土木工程施工(下)-16梁橋懸澆法施工

1、現(xiàn)代施工技術(shù)梁橋懸澆法施工大跨徑連續(xù)箱梁橋懸臂澆筑法施工1.大跨徑連續(xù)梁橋懸臂施工大跨徑連續(xù)梁橋懸臂施工 懸臂施工分為：懸臂澆筑（懸澆）和懸臂拼裝（懸拼）。 懸澆法是當(dāng)橋墩澆筑到頂后，在墩頂安裝腳手鋼桁架并向兩側(cè)伸出懸臂以供垂吊掛籃，對(duì)稱澆筑砼。 懸拼法是將逐段分成預(yù)制塊件進(jìn)行拼裝，穿束張拉，自成懸臂。 懸臂施工適用大跨徑預(yù)應(yīng)力箱形截面的連續(xù)梁、懸臂梁、T形剛構(gòu)等橋型施工，對(duì)橋下的通航干擾小，充分利用預(yù)應(yīng)力砼的抗拉和承受負(fù)彎矩的特性。1-墩頂梁段墩頂梁段 2-懸澆部分懸澆部分 3-邊孔支架現(xiàn)澆部分邊孔支架現(xiàn)澆部分 4-合攏段部分合攏段部分2.懸臂澆筑法施工懸臂澆筑法施工懸澆時(shí)，由墩頂段（0#塊

2、）開(kāi)始，分段兩側(cè)對(duì)稱澆筑。 采用懸澆時(shí)必須考慮施工期間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如0號(hào)墩施工時(shí)，在橋墩兩側(cè)加設(shè)臨時(shí)支承或支墩，將0號(hào)塊臨時(shí)支承于托架兩側(cè)，臨時(shí)支承采用硫磺水泥砂漿塊、砂筒或砼塊，以便結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，釋放臨時(shí)固定設(shè)施。 掛籃是懸臂澆筑法施工的主要設(shè)備。掛籃由主桁架、懸吊系與平衡重、行走系統(tǒng)、工作平臺(tái)和底模組成。 用掛籃澆筑墩側(cè)幾對(duì)梁段時(shí)，先將兩側(cè)掛籃的承重結(jié)構(gòu)連在一起（圖a），澆筑一定長(zhǎng)度后，將兩側(cè)掛籃的承重結(jié)構(gòu)分開(kāi)（圖b)。3.南京長(zhǎng)江二橋北汊連續(xù)箱梁橋懸臂澆筑施工南京長(zhǎng)江二橋北汊連續(xù)箱梁橋懸臂澆筑施工 南京長(zhǎng)江二橋的北汊為輔航道，經(jīng)設(shè)計(jì)比較，主橋采用大跨徑預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋：90m+31

3、65m+90m=675m 大跨徑預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋具有結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，變形小，行車舒適，斷面抗扭剛度大，抗震性能好，主墩剛度相對(duì)較大，抵抗船舶撞擊能力較強(qiáng)，施工難度不大，養(yǎng)護(hù)維修方便，造價(jià)適度等優(yōu)點(diǎn)。 PC箱梁采用掛籃懸臂澆筑施工，梁段劃分為箱梁采用掛籃懸臂澆筑施工，梁段劃分為8m（0號(hào)號(hào)塊）+52.5m+53.0m+53.5m+84.0m，中跨、次邊跨合攏段長(zhǎng)3.0m，邊跨合攏段長(zhǎng)2.0m。箱梁按三向預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。0#塊長(zhǎng)塊長(zhǎng)8m，二橋采用兩側(cè)加臨時(shí)支墩，其優(yōu)點(diǎn)為支架變形，二橋采用兩側(cè)加臨時(shí)支墩，其優(yōu)點(diǎn)為支架變形小，無(wú)須預(yù)壓；缺點(diǎn)為支撐材料用量較大。南京馬汊河85m跨PC連續(xù)剛構(gòu)梁橋建成

4、后的情景。 為節(jié)省支架費(fèi)用，有的工程采用三角支架臨時(shí)錨固，支架直接與墩身預(yù)埋件焊接。一般0#塊可分兩次澆筑，第一次澆筑底板及部分側(cè)壁（倒角處），第二次澆筑的砼及施工荷載由第一次澆注的砼結(jié)構(gòu)承受。 掛籃懸澆施工時(shí)，要考慮箱梁節(jié)段的最大重量。對(duì)掛籃的要求為結(jié)構(gòu)受力合理，施工簡(jiǎn)便可靠。正式懸澆前，須對(duì)掛籃進(jìn)行荷載試驗(yàn)。其作用有二：一是保證使用安全，二是消除掛籃加荷后的非彈性變形，測(cè)定彈性變形值，立模時(shí)給出預(yù)留。 掛籃的預(yù)壓加載可用吊水桶方法，主要檢查掛籃主桁架的受力及變形量以及后錨系統(tǒng)的安全性。 為保證施工掛籃的安全，應(yīng)驗(yàn)算掛籃在空載行走狀態(tài)和砼澆筑狀態(tài)時(shí)的傾覆穩(wěn)定（穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5）。 圖為掛

5、籃的后錨構(gòu)造，后錨通常用精軋螺紋鋼筋做錨桿。掛籃操作注意事項(xiàng)：（1）砼強(qiáng)度達(dá)80 %后方可張拉預(yù)應(yīng)力筋；縱橫向預(yù)應(yīng)力后方可張拉預(yù)應(yīng)力筋；縱橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成前，不可脫離底模。（2）行走軌道時(shí)，后錨筋不允許松動(dòng)、拆除；（3）掛籃行走對(duì)稱、緩慢進(jìn)行，專人統(tǒng)一指揮，做好行走記錄，應(yīng)連續(xù)行走到位；（4）保證每一根行走軌道有不少于三根反壓梁，至少兩根處于錨固狀態(tài)；（5）所有用于后錨及反壓梁的精軋螺紋鋼筋必須逐根用千斤頂張拉檢驗(yàn)，保證其設(shè)計(jì)的錨固力。懸澆線形控制： 懸澆過(guò)程中，影響橋梁線形的因素有：不斷增加的箱梁自重荷載、砼徐變、預(yù)應(yīng)力作用以及日照引起的溫差等。措施為會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理及監(jiān)控單位做好各節(jié)段的

6、動(dòng)態(tài)控制。 （1）精確按監(jiān)控單位給出的立模高程立模，砼澆筑過(guò)程中及時(shí)調(diào)整模板，消除掛籃發(fā)生的彈性變形；（2）測(cè)量應(yīng)注意日照、水氣影響，定時(shí)觀測(cè)； （3）認(rèn)真做好已澆段高程觀測(cè)，及時(shí)報(bào)送監(jiān)理、設(shè)計(jì)及監(jiān)控單位；（4）均衡施工。合攏段的施工。連續(xù)梁橋頂推法施工 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋頂推法施工是沿橋縱軸方向，在橋臺(tái)（或引橋）后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)澆筑梁段，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，施加力，向前頂推，空出底座繼續(xù)澆筑梁段，隨后施加預(yù)應(yīng)力與先一段梁聯(lián)結(jié)，直至將整個(gè)梁段澆筑并頂推完畢，最后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁橋。短跨徑情況下，不設(shè)臨時(shí)墩直接頂推長(zhǎng)跨徑情況下，設(shè)臨時(shí)墩支頂推，或設(shè)拉撐架頂推 由于施工過(guò)程中的彎矩包絡(luò)圖與成橋后運(yùn)營(yíng)狀

7、態(tài)的彎矩包絡(luò)圖相差大，頂推施工過(guò)程中常采用設(shè)置導(dǎo)梁、臨時(shí)支墩，縮小頂推跨徑。 重慶萬(wàn)州大橋?yàn)殇摴荑旒軜?，主?孔120m，兩邊跨各75.4m，總長(zhǎng)510.8m。采用組拼和連續(xù)頂推法施工，在主墩和臨時(shí)支墩上每墩設(shè)兩條滑道，滑道頂面鋪不銹鋼板，桁架下弦節(jié)點(diǎn)墊滑塊。鋼管砼系桿拱橋施工 下承式系桿拱橋在江蘇得到大量應(yīng)用，解決了江蘇軟土地基上拱橋拱腳的推力問(wèn)題。缺點(diǎn)為河流通航高度不夠。 蘇州的齊門(mén)橋?yàn)殇摴茼殴皹蚺c預(yù)應(yīng)力箱梁橋的結(jié)合，跨度為50m，箱梁的高度減至最低，以取得最大通航高度。 大跨徑鋼管砼拱橋目前主要采用纜索吊裝-斜拉扣定施工法，在國(guó)外較早應(yīng)用，屬無(wú)支架施工，其思路為借助鋼骨架階段吊裝的扣索來(lái)

8、調(diào)整砼澆筑階段內(nèi)力。通過(guò)扣索的張放，給拱肋施加一定量的拉力，減小應(yīng)力，控制變形。1.京杭運(yùn)河大橋主橋簡(jiǎn)介京杭運(yùn)河大橋主橋簡(jiǎn)介 京杭運(yùn)河大橋的主橋主孔跨徑235m，邊孔跨徑57.5m，主橋全長(zhǎng)，主橋全長(zhǎng)350m。主橋采用上承式和中承式系桿。主橋采用上承式和中承式系桿拱組合，主孔為自錨式鋼管砼中承式系桿拱橋，邊孔為鋼筋砼主拱肋構(gòu)成的上承式拱橋。主拱肋按1:5.71的斜率在橫斷面上向橋軸心線傾斜，呈提籃型。2. 主跨鋼管拱的施工方案選擇：（1）滿堂支架法 需要大量支架材料，現(xiàn)場(chǎng)焊接鋼管桁架條件差，影響質(zhì)量，且運(yùn)河封航，無(wú)法實(shí)施；（2）纜索吊裝法 纜索吊裝法是原設(shè)計(jì)單位擬定的方案，將鋼管桁架分為14節(jié)

9、，單節(jié)重量55t，工廠預(yù)制水運(yùn)到位，利用纜索系統(tǒng)進(jìn)行垂直吊裝。該法工藝成熟，并有專用施工機(jī)械。缺點(diǎn)為臨時(shí)索塔高達(dá)94m，組拼難度大，空中拱肋對(duì)接操作復(fù)雜，臨，組拼難度大，空中拱肋對(duì)接操作復(fù)雜，臨時(shí)地錨處于軟土地面，錨體耗用材料多。（3）三大段吊裝法 主跨結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)內(nèi)力計(jì)算，在考慮運(yùn)河航運(yùn)要求的條件下，劃分為邊段成橋水平跨徑60m，中段成橋水平跨徑115m。邊段利用鷹架懸臂拼裝，中間段細(xì)分小節(jié)在工廠預(yù)制，河邊預(yù)拼，整體浮運(yùn)到橋位，利用鷹架和液壓提升系統(tǒng)將中間段提升就位。該法在美國(guó)俄勒岡州的FremontBreidge采用過(guò)。缺點(diǎn)為中間須采用臨時(shí)系桿，存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。（4）轉(zhuǎn)體施工法 轉(zhuǎn)體施工法根

10、據(jù)平面劃分：平轉(zhuǎn)施工法、豎轉(zhuǎn)施工法，平轉(zhuǎn)加豎轉(zhuǎn)施工法。（3）三大段吊裝法 主跨結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)內(nèi)力計(jì)算，在考慮運(yùn)河航運(yùn)要求的條件下，劃分為邊段成橋水平跨徑60m，中段成橋水平跨徑115m。邊段利用鷹架懸臂拼裝，中間段細(xì)分小節(jié)在工廠預(yù)制，河邊預(yù)拼，整體浮運(yùn)到橋位，利用鷹架和液壓提升系統(tǒng)將中間段提升就位。該法在美國(guó)俄勒岡州的FremontBreidge采用過(guò)。缺點(diǎn)為中間須采用臨時(shí)系桿，存在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。（4）轉(zhuǎn)體施工法 轉(zhuǎn)體施工法根據(jù)平面劃分：平轉(zhuǎn)施工法、豎轉(zhuǎn)施工法，平轉(zhuǎn)加豎轉(zhuǎn)施工法。京杭運(yùn)河主橋最終采用豎轉(zhuǎn)施工法施工。方案的主導(dǎo)思想為： 三個(gè)階段：支架上拼裝、鋼管拱豎轉(zhuǎn)、合攏段吊裝。 優(yōu)點(diǎn)：解決了提籃式拱橋的安裝線形，提高了安全感，桁架焊接質(zhì)量有保證；施工過(guò)程體系內(nèi)力能控制，施工設(shè)備自動(dòng)化程度高；施工中可合理布置支架，不影響運(yùn)河航運(yùn)。京杭特大橋豎轉(zhuǎn)施工技術(shù)方案主要技術(shù)參數(shù)：（1）主跨度：235m 主拱高度：58.75m（2）豎轉(zhuǎn)角度：26（徐州側(cè)）、25（連云港側(cè)）（3）1號(hào)索組最大索力4758KN，2號(hào)索組最大索力3172kN。（4）豎轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)提升速度2m/h，預(yù)計(jì)半跨豎轉(zhuǎn)8h完成。3. 鋼管砼拱橋的施工監(jiān)測(cè)鋼管砼拱橋施工監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容為：溫度監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、位移（撓度、軸線監(jiān)測(cè)）等。（1）對(duì)各主拱肋拱腳進(jìn)行變位監(jiān)測(cè)，以確定拱座