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xx市xx大桥工程位于城区西北xx上,全桥总长710m,分为主桥和引桥两部分,桥面宽度为15米(单幅桥面)+2米(空隙)+15米(单幅桥面),桥面全宽32米。主桥为V型墩单箱室斜腹板变截面预应力混凝土连续刚构,上部结构除0#块在支架上现浇外,其余13个节段均采用对称平衡悬臂逐段浇注法施工,箱梁纵向悬浇长度为(4×2.4+3×3.0+2×3.6+4×4.0m),V型墩墩顶0#块24.4m,中跨及边跨合龙段长度均为2m,边跨现浇段长度20.88m。主桥箱室为单箱室大悬臂结构断面形式,桥面板悬臂长3.75米,悬臂板端部厚20cm,根部厚60cm。顶板正常厚28cm,在0#块局部加厚40cm,底板厚度由跨中28cm按二次抛物线变化至V型墩墩顶0#块箱梁处80cm。二、施工特点及难点
1、挂篮设计的特殊要求
本桥挂篮为施工单位自主设计,但是设计单位对挂篮提出了一定的要求,挂篮自重不超过50t(含施工荷载),前吊带严禁使用精扎螺纹钢,应有调整±6㎝竖向挠度的能力,建议使用钢带。严禁使用贝雷桁或万能杆件组拼挂篮。
2、斜腹板对底模调整要求
本桥为斜腹板连续刚构,底模板的宽度随着每个节段施工不断变化,宽度由535.9cm变化至640.0cm。在施工中,对底模的调整有着严格的要求。
3、工期紧张,各工序合理衔接的重要性
本桥工期紧张,要求每8-9天施工一个节段,所以各工序的衔接就显得尤为重要,在保证质量和安全的前提下,如何压缩各节段时间,是我们要考虑的重要问题。
4、跨冬季施工,各项保证措施
冬季施工受到多种因素的不利影响,为了保证工程顺利、稳定的进行,需要采用各种有效保证措施。
三、挂篮设计与验算
1、挂篮选型
本桥采用三角形挂篮,该挂篮有如下突出特点:三角形挂篮降低了前横梁高度,即挂篮重心位置大大降低,提高了挂篮走行时的稳定性;结构简单、重量较轻,施工便捷,前吊带短,变形量易调整,人员操作安全性高。
2、挂篮组成
挂篮主要由主桁架系统、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统和模板系统五大部分组成。
图3-1挂篮主桁正面图
主桁架是由两片外型呈三角形的桁片上,横向设置前后横梁组成一空间桁架,并在两片主桁之间设置平面联结杆件以提高主桁的稳定性和刚度。
图3-2 挂篮主桁各部尺寸图
如图3-2所示,主桁AE杆利用工地已有材料I63a工字钢,AG、EG杆采用〔25a钢,BG杆采用〔32钢。4、结构验算
xx大桥主桥共13个施工节段,其中8#节段为最重梁段,自重为111t,为最不利荷载。图3-3 主桁验算计算简图
经计算,1、3、4#杆为受压杆,2、5#杆为受拉杆。
其中5#拉杆应力最大,值为55.4MPa<[σ]=145Mpa,强度满足要求,3#压杆应力最大,值为56.3MPa<[σ]×δ=114.3Mpa,强度满足要求。挂篮走行抗倾覆验算按设计和规范要求取2倍的安全系数,经计算,挂篮走行时,后端需配重0.2t,施工中,我们利用桶装水进行配重,每桶重量为1t,计2t,故配重满足计算要求。挂篮制作完毕后,检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行选材、加工、制作,尤其是对主要杆件焊接及螺栓连接处重点检查检测,确保强度、刚度符合要求,发现问题要及时纠正和整改。挂篮各部件检测验收合格后,组织人员在加工现场进行结构试拼装, 检查各部尺寸的准确性,整体稳定性,熟悉拼装顺序和难易程度,发现问题及时改正,以便在梁体拼装条件下能够顺利安全、快速的进行。挂篮拼装完成后,对其实行预压。预压方式为:将两片主桁平放在场地,支点和后点用精扎螺纹钢锚紧,并施加10t预压力,保证各点间无空隙。前点安装千斤顶,利用千斤顶加压至50t,每10t分级加载。在此过程中,测出不同阶段前点、支点及后点的变形值。这种预压方法不但与设计计算预压效果相符,而且方便快捷,安全有效,节省了施工的时间,是一种可取的预压方法。
由于箱梁在悬臂浇筑施工时受砼自重、日照、温度变化、墩柱压缩等因素影响而产生竖向挠度,砼自身还存在收缩、徐变等因素,也会使悬臂段发生变化,为使合拢后的桥梁成型及应力状态符合设计要求,达到合拢高程误差控制在15mm以内的要求,最大限度地使实际的状态(应力与线型)与设计的相接近,必须对各悬臂施工节段的以挠度与应力为控制的进行观测控制,以便在施工及时调整有关的标高参数,为下节段的模板安装提供数据预报,确定下节段合适的模板标高。挂篮模板的立模标高是为:设计标高+计算各节段预抛高值+挂篮预压得出的弹性变形值。其中由于主桁高度不高,其主桁及吊带的变形值为16.0mm,各节段预抛高值如表4-2所示。
全桥均在直线上,轴线控制在0#段施工完成后,把左、右幅梁中心点引到桥面上,用于控制全桥轴线。每个节段通过上节段轴线带线控制,每两个节段用全站仪检查轴线偏位情况,并及时调整。轴线误差应控制在10mm之内。挂篮的实际扰度是我们根据混凝土浇注前后各记号点高程变化观测的。在观测过程中,我们在前横梁设置前点2个,混凝土断面点2个,后锚点2个,以及上节段混凝土面点2个。由于本桥工期紧张,冬季必须施工,xx冬季气温低,为了保证正常施工,我们采取了相应的措施,如改变C60混凝土配合比,在冬季施工,加大水泥用量,拌和用水用电热水器加热至30-40℃;挂篮表面粘贴聚丙烯保温材料;每个挂篮前端悬挂土工布帘,防止通风带走热量;内箱室生火炉烧开水以保证箱内温度和湿度。通过各种措施,使得混凝土等强时间由一般的7天变为现在的4天。等措施加大养生,缩短混凝土等强时间,保证混凝土强度达到设计要求。保证施工的顺利进行。同时,混凝土浇注完成后,我们利用红外线测温仪对不同时期的混凝土表面、箱室内部等不同部位进行监控,保证混凝土表面温度不低于10℃。
为了掌握悬浇各节段施工时,混凝土内部应力情况,尤其是V墩刚构在合拢时,因对250t顶力可能对混凝土造成破坏,所以,我们每三个节段埋设一对振弦应变计,测得不同时期混凝土内部应力状况。从而更好的指导各节段的施工。到目前为止,xx大桥主桥已完成了3#节段的施工,标高控制、轴线控制、扰度观测、混凝土养护、应力观测等都取得了良好的效果。xxxx大桥在主桥挂篮悬浇施工过程中,充分结合工期要求紧的特点,在挂篮设计上利用三角挂篮的便于操作安全性高的特点,在挂篮预压时考虑使用方便易行的方法达到了预压效果,在各节段施工中通过内部布设监控元件掌握箱梁内应力,加强测量控制以保证线形。从现场的使用情况来看,对保障施工质量、安全,加快施工进度方面起到了较大作用。可为同类桥梁施工借鉴参考。点个“在看”,我们一起共同学习。
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