高速铁路(客运专线)桥涵施工技术讲稿二(nxpowerlite

高速铁路(客运专线)桥涵施工技术讲稿二(nxpowerlite内容摘要：

常是选择的依据。 挂篮的设计首先要决定箱梁的分段长度。 节段大、分段少，施工速度快，但每次浇筑混凝土数量多，要求挂篮的承载力大，节段短，则一切相反。 因此要权衡利弊综合考虑。 我国一般采用节段长度为 2～ 5m，最长达 8m。 挂篮的横断面布置，取决于桥梁的宽度和箱梁的横断面形式，当梁宽在 10m 以内时， 44 全断面用一个挂篮即可，当梁宽在 15m 以上而横断面又为双箱梁时，用两个挂篮分别浇筑两个单箱可能较为灵活。 挂篮设计荷载有：模板重量 ；震捣器重量及振捣力（约为震捣器自重的 4 倍），施工人员、千斤顶及油泵重量；最大节段混凝土重量、挂篮自重及平衡重等。 挂篮一般按钢结构计算方法计算，因它为可移动支架且属高空作业，在设计上要有足够的安全度，抗倾覆安全系数不宜小于 2。 挂篮计算内容应包括挂篮各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的变形和倾覆稳定计算。 计算应按两个挂篮连成一体时、空载走行时、灌筑梁段时等几种情况分别进行。 图 3－ 7a 为两挂篮连成一体时的计算图式，图中Ｐ为拟灌筑梁段重量， P P P3为挂篮自重及施工设备等的重量，由此可求得Ｎ、Ｒ １ 、Ｒ 上 、Ｒ 下 及各杆件的内力。 图 3－ 7b 为挂篮空载走行时，绕Ｂ点作倾覆稳定计算图式，要求抗倾覆稳定系数不小于，并由此确定所需要的平衡重量Ｎ。 图 3－ 8 为灌筑梁段时，后锚及纵梁后端已锚固在已成梁段上，挂篮的计算荷载应包括梁段重、机具设备、施工人员等全部重量，依此确定锚杆及挂篮各杆件的内力。 挂篮的变形主要计算挂篮在最大荷载作用下挂篮前端的挠度值（包括弹性与非弹性变形），挂篮设计时应预留下沉量，以抵消可能有的挠度值。 挂篮吊架在灌筑梁段中所产生变形的调整，可采用调整前吊杆高度的（吊杆两侧设干斤顶起顶） 办法，也可采用预压重调整办法（随梁段混凝土灌筑释放压重），也可通过装在后锚梁处的千斤顶起顶，使挂篮前端上抬等，以免新老混凝土的连接处产生裂缝。 高速铁路 对挂篮的要求比较严格，挂篮的设计除应符合强度、刚度及稳定性要求外，尚应满足下列要求： ①悬臂吊架应有向前走行（滑移）设备。 ②施工挂篮行走时，其抗倾覆稳定系数不小于2。 ③挂篮总重量的变化，不应超过设计重量的10％。 ④浇筑悬臂梁段时，可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上。 ⑤支承平台后端横梁，可锚固于已浇筑梁段底板上。 ⑥挂篮吊架在浇筑梁段中所产生变形 的调整， 图 3－ 7 挂篮计算图式 （ a）一体时 （ b）空载走行时 图 3－ 8 挂篮灌筑梁段时计算图式 45 可采用调整前吊杆高度办法，也可采用预压配重调整办法。 4. 0块施工托架及墩顶临时锚固措施 悬臂施工时，其在桥墩正上方的的一个节段（即墩顶梁块），习称 0＃块，其钢筋构造复杂，力筋管道也较多，施工较困难； 0＃块又是安装挂篮的基地，一般和其左右相邻的两节段（ l＃和 1′ ＃块）同时浇筑以扩大地盘， 1＃与 1′ ＃与 0＃块同时施工时须设托架； 0＃块也是传递接点弯矩（悬臂两端不平衡力矩）至桥墩的区域，应与桥墩刚接。 对于刚架桥因其梁和墩都是刚接，不需作任何处理，对于连续梁或其他梁墩分离的桥型则需将梁和墩临时刚接。 （ 1） 0＃块施工托架 悬臂施工法中桥墩顶部的梁体块件因混凝土体积大，一般都要就地灌筑，同时为了拼装挂篮，往往对悬臂根部节段也与墩上 0 号块一同就地灌筑，为支撑这部分重量，就需要在桥墩两侧搭设临时支承托架。 当桥墩较低时，支架可支承在桥墩承台或地基上（图 3－9），桥墩较高时，则可利用桥墩锚设托架（图 3－ 10）。 托架的作用一是保证墩上两侧悬臂的平衡，二是作为灌筑墩顶梁段的支承平台。 在计算托架时必须考虑对悬臂产生不平衡力矩的因素。 ①作用在梁体和挂篮上的顺桥向风力，风压按 8MPa 计算； ②灌筑时两端悬臂 上的不平衡震动力，可按每台附着式震动器 9kN 计； ③两悬臂端灌筑混凝土的数量差异，一般可按 1～ 2m3 考虑； ④走行在两端悬臂上的吊篮相互不等距离所引起的作用力，不与②、③两项组合。 图 3－ 10 0＃块托架 图 3－ 9 0＃块支架 46 除考虑以上力外，采用托架浇筑梁段时要考虑由于托架弹性、杆件连接缝隙、地基沉降、模板变形等因素，防止灌筑梁段时因托架下沉而混凝土出现裂缝。 为此应提高托架的刚度、拧紧各节点螺栓减小托架上部结构变形、对托架进行预压、梁段采取分段灌筑预留变形缝等措施，或托架预先挂水箱边灌筑混凝土边放水。 （ 2）支座临时锁定 当桥墩与梁的联接形式是绞接支 座时，支座不能承受施工中产生的不平衡力矩。 故需要采用临时措施以保证悬臂的平衡，一般采用以下三种方法：第一种方法是将梁与墩用预应力筋临时固结，拼装完毕后切断。 第二种方法是梁段与桥墩两侧的托架联结固定。 第三种方法是在桥墩的一侧或两侧设置临时支墩。 图 3－ 11 所示为在悬臂托架上梁支座两侧各安放两个千斤顶，用以平衡施工产生的不平衡力矩。 图示每千斤顶的最大支承力为 ，施工采用 200t 千斤顶。 顶上装油压表，用以测定施工中两不平衡情况。 用在墩顶边沿设临时钢筋混凝土支墩锁定桥梁的情况见图 3－ 12。 临时 支座一般用 400号混凝土。 为便于拆除，临时支座上下用硫磺砂浆或油毡纸等作隔离层。 拆除时用喷灯烧化硫磺砂浆。 也可用静态爆破等其他方法。 5. 混凝土的灌筑 采用挂篮悬臂法灌筑混凝土时，挂篮组拼后，应作载重试验，以测定挂篮前端各部件的变形量，同时消除其永久变形。 施工时应对每一梁段前端分别在灌筑前后和张拉前后按设计提供的挠度值进行测定，以控制设计预拱度，同时应进行桥梁中轴线的测定（中线偏差不得大于 5mm），混凝土的配合比、灌筑顺序及震捣方法，应严格按施工工艺操作，梁段灌筑应自悬臂端向后分层铺灌震捣。 挂篮在梁段灌筑 时的弹性变形，应分次进行调整，每次调整值为 4～ 6mm 并不得超过实际下挠量。 在合拢段施工过程中，由于昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收缩、水化热影响，已完 图 3－ 11 用千斤顶临时锁定支座 图 3－ 12 用砼墩临时锁定支座 47 成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系的转换及施工荷载等因素影响，因此，需采取必要措施，以保证合拢段的质量 ： 1． 合拢段长度选择。 合拢段长度在满足施工操作要求的前提下，应尽量缩短，一般采用1． 5～ 2． 0m。 2．合拢温度选择。 一般宜在低温合拢，遇夏季应在晚上合拢，并用草袋等覆盖，并加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。 3．合拢段混凝土选择。 混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早达到设计要求强度，及时张拉预应力束筋，防止合拢段混凝土出现裂缝。 4．合拢段采用临时锁定措施，采用劲性型钢或预制的混凝土柱安装在合拢段上下部作支撑，然后张拉部分预应力束筋，待合拢段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。 为方便施工，也可将劲性骨架作预应力束筋的预留管道打人合拢混凝土内，将劲性钢管安装在截面顶板和底板管道位置，钢管长度可用螺纹套管调节，两端支承在梁段混凝土端面上，并在部分管道内张拉预应力筋，待 合拢段混凝土达强度要求后，再张拉其余预应力束筋。 也可在合拢段配置加强钢筋或劲性管架。 5．为保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重 (或称压重 )，加配重要依桥轴线对称加载，按浇筑重量分级卸载。 如采用多跨一次合拢的施工方案，也应先在边跨合拢，同时需经大量计算，进行工艺设计和设备系统的优化组合。 悬臂灌筑施工的周期一般为 6～ 10d，依节段混凝土的数量和结构复杂程度而定。 在悬臂施工中如何提高混凝土的早期强度，对缩短施工周期关系极大，一般可采用由快凝水泥配制的强 度为 C30～ C60 的混凝土，在自然条件下灌筑 30～ 36h 后，混凝土强度可达到设计强度的 70％左右。 悬臂施工法的主要缺点是梁体不能与墩台平衡施工，梁段砼的加载龄期短，对砼收缩、徐变影响较大。 6. 悬臂施工的桥面标高控制 悬臂浇筑施工控制是桥梁施工中的一个难点，控制不好，两端悬臂浇注至合拢时，梁底高程误差会大大超出允许范围 (公路桥梁挠度允许误差为 20mm，轴线允许偏位 10mm)，既对结构受力不利，且因梁底曲线产生转折点而影响美观，形成永久性缺陷。 国内一些单位对悬臂施工采用计算机程序逐段控制已在大跨径桥梁施工 中应用并取得令人满意的结果，达到国际水平。 悬臂浇筑大跨径桥梁施工过程中，由于有许多因素的影响，施工中的实际结构状态将偏离预定的目标，这种偏差严重的将影响结构的使用。 为了使悬臂浇筑状态尽可能达到预定的目标，必须在施工过程中逐段进行跟踪控制和调整。 采用计算机程序控制，可提高控制速度和精度。 应用计算机程序进行跟踪控制的步骤为： 1．将施工中实际结构状态信息如量测的标高、钢束张拉力、温度变化、截面应力，以及设计参数的实测值，如混凝土、钢材的容重和弹性模量，构件几何尺寸，施工荷载，混凝土的徐变系 数等输入计算机程序。 2．通过对各种量测信息的综合处理，得到结构的误差。 3．对成果进行判断，决定是否要采取有效措施来纠正已偏离目标的结构状态。 纠正措施 48 可采用调整浇筑梁段的标高，改变预应力束的张拉次序，改变张拉力等办法。 通过上述每个节段反复循环的跟踪控制调整办法，使结构与预定目标始终控制在很小误差范围内，最后合拢时，可达到理想目标。 悬臂梁段在浇筑前后和预应力张拉前后应按设计要求进行严格的梁体线型控制，控制标准应符合《暂规》的规定：桥梁轴线偏位：177。 10mm；桥梁顶面高程：177。 10mm。 7. 悬臂灌筑法施工实例：泰和赣江特大桥。