悬臂浇筑梁桥0块新型托架施工工法.docx

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1、悬臂浇筑梁桥0#块新型托架施工工法1前言大跨径的变截面连续梁桥和刚构桥一般采用悬臂浇筑法进行施工，其中0#块是悬臂浇筑施工的中心块件同时又是体系转换时的控制构件，是悬臂施工中一个非常重要的阶段，也是施工中的一个难点。0#块单体施工高度最高、一次性硅浇注方量最多，为高空大体积混凝土作业，距离地面或水面高度大，结构复杂技术难度大，常用施工方法为墩旁牛腿托架法和钢管落地支架法。360省道高淳西段改扩建工程S360NJ-1J1标花奔大桥主桥第四联采用三跨(54+87+54)m预应力混凝土变截面单箱双室连续箱梁结构。在这座桥梁施工中，南京市路桥工程总公司积极开展技术创新，摸索出一种改进型的墩旁托架施工方

2、法一新型装配式HD202型高抗剪贝雷托架施工法。该方法克服了传统型钢牛腿托架安装、预压困难、材料损耗大，仅能一次使用、摊销的缺点。选用装配式新型高抗剪贝雷托架，其支撑体系受力明确，安全性高，既能满足0#块施工的需要，接长后又可以作为挂篮底盘安装的施工平台，省时省力，费用相对较低，经济效益良好。为进一步完善、推广0#块新型托架施工工艺，结合花奔大桥0#块施工的实践，编制了以下施工工法。2工法特点2.0.1施工安全、质量可靠采用新型装配式HD202型高抗剪贝雷托架代替传统三角形型钢托架，充分利用了高强镒钢的材料特性提高了结构的整体刚度，在保障0#块托架施工安全的同时最大限度地减小了托架形变，避免了

3、因托架结构强度低、变形挠度大而导致的混凝土开裂，进而保证了工程实体质量。2.0.2费用低、速度快选用新型托架代替常规落地支架，解决了高墩和水上作业的施工难题；通过预埋、对拉钢构件销接贝雷片，托架安装更快捷，减少了大量的焊接工作。此外高抗剪贝雷片为工厂加工定型产品，便于后续周转利用，材料损耗小，节省费用。2.0.3拓展应用广，实用性强新型托架采用高抗剪贝雷片因其悬臂刚度大，前端双耳接头内插入接长贝雷的凸樟并安装平、竖框架以及联系横梁、临边围护即可形成挂篮底盘装、卸的施工平台。托架的贝雷及对拉预应力粗钢筋拆卸后可作为承重、抗拉构件反复投入后续临时结构施工。2.0.4节约预压成本缩短预压周期0#块施

4、工支架预压常规采用堆载预压，加载物一般为水箱、土袋，分级加载时普遍存在加载过程繁琐、缓慢，资源浪费等现象。创新性的采用液压油顶顶推墩顶反压贝雷组则可显著简化加载过程，同样起到预压效果。常规堆载预压需组织大量土袋、水箱分级加载、卸荷，装卸工作量大且预压周期一般长达10天左右。液压油顶+贝雷组反压预压法则仅需准备液压油顶及油泵，预应力粗钢筋及反压扁担梁，从准备到卸载拆除仅需半天时间即可同时、精准地完成2个T构贝雷托架的预压工作，大大缩短了预压周期。3适用范围新型装配式HD202型高抗剪贝雷托架适用于各类悬臂浇筑梁桥的0#块施工，尤其在高墩、水上作业或地势陡峭、地基软弱、施工工期紧、预压资源匮乏等情

5、况下，具有广泛的适用性。4工艺原理4.0.1新型0#块托架新型贝雷托架主要由高抗剪贝雷梁、锚固系统、分配梁、底模等部分组成。高抗剪贝雷梁上弦杆端部的凸棒由铭镒钛钢销子销接于Q345b钢制锚固件上，下弦杆支承于墩侧下锚板上，锚固件则通过预应力粗钢筋对拉锁定在墩身两侧形成托架纵向平台。托架平台上依次设置前、后横梁、调节楔形块、纵向分配梁以及组合底模。托架设计根据0#块的荷载，经受力分析，合理选择布置贝雷片的数量和间距，确保强度及刚度满足设计和规范要求。对钢构预埋件按抗剪强度和局部抗压强度进行检算，对拉预应力粗钢筋则作抗拉强度验算。托架单侧高抗剪贝雷共计布设3组：边、中、边每组采用4排贝雷，通过水平

6、、竖向撑架形成框架整体，并用M20高强螺栓固定，贝雷中心间距25+23+25cmo前、后横梁采用双拼工字钢，纵向分配梁为132a工字钢，纵梁顶面铺设大面组合钢模作为底模。托架结构详见图4.0.1-1图4.0.1-3o图4.0.1-2贝雷托架立面图图4.0.1-3贝雷托架施工照片4. 0.2液压油顶反压预压0#块托架液压油顶+贝雷组反压预压法其原理为：组装同等强度的反压贝雷组，通过反压梁、预应力粗钢筋锚杆锚固在墩顶，反压贝雷组与托架之间前后横梁位置设置液压油顶与垫梁，利用油顶加压顶升，在反压贝雷组的临空限制下油缸伸长后下压托架模拟0#块施工时托架的实际受力情况从而测量出托架的变形参数，检验托架的

7、稳定性与承载力以达到预压的目的。5施工工艺流程及操作要点4.1 施工工艺流程施工准备墩身钢筋、模板安装锚板加工锚板预埋墩身混凝土浇筑HD202型贝雷安装托架预压T反压装置甚0#块施工托架拆除锚板槽孔封闭5. 2施工工艺及操作要点6. 2.1贝雷托架上、下预埋锚板加工及预埋1锚板加工托架上、下锚板均由专业钢结构加工厂按图纸加工生产，锚板所用钢板均为Q345b材质。下料前所有钢板送有资质的检测机构进行原材料检验。各类零件采用数控自动切割下料，销孔在像床上加工，保证销孔直径为50mm,误差W0.5mm.各类零件采用二氧化碳气体保护焊焊接牢固。整体检查验收时重点检查开孔尺寸及平面位置以确保其与墩身接触

8、的大面平整，边角无毛刺。锚板的耳板、凸樟均应与锚面钢板焊接牢固，并重点检查焊缝的宽度、长度以及有无可见裂纹、咬边等质量缺陷，同时对所有焊缝进行超声波探伤检测。上、下锚板构造图见图52.1-1、图5.2.2-2。U6丹.r，衣YC#yVTQI0IIIO：IeII：IIIjTI1JIj二E1JPJ1T-t-TIuuIIIU1!M1N1M1Mti1030X360。EmQ3412IoJO160(80)X4Omn12310J019017044IMXIKOOmm059OX4OXI2mm16g图5.2.1-1上锚板构造图号一a2IST0产WI口IrrIII1I1I一一九2mtSJt-J1SJ10AaARJM

9、W必t!11000X250X20tnm034%12tOOOX94X2(hwI3129X140X2OrMn449R0(94)K2mm851.：:匕；心川1图5.2.2-2下锚板构造图2锚板预埋为确保托架预埋锚板位置的准确，锚板放样定位在墩身模板上，根据设计位置，在墩身模板上开孔，利用锚板的大面钢板代替模板，以使锚板与墩身混凝土紧密结合，保证锚板凸棒混凝土处的局部承压。主墩墩身施工时，为避免墩身主筋与锚板对拉精轧螺纹钢冲突，可局部适当调整主筋间距，并在锚后设置防裂钢筋网片。锚板对拉杆选用极限抗拉强度为785MPa的J132预应力粗钢筋，对拉杆应与锚板垂直与凸樟上的剪力销孔平行且不得剪切，锚固螺母用

10、力矩扳手拧紧、紧固到位。墩身混凝土浇筑时注意预埋件位置混凝土应充分振捣密实。5.2.2高抗剪贝雷片安装墩身模板拆除且混凝土强度达到2530Mpa后，安装贝雷组。HD202型高抗剪贝雷桁架外形尺寸为：3.0482.134m,桁架单元为米字型，上下弦杆采用2:10,竖杆和腹杆采用5X60X8Omm的空心方钢组焊而成，弦杆、腹杆以及阴、阳接头材质均为Q345C,单片桁架重353kgo桁架内各节点采用T505X型专用焊条焊接，弦杆材料的屈服强度一=345Mpa,容许应力1=276MPa,弦杆容许压力N=528KN,单片桁架单元容许剪力QH=348kN,容许弯矩M=27kN四片贝雷为一组，通过水平、竖向

11、撑架形成框架整体，采用汽车起重机和倒链配合人工安装，贝雷片与上锚板销接，贝雷销打入后，插入保险插销以防止销子脱落。贝雷组底部支承于下锚板上，弦杆与下锚板之间的空隙用薄钢板塞紧密。3组贝雷安装完成后相邻贝雷组之间应在悬臂端设竖向剪刀撑以增强托架的整体稳定性。安装时应保证贝雷梁顶面水平。5.2.3横梁、纵梁及底模安装托架前、后横梁采用双拼型钢加工，放置在贝雷组竖向弦杆位置处，采用U型骑马螺栓与贝雷组连成一体，以保障横梁整体受力和抗倾覆稳定性。横梁上按设计位置放置132a纵梁和底模（挂篮的底盘系统）。横梁与纵梁、纵梁与垫梁以及垫梁与楔块采用焊接固定避免失稳。安装横梁、垫梁及纵梁时均应采用水准仪复测其

12、顶面高程，发现局部脱空、不平整等现象均应及时作加固处理。5.2.4托架拆除托架的拆除按安装的逆序进行，先打出贝雷销，吊出贝雷组，再松开对拉杆螺母，吊出锚板，最后采用高标号水泥砂浆将预留槽孔封闭。5.2.5托架预压为了检查托架的承载能力，减小和清除托架的非弹性变形及收集托架弹性变形量，在托架安装纵梁、底模前对0#块托架支承体系进行预压。花奔大桥0#块托架预压采用油顶+贝雷组反压的方式检验托架的稳定性与承载力。1预压结构形式主墩两侧高抗剪贝雷托架安装完成后，前、后横梁以上依次安装40Ot液压油顶、2cm垫板、3132工字钢垫梁、反压贝雷组以及反压扁担梁和锚杆。单个反压贝雷组由10片HD202贝雷组

13、成，为五排单层型，贝雷接长后通过墩顶的临时固结预应力粗钢筋(785级J132)锚固于临时支座顶。贝雷组锚固系统包括反压梁与预应力粗钢筋锚杆，反压梁设2道，采用2145a工字钢加工，每道反压梁由4根J132预应力粗钢筋锚固锁定(单根0.75o=473.5KN)。0#块托架预压结构简图见图5.2.5T图5.2.5-3o图5.2.5-1托架预压结构剖面图图5.2.5-2托架预压结构立面图图5.2.5-3托架预压施工照片2预压方法及技术要求D加载前准备工作反力贝雷组、垫梁、反压梁、锚杆根据设计计算确定其型号与数量。反力贝雷组安装就位后，需用螺旋顶分别对称对每根锚杆预加250300kN的锚固力，将贝雷组

14、锚固锁定于临时支座顶。张拉设备经检查、标定后运至现场就位，油顶放置在托架与反力贝雷组之间，油管接长油泵置于空旷安全地带。布设监控点，测量前、后横梁以及托架的顶面高程。设置安全保护实施，用钢丝绳将托架与反压贝雷组联系保护。做好测量仪器、仪表及记录表格等准备工作。落实操作人员，并组织测量、张拉操作技术交底2）加压荷载0#块预压加载总量按梁体重量的12倍考虑，建模模拟计算出前、后油顶的加压荷载。油顶采用YCWMOD型穿心式千斤顶，标定后根据回归方程计算对应的压力表读数。3）分级加载分级加载主要目的是控制加载速度，便于观测托架变形随荷载变化的规律，同时有利于预压加载的安全。一般分四级加载，每级加载为总

15、荷载的30%o4）级间间歇时间分级加载级间间歇时间，根据钢结构试验的有关资料显示，其加载后的变形基本稳定时间一般在5min左右，实际操作时可按510min控制。5）变形及变位观测0#块托架变形及变位观测的主要项目为贝雷托架上下弦杆的变形挠度以及上、下锚板变位。水准观测点主要布置在托架顶面，距前、后横梁30cm处，配合塔尺、倒尺观测；上、下锚板的变位主要通过全站仪观测，反光标贴监测点布置于构件正面。6）观测方法变形观测采用水准仪测量，测量标记点并记录每点的初始标高值H1,每级加载结束稳定5min后立即进行观测各测量点的标高值压，满载后千斤顶保压稳定IOmin后开始观测，连续观测3次，每次间隔3min,当累计沉降量小于3mm时可视为托架已稳定并可以卸载，测量卸载前各测量点标高值也，在卸载后测量出各测量点标高值H4。非弹性变形通过