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合拢阶段,将继续发生以下因素产生的连续挠度:
a、合拢段混凝土重量及配重作用;
b、模板吊架或梁段安装设备的拆除;
c、张拉连续预应力束的作用;
在以上过程中,同时还会发生由于混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力筋松驰、孔道摩阻预应力损失等因素引起的挠度。
Ⅱ、预拱度计算
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基本假设:
a、混凝土为均质材料。
b、施工及运营过程中梁体截面的应力бh<0.5Ra,并可认为在这种应力范围内,徐变、应变与应力成线性关系。
c、叠加原理适用于徐变计算,即应力增量引起的徐变变形可以累加求和。
d、忽略预应力筋和普通钢筋对混凝土受力及变形的影响。
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预拱度计算:
在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变差异将连续刚构梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即:浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致,在每一时段都对结构进行一次全面的分析,求出该时段内产生的全部节点位移增量,对所有时段进行分析,即可叠加得出最终预拱度值。
Ⅲ、节段前缘施工标高确定
施工标高确定:
节段前缘施工立模标高Hi由两部分(设计标高Hi′和综合预拱度fi)组成,即:设计标高Hi′=H0+△Hi
挂篮变形计算:
主跨施工采用自行设计的挂篮,其变形包括:桁架弹性变形、前吊带弹性变形及非弹性变形。
⑷、边跨现浇段、边跨箱梁压重施工
边跨端部4.82m长梁段采用满堂红碗扣式支架法就地浇筑,
扣碗式支架的搭设:扣碗式支架具有结构简单、受力明确、稳定、整体性好等优点。带齿接头具有可靠的自锁能力。故决定采用满堂红扣碗式支架。
模板系统:底模均采用特制大块钢模板,并用侧模包底模的方法进行。侧模采用0#块模板和支架,内模采用钢木组合模板,内外模用拉条相拉。
支架的预压和预留高度:支架用等重量的土袋进行预压,压载时间自压载结束到开始卸载为48小时,从开始加载就要布设好观测点,观测次数为加载前、加载一半时、加载完成、加载12小时、加载24小时、加载48小时、卸载一半时、卸载后共8次。根据观测的数据,分析、推断出弹性变形和非弹性变形。通过预压将非弹性变形消除,根据弹性变形结果控制支架的高度。
钢筋安装、安装波纹管、拆模:(同悬灌部分)。
②引桥上部结构设计采用25m后张法预应力箱梁,0#-12#块浇注完成,左边跨进行合拢段施工的同时,进行箱梁安装、浇筑横隔板接缝、连续段及桥面砼,使其连成整体。施工完成后拆除落地支架,在箱梁端产生压重。
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⑸、合拢段施工
本合同段采用挂篮悬浇的预应力连续结构桥梁合拢段长均为2m。
合拢是本桥施工体系转换的重要环节,合拢施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形,控制合拢段的施工误差。
在悬臂段和现浇段梁体完成之后,即可进行合拢段的施工。
本桥由于边跨处有较大的空间,故边跨合拢段采用满堂红扣碗支架现浇合拢。施工时拆除边跨挂篮并解除边跨其它荷载,在中跨配重,接长现浇支架,并将其与悬臂梁端固接,使悬臂端及现浇段与落地支架有相同的变形。在设计要求的温度范围内完成边跨的合拢。
对于中跨合拢段,施工中拆除中跨一端的挂篮,另一端挂篮前移,完成篮底,外模板的安装。然后在中跨两悬臂端加配重,并焊接劲性骨架,并进行钢筋的绑扎、模板和波纹管的安装。在设计要求的温度范围内进行合拢段混凝土的浇注,同时将压重逐渐的解除。待合拢段达到设计强度的90%后进行预应力钢束张拉。
跨中合拢段混凝土未达到设计强度的90%之前,不得在跨中范围内堆放重物或走行机具。最后拆除挂篮。
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⑹、梁体预应力施工
连续预应力箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。
①张拉机具
本桥根据预应力筋张拉吨位选择与之相匹配的张拉千斤顶:张拉纵向钢绞线用YCW型千斤顶,张拉横向钢筋用YG60型千斤顶,张拉竖向钢筋用YCW60型千斤顶。油泵采用与之配套的ZB4-和ZB3/63型油泵。在千斤顶、油泵、压力表校验合格后,对配套标定的千斤顶、油泵、压力表要进行编号,不同编号的设备不得混用。
②波纹管施工
采用符合真空压浆工艺得塑料波纹管,所有纵向预应力管道必须设置塑料内衬管时才允许浇筑混凝土,内衬管外径可比波纹管内径小3~4mm。波纹管安装时,必须按坐标位置正确定位并用铁丝将波纹管与钢筋托架牢固地绑在一起,以防浇注混凝土时波纹管上浮而引起严重的质量事故。同时,还应防止振动棒碰撞及电焊火花烧伤管壁。波纹管接头必须用套管旋紧,保证有相互重叠,并沿长度方向用两层胶布在接口处缠5cm左右。压浆排气孔的设置对于长束(大于60m)和长曲线束(大于50m),在其中间和最高点位置设置压浆排气管道。排气管用钢管,并将其引出梁顶面40~60cm。排气孔在施工时要用胶部将孔口封住。
③预应力张拉
穿钢绞线前,使用高压水冲洗和检查管道。钢绞线的下料按设计长度和预留工作长度下料。采用砂轮切割机切割,严禁采用电焊烧割。按设计钢束编号编束,挂牌存放。中短钢束穿入端绑扎紧密后用人工穿入管道,长钢束采用卷扬机拖拉穿束。
当砼达到设计强度的90%后,按对称、平衡的原则进行张拉。
待所有安装就绪后并经现场技术人员检查、试机一切处于正常状态下方可正式开机张拉。
对低松驰钢绞线、预应力钢筋一般可按以下程序张拉:
开机加压到初应力→作量测标记→缓慢逐级加压至设计油压并量取各级伸长值→σcon(持荷2min锚固)→锚固卸顶。总伸长值为L=L1(实测)+L2(推算),L2=2×(各级平均伸长值)/0.1张拉力
底板张拉时按先张拉长束、后张拉短束的顺序进行。
预应力钢筋的张拉采用交叉单端单根张拉锚固的方法。
预应力张拉以延伸量和张拉吨位双控。当预应力张拉到设计应力时计算实测伸长值与理论值比较差值应控制在+6%~-6%时即可回油锚固,否则应重拉。每次张拉应有完整的张拉记录,且应在监理在场的情况下进行。
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④管道压浆
管道压浆采用真空压浆技术,施工流程如下:
Ⅰ、检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况,施工平台等措施,检查封锚及孔道密封工作,高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。
Ⅱ、每压浆二至三孔作为一组,每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道,以减小孔道对浆液的阻力。
Ⅲ、两端抽真空管及灌浆管安装完毕后,关闭进浆管球阀,开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.Mpa至-0.08Mpa,继续稳压1分钟后,开启进浆管球阀并同时压浆。
Ⅳ、压浆:对于圆管,从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5分钟零10秒左右,各管道比较一致;对于扁管,灌浆历时2分钟30秒左右,各管道也比较一致。
Ⅴ、补压及稳压:真空泵、灌浆机停机,将抽真空连接管卸下,将出浆端球阀关闭,用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散,露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时,从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆,再持续补压稳压过程中,水泥浆由浓变稀,由稀变清,由流量大至滴出清水,此时灌浆及压力表稳定在0.8-1.0Mpa。补压稳压结束,关闭球阀。补压稳压历时3分钟。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。
Ⅵ、转入下一孔道压浆。
Ⅶ、每班应制作不少于3组水泥浆试件,用以评定水泥浆强度。
Ⅷ、夏季施工,尽量选择在夜间气温较低时压浆。当气温低于+5℃时,不得进行管道压浆。要求压浆后48小时不受冻。
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移动模架法施工预应力砼连续梁
1、移动模架构造
移动式模架由钢箱梁主梁、前后导梁、横梁、推进台车、内外模板、支撑托架、临时支墩、轻型门吊、平台及爬架等组成。
(1)支撑托架
在桥墩两侧安装支撑托架,共3套。它是整个移动模架结构的支撑,每一个托架主要包括两个悬臂板梁、斜撑及支撑于承台上的钢立柱,并通过8~10根φ32精轧螺纹钢施加预应力和墩身固定。每根预应力筋可施加KN力。
在支撑托架的顶面有两条不锈钢板滑道供推进台车横向往近滑动,另外,支撑托架一直装至墩身的承台标高,也就是说,MSS模架T自重和混凝土及施工荷载都通过支撑托架支撑在扩大的基础承台上,单付支撑架20T,拆散后较重的上滑道梁有10T,一般用汽车吊拆转拼装,其接地钢立柱分4M、2M、0.5M、0.25M几种形式,可灵活搭配组合。
(2)主梁
主梁为承重结构。一套移动支架系统由两组主梁组成,分别安装在混凝土箱梁两翼缘板的下方。单组主梁各由8节钢箱梁组成,节与节之间以高强螺栓及钢板相连,梁高4m,宽2.0m,总长60m。钢板厚度12~30mm。内侧栓接横梁,顶面设置了一系列插销孔,方便安装支撑外侧模和翼缘板的模板,底模支撑在横梁上,所有外模系统都通过螺杆支撑依附在主梁上,并通过螺杆支撑调控模板定位尺寸,另外,在主梁内侧的前后支点处有牛腿,可以扩散应力并使千斤顶都处在墩身中心线,在后支点附近另设有门吊点,以通用于不同桥梁跨径及悬臂端的施工后支点方式。
(3)横梁
横梁高度1.8M,栓接在主梁的内侧下部,与主梁联成整体后连同主梁一起横移纵移,横移分开与合拢,合拢后用φ32的短精轧螺纹钢将左右两侧的横梁联结,所以说,横梁将两个主梁沿桥轴横向联成整体,同时使底模经螺杆支撑落在横梁上,这里的螺杆支撑约有40CM的活动调节余地,使之适合混凝土箱梁的横坡以及调节逐跨可能变化的与主梁相关的预拱度,再者,MSS移动模架的设计意图也心须先装好底模,然后给外侧模板和全部内模提供支承,而且横梁联结主梁后,提高了全副主梁的横向稳定性。
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(4)模板系统
①底模使用周期长,用整体大钢模板组成,长度4~6M,面板厚6MM,骨架间距50CM,加劲梁用30号工字,通过螺杆支撑在横梁上,用螺杆支撑调节其标高和拱度。底模模架移动前应卸落,并同横梁一起向外侧横向移动到纵向滑移位置。
②外侧模支承在主梁上。外模包括外侧模和翼板模,长度4~6M,板厚6MM,骨架间距50CM,加劲梁用30号工字。通过螺杆支撑固定在主梁上,用螺杆支撑调节其位置和标高。
③内模采用可伸缩拖拉纵移结构。模板全部采用钢模,每节长度为4米,第一次安装时用汽车吊逐节吊装,浇注混凝土后脱模时分为20米一节,逐节拖拉出箱梁内孔。
(5)推进台车
推进台车处在固定不动的支撑托架与主梁之间,它是完成主梁的横移和纵移的功能部件,高度1.2M,长2.4M,宽1.3M,下设四个滑动支点,可使推进台车横向滑动,上设四个内侧滚动轮和一个外侧滚轮,可承载来自主梁轨道的1.5MN荷载,其特点是利用七个大小不等的杠轴承体系倒置成金字塔,上层四个轴承,中层二个轴承,下层一个大轴承,保证了主梁在5%的纵坡范围内四个滚轮平均分配荷载,一套MSS共配备六个标准的推进台车。
(6)导梁
导梁装在50M主梁的两端头,用万能杆件拼装而成,前导梁前段有8M长下部弦杆标高抬高,方便导梁伸上前方支撑托架。整个MSS移动支架全长达到M,这样才能克服纵向移动时主梁随处变化的倾覆力矩,导梁为导向作用,让轨道由轻至重逐渐进入推进台车的滚轮;能起减轻主梁的作用,主梁本身T属薄壁箱梁结构,不应当考虑用于较小弯矩的范围,于是导梁以长细杆空间结构取而代之。
(7)平台
MSS是一套悬空的庞大的简支承重结构,在完成各种操作时必须完全保证人身安全和方便施工操作的问题,设置了充分必要的行人走道,在主梁前悬臂端还增设了一个小平台,在小平台上能够方便内模的安装。
(8)门吊(10T)
门吊安装在预应力混凝土的悬臂(通常7.8M)端上,在门吊上戴好20根φ36精轧螺纹钢,精轧螺纹钢的下端锚结在主梁上,它的作用实质上就是减小MSS的受力跨径7M,同时因门吊位置靠近悬臂端而减小了新老混凝土结合断面的挠度,保证新混凝土初凝过程不致产生裂纹,也减轻了主梁的弯矩。
(9)临时支墩
临时支墩采用万能杆件拼装而成,首先将现场地基处理碾压好,然后使用15cm厚C20混凝土硬化处理,再拼装支墩万能杆件。在支墩顶上放置2*2-[36作枕垫并作横向联结。
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模架安装及前移施工步骤
(1)模架安装:
①支撑托架的制作和临时墩的拼装施工;
②安装支撑托架及横移和推进系统;
③组拼纵向主梁。它由逐节拼装组成。使用吊车吊装至设计长度。纵向主梁应安装在同一条直线上,保证在移动支架时,满足支架刚度和强度要求。
④横梁安装调整,底模(纵.横加劲肋及面板)安装,调整标高;
⑤安装外侧模,调整标高,上紧可调丝杠支撑;
⑥绑扎底板和腹板钢筋,安装预应力束,安装内模;
⑦绑扎顶板钢筋,检查合格后浇筑箱梁砼。
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(2)模架前移:
本模架一次浇筑一孔,待该孔箱梁混凝土浇筑,预应力钢束张拉及压浆完成后,再前移模架,其步骤如下:
①前支承托架安装;
②侧模卸落并向外侧横移;
③底模卸落并同主梁、横梁一起横移到外侧;
④拆除模架所有与现浇箱梁的联系;
⑤设置风缆并拉紧、加载平衡重;
⑥布设牵引系统及转向滑轮;
⑦启动牵引系统,稳定缓慢地移至下一浇筑孔位。
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3、模架施工顺序
每移动一次模架只浇注一孔。
(1)开始端一跨浇筑
第一次模架浇筑长度为:第一孔长度加第二孔7m。模架原位安装并预压后,浇注第一跨现浇箱梁混凝土。
(2)中跨浇筑
待第一跨现浇箱梁张拉压浆完成后,移动模架纵移到第二跨待浇梁段位置,浇注第二跨混凝土。
已浇梁段与主梁临时锚固。为减少第二次浇筑梁段主梁挠度,可将已浇筑梁段的两端用高强螺杆与主梁临时锚固,移架前再解除。