① 掛籃施工工藝
大跨度斜拉橋施工工藝
1概述
1.1定義
斜拉橋是一種橋面體系受壓,支撐體系受拉的橋梁,其橋面體系用加勁梁構成,其支撐體系由鋼索組成。
自從1956年瑞典Stromsun橋開始了現代斜拉橋的先端後,隨著材料科學與計算機科學的發展,國內外修建了大量的斜拉橋,其跨徑也在逐步增大。斜拉橋以其跨越能力大、結構性能好、施工簡便、易於維修、造價便宜和外形輕巧美觀等特點,使其得到迅速發展。
1.2斜拉橋的結構特點
斜拉橋的主要特點是利用橋塔引出的斜纜索作為梁垮的彈性中間支撐,藉以降低梁垮的截面彎矩,減輕梁重,提高梁的跨越能力。當然,斜纜索對梁的這種彈性支撐作用,只有在斜纜索始終處於拉緊狀態才能得到充分的發揮。因此必須在承受荷載前對斜拉索進行預拉。這樣的預拉還可以減小斜纜索的應力變化幅度,提高拉索剛度,從而改善結構的受力狀況,此外,斜纜索的水平分力對主梁的軸向預施壓力可以增強主梁的抗裂性能,節約高強度鋼材的用量。
斜拉橋是一個有索、塔、梁喪鍾基本結構組成的組合結構。在斜拉橋中。梁和塔是主要承重構件,借蘭所組合成整體結構。根據梁的支撐方式,其中包括梁與塔或墩的聯結方式,組成不同形式的母體結構,但都是借斜纜索將梁以彈性支撐的形式吊掛在塔上,這種中間彈性支撐(斜纜索)增強了梁的剛度,形成了多點彈性支撐的變截面連續梁、單懸臂梁、T型剛架及連續剛架。
1.3我國斜拉橋建設
我國在1975年第一座斜拉橋——四川雲陽橋修建至今,橋梁工作者在吸收國外先進技術和經驗的基礎上,不斷發展創新,從上個世紀90年代至今,斜拉橋特別是大跨度斜拉橋建設突飛猛進,以上海楊浦大橋為標志,主跨超過600m的斜拉橋有:主跨605m、疊合梁型鑽石型塔的青州閩江橋;主跨618m、混合梁型鑽石型主塔的武漢長江大橋;主跨628m、剛箱梁型鑽石型主塔的南京長江二橋,以及在建的南京長江三橋。這些橋梁的建設不斷採用新技術,探索新方法,從而使我國長大斜拉橋的發展與建設跨入世界先進行列。
2斜拉橋的機構概述
2.1斜拉索
一、拉索構造
斜拉索在構造上可分為剛性索和柔性索兩大類,在現代斜拉橋發展中,密索薄梁是發展方向,從而使柔性索得以大量採用。
二、拉索的縱向布置
拉索縱向布置形式多種多樣,但常用的是輻射形、豎琴形、扇形、和星形四種。
三、斜拉索的橫橋布置
斜拉索的橫橋布置分單索麵、雙索麵和三索麵三種,其中上索麵應用最廣。
2.2橋塔
斜拉橋主塔不僅承受自身重力,還要考慮通過拉索傳遞給塔身的主梁橋面系的重量,以及主梁橋面系所承受的豎向和水平荷載,因此主塔不僅要承受巨大軸力還要承受巨大的彎矩。橋塔一般為空心斷面,用鋼結構或鋼筋混凝土製作,根據需要也可採用預應力混凝土結構。橋塔的結構形式應根據斜拉索的布置,橋面寬度以及主梁跨度等因素決定。
2.3主梁
1.主梁按材料不同分為鋼梁、混凝土梁及鋼樑上加設混凝土橋面板的結合梁三類。其中鋼梁有按其結構形式分為鋼桁架和實腹梁兩類。
剛實腹梁截面形式如下圖:
混凝土梁截面形式如下圖:
2. 主梁結構體系
主梁結構體系按梁塔索三者結合方式,可分成四種不同體系:
漂浮體系:塔墩固結,塔梁分離,主梁除兩端有支撐外,其餘全部由拉索懸吊,這種體系不能對梁提供有效的橫向支撐,給結構體系的溫度收縮和徐變內力小,各截面變形和內力變化平緩、受力均勻,但在懸臂施工時須在塔柱處加臨時固結。
支撐體系:塔墩固結,塔梁分離,主梁在塔墩上設置豎向支承,成為具有多點彈性支承的三跨連續梁或懸臂梁,後者即在跨中設鉸或掛孔,掛孔需要有一定長度,以免在一側受到荷載時,導致掛孔發生過大傾斜。
塔梁固結體系:塔梁固結並支承在墩上,斜拉索為彈性支承,它可以用於連續梁或懸臂梁,梁的內力和擾度直接同主梁與塔的彎曲剛度比值有關。
剛構體系:梁塔墩互為固結,形成跨度內具有多點彈性支承的剛構。
3斜拉橋施工工藝概述
斜拉橋的施工架設方法總的來說有三種常用方法:支架法、頂推法和懸臂施工法。
前兩種方法在早期的斜拉橋施工中多採用,對於目前的長大斜拉橋,尤其是多跨密索斜拉橋多採用從橋塔向兩側的懸臂施工,用斜纜逐節支承。
施工工藝概述
一鋼斜拉橋施工,大多是工廠電焊加工,運至工地,用吊機整體起吊,或分塊起吊,就位後用高強度螺栓連接成型。
二混凝土斜拉橋施工有現澆和預制拼裝及其它組合的施工工藝。
1現澆工藝
(1) 當節段比較短時,可採用一般T型剛構的施工工藝。
(2)當節段比較長時,重量比較大時,可採用凸型(或凹型,單索麵採用凸型,雙索麵採用凹型)施工工藝。其構思是化整為零,即將斷面分成二部分,第一部分先用傳統的懸臂施工工藝,
掛籃轉移:斜拉橋拉索張拉到設計噸位錨固後,解除錨固系統的斜向拉桿;鋪好走行滑道,兩側滑到高差小於規定值;用錨固系統的垂直吊桿將掛籃桁架與底模及外側模等慢慢落在走行滑道上;解除錨固系統的垂直吊桿;在桁梁的尾部橫樑上,對稱安裝兩台千斤頂,用這兩台千斤頂,將調高楔塊頂離斜拉橋主梁底面,裝入走行輪並進行錨固;將穿心式千斤頂,用這兩台千斤頂放在滑道前端的頂座上,並將精軋螺紋鋼筋一端連接其上,另一端與掛籃的走行牛腿相連接。千斤頂同時反復頂拉,使掛籃遷移。同時將主樑上的錨固系統部件移至下一段安裝位置;掛籃走行就位後,藉助於千斤頂拆除走行輪,用錨固系統吊升,安裝掛籃到設計位置。
施工要點:1掛籃的安裝標高,要嚴格按設計給定值就位。2預留孔應准確,不得使吊桿及拉桿受彎。3掛籃的預拉力,要按設計准確設置。4錨固螺栓要藉助千斤頂將其擰緊。5外側模在錨墊板處不要包死。6掛籃走行時,一定要平穩前移。7懸臂澆築混凝土時應從掛籃的前端分層均勻的向掛籃尾端進行。8千斤頂是施工中的重要工具,必須認真保養。9走行系統要經常進行潤滑保護。
短平台復合型牽索掛籃施工:
短平台復合型牽索掛籃由掛籃平台、三角架和伺服系統(包括牽索系統、懸吊系統、走行系統、錨固系統、水平支承系統、微調定位系統等)三大部分組成。
如圖:
主梁節段施工中,在掛籃前吊桿和牽索共同作用條件下,必須保證前吊桿受拉力,而且拉力值必須在設計規定范圍內。為此要安裝測力計。
自行式前支點牽索掛籃施工
對於普遍使用的懸臂掛籃無論是桁架式還是斜拉式均為後支點形式,這種掛籃為單懸臂受力,承受負彎矩較大,所以澆築節段長度受限制。而前支點掛籃能充分利用斜拉索的作用變懸臂負彎矩受力為簡支正彎矩受力。這樣澆築長度和承受能力可大大提高。
施工工藝:1掛籃懸掛脫空,此時後反力點作用力向下,掛籃掛梁作用力向上,掛籃主縱梁承受負彎矩。2掛籃前移,掛籃仍承受負彎矩,呈單臂狀態。3掛籃掛梁頂升,後錨固點錨固,使掛籃就位,後反力點使標高大致調平,設預抬高量。4拉索與掛籃聯結,進行第一次索力張拉,此時掛籃前支點受力,縱梁受正彎矩呈簡支狀態。5澆至1/2梁段進行第二次索力張拉。6角完全斷面梁段混凝土後,掛籃端部彈性下擾度小於規定值。7檢測梁段標高,待混凝土達到強度張拉預應力束。8掛籃脫空待前移。
懸臂拼裝;
國內外已有幾十座用懸臂拼裝法建造的斜拉橋。懸臂拼裝法既可用於鋼和鋼與混凝土結合梁斜拉橋,也可用於預應力混凝土斜拉橋的施工。懸臂法一般是在塔柱區現澆0號梁段,以作為放置起吊設備的起始梁段,然後用各種起吊設備從塔柱兩側依次對稱安裝梁段,使懸臂伸長直到合攏。懸臂可用單懸臂拼裝,也可用雙懸臂對稱拼裝。下面我們結合上海楊浦大橋來看看結合主梁斜拉橋的懸臂施工:
鋼主梁懸拼施工法
1.0號段施工工藝
0號段安裝是整個主橋安裝的基礎和關鍵,因此質量要求嚴格,安裝後的軸線和標高必須與設計一致。為克服主橋安裝過程中產生的傾覆力矩和剪力,必須將該段鋼梁臨時固結。因此安裝該段前必須先加工臨時固結裝置並安裝到位。
0號段由三個節段組成,施工時先吊裝中間節段,採用卷揚機加索具的方法,將定滑輪安裝在主塔上部的進人孔上,用地面卷揚機通過滑輪組將鋼梁直接從地面起吊。當起吊超過主塔橫梁時,將原先與橫軸線平行的鋼梁轉90度,使之與縱軸線平行,然後由橫樑上的卷揚機將鋼梁移至臨時固結裝置上,慢慢放下是臨時固結裝置上的肋板插到下部鋼管桁架上的槽底。測的鋼梁軸線和標高與設計一致時,將臨時固結裝置上部和下部焊接。用相同的方法安裝另一根主梁和三根橫梁。
待框架形成後,即安裝0號索,然後利用原有的起吊設備安裝橋面板。
1號段施工工藝
為使1號段主梁安裝時在0號段處不發生過大彎矩,在河跨、岸跨兩個0號段上設置臨時接索。為此在中間0號段上安裝了一個臨時索塔。
梁與梁之間採用摩擦型高強螺栓連接。
標准段施工工藝
標准段鋼梁由特製的橋面吊機安裝。橋面吊機由底座、機身和扒桿組成,在現場由0號上的扒桿拼裝。
鋼梁安裝時,構件由加工廠運至工地,用安裝在地面上的門吊和小平車將其運至安裝在主塔一側由萬能桿拼裝而成的垂直提升處,由垂直提升到橋面經過改制的運輸車上,運至安裝所在位置,然後由橋面吊機安裝就位。
一節鋼梁的安裝順序為:主梁安裝------橫梁安裝------小縱梁安裝------檢修行車軌道梁安裝------人行道挑梁安裝-------斜拉索安裝------橋面板安裝------調整索力-----橋面吊機前移下一節段------重復上述步驟------澆築橋面接縫混凝土。
拉索施工工藝
斜拉索出廠前盤繞在特製的索盤上,運至工地後,由地面水平和垂直運輸設備將其運到橋面,再由橋面吊機將索盤放在特製的放索架上。施工時由安裝在橋面上的卷揚機通過塔頂上的索具及滑輪組將斜拉索緩緩抽出,然後用橋面吊機將錨固端錨具在鋼主梁中安裝就位。此時塔頂上的滑輪組繼續將斜拉索牽引,當張拉端錨頭接近塔柱上的安裝鎖孔時,將其和張拉千斤頂上伸出的鋼絞線連接開動塔內張拉用千斤頂牽引至所需位置,然後套上固定螺栓。斜拉索就位後即可張拉。
總結:
斜拉橋在向大跨度發展過程中,需要注意和更進一步探討一下問題:
1.預應力混凝土斜拉橋的長懸臂不對稱施工問題。此時要注意力學模式的轉變。
2.斜拉索的索力測試和長索應力鬆弛問題。
3。注意斜拉索的耐久性,在防護上採用必要措施。
4.注意飛對稱力影響及風力影響。
近年來斜拉橋施工朝著簡化和減少施工機械設備、機具而加強施工控制管理的方向發展。施工前要做詳細的施工計算,施工時加強測量分析,來調整施工。
② 斜拉橋掛籃施工方案
斜拉橋菱形掛籃施工
1工程概況
阿深高速開封黃河大橋主橋為六主跨七塔雙索麵部分斜拉橋,橋跨布置為85.12+6×140+85.12m。主梁採用單箱三室變截面PC連續梁,支點處梁高5m,跨中梁高2.5m,梁高在跨中133m范圍內按照1.6次拋物線變化。箱梁頂寬37.4m,底板寬由支點處的16.5m漸變到跨中的28.408m。
主橋上部結構施工方案為:在承台上安裝鋼管柱支架,在支架上施工箱梁0、1號塊;0、1號塊施工完成後在其上拼裝菱形掛籃,逐段對稱澆築直至完成18#塊施工(其中7~17號塊為有索塊),形成最大懸臂狀態T構,然後由邊跨至中跨逐跨對稱合攏。
2、菱形掛籃結構和技術參數
2.1菱形掛籃結構和技術參數
菱形掛籃主要由菱形桁架、上橫梁、底模平台、吊掛系統、走行系統、錨固系統、側模、內模及支架等組成(見附圖)。技術參數為:適用最大節段重400t;最大節段長4m;梁高4.822~2.5m;適用梁寬37.4m;走行方式為無平衡重走行;掛籃自重(含模板及支架)為170t;掛籃的傾覆穩定系數,混凝土澆築時為3.2,走行時為11。
2.2主桁系統
掛籃由內、外共4個單桁架構成。內單主桁架兩個,均由兩片菱形桁架栓接而成;外單主桁架兩個,均由一片菱形桁架構成。內主桁架置於主橋箱梁直腹板上方,外主桁架置於主橋箱梁斜腹板與頂板相交處。主桁架之間採用橫向和水平連接系連接成整體。
2.3底模平台
掛籃底模平台由前、後下橫梁,縱梁,底模,斜拉角鋼,挑梁,前、後下橫梁框梁等組成。前下橫梁採用2[36b型鋼加焊蓋板構成;後下橫梁採用2工45a型鋼加焊蓋板構成,前後下橫梁通過框梁和吊帶相連。下橫樑上設縱梁,縱樑上設底模,其間均為栓接。縱梁為H400型鋼,底模採用δ=6mm鋼板作為面板,[10型鋼作為背楞。在縱梁前端懸出部分直接鋪設腳手板形成前工作平台。縱梁底面焊接斜拉角鋼,將各縱梁連成穩定體系。
2.4吊掛系統
吊掛系統分為底模平台和走行滑梁的前後吊掛系統。底模平台前後各8根吊帶,吊帶均為2片厚24mm的16Mn鋼板焊接而成,底端與框梁銷接。前吊帶頂端上的銷接,墊梁與前上橫梁間設千斤頂以調整底模平台標高;後吊帶頂端與部分斜拉橋箱梁底板上的墊梁銷接。吊前上橫梁由2工56a型鋼構成,與主桁架前端栓接,將主桁架連成整體。走行滑梁吊掛系統分為前後吊帶,材質均為16Mn鋼。
2.5走行系統
每隻掛籃採用四根走行滑梁。走行滑梁用2[40b型鋼加焊蓋板構成。走行滑梁前吊點上端錨固於走行吊點分配梁(2[36b加蓋板)上端,後吊點由吊帶直接錨在主樑上。
2.6掛籃平衡及錨固系統
掛籃在走行過程中,通過桁架下的前滑板及後鉤板錨固於走道梁(採用1/2[40b加工而成)。
掛籃走行到位後及時安裝後錨系統,在主桁架尾端節點上設後錨分配梁,通過Ⅳ級φ32mm精軋螺紋鋼筋錨固於已澆築的箱梁節段。
3掛籃安裝
3.1安裝菱形桁架走道梁
在0、1號塊混凝土澆築後測量放樣出掛籃走道的中心線、桁架位置,擺放掛籃走道梁,對走道梁進行抄墊,調整其標高和軸線。內主桁架錨固於主梁豎向預應力精軋螺紋鋼筋上,外主桁架將主梁預埋鋼筋打彎和走道梁焊接。
3.2安裝菱形桁架及後錨固系統
在安裝好的走道樑上放樣出前滑板、後鉤板的位置,安裝前滑板、後鉤板,在前滑板、後鉤板上分別擺放墊梁,上緊墊梁和前滑板、後鉤板之間的螺栓連接。用塔吊吊裝菱形桁架安裝於走道樑上,和墊梁栓接牢固。安裝後錨分配梁,穿入後錨精軋螺紋鋼筋,安裝YGD錨墊板和螺母,在單片桁架安裝完畢後必須拉臨時纜風,在橫聯安裝到位後方可解除。
3.3安裝橫向和水平連接系,使其形成穩定結構
3.4利用塔吊將前上橫梁分節吊裝到菱形桁架上,上緊全部螺栓
3.5安裝前、後下橫梁吊掛系統
在承台上拼裝前下橫梁和前下橫梁框梁,在前上橫樑上對應的吊帶位置設轉向滑車,用兩台5噸卷揚機起吊、安裝前下橫梁。在承台上拼裝後下橫梁和後下橫梁框梁,將鋼絲繩穿過主梁邊吊帶預留孔並吊住後下橫梁,用2台5t卷揚機起吊、安裝後下橫梁。測量檢查前下橫梁和後下橫梁的軸線和平面位置。
3.6安裝底模平台和縱梁
分別將邊、中3根縱梁安裝到位,與前下橫梁、後下橫梁栓接並調整底模平台骨架,使底模平台形成一個標准矩形,經測量放樣合格,再安裝其他縱梁,由中向兩邊鋪設底模,安裝斜拉角鋼。
3.7安裝掛籃底模走行系統及附屬設施
3.8掛籃全部安裝完成後,復測其軸線、平面位置、標高,進行系統檢查簽證
4主橋箱梁懸澆及掛籃走行施工
4.1掛籃走行方法與步驟
對已澆築梁段混凝土進行養護;混凝土強度達到設計強度的95%後,對稱張拉該節段箱樑上的縱向、橫向預應力錨固束;拆除內模支撐及內、側模間的拉桿;將側模支架落於底模平台,底模平台後吊帶不拆除,前端用6台10t倒鏈將前下橫梁臨時吊掛於已澆築好的梁塊上;走道梁接長,其上塗黃油潤滑。並由測量人員在走道樑上做好掛籃定位標記和控制點;做好掛籃走行前的其它准備與檢查工作,主要檢查後鉤板受力情況,走道梁與錨固情況,掛籃模板與箱梁混凝土的脫空情況;解除掛籃後錨固、拆除底模平台前吊帶;在已澆築的梁塊前端設受力點,利用手拉葫蘆拉動掛籃主桁及走行滑梁向前走行,在走行過程中,必須控制走行速度,要確保上下游同步,避免掛籃主桁架受扭;掛籃主桁及走行滑梁走行到位後,安裝掛籃後錨固;解除掛籃底模平台前、後吊掛;底模平台落至走行滑樑上,沿走行滑梁走行到位;掛籃底模平台到位後對掛籃底、側模在里程與上下遊方向進行初定位;上下游同步、前後吊帶同步將掛籃底模平台向上提升,至底模平台與已澆節段混凝土底面距離20~30mm時止,對底模、側模進行精定位。順橋向偏差控制在±10mm以內;橫橋向偏差控制在±5mm以內;兩主桁相對偏差控制在±5mm以內。
4.2掛籃走行注意事項
③ 掛籃有哪幾個部分組成
掛籃有雙導梁系統、壓重系統、後錨系統等組成。
雙導梁系統:要掌握整體穩定性。該系統採用四排加強貝雷片結構,每片單導梁通過自製連接件形成整體,兩根導梁通過橫向連接構成系統。
壓重系統:要掌握保護雙導梁的平衡性。該系統由預埋鋼筋拉桿及壓重梁組成,通過雙拉桿將力作用於已澆箱梁段上,產生反傾覆彎矩,達到保護雙導梁的平衡。
後錨系統:要掌握搖滾導向輪保證雙導梁前移的方向性。該系統由搖滾1拉桿1後錨平衡雙導梁,又能導向。
橫梁系統:要掌握上下橫梁整體性。該系統由四根橫梁組成,上下對應通過拉桿上下連接,分別承載底平台1箱梁底板1底模板1砼重量和承載頂板砼及側模蕊模重量。在拉桿牽動下完成立模1脫模的工作。
底平台系統:要掌握調整寬度時受力的均勻性。該系統由縱梁底模組成,並用鉸支座連接,作用是保持底模的傾斜度。底平台兩側為工作平台,中間為底模平台,施工中採用側模包底模,底模平台在澆築不同梁段過程中可調整寬度。
其它系統:要掌握各個部分工作時的協調性。該系統主要有拉桿1千斤頂扁擔梁1前支點和模板吊梁。
掛籃的特點:
所謂掛籃施工,是指澆築較大跨徑的懸臂梁橋時,採用吊籃方法,就地分段懸臂作業。它不需要 架設支架和不使用大型吊機。掛籃施工較其他方法,具有結構輕、拼制簡單方便、無壓重等優點。
湖州工程採用的掛籃,單只總重56.6噸(不含側模、蕊模),可一次澆築跨徑4米、重量為125噸的鋼筋砼箱梁。該掛籃在廠內進行製作,現場安裝後進行預壓,經過檢查掛籃的安全性和檢測導梁撓度,即可立箱梁的模板、綁扎鋼筋、安裝波紋管、澆築砼。
每澆完一對梁段,就進行預應力鋪固,然後向前移動掛籃,進行下一段箱梁的澆築,直到懸臂端為止。
④ 什麼是掛籃法施工
也稱懸臂灌築法,是指在橋墩兩側採用支(托)架支撐,灌築一定長度的梁段(稱為0號塊),以此節段為起點,橋墩為中心,利用掛籃對稱向兩側逐段灌築混凝土,待混凝土達到規定強度後,張拉預應力鋼束,再移動掛籃至下一節段進行循環作業直至合龍的施工方法。
⑤ 什麼是掛籃施工,掛籃施工的具體步驟急急急
掛籃施工,這是一種在大跨徑橋梁主梁懸臂施工手段。
我們看到的橋梁跨徑,有超過幾倍米的,還有一千多米的,你很想知道,這么大的橋梁跨徑,在大江大河裡是怎麼施工的。平常我們想到的是首先在河裡搭設支架,在支架上安裝模板,然後在模板里現澆混凝土,但在大江大河裡,不可能搭設支架,一是要通航,二是搭設支架的成本相當高。於是人們想到了在河裡不搭設的前提下進行橋梁梁板施工,於是掛籃施工方法就出現了。就是利用施工支架錨固在已經成型的前一段梁板混凝土上面來進行梁板的下一段段梁板混凝土現澆施工。因為這個支架是掛在前一成型混凝土上的,二這個支架還承擔後一段混凝土施工的模板功能,像個籃子,所以我們把這個掛在已澆成型的混凝土模板叫做「掛籃」
⑥ 掛籃施工方案
菱形桁架式掛籃施工方案
一、工程簡介
南京長江第二大橋北汊大橋主橋上部結構為90+3*l65+90(m)的五跨預應力混凝土連續箱梁。其主跨165m為目前國內同類型橋梁中跨徑之首。根據設計要求,施工方法需採用懸臂灌築施工工藝然後通過合龍及體系轉換成為連續梁。每個墩設23個懸澆段——5*2.5m+5*3.0m+5*3.5m+8*4.0m。梁段最長4.0m,最大重量156噸。箱梁橫截面:頂板寬15.42m,腹板寬7.5m,梁高由0號塊的8.8m按二次拋物線漸變至23號塊的3.0m。預應力設計為三向預應力:縱向採用27束及25束φj15.24鋼絞線;橫向採用四束φjl5.24鋼絞線;豎向採用φ32精軋螺紋鋼筋。張拉控制應為0.75Ryb。E2標為北汊主橋的一半,由中鐵第十九工程局施工,根據該橋的特點並參照國內外已有各種型式掛籃,選擇了菱形桁架式掛籃作為懸臂灌築的主要設備。該掛盤為中鐵建集團總公司附屬設計院設計,已多次應用於國內連續梁懸准施工中,但應用在如此大跨的橋梁施工中尚屬首次。
二、菱形桁架式掛籃的構造
菱形桁架式掛籃由主構架、行走及錨固裝置、底模架、內外側模板、前吊裝置、後吊裝置、前上橫梁等組成(圖1)。
1.主構架 主構架由兩片桁架連接系和門架組成。兩片桁架均使用2[40栓接成菱形,由連接系和門架將之聯成整體,組成該掛籃主要受力結構。
2.底摸架及底模板 底摸架由六根縱梁和前後橫梁組成,縱梁為桁架式結構,桁高12m,桁架長5.43m;前後橫梁由2[40組焊而成。底模為竹膠板,下墊100mm*100mm的方木,竹膠模板和方木用 U形卡固定在縱樑上,以便脫模和固定。
3.前上橫梁 前上橫梁由2[40工字鋼組焊面成,連接於主構架前端的節點處,將兩片主構架流架連成整體。
4.鋼吊帶 前後吊帶均由150mm*32mm的16Mn鋼板用銷子連接而成,設置間距為100mm的調節孔,用LQ30千斤頂及扁擔和墊梁調節所需長度。
5.內外模板 箱梁外側模採用5mm鋼板和鋼框組焊而成。兩外側模各支承在兩個走行樑上,走行梁通過吊桿懸吊在前上橫梁和已澆注好的箱梁翼板上。走行梁用2[30a組焊面成。內模由內模桁架、豎帶、縱帶及組合鋼模板組成,內模桁架吊在兩根內模走行樑上.走行梁吊在前上橫梁和已澆梁段的頂板上,內模脫模後可沿走行梁前行。走行梁採用2[30a組焊面成。
6.掛籃走行及錨固系統 走行裝置由軌道、鋼(木)枕、前後支座、手動葫蘆等組成。軌道由[16a及δ10鋼板組焊成Ⅱ型斷面,底板每隔500mm開橢圓形長孔,以便與豎向預應力筋錨定。豎向預應力筋為QL32精軋螺紋筋,外露0.3m,軌道根據梁段長度的不同分3.0m,1.0m兩種。
掛籃設前後支座各兩個,前支座支承在軌道頂面,下墊聚四氯乙烯滑板,可沿軌道滑行。後支座以反扣輪的形式沿軌道下緣滑動,不需要加設平衡重。掛盤前移時,使用手動葫蘆牽引前支座,帶動整個掛籃向前移動。掛籃在灌注混凝土時,後端利用12根φ32精軋螺紋鋼錨固在已成梁段上,軌道錨固在已成梁段的豎向預應力筋上,在錨固時,利用千斤頂將後支座鉤板脫離軌道,然後錨固。
三、掛籃強度及變形檢算
計算荷載:按掛籃自重,梁段自重,施工機具、人員產生荷載,振搗混凝土時產生荷載組合來檢算,其中混凝土容重取2.6t/立方米,施工機具、人員荷載取1.0KPa,混凝土振搗荷載取4.OKPa。
進行了主桁架、底模桁架及各部主要受力桿件的在最不利荷載位置的檢算,並採用了同濟大學的《橋梁結構綜合計算程序》進行了相應復核。
檢算表明:單根上弦桿最大受力為72kN,小於單根上弦桿允許受力252kN;單很斜桿最大受力為39kN,小於單根桿允許受力129kN;單根豎桿最大受力為27kN,小於單根上弦桿允許受力為170kN。
還進行了掛籃的變形檢算,計算結果顯示,針對北汊大橋的梁段,其最大變形發生在16號節段,此時掛籃彈性變形值為21mm。
四、掛籃使用前的試驗
為了檢驗掛籃的計算變形值並消除首次安裝後的非彈性變形,在工廠進行了掛籃的地面載入試驗。同時在掛籃安裝之後,為了檢驗地面試驗結果,又選取了一對掛籃進行了現場壓重試驗。
在工廠對主桁架、銷座、銷子、前後吊帶、前上橫梁等構件進行了試驗。
主桁架:採用背對背方式,將後錨位置使用精軋螺紋鋼筋錨死,對前吊點使用YC60千斤頂按每10t一級載入,得出每對主析架的變形曲線。
銷座、銷子、前後吊帶、前上橫梁也採用了類似方法進行了地面模擬載入試驗,配以主桁架試驗得出的結果取得每套掛籃的變形曲線。
首對掛籃拼裝完成後,使用砂袋按梁段實際荷載情況進行了現場模擬壓重試驗,將其結果與計算變形值、工廠試驗值對比,得出每套掛籃的在施工備節段時的變形值指導各梁段的立模施工。
參照掛籃設計及試驗結果,掛籃變形使用公式: Y=0.4X+2(其中, X為各節段前吊帶處的受力值)。
五、拼裝工藝
1.拼裝准備
在工廠將主構架的菱形桁架拼裝成形,拼裝後運至現場吊裝,編寫拼裝工藝,准備好拼裝工具及各種連接螺栓,培訓拼裝工人。
2.鋪枕
用1:2水泥砂漿找平梁頂面鋪枕部位,鋪設鋼枕。
3.安裝軌道
從0號段中心向兩側安裝2.5m長軌各兩極,軌道穿入豎向預應力筋,抄平軌道頂面,量測軌道中心距無誤後,用螺母把軌道鎖定。
4.安裝前後支座
先從軌道前端穿入後支座,後支座就位後安放前支座,前支應安放前,在相應位置軌道頂面置放一塊四氟乙烯滑板(300mm*500mm),然後安放前支座。
5.吊裝主構架
主構架在工廠拼成菱形後運至現場分片吊裝,放至前後支座上,並旋緊連結螺栓,為防止傾倒,用腳手架臨時支撐。
6.安裝主構架之間的連結系、間架,旋緊連接螺栓。
7.用長螺桿(φL32精軋螺紋鋼)和扁擔架將主構架後端錨固在已成梁段上,前支應處用扁擔架將主構架下弦桿與軌道固定。
8.吊裝前上橫梁
將前上橫樑上的4個千斤頂、上、下墊梁及2根鋼吊帶,一起組裝好後,整體起吊安裝。
9.安裝後吊帶
在1號梁段底板預留孔內,安裝後吊帶,先安放墊塊,千斤頂和上墊梁,後吊帶從底板穿出,以便與底摸架連接。
10.吊裝底模架及底模板。
11.吊裝內模架走行梁,並安裝好後吊桿,前吊採用鋼絲繩和倒鏈。
12.安裝外側模板
掛籃所用外側模首先用於1號梁段施工,在上述拼裝程序之前,應將外模走行梁先放至外模豎框架上,後端插入後吊架上。兩走行梁前端用倒鏈和鋼絲繩吊在前上橫樑上。
用倒鏈將外側模拖至2號梁段位置,在1號段中部兩側安裝外側模走行梁後吊架,解除0號段上的後吊架。六、懸臂灌注施工工藝
每個T構從2號段開始,對稱拼裝好掛籃後即可進行懸臂灌注施工。
1.分片吊裝底板及腹板構造鋼筋並安放預應力管道。
2.將1號梁段內的內模拖出。
3.根據2號梁段的高度調整下部模板。
4.在頂板和腹板安裝下料串筒位置留洞,在腹板的搗固位置,預留位置進行搗固。
5.安裝端模板,並與內外模板連結。
6.綁扎頂板鋼筋。
7.安放預應力管道、錨板等。
8.對稱灌注2號梁段混凝土。
9.混凝土養護。
10.預應力筋張拉。
11.壓漿。
12.掛籃行走
找平梁頂面並鋪設鋼(木)枕及軌道。
放鬆底摸架前後吊帶。
底模架後橫梁兩側的吊耳與外側模走行梁之間安裝10t倒鏈,即底摸架懸掛在走行樑上。
拆除後吊帶與底模架的連結。
解除掛籃後端錨固螺桿。
軌道頂面安裝兩個5t倒鏈(每套掛籃)並標計好前支座的位置(支座中心距梁端50cm)。
倒鏈牽引前支座使掛籃、底摸架、外側模一起向前移動。移動時掛籃後部應設10t保險倒鏈。
安裝後吊帶,將底摸架吊起。
在2號梁段上安裝外側模走行梁後吊梁,先解除一個1號段上的後吊架,移至2號段,再解除另一個後吊桿移至2號段。
拉出內模,掛籃走行完畢。
六、掛籃的拆除
待合龍段施工前,便可拆除掛籃,拆除順序如下:
1.在梁頂面安裝卷揚機,吊著外側模前後吊桿(底模架吊在走行樑上)徐徐下放,落至船
上。或先放底模架,後放外側模。
2.合龍段不用的內模、走行梁,在合龍段施工前拆除,余者可從兩端梁的出口拆除。
3.拆除前上橫梁。
4.主構架可移至塔吊可吊范圍內,分片拆卸。
5.拆除軌道及鋼(木)枕。
八、在南京長江二橋北汊大橋應用的菱形橋架式掛籃的主要技求參數
1.適用最大梁段重:160t
2.最大梁段長:40m
3.梁高:8.8~3.0m
4.適用梁寬:16m
5.走行方式:無平衡重走行
6.掛籃自重:49t
7.掛籃的傾覆穩定系數
空載時:28
灌注時:2.48
8.掛盤系數;3.0
九、應用菱形掛籃進行懸澆施工的主要體會
1.優點
菱形掛籃自重輕,在本橋施工中的利用系數達到了3.0,應是國內除滑動斜拉式掛籃外最輕的一種,由此而帶來在加工、運輸、拼裝、移動、拆除等方面的省力,進而達到節省資金的目的。總之,應用該掛籃施工可有較大的經濟回報。
菱形掛籃內模、外模均採用縱向滑梁吊在橋面或掛籃上,縱向走行非常方便,且加固亦採用該滑梁,一梁兩用。
菱形掛籃結構簡潔,受力明確,載入後的實際彈性變形與理論計算值相差不大,如曾使用過該掛籃,可省去試驗載入的程序。
掛籃由於設計成菱形,吊點均位於梁面以上空中,給施工人員提供的操作空間大,利於施工。
2.缺點及建議修改措施
外側模設計略顯單薄,加固時內外模間拉桿數量偏多,不利提高箱梁外觀質量。可在下一次設計時增加外側模桁架剛度,減少拉桿數量。
掛籃橫向糾偏無有力措施,如能在前吊帶處加設液壓式橫移設備則會更好。
⑦ 掛籃施工是不是每一澆築段段都要預壓
掛籃施工不是每一澆築段段都要預壓。
掛籃施工步驟如下:
第一步:搭設支架----安裝永久支座及臨時支座----鋪底模----預壓----調整底模----0#塊底板及腹板鋼筋加工、安裝----底板、腹板和豎向預應力管道鋪設----芯模安裝----頂板鋼筋加工、安裝----頂板預應力管道安裝(縱、橫向)----澆築0#塊混凝土、養護----張拉橫向鋼束、封錨、壓漿,並在墩頂將箱梁與墩身臨時固結。
第二步:在0#塊上拼裝1#塊掛籃----掛籃1.2倍荷載預壓(第一次使用)----觀測、卸載----調整預拱度----底板及腹板鋼筋加工、安裝----底板及腹板預應力管道鋪設----芯模安裝----頂板鋼筋加工、安裝----頂板預應力管道安裝----對稱澆築1#塊混凝土、養護----張拉本節段的縱向、橫向鋼束及上一節段的豎向精軋螺紋鋼筋、封錨、壓漿。
第三步:掛籃前移,按上述第三步依次對稱施工箱梁節段。
第四步:安裝邊跨合攏段吊模----安裝合攏段勁性骨架----立模、綁扎鋼筋、安裝預應力管道及芯模----澆築邊跨合攏段混凝土、養護----張拉合攏段縱向、橫向、豎向預應力----壓漿----拆除邊跨直線段及合攏段施工支架----邊跨箱梁落架。
第五步:安裝中跨合攏段吊模----安裝合攏段勁性骨架----立模、綁扎鋼筋、安裝預應力管道及芯模----澆築中跨合攏段混凝土、養護----張拉合攏段縱向、橫向、豎向預應力-----壓漿----拆除中跨合攏段施工支架。
第六步:拆除主墩固結、臨時支架----落梁----澆築背牆混凝土----拆除全橋的施工荷載----橋面及欄桿施工、安裝附屬設施----全面成橋。
⑧ 什麼是掛籃懸臂澆築法
懸臂澆築法(簡稱懸澆)【cast-in
-cantilever
method】指的是在橋墩兩
懸臂澆築法側設置工作平台,平衡地逐段向跨中懸臂澆築水泥混凝土梁體,並逐段施加預應力的施工方法。主要設備是一對能行走的掛籃,掛籃在已經張拉錨固並與墩身連成整體的梁段上移動,綁扎鋼筋、立模、澆築混凝土、施預應力都在其上進行。完成本段施工後,掛籃對稱向前各移動一節段,進行下一對梁段施工,循序前行,直至懸臂梁段澆築完成。
澆築段落
懸澆梁體一般要分四大部分澆築:(1)墩頂梁段(0號塊);(2)0號塊兩側對稱懸澆梁段;(3)邊孔支架現澆梁段;(4)主梁跨中合龍段.
懸澆順序
(1)在墩頂托架或贗架上澆築0號塊並實施墩梁臨時固結;
(2)在0號塊段上安裝懸臂掛籃,向兩側依次對稱分段澆築主梁至合龍前段;
(3)在支架上澆築邊跨主梁合龍段;
0#塊混凝土澆築
(4)最後澆築中跨合龍段形成連續梁體系.
在梁段混凝土澆築前,應對掛藍等進行全面檢查,經簽認後方准澆築.
編輯本段張拉及合龍
1、預應力混凝土連續梁懸臂築施工中,頂板、腹板縱向預應力筋的張拉順序一般為上下、左右對稱張拉,設計有要求時,按照設計要求。
2、澆預應力混凝土連續梁合龍順序一般是先邊跨、後次跨、再中跨。
3、連續梁(T構)的合龍、體系轉換和支座反力調整應符合下列規定:
(1)合龍段的長度宜為2米;
(2)合龍前應觀測氣溫變化與梁端高程及懸臂端間距的關系;
(3)合龍前應按設計規定,將兩懸臂端合龍口予以臨時連接,並將合龍跨一側墩的臨時錨固放鬆或改成活動支座;
(4)合龍前,在兩端懸臂預加壓重,並於澆築混凝土過程中逐步撤除,以使懸臂端撓度穩定。
4
高程式控制制
預應力混凝土連接梁合攏順序一般是先邊跨,後次跨,在中跨。
預應力混凝土連接梁支座反力調整,按設計要求程序施工。