預應力混凝土T型剛構橋掛籃懸澆施工的撓度控制
2010-05-19 

1 某橋掛籃懸澆施工的過程簡述

    某橋為3跨預應力混凝土T型連續(xù)剛構橋型結構,箱梁采用縱、橫、豎3向預應力體系。主橋每個墩上構箱梁分23個箱段施工,其中懸澆塊為20段,懸澆塊段長分別為3m、3.5m和4m。其中懸澆最重塊段為1#塊,重184t左右。每個墩投入4套掛籃施工,每個墩左右幅各2套對稱平行作業(yè)施工。橋主橋連續(xù)箱梁施工用掛籃采用從挪威引進的“建橋者”掛籃技術加工制作的NRS250型掛籃進行懸澆施工。

    掛籃拼裝就位后,即可進行模板的安裝。模板安裝完畢,接著進行載重預壓,預壓重量與梁體及施工荷載的總和等重。同時測量掛籃的撓度變形,再根據(jù)掛籃的撓度變形對掛籃的標高進行調整,設置一定的預拱度。掛籃經(jīng)預壓調整后即可進行砼澆筑,砼澆筑嚴格按設計要求兩側懸澆塊體對稱均衡進行加載,偏載不超過設計要求,因此兩節(jié)塊砼需基本對稱才可以進行澆筑,使得砼澆筑不偏載或偏載在設計要求范圍之內。施工中,無論在澆筑階段、掛籃移動階段或掛籃拆除階段都必須保持對稱平衡施工。待混凝土強度達到8O%設計強度時,即可進行預應力的施工,預應力張拉時按設計要求先長束、后短束。待一組懸澆塊施工完成之后,再重復上述步驟進行下一組梁體的懸澆施工。

    2 掛籃預壓施工

    本橋的掛籃本身的變形,作為結構懸澆施工撓度控制中必須考慮的一個重要因素,因此,掛籃預壓就是撓度控制的一個必須步驟。掛籃在梁頂拼裝完成后進行試運行操作及預壓測試。掛籃各部位液壓系統(tǒng)的試運行在梁段內進行,確保運行正常后,前移就位錨固好,調整到施工l#塊梁段狀態(tài),以進行掛籃預壓測試。掛籃預壓的目的:檢測掛籃的剛度、驗證掛籃的可靠性;消除其非彈性變形;測出掛籃在不同荷載下的實際變形量,畫出荷載-彈性變形曲線,以便在撓度控制中修正立模標高。

    預壓加載的方式,可采用內外加載法相結合,方法如圖l所示。

圖1 預壓加載示意圖


    對前橫梁可采用外力加載,即采用鋼鉸線作為施力索,1 端錨固于承臺的預埋環(huán)上,上端錨固于掛籃收籃的前下橫梁上,并在前橫粱設施力千斤頂。后橫梁采用內力加載,即在掛籃底籃后橫粱與0#塊梁段底板間設施力千斤頂。則預壓加載可通過千斤頂液壓油泵的壓力表控制加載重量。加載應逐級進行,即5O%、70%、100%、120%,最大加載荷載為最重施工塊段的1.2倍。并用精密水平儀觀測掛籃各個部位的變形值,觀測點布置在前上橫梁各3個點,前下橫梁各3個點并觀測主桁前端的撓度、兩斜拉鋼帶的受力變形情況及吊桿的受力。加載過程中記錄好各級荷載作用下掛籃的變形量并繪制出變形曲線。通過計算出掛籃的彈性變形,來獲得掛籃施工各塊段時立模標高修正控制數(shù)據(jù),以控制好箱梁懸澆的撓度。

    3 對掛籃原體觀測

    掛籃撓曲能夠在預抬高值中占有相當比例,且懸臂節(jié)段重量不斷變化,施工過程中需觀測每一節(jié)段掛籃在澆注混凝土前后相對錨固端的變形,根據(jù)變形值確定下一節(jié)掛籃預抬高值。為便于指導施工,并為懸澆施工的高程控制提供依據(jù),在施工過程中,對組裝好的掛籃,在一節(jié)梁段的懸澆施工過程中進行原體觀測,實測拄籃主要部件的內力和變形,并驗證設計參數(shù)和承載能力。

    施工中所引起掛籃變形的主要原因有:各構件受力后引起的彈性變形,特別是主桁架及前吊點鋼帶的變形;連接螺栓與螺栓孔之間產(chǎn)生的相對滑移造成的變形;鋼軌與枕木的彈性與非彈性壓縮引起的前吊點下?lián)隙取?br />
    若梁段的重量及長度變化時,掛籃前端的豎向變形也會有所增減,但由于本工程的掛籃剛度較大,變化不會很大,可在施工中進行監(jiān)測及調整。掛籃在梁段懸澆施工的過程中,底錨及中間的吊帶受力比兩邊的吊帶大,在澆注完底板及部分腹板的混凝土后,增加的重量大部分由掛籃的底錨承擔。在施工中,應注意底錨和箱梁底板的可靠錨固。

    4 箱梁懸澆施工標高控制

    本橋的立模標高控制值=箱梁頂面設計標高+設計施工預拱度+掛籃自重及澆注砼后的變形值±日照溫差修正值。立模標高具體可參考式確定為

    Hi=H0+fi+(-rim) +fm +fi

    式中:Hi為待澆筑段箱梁底板前端點處掛籃底盤模板標高(張拉后);H0為該點設計標高;fi為本施工段及以后澆筑的各段對該點撓度影響值,該值由設計提供,但須實測后進行修正,修正值約為設計值的0.6~0.9;fire預為本施工段頂板縱向預應力束張拉后對該點的影響值,由設計提供,但須實測后進行修正,修正值約為設計值的0.8~1.0;fm籃為掛籃彈性變形對該施工段的影響值,在掛籃設計和加載試壓后得出;fx為由徐變、收縮、溫度、結構體系轉換、二期恒載、活載等影響產(chǎn)生的撓度計算值,其中徐變、收縮值可按一個月內完成的節(jié)段考慮,如一個月澆筑4節(jié)段,則其值分別按前4段的理論計算值的0.25、0.1、O.07、0.05計算,此值在晝夜平均氣溫為l5℃以下時接近實際,當氣溫在20℃ 以上時明顯偏小,需進行修正。

    5 懸臂箱梁變位的監(jiān)控方案和主要措施

    為加強對本橋的懸臂箱梁變位的監(jiān)控,工程的項目部應成立專門的監(jiān)控小組,隨時對大橋的施工變化情況實施有效的控制。監(jiān)控的過程是一個倒裝、正裝交替的過程,目的就是為了消除對監(jiān)控不利的影響因素,在施工過程中采集必要的數(shù)據(jù),通過檢測和計算、分析,對懸澆梁段的標高、偏位給予調整與控制,以滿足設計要求。

    6 結語

    多年來,大跨度連續(xù)剛構箱梁的掛籃懸臂施工工藝已日趨成熟,其關鍵是施工撓度的控制。施工中,找出撓度變化的規(guī)律,并在施工中及時予以調整,相信是可以將撓度偏差控制在較理想的范圍內。

 


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