根配 重橫 梁作錨梁,每道主桁設計用2根Ⅳ級32精軋螺紋與已澆箱梁錨接起來。配重與錨桿同時作 用確保了掛籃的安全,同時精軋螺紋可自由拆卸、安裝、效果良好。后配重的黃砂、懸澆結 束后材料可全部回收使用,大大降低成本。1.3 行走系統1.3.1 上橫桁移動  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,用50kN倒鏈將前后上橫桁移至施工位置。1.3.2 掛籃整體走行系統  本次設計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下(已澆混 凝土 段端面向內50cm),后支點(配重位置)下設置16號工字鋼加工的托板,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,于已澆梁段頂部預埋16拉環 一只,利用轉向葫蘆直接采取卷揚機牽引的施工工藝,當行走到待澆梁段位置時,前支點處 用鋼板墊牢,保證混凝土澆筑時的支點承載。該施工工藝在施工中每行走4m長塊件時,所需 時 間僅約20min,而所有準備工作均可以在等待混凝土強度上升、張拉壓漿階段穿插完成。 1.4 前后上下橫桁系統  上橫桁由兩根45號工字鋼組成,下橫桁由2根36號工字鋼組成,前后橫桁中心距5m,橫桁長1 3m,上橫桁懸臂長3.5m。前后橫桁上分別設有底模平臺及內外側模的吊掛點。1.5 吊掛系統  澆筑混凝土時,底模平臺及其它各部分的重量吊掛是通過鋼吊帶實現的。前橫桁設計有5根δ=4cm鋼吊帶,后橫桁于箱梁截面以外設計有2根δ=4cm鋼吊鏈,箱梁截面底寬6.5m范圍 內設計有3根Ⅳ級32精軋螺紋錨桿,施工中用兩只32t千斤頂對每根錨桿加有約500kN的預 緊力,使底模與成品混凝土夾緊不漏漿,而且承擔混凝土澆筑時的部分豎向分力。1.6 模板  由底模、外側模、內芯模和端模組成。底模系將δ=12mm鋼板直接固定在底模平臺上,底模 平臺長6m、寬13m,承擔澆筑時混凝土重量及施工機具設備的重量,并兼作施工操作平臺。 底模平臺以型鋼(7組2根28號槽鋼加6組2根20號槽鋼)拼成加勁梁,并與前后下橫桁直接焊接 。為保證梁底線型,加勁梁加工時中段進行預壓彎約8mm。外側模用10號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。內側模為組合鋼模與木模相結合,通過16拉桿內外側模連接定位,控制變形。用 內徑20的硬塑料管作拉桿套管,且伸出內外側模板,以消除混凝土澆注時套管進漿導致拉

www.tljciu.live桿無法抽拔。結果表明,除個別套管因振搗碰撞破裂進漿,造成拉桿抽拔失敗外,拉桿回收 率達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 修復工作。芯模頂板施工采用搭設木排架,上鋪組合鋼模。  端模用組合鋼模與木模結合,利用梁體鋼筋臨時固定,內外模將其夾緊、定位。2 結構計算2.1 主桁未分離計算  澆筑1#、2#塊時,結構為雙懸臂筒支梁,主要計算主桁前支座反力,驗算主桁片的抗壓變 形破壞;其次計算主桁片的彎曲應力,以及上橫桁承載及變形。2.2 形成單只掛籃計算  此時結構為單懸臂的簡支梁,后錨固受拉,前支座受壓,主要驗算混凝土澆筑及行走時的傾 覆穩定性。2.3 其它計算  掛籃前后下橫桁在灌注混凝土時按4跨和3跨連續梁計算,行走時按簡支梁計算,掛籃后上橫 桁按雙懸臂簡支梁計算。2.4 技術指標  掛籃行走時傾覆穩定系數 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K=1.89。3 施工安裝  (1)根據已有起吊設備,主桁先在岸上分段組裝,底模平臺拼裝于浮箱上,側模骨架拼裝結 束后放于底模平臺上。  (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、配重系統的順 序逐步安裝。上橫桁就位后,在0#塊頂安放四臺卷揚機,通過轉向葫蘆將拼裝于浮箱上的 底模、側模系統起吊到位,通過吊帶銷接完成全部拼裝。  (3)掛籃的一個循環周期大約經過如下步驟:  ①混凝土養護期間拆除外模架支點,將外模架落于底模平臺上,穿跑掛籃用的卷揚機開口、 鋼絲繩。  ②混凝土強度達設計值90%時,張拉、壓漿。  ③拆除底錨、后錨,用千斤頂安裝前支座平滾。  ④前后吊帶系統下落10~20cm。  ⑤用卷揚機將掛籃整體行走到下一塊的位置,錨好后錨桿,墊實前支點。  ⑥底模平臺調整,側模調整,吊帶系統調整固定。  ⑦綁扎底板鋼筋、腹板鋼筋,組拼內模,上對拉桿,綁扎頂板鋼筋。  ⑧立端模準備澆筑新的塊件。  本次掛籃設計結構受力明確、操作方便、施工進度快、質量好。自1998年8月29日澆筑上游1 #塊至10月29號澆筑下游9#塊全部結束,歷時61d,共懸澆18塊件。平均6d一周期,最快 塊件4.5d。4 掛籃施工中的幾個問題  (1)要確保混凝土澆筑時主桁前支座材料強度滿足受力要求,并因此支點反力較大,必要時 須對主桁片進行加固,防止出現壓桿破壞。  (2)外側模底部與底模接觸處設置必要的橫向剛撐,確保底角不漏漿,影響外觀。   (3)設置必要的腹板拉桿數量,防止出現面板變形,影響質量。  (4)掛籃懸澆至7#塊結束時,由于鋼絞線較長,且預埋波紋管采用內接白鐵皮管接頭,使索 道 孔內徑減小,人工穿束困難。經現場研究,決定采用卷揚機牽引的施工工藝:先穿一根8 鋼筋,出孔處連接卷揚機鋼絲繩,將懸澆束12根鋼絞線(板束為19根)于索道進口處整體焊接 在鋼筋上,注意焊接時要盡量使鋼絞線排列成圓形截面,然后直接用卷揚機牽引。施工結果 表明,此工藝不僅節省人力,且大大縮短穿束時間,索道接頭鐵皮管有時亦能被強行拉出, 平均每道穿束時間為30min。  (5)由于梁體懸臂較長,根據施工實踐,側模骨架片采用10號槽鋼加工易產生彎曲、扭曲變 形,后用14號槽鋼加固,將原骨架片兩支腿改為三支腿,效果良好。(6)掛籃在走行時出現主桁尾端橫向彎曲達30cm,有安全事故隱患。經分析原因有二:一是 因三路貝雷底面不在同一水平面上,主桁有傾斜現象,置于主桁的后配重產生水平分力;二 是主桁后支點偏前,配重位置下無支點,側向分力無法消除,最終導致端貝雷出現橫向彎曲 。根據上述原因,將主桁后支點移于配重位置下,同時調整使每組桁片貝雷底標高相同,行 走時隨時注意觀察、調整,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。本次掛籃設計對前后上下橫桁、吊帶 節點的伸長、主桁彈變的疊加均作了計算,最后取值為1.5cm。澆筑過程中定時觀察,根據 設計單位提供每節段預拱度及時調整底板標高,最后測得主桁前端平均彈性變形為12cm,非 彈性變形為0.5cm,與計算基本相符。在塊件張拉前后,實測塊件標高,結果表明懸澆束的 張拉對箱梁的起拱極小,適當減小預拱度值進行下一塊件的施工。全橋懸澆結束后,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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