BSH大橋掛籃安裝試驗方案.doc

中鐵某局集團LW高速公路路基工程第S合同段項目經理部LW高速公路路基工程第S合同段BSH大橋主橋連續(xù)梁懸澆施工掛籃安裝試驗方案編制：子 菁中鐵某局集團LW高速公路路基工程第S合同段項目經理部2007年6月28日目 錄1、編制依據32、項目概況33、掛籃試驗目的54、掛籃結構及安裝作業(yè)程序65、掛籃安裝程序96、高程控制網及觀測標的設置觀測127、加載試驗安全應急預案138、組織機構及人員配置139、 掛籃安裝及加載試驗機具設備表1410、安裝試驗檢測方案附圖15181、編制依據1.1、LW高速公路BSH大橋施工圖及相關技術要求、設計說明；1.2、公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ041-2000）1.3、公路工程質量檢驗評定標準（JTJ071-2004）；1.4、BSH大橋掛籃GL-120（lwj10）型掛籃；1.5、重慶嘉華嘉陵江大橋工程懸澆施工統(tǒng)計資料；1.6、材料力學結構力學鋼結構設計原理路橋施工計算手冊1.7、LW高速公路總監(jiān)辦關于懸臂澆筑施工的相關會議紀要2、項目概況2.1、橋梁概況LW高速公路路基工程第S合同段BSH大橋橋梁結構為：自LA至WH方向分別為引橋730m主橋45m80m45m引橋330m。LA岸引橋730m和WH岸引橋330m為先簡支后連續(xù)斜腹式小箱梁，下部為樁柱式橋墩；主橋為45m80m45m三跨預應力混凝土連續(xù)剛構，梁型為單箱單室變高度直腹板連續(xù)梁，采用懸臂掛籃施工，主橋箱梁采用C50號混凝土，三向預應力結構，單幅橋面的單向橫坡通過調整箱梁兩腹板高度來實現，保持底板水平。左右幅橋面分離式高速公路橋，半幅橋面寬度0.5m+11.5m+0.75m+0.5m13m，全寬26m。該橋縱坡3.5，橫坡處于超高緩和段。T構主墩高度分別為44m和45m。為便于施工，在8#、9#兩個主墩處均設置一臺QT400Z塔式起重機供墩柱施工及掛籃安裝使用。2.2、 節(jié)段概況及懸澆工藝主橋共有106個節(jié)段，其中4個T構（左右幅各2個）托架現澆節(jié)段12個（節(jié)段號為0#、1#），邊跨搭架現澆節(jié)段8個（節(jié)段號為13#、14#），合攏節(jié)段6個（節(jié)段號為12#），剩余80個節(jié)段（節(jié)段號分別為2#-11#）全部采用掛籃懸澆。在2#-11#節(jié)段中，2#-7#節(jié)段長度為3.0m，8#-11#節(jié)段為4.0m?；炷翑盗孔畲蟮墓?jié)段為8#節(jié)段，混凝土數量38.1316m3，重量971.6kN。最小節(jié)段為7#節(jié)段，混凝土數量29.6421m3，重量755.2762kN。懸澆各節(jié)段主要參數表節(jié)段編號混凝土數量 m3重量kN備 注節(jié)段編號混凝土數量 m3重量kN備 注0102.812619.5988墩頂838.1316971.5916懸澆節(jié)段158.45921489.5412托架澆筑936.7928937.4778懸澆節(jié)段237.8984965.6528懸澆節(jié)段1035.1616895.9160懸澆節(jié)段336.1953922.2584懸澆節(jié)段1133.8140861.5768懸澆節(jié)段434.6287882.3430懸澆節(jié)段128.373213.3460合攏節(jié)段533.2091846.1712懸澆節(jié)段1316.7460426.6920搭架現澆631.3353798.4256懸澆節(jié)段1432.4060825.7088搭架現澆729.6421755.2762懸澆節(jié)段2.3、 預應力筋設置概況預應力筋從0#節(jié)段（塊）開始，所以0號塊最大的特點是預應力鋼束縱橫交錯，頂板內設橫向預應力鋼束4束，縱向預應力鋼束28束，腹板內設縱向預應力鋼束8束，豎向預應力鋼束18束?？v向預應力鋼束由頂板鋼束、底板鋼束及下彎鋼束組成，鋼束規(guī)格分別采用22、16、12股鋼絞線組成，配以相應錨具。橫向預應力鋼束采用4股鋼絞線，配相應扁錨?？v向和橫向預應力鋼束均采用標準強度1860MPa低松弛鋼絞線。豎向預應力筋采用符合國標75/100級標準強度1000MPa的32高強精軋螺紋鋼。由于0號塊順橋向長度僅有4.0m，長度不足以安裝懸臂掛籃，因此設計規(guī)定1號塊采用搭架澆灌。根據施工方案1#塊施工采用三角形托架支撐與0#塊一起澆筑。同時，由于1#塊（節(jié)段）內未設置縱向預應力筋，因此在澆筑2#塊前后（即2#塊未進行預應力施工之前）1#塊不能承擔任何荷載。也可以說只有當2#節(jié)段預應力施工作業(yè)完畢才能拆除1#節(jié)段施工托架。2.4、 0#1#塊施工托架與掛籃的相關關系 每個墩頂共安裝一對托架，前后對稱同時安裝和施工。每個托架由4片三角桁架構成，三角桁架承力橫梁采用32雙槽鋼構成，斜撐采用28雙槽鋼構成，每片三角桁架由上下各1個絞座支承，絞座底板為20鋼板，每個絞座由4根對穿的32精軋螺紋粗鋼筋安裝固定。4片三角桁架間采用螺栓將連接桿和剪刀撐進行聯結形成整體。詳見圖0#1#塊施工托架結構圖。每片托架重量1320kg。托架上采用掛籃的下掛梁、底縱梁、滑梁作為分配梁，在分配梁上面直接布設底模。底模采用掛籃的底模。由于托架頂部采用了掛籃配套之下掛梁、底縱梁、滑梁、底模作為1#節(jié)段的支撐體系，主墩大小樁號兩側的箱梁底部傾斜角度不同，因此三角形托架挑梁距1#節(jié)段底面距離不相同,所以掛籃后下掛梁上之底縱梁的布設有兩種方式，大樁號側底縱梁直接安裝于下掛梁之上，小樁號側底縱梁采用變高度底縱梁安裝于下掛梁上,均按照設計尺寸布設。底縱梁上再布設掛籃底底模，并將底模上的荷載均勻傳遞到底縱梁上。底模前端同時還作為立模和張拉施工作業(yè)平臺。3、掛籃試驗目的3.1 對掛籃進行額定荷載及超載條件下檢查掛籃設計、加工及安裝質量，消除非彈性變形（消除安裝及加工塑性變形）。3.2 測定各種工況條件下彈性變形及非彈性變形，為懸澆節(jié)段箱梁立模的高程提供依據。3.3 試驗檢測各節(jié)點結構強度和剛度，為施工安全提供可靠數據。3.4 試驗檢測其他相關參數，為今后類似項目或進一步優(yōu)化掛籃設計提供參考數據。4、掛籃結構及安裝作業(yè)程序4.1、 掛籃設計參數及主要結構組成4.1.1、 GLlwj10掛籃主要技術參數適用最大懸澆節(jié)段梁重：992kN最大梁段長度：4.0m懸澆節(jié)段梁高：2.04.5m適用梁寬：12.75m走行方式：無平衡走行掛籃自重：420kN、GLlwj10主要結構4.1.2 掛籃設計采用的荷載及相關參數（1）箱梁的結構參數：箱梁的節(jié)段長度為3.04.0m，箱梁底板寬7m，頂板寬12.75m，梁段高變化范圍為4.52.0m，箱梁為單箱單室。（2）設計荷載：箱梁懸澆節(jié)段混凝土最大重量為971.60kN，人群荷載25kN，施工振動力20kN，模板系統(tǒng)重量450kN，考慮施工及掛籃加工過程中的一些不利因素，設計荷載中混凝土的重量乘以1.15倍，即設計荷載為1686.59kN。（3）設計變形：fmax=L/500。4.1.3 掛籃的結構及其特點GLlwj10型掛籃為三角形組合掛籃，它具有結構簡單、重量輕、操作方便等特點。掛籃主要由上部承重系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、懸掛及調節(jié)裝置、行走及后錨固系統(tǒng)組成。4.1.4 上部承重系統(tǒng)本部分主要由兩片三角形桁架（含主梁、立柱及前后斜拉梁）、門架、后錨扁擔梁、各部吊桿以及前上橫梁（前上掛梁）組成。三角形桁架由通過螺栓和銷連接的主梁、立柱、門架、吊桿以及銷子等組成，通過門架及前上掛梁及節(jié)點板連接到兩片三角形桁架的立柱組成空間桁架。三角形桁架各桿件受力明確，且迎風面積減小，增加了抗風力?？紤]到主梁及立柱為壓彎構件，為保證三角桁架的穩(wěn)定性及掛籃剛度要大這一設計要求，主梁及立柱采用型鋼焊接成箱型梁的結構形式。前上橫梁（前上掛梁）采用兩條I36a工字鋼制作，通過節(jié)點板及吊桿固定在主梁的前端。4.1.5 底籃（底模）系統(tǒng)底籃的主要承重構件由下掛梁及縱梁組成。前后下橫梁（下掛梁）采用2I36a工字鋼組焊，底縱梁采用5.5m長的I36b工字鋼，縱梁與橫梁之間采用面接觸，底縱梁與下掛梁間采用卡止角鋼固定，卡止角鋼在現場焊接固定。通過調整吊桿（吊帶）的長度，來調整前后下掛梁的高度，使其適應箱梁底板的變坡。底模長4.4m，寬7.0m，面板采用6mm厚鋼板，肋板采用10#槽鋼制作。掛籃行走時，前端吊帶懸掛在前端上掛梁上，下端提攜下掛梁同步前進。掛籃行走前先將后下掛梁采用手拉葫蘆懸掛于外側滑梁上，然后拆除后下掛梁吊桿，待掛籃前移到位后再安裝后下掛梁吊桿并調節(jié)至合適高度。在掛籃移動過程中，底模始終安裝于前后下掛梁上部隨掛籃一同移動。移動就位后分別調整吊桿，使底模各部位達到相應高程。4.1.6 吊帶（吊桿）為便于安裝和調節(jié)，吊桿采用32精軋螺紋鋼作為聯系上部承重系統(tǒng)與底籃的吊帶。吊桿可以在長度范圍內無級收縮和伸長，在調整底模標高時，通過螺旋千斤頂、扁擔梁以及不同厚度的墊塊來實現。此種做法方便快捷，易于掌握，安全性大為提高。4.1.7 側模與內模系統(tǒng)外側模采用整體式鋼模，側模骨架用10#槽鋼及節(jié)點板與模板面板、背面肋板焊接形成一個整體。側模和底模聯結采用側包底的形式，因此側模的固定及調整主要依靠下掛梁、滑梁進行支持。通過長度可調的側模撐桿調整水平方向位置。外側模通過側模吊桿、側模撐桿與掛籃上部承重系統(tǒng)及底籃系統(tǒng)連接，實現整體前移。由于箱梁截面變化較大，隨著懸澆節(jié)段的施工，為適應腹板高度從4.5m至2.0m的變化，由于外側模與底模采用了側包底的形式，可以適應腹板高度變化，而要實現內側不斷變化的腹板高度，對內側模采用組合鋼模及竹膠板木模拼裝，不與掛籃同步前移的形式。即內頂模與上部內側模設計為一個整體，內側模下部采用竹膠板拼接。由于頂板具有一定橫坡，且該橋處于橫坡漸變段，為適應橫坡的漸變，在內頂模與內側模交接處設置為絞軸聯結，通過調節(jié)內模聯結梁端部的內模支撐調節(jié)螺桿即可調節(jié)內模的交接變化角度，從而適應橫坡的漸變，同時也適應了兩個腹板不同的高度變化。內頂模的支撐后端采用內模上段縱向梁實現，內模上段縱向梁后端懸掛于已經澆筑的節(jié)段頂板，前端利用預留的吊桿孔，將立柱支撐于預留吊桿孔內，底端支撐于底模上。4.1.8 行走系統(tǒng)掛籃行走系統(tǒng)是通過行走梁及前后支座的滾動摩擦來實現。行走梁采用鋼板制成有上下翼緣的箱型梁，前支座下設置行走滾輪，掛梁移動前后采用千斤頂將掛籃頂升起來，將前支座行走滾輪安裝于前支座下。掛籃主梁后端采用反扣輪組將掛籃主梁平衡錨固于行走梁上方，且掛籃主梁仍然可以前后移動。掛籃主梁前后支座設導向定位卡塊，行走梁具有導向作用，保證掛籃就位準確。掛籃前后移動采用兩臺10t手拉葫蘆作為移動動力。葫蘆懸掛點屆時據實際情況現場焊接安裝。4.1.9 錨固系統(tǒng)錨固系統(tǒng)分兩種情況。首次安裝掛籃時，每只掛籃后錨桿采用8根32精軋螺紋鋼與箱梁0#塊混凝土錨固。其中左右側腹板處4根。該8根32精軋螺紋鋼在澆灌0#塊時就預埋在0#塊節(jié)段內。埋置深度1.2m，下部設加強螺旋筋和錨板。具體預埋尺寸見施工方案。后錨桿通過主梁上的后錨扁擔梁（后錨橫梁）對主梁提供掛籃所需反力，防止掛籃向前傾覆。除了首段懸澆段采用預埋后錨桿外，其余節(jié)段的后錨桿均采用預留錨固孔的方式，安裝后錨桿時，將后錨桿穿過連續(xù)梁頂板，錨桿下端部采用墊板及精軋螺紋粗鋼筋螺母錨固在頂板上。具體尺寸同樣參見施工方案。4.2、 掛籃使用注意事項：4.2.1 各吊帶均使用32精軋螺紋粗鋼筋，吊帶調節(jié)采用機械式手動千斤頂調整；4.2.2 掛籃澆灌首節(jié)懸澆段時，每對掛籃后端錨固采用共16根長度5.50m長的32精軋螺紋粗鋼筋作為后端錨固（其中，每個掛籃采用2*48根），首段之后在箱梁頂板預留60后錨桿孔，仍然采用32精軋螺紋粗鋼筋作為后端錨固；4.2.3 底模下掛梁、側模滑梁、內頂?；壕捎玫鯒U懸掛，分別在頂板和底板上預留60孔作為滑梁錨固調節(jié)桿（精軋螺紋粗鋼筋）的穿過孔，各預埋或預留孔位詳見施工方案；4.2.4 其余詳見設計說明和BSH大橋主橋施工方案。4.2.5 掛籃出廠時吊桿（吊帶）、吊桿調節(jié)千斤頂、掛籃移動手拉葫蘆、模板拉桿等均不配套出廠，因此現場必須配置相應工具器具材料，以便施工作業(yè)。5、 掛籃安裝程序5.1 安裝預壓加載試驗程序為：檢查疏通各桿件預留孔穿錨固聯結桿（精軋螺紋粗鋼筋）掛籃安裝前放樣定線安裝左右行走梁行走梁調整定位分別吊裝左右三角形掛籃主梁總成安裝后端錨固梁及調整緊定后錨固安裝掛籃立柱并作支撐安裝立柱聯結桁架（門頭）門架立柱調整定位分別安裝左右三角形后拉桿分別安裝三角形前拉桿安裝前端上掛梁安裝前端上行走及作業(yè)平臺檢查緊固各部聯結螺栓安裝吊桿（吊帶）吊裝布設后下掛梁于三角形托架上并安裝后吊桿安裝調整前下掛梁安裝布設底縱梁（底縱梁間距按照設計間距進行定位和點焊固定）調整前后下掛梁及底縱梁安裝組合底模調整底模坡度和節(jié)段邊界處高程底縱梁端部作沉降觀測標記安裝掛籃側模固定于臨時縱梁上安裝掛籃翼緣板模板安裝滑梁和輔助梁安裝1節(jié)段底部托架間支墩安裝設置主墩承臺沉降觀測樁觀測并調整各部高程并作高程觀測點標記開始進行分級對稱預壓加載試驗和觀測超載持荷18小時并檢查各部聯結和桿件形變情況卸載加載試驗完畢整理試驗結果根據監(jiān)控計算數據調整底模節(jié)段邊界處高程調整校正整個掛籃模板系統(tǒng)對掛籃進行全面檢查并確認合格安裝結束。5.2 安裝過程中需特別注意：第一、底模坡度及節(jié)段邊界處各高程的調整采用千斤頂調整吊桿高度方式實現，底模必須與已經澆筑的節(jié)段（本項目為1節(jié)段）底部緊密相貼。第二，1節(jié)段底部與三角形托架間采用千斤頂支承焊接型鋼進行支撐，并確保支撐帶為8條。并確保每個支撐帶支反力不小于180kN, 支撐型鋼為一次性材料，2#節(jié)段施工（張拉壓漿完畢3天后）完畢即可將支撐型鋼進行切割拆除，以確保1節(jié)段安全。第三、底模節(jié)段邊界高程調整預留完成后，方可進行鋼筋綁扎安裝。5.3 加載荷載及試驗方法、步驟5.3.1 加載荷載及數額經綜合比較，本次預壓試驗采用砂袋作為加載荷載。本次試驗最大荷載為最大懸澆節(jié)段結構荷載的115，8#節(jié)段重量971.5916kN，加載至115時的荷載（單側）為971.59161151117.330kN。大小樁號兩側托架對稱同步加載。兩側加載荷載總重2234.660kN（折合實用單位228.030t）。5.3.2 試驗方法、步驟掛籃加載試驗在主橋左幅9#墩01節(jié)段上進行。試驗荷載取自現場干燥的砂性土。將采用編織袋袋裝砂性土整齊堆碼于底模上。整個試驗工作場地為9#墩塔式起重機為中心，45m為半徑的范圍，要求采用彩旗圍欄封鎖，嚴禁閑雜人員通行。采用分級加載方式對掛籃模板系統(tǒng)進行加載和檢測。加載分級為采用待澆節(jié)段重量進行分級。單只掛籃加載荷載分別為0225kN(20額定荷載)450kN(40荷載)755.2762kN(7節(jié)段100荷載) 798.4256kN(6節(jié)段100荷載)846.1712kN(5節(jié)段100荷載)882.3430kN(4節(jié)段100荷載)922.2584kN(3節(jié)段100荷載)965.6528kN(2節(jié)段100荷載) 971.5916kN(8節(jié)段100荷載) 1117.330kN(8節(jié)段115荷載)持荷18小時0 ，共10級進行加載和觀測。5.3.3 分級加載說明20級也為初始荷載，初始加載后對掛籃各部位進行全面檢查。期間各級加載荷載分別采用懸澆各節(jié)段額定荷載進行加載，以便模擬相應節(jié)段施工工況。100級為額定荷載，加載至100荷載時應靜停持荷不低于10小時進行觀測。115級為超載加壓，超載加壓靜停持荷時間最少為18小時。每天加載試驗工作暫停，必須采用防水篷布將堆碼好的砂袋進行嚴密覆蓋，以防止雨水浸濕而導致袋裝砂土吸水引起荷載驟增影響試驗正常進行甚至發(fā)生安全事故。5.3.4 先在現場取干燥的砂性土樣裝袋進行容重試驗檢測，初步測定土樣袋裝重量。根據現場土樣容重，每袋土樣平均重量為352.8N，單只掛籃加載砂性土袋約3167袋。5.3.5 固定多人裝袋及過磅，由專人進行過磅記錄并監(jiān)測土樣含水量。做到全部秤重。5.3.6 過磅后的砂袋采用塔式起重機吊裝至托架試壓作業(yè)面。每次提升袋裝數量均固定不變（初步確定每次吊裝10袋，以便計數），并嚴格按照兩側托架對稱交替碼砌，以確保受力對稱。5.3.7 在托架模板上堆碼時按照節(jié)段邊界進行整齊堆碼，以確保加載試驗接近施工工況。5.3.8 每級加載完畢均進行全部測點高程及沉降觀測。并進行詳細記錄。5.3.9 超載加壓結束后，按加載等級逐級卸荷，在卸載過程中每級同樣進行測點高程及沉降觀測，以便統(tǒng)計分析彈性變形和非彈性變形情況得出相關數據。5.3.10 由于加載試驗持續(xù)時間較長，每天開始加載前和加載試驗暫停后均應對各特征點的高程進行觀測記錄。5.3.11 加載試驗前后還需對各部位高程、行走梁調整墊塊墊梁厚度進行量測記錄。以便測試其彈性和塑性壓縮量。5.3.12 將所有記錄數據進行歸納整理，并繪制出各點沉降曲線，得出結論即告加載試驗結束。6、高程控制網及觀測標的設置及觀測6.1 高程控制網采用現有的高程網，并在11#墩附近（高程在198.000201.500之間）山坡上設置1個觀測平臺，在左幅9#墩0#節(jié)段頂部設置1個觀測站，在9#墩承臺外側30m外設置2個觀測平臺。6.2 前2個觀測平臺（站）用于觀測掛籃及底模應變數據，后2個觀測平臺用于9#墩承臺沉降觀測。后面觀測站同時也作為9#主墩永久觀測站。6.3 每只掛籃模板系統(tǒng)上共設置6個觀測標（點），其中底模節(jié)段邊緣頂面2個，翼緣板模板1節(jié)段附近2個，上掛籃吊桿固定橫梁上2個。觀測標采用腳手架鋼管垂直立焊于底模，并利用塔尺或鋼直尺牢固安裝于鋼管外側。（觀測時人員不需在托架上支立塔尺，同時也便于消除人為因素的誤差，更確保觀測人員安全）6.4 主墩承臺四角設置4個沉降觀測點，以便在加載和懸澆施工中進行承臺沉降觀測。6.5 沉降及變形觀測采用水準儀進行觀測。嚴禁采用全站儀進行沉降變形觀測。6.6 水準儀分別在0節(jié)段頂部設站觀測掛籃形變和在8墩下部設站觀測承臺沉降。7、安裝及加載試驗進度計劃時 間工作項目試驗檢測項目主要負責人備注2007年7月20日前掛籃安裝前檢查數量清點L J、HQ07年7月21日31日掛籃安裝加工制作質量檢查ZIJ、RB、HQ、07年8月1日8日掛籃及模板安裝調整安裝質量監(jiān)控HQ、DM、ZXC、WJL07年8月9日15日分級加載試驗檢測掛籃各檢測點高程及變形ZIJ、XCJ、RB、HQZZB07年8月16日18日掛籃系統(tǒng)全面檢查、試驗掛籃各檢測點變形及應變ZIJ、XCJ、RB、HQ07年8月19日20日卸載、整理觀測數據對卸載過程觀測ZIJ、XCJ、RB、HQ7、加載試驗安全應急預案7.1 采用彩旗圍欄將試驗區(qū)域（即以9#墩塔式起重機為中心，以45m為半徑的范圍）進行封鎖，并安排專人進行防護，嚴禁閑雜人員進入。7.2 安排專人進行稱重及記錄，嚴格控制加載數量和質量