斜拉桥主梁牵索挂篮施工工艺

斜拉桥主梁牵索挂篮施工工艺
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斜拉桥主梁牵索挂篮施工工艺

注:1)L=3700×COSα

e=(3700+464)×sinβ=4146×sinβ

2)从索工作点到挂篮牵扯索纵梁底部为3707mm南方电网10kV及以下业扩受电工程典型设计图集(2018版),计算时与R=3700mm误

差极小,因此所有计算值以R=3700mm计算。锚座高464mm,因此e值为锚座底面

(球座顶面)的偏差值。

9、节段混凝土灌注及养护

设计主梁为C48级混凝土,为加快施工进度,应提高一个级别拌制配合比。R3≥75%设计强度,R28≥100%设计强度。采用525#普通硅酸盐水泥,水泥应有出厂合格证,其用量控制在500Kg/m3以内,在试配的基础选择水泥用量,尽量降低其用量。砂子应选用级配良好的河砂,含泥量≤3%。碎石粒径选用5~20mm,级配要良好,泥土含量≤1%,针片状含量≤10%,超过规定应筛洗干净后使用。

采用泵送混凝土,混凝土入模陷度控制为底板16~18cm逐渐至顶板报14~16cm。采用高效减水剂,初凝时间12小时,水灰比<0.4。

校正砂石集料各平衡器的精度、灵敏度,拌合用水、水泥、减水剂掺量等用量准确到±2%(按重量计)。

每小时混凝土产量应大于30m3。拌制的混凝土应一盘一盘检查,不合格的混凝土不得进入泵机。

主梁8m节段对称悬浇混凝土,应布设两条混凝土运输送管路,四台混凝土输送泵接力输送混凝土。其中岸侧节段混凝土浇注时,23#墩至22#墩间块件从22#墩旁设一台接力泵机,23#墩以后块件从23#墩直接布置泵管浇注混凝土。河侧节段混凝土浇注时,近期在22#墩旁设接力泵机,远期将在桥面再设一台接力泵机。

在每个待浇节段后端的已浇主梁前横隔梁中部布设一台加强型布料杆负责8m节段主梁的混凝土布料,其旋转半径覆盖范围应达到13~15cm。全桥共需2台加强型布料杆。

为确保混凝土泵管畅通,开盘时应先打几盘砂浆,砂浆不应打入主梁模板内。

塔墩两侧对称同时灌注8m节段主梁混凝土。混凝土灌注应严格分层,每层30cm。每个8m节段灌注顺序原则是先对称灌注两侧边箱,后灌注中间箱。详细顺序的原则是:底板→斜腹板→边箱横梁→直腹板→中间箱横梁→灌注到顶面时先两侧实体段→边箱顶→中间箱顶。

底板灌注时,在顶板模板上临时开洞挂串筒下混凝土。斜腹板底部利用串筒下混凝土,上部在实体段及横梁顶面下混凝土灰。顶板浇注时先将边箱内模开洞处封模并补扎钢筋,然后从两端向中间合拢灌注浇注,一层振捣密实。实体段分三层浇注混凝土。

主梁节段混凝土浇注应从悬臂端向墩中心线方向分层浇注振捣,以克服挂篮变形引起主梁开裂。

⑹采用插入振捣棒振捣混凝土,配备Φ30、Φ50、Φ70振捣棒及竹钎若干。编排灌注人员责任区分配表,统一协调,各负其责。

底板采用Φ70、或Φ50棒振捣,应特别注意直腹板及横梁底部的振捣。斜腹板上开洞分片插振,采用Φ50或Φ70棒。在横隔梁顶面插Φ30或Φ50棒辅助振捣;横梁有预应力部位插棒困难,采用Φ30棒或扁式竹钎振捣,无预应力部位用Φ70棒插振。每层浇注后振捣,应插入下层混凝土面以下0.1m。插棒间距不超过振捣棒作用半径;直腹板与其底板交接处,在腹板顶部直接下混凝土时,开始分层不宜超过20cm,确保倒角处混凝土振捣密实。插棒振捣后应严格检查所有底板及倒角处灌注质量,采用锤击开观察孔的办法解决;顶、底板插振时应分片,注意不得损坏预应力波纹管。

各人洞模板底部处开洞插棒振捣密实,在混凝土浇注超过该开洞高度时封闭模板开洞处。

⑺加强对混凝土振捣质量的检查,成立现场混凝土灌注指挥小组。除配备足够的混凝土工之外,安排专门人员分片负责对混凝土振捣质量进行检查,以防漏灌及漏振。发现问题及时解决。

⑻主梁顶面应用木抹收浆抹平。现场每隔1~2m设置一个标高控制点,保证主梁混凝土面平整,保证梁面纵、横向坡度符合要求。

⑼灌注混凝土前对模板的对拉筋及支撑杆作重点检查验收。灌注过程中应设专人检查模板支撑情况,杜绝跑模、涨模、缩模等现象发生。

⑽主梁节段灌注过程的初、中、后期分制取标养试件3组,每组3块,以R28令期养护的强度作为梁体混凝土质量评定依据。随梁养护3~4组,同样制作,作为施工过程中混凝土强度控制依据。

⑾加强对梁体混凝土养护。日平均气温低于5度,按冬季混凝土施工办理,混凝土表面喷养护剂,盖塑料薄膜及棉被保温,梁体前后端及两侧均用棉被遮挡保温,并注意保持梁体湿润;夏天,涂养护剂后浇水养生。

⑿当混凝土强度达到5Mpa时拆除端模并凿毛。达到设计强度的50%时拆除边箱内侧模,70%时拆除锚块模板,同时开始脱开中箱侧顶模板。体系转换之后,挂篮下降同时底模脱开。

⒀因该桥桥面上无混凝土铺装找平层,只有6cm厚沥青混凝土,所以有施工中一定要控制好顶板平整度及主梁线型,保证纵、横坡符合设计要求。在主梁节段混凝土灌注过程中应根踪测量主梁前端标高。发现高程与设计差异较大或一套挂篮两侧高程相差较大时,应及时报告,必要时请示设计院采取拉放缆索的方法解决。因此在灌注混凝土前应作好张拉缆索的一切准备工作。

混凝土振捣密实,表面无蜂窝露筋现象,接缝良好。麻面面积不得超过同侧面积1%。

混凝土强度≥48Mpa,其离散系数应严格控制在8%以内。各节段自重的允许误差应控制在3%以内。

⑴主梁三向预应力张拉顺序:纵向→横向→斜腹板。(设计有变更时以设计为准)

⑵主梁节段混凝土强度达到75%时进行预应力张拉。

⑶19—7Φ5钢绞线束张拉

钢绞线采用Φj15.24高强度低松弛预应力钢绞线《ASTMA416—90a标准》,标准强度Ryb=1860Mpa,弹性模量Ey=1.9×E5Mpa。张拉控制应力бk=0.75Ryb,张拉力Ny=3710.7KN,超张拉力Ny=3896.2KN,钢束面积19×140mm2=2660mm2。采用OVM15—19定型锚具,两端张拉。张拉设备为LS600W型千斤顶(自锚式)及19孔过渡套与限位板组成。

张拉顺序:0→10%бk(预拉,加钢垫环,取消自锚作用)→0(取掉钢垫环,恢复自锚体系)→10%бk→20%бk→105бk→бk(锚固)→0。

张拉以张拉力为主,伸长量作为校核,在10%бk、20%бk、105%бk、бk以及回油至0时各阶段分别量伸长量作记录。理论伸长量由现场根据材料的实际弹性模量进行计算。

张拉质量标准:每束内断丝,滑丝不超过1丝。每片横梁张拉断丝、滑丝不得超过该断面钢丝总数的1%;两端回缩量之和不得超过6mm,每端滑移量≤3mm;钢束伸长量误差≤±6%。

注意:LS600W千斤顶尺寸较大,张拉槽应能满足千斤顶安装的需要。若加大尺寸,应与设计院商定。因预应力束变更后取消了平弯,改为上下束所以张拉时先拉底束N1,再张拉上束N2。且N2锚槽立顶面,设计尺寸为32.4cm×40cm,需加1m长穿孔垫块张拉。现场应根据预应力束中心线设立马蹬和支架支撑垫块与千斤顶,保证张拉千斤顶的轴线与设计顸应力束中线重合(即与垫板垂直)。

⑷Φl32高强度精轧螺纹钢筋(Ⅳ级)张拉。

Ⅳ级精轧钢筋的标准强度Ryb=750Mpa,张拉控制应力为б=0.9Ryb,张拉力Ny=542.9KN。

采用YC60千斤顶张拉,以张拉力控制为主,伸长量校核,张拉程序为0→10%Ny→20%Ny→Ny(持荷3分钟,保持张拉力,拧紧螺母)→0,各阶段应记录伸长量。理论伸长量暂时按0.3375cm/m计算。

纵向预应力张拉顺序应按上、下、左、右对称的原则进行,具体以设计通知单要求为准;斜腹板预应力筋张拉顺序为单根一端张拉。现场应配备12台YC60千斤顶,以满足两对称悬臂节段同时张拉需要。

张拉步骤:拧上锚固螺母,将螺母稍为拧紧以保持钢筋在孔道后中的位置;在张拉端拧上连接套筒,接上张拉杆,注意连接套筒应旋入两端丝扣各75mm;套上张拉千斤顶和撑脚,在张拉杆尾端带上张拉承压板,拧入螺母。撑脚应支撑在混凝土受力截面的中央,确保千斤顶轴线与预应力轴线一致;各部件相对位置校核无误后,即可起动油泵,按加压程序进行张拉。在张拉过程中必须使锚固螺母跟进,把锚固螺母拧紧一般只需要拧到油压表开始下降为止;卸去油压,拆掉千斤顶及附件,即完成一个张拉循环。

精轧螺纹钢筋张拉控制标准不允许断筋和滑移。

本桥使用的张拉杆为精轧螺纹钢筋,为防止出现意外,张拉杆应经常更换。挂篮两侧张拉平台及纵向张拉脚手架应牢靠安全,工作空间足够。另外张拉人员在作业应避开千斤顶尾部危险区。

所有纵、横、斜三向预应力束(筋),在各节段张拉完毕后,均应尽早压浆,封端。

压浆前孔道应用压力水冲洗干净,积水用吹风机排除。露出锚具的钢绞线用砂轮锯切割,保持其外露量为3cm。

采用通孔一次压浆,即从一端压道,使另一端出现漏浆后将阀门关闭,继续压注水泥浆至压力上升到0.7~0.8Mpa,维持2分钟,无漏浆、冒浆时将进浆阀门关闭。

若出现串孔、压不满等现象,应立即用压力水冲洗干净,研究处理。可考虑两孔或多孔同时压浆。

斜腹板预应力筋及横隔梁预应力束压完浆后应立即封端,以便安装挂篮走道。封端前应凿毛,绑扎钢筋并立模板。施工平台牢靠安全,栏杆齐全。钢筋连成网片,与预留主梁钢筋绑扎或焊接,确保质量。模板要结构合理,安全可靠,并能保证主梁外侧尺寸,以便挂篮前、后挂钩顺利通过(挂钩与主梁边净空只有50mm)。

封端采用48Mpa微膨胀混凝土,由试验确定,要求为干硬性混凝土。封端时混凝土逐层填封,插棒振捣或用钢钎捣实。

11、体系转换及永久索张拉

8m节段主梁张拉完毕,按《斜拉缆索挂设与张拉工艺》及《分阶段指导书》进行牵索体系转换与永久索张拉。

C2#~C4#单根牵索索力小于300t,可考虑用360t千斤顶在梁下进行体系转换,将挂篮与主梁的牵索系统拆开,并用塔上LS600千斤顶张拉和永久索力。

12、挂篮下降2.5m

⑴挂篮下降,靠挂篮的四根边吊带进行,其步骤为:将75t油顶准备好,与分配梁间留一定空隙;四个边吊带的螺旋支顶下的砂箱拧开螺栓放砂(注意砂子喷出伤人),将螺旋支顶上的灌注混凝土后增加的荷载;起顶75t油顶带上劲,螺旋支顶卸载后抽出销轴,75t油顶下放挂篮,使底模与主梁混凝土面脱开,抽掉中横梁上的两根中吊带。要求一套挂篮的四根边吊带宜同时进行。

⑵同步下降前后四根边吊带,靠75t油压千斤顶与115t螺旋千斤顶交替作用,将挂篮连同模板一起下降2.5m,将前、后挂钩座落到挂钩走道上。

⑶中吊带及边吊带拆除前移8m,采用25t汽车吊机和运输车进行。先将吊带及其稳定支架抽出,放在一旁,再将分配梁及钢枕前移就位,最后安装吊带及稳定支架。千斤顶底座分配梁必须抄平。

⑷挂钩走道长18m,拆开后段前移8m后再按图对接并固定。

⑸重复前面的循环,进入下一道工序。

五、施工测试与主梁线型控制

鉴于宁波大桥主桥(中跨258米独塔斜拉桥)工程规模大,结构体系复杂,技术难度高,为确保施工全过程的安全以及给施工控制提供参数,应在施工全过程中对主梁应力、温度、索力、塔变位、主梁成型进行测试。各测试内容及时间安排见附表(二)。

⑴索力:由测索力单位测量。每个节段混凝土浇筑前,测量前3对索力;节段混凝土浇筑后体系转换前测前3对索力;缆索体系转换完且张拉到永久索力,挂篮下降行走到位测已浇全桥的索力。各阶段索力值应及时汇总整理上报。

⑵主梁应力:根据设计要求,由测应力单位负责测量,现场应适当配合。

⑶温度:每次索力、主梁线型测量时均应记录大气温度;混凝土养生期间,应对各边箱内、中箱内及大气温度每隔2小时进行观测;每月应进行一次24小时连续几次观测截面温度场的分布,以便在施工中消除温度变化对主梁线型、塔变位、索力等的影响,为施工控制提供参数。

⑷塔柱变位:主梁悬浇过程中,塔柱变位将影响平行作业的塔柱上施工垂直度以及主梁施工线型,因此每个节段施工中应牵索张拉前后;灌注混凝土前后,以及挂篮走行到位时测量塔的变位。

⑸主梁线型:包括中线、节段里程及高程。在混凝土浇注前后应测量主梁中线;挂篮走行到位,混凝土浇注前后应测量节段里程;拉牵索后浇注混凝土前、浇注混凝土后转换体系前、体系转换后挂篮走行到位。挂篮设定前端底模高程时测量主梁高程。

⑹每个节段挂篮走行到位应立即调查梁面的荷载分布,并将荷载分布表随同主梁线型、索力表一起上报。

上述各节段的测试结果以尽快在当天12点以前,上报主控单位—天津市政设计院及指挥部,以便根据测试结果进行计算机跟踪计算,尽快得出下一节段的线型和索力。确保斜拉桥主梁线型的完美。

大跨度斜拉桥施工中的索力与线型的控制,是一项十分重要的工作,其技术含量高、难度大,复杂且工作量大。施工中应高度重视。

⑴设计院给各施工节段下达的索力与高程理论值,此理论值在各节段施工前均根据前一节段的施工测试结果进行修正。因此施工中应严格把实测量数据与理论值相比较,出现差异较大时应及时分析原因,妥善处理。不得将测试结果修改;更不得盲目施工,不按设计文件要求办理。

⑵所有测试项目应严格做到,做快、好、准。现场除上述测试后,还应记录每个节段的混凝土灌注量。

⑶施工中应根据应力与满度测试单位提供的相同工况和时间的塔、梁应力和温度修正参数进行修正。

⑷节段主梁高程控制时,在挂篮到位调整前端底模高程阶段应以待施工节段的前、后端相对高差为主进行控制,保证前、后两节段之间夹角不变。其测点为节段端面梁底角点的高程(1、4测点),根据挂篮弹性变形值设置下拱度40mm;牵索张拉后也应以相对高差复核挂篮前端高程。(注意牵索纵梁上应设5个测点测量高程和中线,从后吊带开始每4m一个点,经常观测挂篮纵梁变形及横向变形)。

已浇节段主梁和待浇节段主梁混凝土浇注后的高程以绝对高程进行监测。原始点应从墩塔上传递,并定期复测塔上高程原点。

⑸节段主梁里程以水平线长度控制,以墩中心线里程为原点,并定期复测。

⑹节段主梁中线以相邻桥墩中心点测量,并定期进行全桥中心线联测。特别是至合拢块前几个节段必须与相对已浇梁体中心线联测。

⑺挂篮定位锁定后,挂篮与已浇主梁连为一体,挂篮随主梁转动而转动。因此,挂篮与主梁之间不得出现任何相对变位,包括高程、中线、里程。因此要先将抗剪柱抄死,形成面接触承力,前、后吊带先预压后再拉牵索。

⑻挂篮前横梁存在挠度,因此应设置3个永久测点,经常观测其挠度变化。C2#、C2’#块施工时在前横梁中点设置底模上挠度(包括梁底),招侧挂篮20mm,金侧挂篮10mm。以后节段应根据前横梁挠度变化值进行调整。

⑼所有上报的测量线型资料均为早上8:00以前的测量的数据。

⑴各工种的技术要求严格按“三大规程”及有关施工安全规则办理。进入现场必须戴安全帽,高空作业必须带安全带,并有良好的脚手板通道。

⑵各种机械安全操作规则应在每台机械旁标明操作说明。塔吊及汽车吊机应建立定期检查制度,对易损配件应定期更换。特别是25t汽车吊机,严格控制吊重,注意打顶位置,防止倾覆,风力大于6级以上时,禁止使用。

⑶挂篮是主梁施工的大型临时设施。应定期检查安全状态,使用一段时期后对螺栓进行复拧一遍。挂篮提升下降,走行及使用前应办理检查签证。对关键部位如抗剪柱、吊带、反顶装置、承压锚座等结构应重点检查,不符合要求及时整改。

⑷挂索各种设备应经常检查,钢丝绳不合格不得使用。接长杆一定要按要求安装,作好记录。

⑸双层作业应设置隔离层平台。

⑹夜间作业应良好的照明。

⑺各脚手架、包括挂篮上吊挂脚手架应安全牢靠。不要堆放不必须要的东西。物件应放稳系牢,以防坠落伤人。挂篮前中横梁、纵梁上要设置拦杆。

⑻凡参加施工的人员,都要经过全面的技术交底和安全培训。

DB33/T 1172-2019标准下载附表(二):主梁节段悬浇施工测试内容和时间安排

设定挂篮平台前底模高程

第二、三阶段,高程测量在前几个节段施工时全测,以后只测待浇节段的前3~5个节段高程。

塔顶变位前几个节段全测,以后节段施工时,若变位不大,可以不测。

DBJ∕T 15-211-2021 回弹法检测泵送混凝土抗压强度技术规程.pdf附表(一):各节段纵向顶应力规格及数量表

附注:G表示∮L32精轧螺纹钢筋,N27~N29、N37表示9—7φ5钢绞线,N33~N35表示12—7φ5钢绞线。M—表示预应力筋张拉锚固。

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