余姚姚东大桥技术交流讲演告-前支点挂篮悬浇施工技术交流 (NXPowerLite).ppt

姚东大桥主桥 前支点挂篮悬浇施工技术交流,广西公路桥梁工程总公司余姚市姚东大桥项目经理部,本项目工程位于浙江市余姚市，起于古路头至郭姆段公路终点（起点桩号为k9533.4），终于本路线与寺慈线交叉处（终点桩号为k12200），路线全长2.667km。包括特大桥一座、小桥一座、中桥一座，姚东大桥主桥桥梁工程位于桩号k11620处，是双塔双索面斜拉桥，跨径组合为68m140m68m，桥长276m，主跨跨越余姚江通航深水区域，边跨跨越两岸大堤，通航净空7m。,1、工 程 概 况,图1、主桥桥型布置图（单位：米）,图2、主桥桥型截面布置图（单位：米）,二、主桥结构介绍,（1）孔位布局 姚东大桥采用双塔三跨式布置，这是斜拉桥中最常见的孔跨布置方式，在这种桥型中，边主跨的比例非常重要，通常边主跨比一般小于0.5，这不仅是要从视觉上清楚地表现主跨，更重要的是受力上的要求，因为边主跨之比与斜拉桥的整体刚度、背索的应力变幅有着很大的关系。边跨较小时，边跨主梁的刚度较大，拉索较短，刚度也就相对较大，那么边跨对索塔的锚固作用就大，主桥的刚度也就相应增大，在一般城市桥梁中合理的边主跨之比在0.40.45，姚东大桥主桥的边主跨比为0.48，略大于我们所说的合理边主跨。,（2） 结构体系 姚东大桥采用的是塔梁固结体系，其特点是将塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。主梁的内力和挠度直接同主梁的弯曲刚度比值有关。这种结构的优点在于显著减小主梁中央段的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小，缺点是容易使主梁在墩顶处转角位移过大，引起塔顶产生较大的水平位置，从而显著的增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩，所以此类桥梁结构的跨径相对较小，主塔高度不大，姚东大桥在设计上选择索塔为矮塔。 （3）索塔布置 大桥索塔为采用四柱式，柱直径为2.2m，桥面以上塔高35m，上下游索塔间不设横梁，这满足了斜拉桥的受力要求，同时兼顾当地历史文化、环境。,（4）索面体系 大桥拉索设计为竖琴式双索面密索体系，每个索塔有10对空间索，基本索距6m，这样以来，作用于桥梁上的扭转可由斜拉索的轴力来抵抗，对梁体抵抗风力扭振也特别有利，同时密索体系索距小，主梁弯矩小，易于换索。 （5）主梁构造 主梁采用边主梁结构，梁顶断面全宽30m，节段基本长度6m，边肋基本宽度1.8m，梁高2.1m，从外形上看像一个型结构，在边跨设有6m长的实体段。,三、主要施工方法介绍（上部结构） 根据主梁构造特点，我们制定施工方案，0#块采用支架现浇施工，标准段采用前支点挂篮施工，边跨现浇段采用支架施工，合拢段现浇采用吊架施工，斜拉索安装采用塔吊配合卷扬机系统施工，这里重点介绍一下前支点挂篮施工； （1）前支点挂篮的原理是利用斜拉索作为挂篮前支点牵引索，将后支点挂篮的悬臂状态改变为前支点挂篮的简支状态，从而减小挂篮的挠度和弯矩，提高挂篮的承载能力，适应较长节段砼悬浇施工。单个前支点挂篮系统重120t，模板系统和其它施工荷载约30t，单节砼自重280t，挂篮部分荷载与砼自重比为0.53.（偏大）;根据挂篮各部位的功能是不一样的，总体上挂篮可以分为；承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、模板系统等组成。下面分别介绍各组成部分：,1、承载平台 承载平台是挂篮的主体结构，由支承悬浇荷载及模板体系的平面刚架和挂腿组成。平面刚架由三横梁、二纵梁以及横梁间联系桁架组成。两侧主纵梁前端开槽，在主纵梁上设置以斜拉索锚固点为中心的圆弧形承力面。满足斜拉索不同的角度对主纵梁锚固的影响。 2、牵索系统 牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形成前支点；在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵索系统由张拉机构及张拉杆连接器组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚固定在垫块总成上。垫块总成可沿主纵梁头部曲梁内导轨上下滑动并锁定，因而实现前支点空间位置的可调整。,3、行走系统 行走系统实现挂篮空载迁移功能，由顶推机构、行走滑鞋及行走反滚轮组成。行走滑鞋支承挂篮。顶推机构由两台穿心千斤顶构成，穿心千斤顶尾端作用在行走滑鞋上，把行走滑鞋作为反力座，推动挂篮前移，行走滑靴在主梁顶面辅设的滑轨上滑动。 行走反滚轮设置在挂篮的后部，由两个承重25t的平滚组成，挂篮行走时作为后支点，配合顶推机构施工，同时平衡挂篮行走时的前倾力。挂篮行走时由挂腿承受空挂篮及所有模板系统荷载。,4、定位系统 定位系统实现挂篮浇筑前的定位，由前支点、挂腿、后锚杆、后支点千斤顶及止推机构组成。挂篮行走到位后由挂腿处的千斤顶顶升就位，后支点千斤顶放置在主纵梁尾部，调整挂篮前端的竖向标高，此时张拉斜拉索，止推机构承受斜拉索张拉力中的水平分力，阻止挂篮后退。 当挂篮行走中前端产生横桥向偏移时，可在挂篮后横梁与桥主梁主肋间设反向顶推予以调整；当挂篮挂腿中心线处产生横桥向位移时，在挂篮挂腿与桥主肋间加反向顶推。,5、模板系统 模板系统作为一个独立系统，主梁和横梁砼底模分别以挂篮主梁和前横梁直接作为支撑，在其上铺6mm钢板作为底模板；为减轻挂篮重量，节段砼内侧模及顶板底模均采用竹胶板作为模板，顶板处，模板用钢管架作为支撑，以i16为基础，铺于k撑上，顶板底模在挂篮行走时拆除，挂篮就位时重新安装。,（2）施工工序 主梁总体施工流程为：安装挂篮调整挂篮搭设内模钢管架安装底模预压卸载钢筋绑扎索导管及波纹管定位安装侧向模板砼施工砼养护预应力施工斜拉索施工体系转换前移挂篮 挂篮施工中，均处于两种状态：行走状态和浇注状态。 行走状态 1）脱模落架； 2）放松张拉千斤顶并拆除张拉千斤顶与斜拉索的连接； 3）拆除止推机构，接长钢板滑道，安装行走限位； 4）拆除后锚杆组，拆除前挂腿竖向和侧向限位，放松后锚点千斤顶， 5）调节前挂腿千斤顶，挂篮下降，挂腿落至钢板滑道上； 6）行走反滚轮与桥面纵梁砼接触； 7）安装牵引机构，将挂篮前移并定位。,浇筑状态 1）利用行走千斤顶调整挂篮纵向位置； 2）利用挂篮侧向千斤顶调整挂篮横向位置； 3）止推机构安装 4）顶升前挂腿，调平挂篮； 5）顶升后锚点位置千斤顶，调整挂篮竖向位置； 6）安装后锚梁、后锚杆，预紧锚杆并旋合螺母； 7）调整挂篮，使挂篮精确定位，并满足预变形要求；挂索与连接牵索机构，形成挂篮前支点，并第一次张拉斜拉索， 8）绑扎钢筋，浇筑砼；浇筑50节段砼，第二次张拉斜拉索，完成砼浇筑，待强度达到设计要求后进行体内预应力张拉，最后进行第三次张拉并体系转换。,（3）挂篮施工,挂篮花架安装,挂篮安装现场,挂篮主梁与花架通过节点板连接，形成挂篮承载平台,挂腿安装，用36颗8.8级高强螺栓连接上下挂腿，并顶紧挂腿。,顶升后锚点千斤顶，调整挂篮标高,安装后锚杆,挂索,斜拉索锚固于牵索系统,斜拉索初张后的止推装置,本桥构造及力学性能复杂，确保施工仿真分析的准确性和施工质量是工程的关键。采用midas/civil2006和桥梁博士3.0对该桥进行施工过程的前进与倒退仿真分析，通过分析计算可以得出各施工阶段的内力、应力与位移。确定施工控制参数，并随施工进度不断进行调整。施工监控由同济大学负责监控；作为施工方我们主要提供挂篮的变形情况，为了准确的反映挂篮的变形情况，我们按照砼浇筑顺序进行预压。,挂篮预压,立模施工,绑扎钢筋、安装预埋件等,砼浇筑,等强度，张拉体内预应力进行第三次斜拉索张拉，体系转换。,调节挂腿千斤顶，下放挂篮。,挂篮前移,调整挂篮横向偏位,顶升挂篮,在砼主梁标准段施工时，重复以上施工步骤,（1）挂篮预压 挂篮预压的目的是检查挂篮的安全性能，消除挂篮的非弹性变形，根据预压模拟挂篮在悬浇各施工工况下的变形参数，修正挂篮抗弯刚度；在预压过程中我们按实际挂篮使用工况进行模拟，发现挂篮的横向扭转过大，通过在挂篮挂腿处加精扎螺纹钢来约束后，使挂篮变形大幅度减小。,四、施工心得,（2）止推装置 施工过程中，止推装置担负着抵抗斜拉索水平分力的作用，我们是采用钢棒穿过砼主纵梁来作为止推装置的主要受力构件，因为在作止推钢棒预留孔时一定要很长精确。,（3）索导管定位和挂篮临时锚垫板定位 索导管定位和挂篮临时锚垫板定位一定