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技术文章
 
 

梁济运河特大桥悬灌梁施工技术研究

2016-5-13 点击次数：[845]
 
    1 ·工程概况
    梁济运河特大桥位于济徐高速公路济宁市境内长沟镇，先后跨越S337、京杭运河故道、滨湖路、梁济运河（航道等级二级，南水北调主要输水通道），桩号为K43+884.25，桥梁总长1367.5 m。主桥上部结构采用65+110+65 m 单箱单室变截面预应力混凝土连续箱梁，根部梁高6.5 m，跨中梁高3 m，梁高及底板厚度采用二次抛物线变化，采用三向预应力体系，挂篮浇注施工，跨越梁济运河（京杭大运河）。
    2·悬灌梁施工特点
    大跨径、高墩现浇箱梁施工适合采用挂篮浇注法，即悬臂灌注法，该方法机械化程度高，不受通行、通航限制，受地形、环境影响较小，不需要搭设支架，不使用大型起重机，能保证施工质量和安全，施工速度快。挂篮是悬灌梁施工所使用的主要设备，能承受梁段自重及施工荷载，刚度大变形小，结构轻巧，便于前移，适应不同的梁高。
    3·悬灌梁施工方法
    主梁0 号梁段采用托架现浇，待现浇段完成后，在其上对称拼装挂篮并预压，利用挂篮分节对称悬臂灌注梁段。主墩单T 即将完成时，搭设支架浇注边跨现浇段，边跨现浇段施工完毕后，先进行边跨合拢段施工，后进行中跨合拢段施工。
    将平衡作业、线型控制作为控制要点贯穿于施工全过程。
    3.1 节段划分
    主梁0 号梁段采用托架现浇，其余梁段采用挂篮逐段悬臂浇筑，控制悬浇单个节段重量不超过150 t，半跨主梁共分13 块（不含0 号块和合龙段）。
    3.2 挂篮安装   选用自锚平衡式菱形挂篮，由质量过关的专业工厂加工制作。菱形挂篮由菱形桁架、提吊系统，模板系统及走行锚固系统共四大部分组成。
    在主梁0 号梁段施工完成后（含预应力施工及压浆），桁架纵桁梁、横桁梁和底模各自先在地面拼装为分部整体，然后用汽车吊进行挂篮吊装工作并拼成整套。安装时注意桥墩两侧的挂篮应对称同步安装，不均衡荷载控制在10t 以内。
    0#块上安装挂篮，受0#块长度限制，施工1#块时两个挂篮连体。
               
                
    选用自锚平衡式菱形挂篮，由质量过关的专业工厂加工制作。菱形挂篮由菱形桁架、提吊系统，模板系统及走行锚固系统共四大部分组成。
    在主梁0 号梁段施工完成后（含预应力施工及压浆），桁架纵桁梁、横桁梁和底模各自先在地面拼装为分部整体，然后用汽车吊进行挂篮吊装工作并拼成整套。安装时注意桥墩两侧的挂篮应对称同步安装，不均衡荷载控制在10t 以内。
    0#块上安装挂篮，受0#块长度限制，施工1#块时两个挂篮连体。
    3.3 挂篮预压
    挂篮组拼完成后，为有效消除挂篮安装后的塑性变形，实测挂篮本身在加载状态下的弹性变形，需对组拼后的挂篮进行加载预压。预压采用砂袋模拟梁重堆砌法，分0.25、0.5、0.75、1.0 和1.2 五级加载，并及时测量每级加载后的支架弹、塑性变形值。预压测点布置在后支座、前支座、上横梁、下横梁、后横梁等处，加载完成后，每6 小时测量一次，连续48 小时沉降量小于2 mm 时，可分级卸载，并及时测量各级卸载变形值，然后计算获取挂篮在使用状态下的参数指标，输入线型控制软件，得出各梁段的立模标高。
    3.4 循环段施工
    现浇连续梁1～13、1＇～13＇号块均采用菱形挂篮悬臂对称浇筑。预压结束后，调整立模标高，立模、绑扎钢筋，对称浇筑1、1＇号梁段，张拉本梁段顶板及腹板预应力钢束，张拉顶板横向预应力、腹板竖向预应力筋。
    1、1＇号梁段施工完毕后，移动挂篮至下一梁段就位，支承、锚固牢固挂篮，重复1、1＇号梁段施工步骤，循环推进，直至13、13＇号（最后一个悬浇梁）梁段完成。
    3.5 合拢段施工
    主墩单T 即将完成时，搭设满堂支架施工边跨现浇梁段，将边跨挂篮前移跨过边跨合拢段，并支撑在边跨现浇梁段上，低温安装合拢段劲性骨架，同时在边、中跨悬臂梁端部施加合拢段配重。支模、绑扎钢筋、锁定劲性骨架、浇筑混凝土。待合拢段混凝土达到设计强度后，张拉边跨顶板束、底板束，张拉顶板横向预应力、腹板竖向预应力筋；合拢段钢束分批张拉。拆除边跨支架；拆除合拢挂篮；卸除合拢段配置；解除主墩的临时约束，实现单悬臂结构状态。
    在低温时对中跨合拢段两侧箱梁对顶100t 并安装合拢段劲性骨架，一端挂篮拆除，另一端挂篮前移，跨过中跨合拢段，将挂篮自重平均分配到两悬臂端上，按照中跨合拢段的重量施加平衡重，在当天最低温度时安装临时锁定装置并浇筑合拢段混凝土，待合拢段混凝土达到设计强度后，按照设计要求张拉预应力筋。拆除所有临时约束，完成体系转换。
     
    4· 悬灌梁施工控制要点 
    4.1 梁体线形控制   梁体线形控制是施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。线形控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构未来状态作出预测。
    梁体线形采取现场观测和计算机辅助计算的方法控制。悬浇段前端底板和桥面标高是保证连续梁施工质量的关键问题之一，确定悬浇段标高时需考虑：挂蓝前端垂直变形、预供度设置、已浇段实际标高、温度影响等。此外，对现浇梁悬灌浇筑过程中，还应当监测箱梁各个控制截面的应力变化，保证结构的强度和稳定度。
    挂篮施工过程中，在箱梁底模靠近腹板处设两个点，在箱梁顶板设五个观测点，顶板上的观测点用φ12 短钢筋焊接在顶板钢筋网上，以保证观测点的准确性。每段梁在挂篮移动后、混凝土灌注前、混凝土灌注后和预应力张拉后四种状态下分别观测一次。每次观测按照梁段施工的先后顺序将各梁段观测点再同时观测一遍，以便掌握各梁段下沉和变形等情况。将观测数据及时反馈给监控组，监控组对数据进行甄别和分析计算，对上段梁的标高和技术参数进行修正，提出下一梁段的立模标高。
    4.2 混凝土质量控制
    箱梁混凝土采用高性能混凝土，原材料和配合比严格执行《公路桥涵施工技术规范》和有关技术标准，对原材料进行精选，并通过试验对混凝土配合比进行优化。混凝土浇筑前，应仔细检查保护层垫块的尺寸、位置、数量及其牢固程度和所有配筋位置、数量、外形、尺寸等，确保各断面配筋率和保护层厚度不小于净2.5 cm，保护层内不得有绑扎钢筋的钢丝伸入。垫块抗侵蚀能力应高于本体混凝土。混凝土浇筑过程中，应特别注意对锚下、预应力管道及普通钢筋密集部位的振捣，不漏振或过振，确保混凝土的质量。合拢段砼施工时，砼浇筑时间控制在2～3 小时内。为保证合拢质量，砼可采用微膨胀砼，其膨胀剂掺入量由试验确定。
    4.3 张拉压浆质量控制
    钢绞线进场后，按强度、外形尺寸、物理力学性能进行严格试验。锚头应进行裂缝探伤检验，夹片应进行硬度检验，锚具应进行锚具-钢绞线组装件的锚固性能试验，同时应就实测的弹性模量和截面积对张拉引伸量进行修正。
    预应力管道按图纸所给的坐标准确定位，管道的连接应保证质量，杜绝因漏浆造成预应力管道堵塞。
    混凝土龄期达7 天以上、同时混凝土强度达到设计强度的90%以上，方可施加预应力，预应力张拉严格按照设计提供的顺序和控制应力进行。预应力钢束均采用张拉应力与引伸量双控。预应力钢束张拉完成后，应尽早压浆。正式压浆前，必须检查管道畅通和渗漏情况，压浆时，若从一端压不通，必须及时处理，不得从另一端补压了事。压浆结束后，立即用高压水对箱梁表面进行冲洗，防止浮浆粘结，影响桥面铺装与箱梁的粘结质量。
    5· 结语
    悬灌梁施工技术在大跨径、高墩桥梁中应用非常广泛，对于挂篮施工的研究也一直在持续，该技术所具有的不受通行、通航限制，施工速度快，施工方法简单等优点，使其拥有较好的经济效益及应用前景，非常值得我们对此项技术进行更加深入的研究。通过对梁济运河特大桥主桥悬灌浇筑工程实例的介绍，希望对以后的同类桥梁施工有所帮助。
 
 
 
 
 
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