成果介绍
1、前言预应力混凝土连续梁桥结构体系具有变形小、结构刚度好、抗震能力强等优点,其主要截面形式是箱梁截面,有单箱单室截面、单箱双室截面。一般是采用悬臂浇筑法施工,是在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。主要设备是一对能行走的挂篮,挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动,绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施加预应力都在其上进行。完成一段施工后,挂篮对称向前各移动至下一节段,进行下一节段梁体施工,循序前行,直至悬臂梁段浇筑完成。悬臂浇筑法自1953年问世以来,其操作工艺已经相当成熟,国内一般挂篮施工节段工期在12天左右(混凝土养护7天张拉),有时可以控制到10天左右(混凝土养护5天张拉),这是在经过严格控制且不出意外的情况下才能做到的理想节段周期。工程施工过程中往往没有那么理想,理想工期经常受制于很多外在因素,如人为考虑不周、材料跟进不到位、安全质量监管不严、资金不到位等,都有可能造成工期的延误。以金沙洲大桥扩宽工程为例, 该工程属于桥梁拓宽项目,在既有的旧金沙洲大桥进行桥面拓宽,主桥为主跨径(93+138+93)米变截面预应力混凝土连续箱梁桥,桥梁全宽***米。主桥采用挂篮悬浇施工工艺进行施工,共分17个节段(不包括合龙段),单个节段长为3m~***,0号块长12m,合龙段长2m,由7#、8#轴主墩分别向两侧对称悬浇施工。主桥上部结构施工主要分为7#、8#轴0号块施工,主桥1~17号梁块悬浇施工,边跨现浇梁段施工,边跨及跨中合拢段施工。由于该工程对通车节点工期已确定,留给主桥连续箱梁的施工时间仅有220天,这段时间内要完成的施工任务包括0号块、挂篮拼装、1~17号节段、边跨合龙、体系转换、中跨合龙施工,这就要求对各工序施工过程中的控制要相当到位。2、项目研究背景挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架,其锚固悬挂在已施工的梁段上,在挂篮上可进行下一梁段的钢筋、模板、混凝土、预应力张拉及灌浆等作业。完成一个梁段的施工后,挂篮即可前移并固定,进行下一梁段的悬臂施工。很多项目在进行挂篮施工时,采取的对待方式是被动的,按部就班的方式,有时连挂篮的设计也采取抄袭旧的设计结构,完全不考虑是否能符合待施工梁体结构形式,等到安装时或者施工过程中才发现篮架位置、尺寸有误,遇到问题后才进行修改,白白浪费工期;有时是施工过程中没有计划性,导致材料采购不及时,经常出现工人等材料的情况;有时是对质量安全控制不严,施工过程中经常出现混凝土试块不合格,要花时间进行结构实体检测,或者由于安全管理不到位,发生安全事故,就得花时间进行整改。以上所讲,是目前挂篮施工过程中发生工期拖延的普遍原因。悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术就是以快速为目的,从挂篮设计时就提前介入,采取预判式选型设计,在施工过程中严格控制各工序安全质量,把握衔接时点,将工序搭接时间控制到最短,以此提高工效,缩短节段周期。3、 国内外研究现状目前,对挂篮施工工艺上的研究文献是不少,但对挂篮成套技术以提高工效,缩短工期为课题进行研究的还没有找到。根据查新结果显示,涉及连续箱梁施工技术有以下几篇相关文献:①、《一种用于加固PSC连续箱梁桥的斜拉桥结构及施工方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,主要介绍了一种用于加固PSC连续箱梁桥的斜拉桥结构及施工方法。②、《深厚软基路段现浇连续箱梁的模块化施工方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,主要介绍在深厚软基路段现浇连续箱梁的模块化施工方法。③、《用于连续箱梁桥施工的支撑装置及标高调整方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,所述标高调整方法通过千斤顶对混凝土现浇箱梁施加预顶力,以调节混凝土现浇箱梁的标高,有利于预应力混凝土边跨合龙高差控制和调整。④、《连续梁悬臂施工挂篮交错安装施工方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,解决连续梁悬臂施工0#段挂篮安装位置不足,使得挂篮无法正常安装的问题,采用挂篮主构架交错安装的技术方案来解决。⑤、《全封闭式挂篮及采用该挂篮进行混凝土悬浇的施工方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,所述的封闭防护系统包括挂篮顶盖和挂篮周边防护结构,封闭防护系统和底模平台一起围成全封闭的施工孔径。能适应施工下方为高速公路、铁路运营线等要求挂篮不能在上方拆除的场合。⑥、《铁路箱梁翼缘板下挂篮施工方法》,该篇文献出自中国专利信息中心,施工挂篮采用角钢焊接而成,有两部分组装而成,上支承部分与梁面结构固定,下挂部分下挂操作平台通过锚栓孔用高强度螺栓与上支承部分拼接。查新结论是本项目针对桥面拓宽工程的施工,提出了一套创新施工方法:1、采用预判式挂篮设备选型设计方法,提前预测操作过程中可能遇到的各种阻碍因素;2、采用轴承式后挂代替钢板式后挂,降低摩擦力,确保两个后挂走行速度一致,防止偏篮或卡篮;3、调整砼配合比,添加外加剂,提高砼前期强度和弹性模量;4、采用刚吊带固定底模板,刚吊带上打限位孔,先采用大型吊装设备对模板进行粗调,再使用2台千斤顶配合起落扁担梁进行微调,保证施工进度要求等,并结合施工现场,总结成一项“悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术”,该研究具有新颖性。4、 项目研究的意义和目的目前工程建设越来越规范化,以前普遍是因为建设方的原因导致工期延误,例如征地拆迁、建设资金不到位等,工期可以一拖再拖。在建筑环境形成规范化后,建设方对合同工期把控更加严格,悬臂连续箱梁桥的关键工期在于挂篮部分,如果不对挂篮成套技术开展快速施工,很难完成目标工期,很容易就会造成工期延误,导致受建设方处罚。本研究课题刚好可解决此问题,对于施工单位来说,对悬臂连续箱梁桥挂篮快速施工成套技术形成具有指导实际生产的施工工法是刻不容缓。5、本技术的创新点本技术的主要创新点有以下几点:①、预判式挂篮设备选型设计;②、挂篮主桁架后挂采用轴承式后挂;③、调整挂篮标高微调施工方法;④、调配混凝土配合比,使其5天弹性模量及强度达到设计规范要求。
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