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鐵路客運專線連續梁懸灌施工作業指導書

08-22 12:09:36  瀏覽次數:171次  欄目:鐵路工程
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 連續梁懸灌施工作業指導書

 

1、目的

明確連續梁懸灌施工工藝、操作要點和質量標準,規范和指導懸灌施工作業。

2、編制依據

《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》

《客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南》

《施工圖設計文件》

3、適用范圍和特點

懸臂澆筑法適用于高墩、大跨徑的連續梁、連續剛構,孔下不受通航、通行的限制,其特點是無須建立落地支架,無須大型起重及運輸機具,主要施工設備是掛籃。

掛籃是懸澆施工的主要設備,可在已經張拉錨固并與墩身連成整體的梁體上移動,每段綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、縱向預應力張拉都在掛籃內進行,完成本段施工后,掛籃對稱向前各移動一節段。

掛籃吊架在澆筑梁段中所產生變形的調整,能通過調整前吊桿高度辦法,或預壓配重調整的辦法來調整。

掛藍承重系統有三角形構架、菱形構架、自錨式構架等,下文以三角形構架為例。

4、 施工工藝流程

4.1、墩頂梁段施工工藝流程

詳見圖4.1—1。

4.2、懸臂澆筑施工工藝流程

詳見圖4.2—1。

4.3、合攏段施工工藝流程

詳見圖4.3—1。


圖4.1—1 墩頂連續梁段施工工藝流程圖

中線及高程測量

預應力管道安裝

測量控制

安裝支座、鋪設底模、立外側模

綁扎底板、腹板鋼筋

托梁和膺架拼裝

設置臨時支座

 

墩頂預埋件檢查

托梁和膺架設計

鋼筋制作

檢查驗收

砼澆筑

砼拌合

綁扎頂板鋼筋

立內模及端模

預應力束制作

養  生

等強拆模

張  拉

壓  漿

穿  束

張拉機具校驗

取試塊

鑿毛清洗

 


 


圖4.2—1 懸臂澆筑施工工藝流程圖

養生、等強

穿預應力束

預應力束制作

張拉機具檢驗

張  拉

壓  漿

掛籃滑移

掛籃施工完畢

等  強

綁扎底板鋼筋和安裝預應力管道

標高控制

綁扎頂板鋼筋及預應力管道

掛籃預留孔

灌注梁段砼并制作試驗塊

線型控制

綁扎腹板鋼筋和預應力管道

立內模、端模

檢查

掛籃安裝

砼配制

測量控制

 

墩頂梁段施工完畢

掛籃試驗

掛籃制作驗收

掛籃設計、復核

循環

N

 



圖4.3—1 合攏段施工工藝流程圖

 

取試塊

檢查驗收

澆 筑 砼

砼拌合運輸

選擇溫度

拼裝吊架

標高控制

校正就位

抄    平

立 模 板

邊線控制

剛性支撐鎖定

檢查驗收

邊線控制

壓  載

預應力束制作

養生、等強、拆模

張拉、壓漿

等強、拆模

穿  束

張拉機具校驗

中線測量

標高控制

壓載逐級卸載

底腹板綁扎鋼筋,預埋預應力管道,立模

 



5、 施工方法及工藝要求

5.1掛籃設計

5.1.1、掛籃組成

掛籃由承重系統、底模系統、側模系統、走行系統和錨固系統五大部分組成(見表5.1.1-1)。

 

5.1.1-1 掛籃組成

項    目

內         容

承重系統

三角形結合梁、前上橫梁、后上橫梁

底模系統

縱梁、前下橫梁、后下橫梁、模板系統

側模系統

內外側模支架、模板、吊梁、滑梁

走行系統

三角結合梁走行系統、側模走行系統、內模走行系統

錨固系統

壓緊器、錨固筋等

5.1.2、掛籃設計主要參數

(1)梁段最大重量;

(2)梁段最大長度;

(3)梁高變化范圍;

(4)最大梁寬包括頂板、底板寬;

(5)曲線段翼緣板坡度變化;

(6)梁段頂板單側加寬量;

(7)梁段底板單側加寬量;

(8)走行:無平衡重走行;行走時其抗傾覆穩定系數不小于2。

(9)掛籃重量。掛籃總重量的變化不得超過設計重量的10%。

(10)澆筑懸臂梁段時,可將后端臨時錨固在已澆筑的梁段上,支撐平臺后端橫梁,可錨固于已澆筑梁段底板上。

5.1.3、強度、剛度、穩定性要求

掛籃強度、剛度、穩定性必須滿足設計規范的要求。

5.2施工方法

5.2.1、墩頂梁段(0號塊)施工方法

(1)支架施工

墩頂梁段施工采用托架或膺架施工,下部結構施工完畢后,搭設托架或膺架,托架和膺架可采用萬能桿件、軍用梁、貝雷梁或其它滿足要求的桿件拼裝,拼裝完畢后進行預壓,對預應力混凝土連續梁,設置墩頂梁段與橋墩臨時固結裝置(臨時支座)。施工方案圖見圖5.2.1.1—1。

支架施工滿足以下要求:

支架有足夠的強度、剛度和穩定性的要求;

有簡便可行的脫模措施;

預壓重量大于澆筑混凝土的重量;

支架地基承載力必須滿足要求,基礎可采用明挖擴大基礎、鋼管樁基礎或鉆孔樁基礎。

根據混凝土及支架產生的彈性和非彈性變形,設置預留量。

支架底有完好的排水系統。

(2)模板

墩頂梁段外側模采用大塊新制鋼模,箱內腹板及橫隔板采用組拼鋼模,梗脅、腹板端模及人洞采用木模上釘鍍鋅鐵皮。

(3)鋼筋制安、預應力管道安裝、混凝土澆筑

材料要求、鋼筋加工綁扎、模板支立、預應力管道安裝及混凝土施工、養護參考《福廈客運專線箱梁預制作業指導書》相關內容

 

 


5.2.2、懸臂段澆筑施工方法

(1)掛籃的拼裝

墩頂梁段施工完成后,安裝掛籃。拼裝步驟如下:

在1#段上鋪滑道、滑塊。

安裝后上橫梁、三角結合梁(包括∶主梁、立柱、斜拉帶及三角架平聯和斜拉上橫梁平聯),錨固后錨系統。

安裝前上橫梁和斜撐桿及平聯,然后在地面上拼裝底模系統,在后上橫梁、

前上橫梁上掛滑車組,利用卷揚機將底模系統提升到位后,安裝后吊桿及前吊桿。

內、外模滑梁系統安裝。

掛籃施工方案圖見圖5.2.2.1—1。

(2)掛籃試驗

試驗目的:

實測掛籃的彈性變形和非彈性變形值,驗證實際參數和承載能力,確保掛籃的使用安全;通過模擬壓重檢驗結構,消除拼裝非彈性變形;根據測得的數據推算掛籃在各懸灌段的豎向位移,為懸灌段施工高程控制提供可靠依據。

加載方法:

預加載試壓,為了是檢查支架的承載能力,減小和消除掛籃的非彈性變形,從而確保混凝土梁的澆筑質量。加載材料使用砂袋,試壓的最大加載為設計荷載的1.05-1.2倍。加載時按設計要求分級進行,每級持荷時間不少于10min。

加載順序為從支座向跨中依次進行。滿載后持荷時間不小于24h,分別量測各級荷載下掛籃的變形值。然后再逐級卸載,并測量變形。。

加載順序:  底板——腹板——頂板——翼緣板。

變形測量:

基準標高設在墩頂梁段。分別在底板、翼緣板上布設測點。三角掛籃每根豎桿上設變形計,測其伸長量。

試驗結果:

檢測完成后,對數據進行分析。經線性回歸分析得出加載、變形之間的關系。由此可推出掛籃載各個塊段的豎向位移,為施工控制提供可靠依據。

 

 

 

 

 


(3)懸臂施工

掛籃經過試驗,并征得監理工程師的同意后進行懸臂梁的施工。懸臂梁施工按以下順序進行:

外側模及底模就位后,綁扎底板鋼筋及鋼筋定位架。

綁扎腹板鋼筋及安裝預應力束管道。

立內模,并用拉條與外側模連接。設內模支撐及頂板支架。

綁扎頂板鋼筋及預應力束管道和立端模。

與上述步驟同步,安裝各種預留孔的預埋件(其上下口平面位置誤差不超過3mm,豎向筋設定位板預埋)。

經檢查合格后,方可灌注梁段混凝土,懸臂段澆筑混凝土時對稱、平衡施工,設計不平衡偏差不得大于設計允許數值,

混凝土配合比,澆筑順序及振搗,必須嚴格按施工工藝操作,梁段澆筑自懸臂端向后分層澆筑振搗。使用插入式振搗器時,不得碰損制孔管道及鋼筋骨架。

(4)預應力施工

參見《福廈客運專線箱梁預制作業指導書》相關內容

(5)掛籃的移動

梁段預應力張拉、壓漿完畢,即可移動掛籃,準備灌注下一段梁,掛籃的移動遵照以下步驟進行:

① 先將主梁后錨桿稍松開,用倒鏈將主梁拉住固定,用倒鏈或慢速卷揚機牽引滑道移到位,主梁的前移帶動側模系統,底模系統及內滑梁整體移位,隨著主梁的前移,壓緊器交替前移(不得少于2根),以保持主梁的穩定,滑到位以后將主梁后錨桿錨緊(不得少于3根),并用測力扳手上緊。

② 側模系統在主梁前移時與主梁同步前移,到位后,用鋼絲繩從預留孔道穿下與滑梁上的吊環用卡環連接,將側模系統托起。然后將滑梁掛輪滑移到位,用IV級鋼吊桿將鋼絲繩換掉。

將底模系統后端掛輪滑移到位后端錨固于已成梁段上,前端用IV級鋼與前上橫梁連接。

③ 初調中線、標高。

④ 用千斤頂將底模系統與底板,側模系統與翼緣板及腹板外側密合,并將后吊桿帶上保險螺母。

⑤ 精調中線、標高。

⑥ 用倒鏈將內模系統拖移到位,并調好中線及標高。

⑦ 綁扎底板、腹板鋼筋、安裝管道、立內模、預埋。綁扎頂板鋼筋、預埋、安裝端模。

⑧ 復核中線、標高,并檢查合格后,方可灌注混凝土(注:在安裝過程中如發現預留孔于掛籃位置不適時,要查明原因,進行處理,不得強行扭桿穿入孔洞,IV級鋼吊桿嚴禁彎曲、打火)。

 等強張拉以后,重復以上步驟灌注下一段。

5.2.3、邊跨現澆段施工方法

邊跨現澆段采用支架法進行施工,施工可參照墩頂梁段進行施工。

邊跨現澆梁段施工時,混凝土澆筑向合攏口靠攏,并對梁段高程進行監測,使合攏口高差控制在允許偏差范圍內。

5.2.4、合攏段施工方法

邊跨合攏段采用支架或吊架施工,跨中合攏段可利用掛籃進行施工或吊架施工,支架施工要求可參照前相關內容。

合攏順序必須滿足設計要求。合攏前要調整中線和高程,連續梁將合攏一側的臨時固定支座釋放,同時將兩懸臂端間距離按設計合攏溫度及預施應力后彈性壓縮換算后進行約束鎖定。

混凝土澆筑前合攏口兩端懸臂預加壓重符合設計要求同時符合線性控制流程并于混凝土澆筑過程中逐步撤除;

合攏段混凝土施工選擇在一天中溫度最低的時間進行。混凝土強度宜提高一級。混凝土加強養護,將合攏梁段及兩懸臂端部進行覆蓋降低日照溫差影響;

混凝土澆筑前將合攏口單側梁墩的臨時固結約束解除,合攏梁段混凝土強度達到設計要求時及時進行預應力筋張拉。

支座反力調整滿足設計要求。

邊跨現澆段及合攏段施工方案圖見圖5.2.4—1。

 



5.3質量要求及驗收標準

表5.31 連續梁懸臂澆筑梁段的允許偏差表

序號

控制要點

允許偏差(mm)

1

懸臂梁段高程

+15,-5

2

合攏前兩懸臂端相對高差

合攏段長的1/100,且不大于15

3

梁段軸線偏差

15

4

梁段頂面高程差

±10

5

豎向高強精軋螺紋筋垂直度

每米高不大于10

6

豎向高強精軋螺紋筋間距

±10

 

表5.3-2 連續梁梁體外形允許偏差表

序號

控制要點

允許偏差(mm)

1

梁全長

±30

2

邊孔梁長

±20

3

各變高梁段長度及位置

±10

4

邊孔跨度

±20

5

梁底寬度

+10,-5

6

橋面中心位置

10

7

梁高

+15,-5

8

擋碴墻厚度

+10,-5

9

表面垂直度

每米不大于3

10

梁上拱度與設計值偏差

±10

11

 

 

底板厚度

+10,0

12

腹板厚度

+10,0

13

頂板厚度

+10,-5

14

橋面高程

±20

15

橋面寬度

±10

16

平整度

每米不大于5

17

腹板間距

±10

18

支座

四角高度差

1

螺栓中心位置

2

平整度

2

6、箱梁施工的線型控制

大跨度懸灌梁施工,應對其梁內應力和梁體線型進行監控。懸臂梁施工線型控制的關鍵是要分析每一施工階段、每一施工步驟的結構撓度變化狀態,控制立模標高。先計算出各梁段的立模預拱度,結合前一梁段的撓度實測值,修正預拱度值后調整立模標高。

6.1、立模預拱度計算

立模預拱度=各種因素引起梁體變形的撓度計算值+掛藍變形+撓度觀測調整值

6.1.1、 影響梁體變形的撓度因素根據施工過程主要有以下幾種:

(1) 單T形成階段由以下因素產生的懸臂撓度:

梁段混凝土自重;

掛籃及梁上其它施工荷載作用;

張拉懸臂預應力筋的作用。

(2) 合攏階段,將繼續發生以下因素產生的連續撓度:

合攏段混凝土重量及配重作用;

模板吊架或梁段安裝設備的拆除;

張拉連續預應力束的作用。

在以上過程中,同時還會發生由于混凝土彈性壓縮、收縮、徐變、預應力筋松馳、孔道摩阻預應力損失等因素引起的撓度。

6.1.2、梁體變形的撓度計算

(1)基本假設

混凝土為均質材料。

施工及運營過程中梁體截面的應力бh<0.5Ra,并可認為在這種應力范圍內,徐變、應變與應力成線性關系。

疊加原理適用于徐變計算,即應力增量引起的徐變變形可以累加求和。

(2)撓度計算

在上述假設的基礎上考慮到各節段混凝土齡期不同所導致的收縮徐變差異將連續剛構梁施工所經歷的收縮徐變過程劃分為與施工過程相同的時段即:澆筑新梁段、張拉預應力筋、移動掛籃、體系合攏等。每一時段結構單元數與實際結構梁段數一致,在每一時段都對結構進行一次全面的分析,求出該時段內產生的全部節點位移增量,對所有時段進行分析,即可疊加得出最終撓度值。

6.1.3、 掛籃變形計算

掛籃變形包括:桁架彈性變形、前吊帶彈性變形及非彈性變形。

桁架變形計算:將桁架簡化為鉸接形式,按各個梁段的不同重量,分別計算其彈性變形。

前吊帶變形計算:

將底模架前橫梁簡化為彈性支承的連續梁,根據各個梁段的實際荷載計算各個支承的受力,然后根據受力情況計算出吊帶的變形量。

非彈性變形測試:掛籃的非彈性變形由掛籃試壓試驗來實測,對于未經試壓的掛籃,參考已試壓掛籃(各套掛籃為同一型號、同一工廠,同一工藝加工)的變形值在第一次掛籃施工時設置,對于已試壓的掛籃認為非彈性變形已消除在施工時不再考慮。

6.2、箱梁撓度觀測

撓度觀測是箱梁施工觀測的主要內容。箱梁分段懸澆時,影響撓度變化的因素有:

6.2.1、 掛籃的彈性變形和非彈性變形產生的撓度;

6.2.2、 預拱度;

6.2.3、 各梁段自重的撓度;

6.2.4、 各梁段預應力產生的撓度;

6.2.5、 掛籃自重及施工荷載變化引起撓度;

6.2.6、混凝土徐變引起的撓度;

6.2.7、 溫度變化引起的撓度變化;

這些因素均是撓度觀測計算的依據,觀測方法如下:

撓度觀測采用自動安平水準儀在每一節段施工完成后與下一節段底模標高定位前的橋面標高觀測,均安排在早晨太陽出來以前進行。混凝土澆筑前后預應力張拉前后,掛籃行走前后都要進行撓度觀測。

溫度觀測是影響主梁撓度的主要因素之一。溫度包括日溫和季節溫度。由于溫度變化的復雜性,撓度在理想狀態下計算時不可能考慮溫度的影響,溫度的影響只能通過實時的觀測加以修正。

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