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1、 铁路移动模架箱梁施工作业指导书 目录 一、工程概况.-2-二、简支箱梁总体施工方案.-2-三、移动模架造桥机施工总体方案.3 四、MSS32-900 移动模架造桥机工作原理简介.5 五、MSS32-900 移动模架造桥机设计施工图.10 六、MSS32-900 移动模架造桥机现场组拼施工说明.10 七、MSS32-900 移动模架预压施工方案.18 八、支腿、主梁、底模预拱度的调整和设置施工方案.22 九、底模、侧模、内模的安装施工方案.23 十、钢筋加工及安装施工.24 十一、箱梁混凝土施工.26 十二、梁片养生方案.28 十三、预应力张拉和锚固施工.28 十四、移动模架造桥机移动过孔施工
2、.31 十五、梁片生产周期分析表.31 十六、梁片生产设备配置表.32 十七、梁片生产专业工班人员配置表.33 十八、梁片生产原材料用量一览表(一片梁用量/32m).34 十九、质量保证措施.35 二十、安全保证措施.40 二十一、应急预案.44 一、工程概况 时速 200Km/h 新建客货混运铁路。桥址地形平坦,地貌视野开阔。前溪特大桥和潘郎特大桥结构形式为钻孔桩基础、圆端形墩柱以及箱梁结构的有碴轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁。两座桥的简支箱共计有 210 片。其中潘郎特大桥简支箱 32m 共计有 177 片,24m 共计有 10 片;前溪特大桥简支箱 32m共计有 21 片,24m 共
3、计有 2 片。梁体截面类型为单箱单室简支箱梁,梁端顶板、腹板局部向内侧加厚,底板分别向内、外侧加厚。桥梁宽13.0m,桥梁建筑总宽13.4m。32m的简支箱梁长为32.6m,计算跨度为 31.1m,24m 的简支箱梁长为 24.6m,计算跨度 23.1m.跨中部分梁高 2.8m,支点部分梁高 3.0m,横桥向支座中心距 4.7m。梁体线形控制:扣除自重影响后预应力产生的上拱度:直线梁为 14.47mm,曲线梁为 15.06mm;静活载挠度:直线梁为 7.60mm,为跨度的 1/4092,曲线梁为 7.59mm,为跨度的 1/4097;反拱的设置:理论计算跨中反拱值为 22.5mm,其他位置按二
4、次抛物线过渡。梁体混凝土采用强度等级为C50 的混凝土。封锚采用强度等级为 C50 的无收缩性混凝土,挡碴槽、遮板、电缆槽竖墙及盖板混凝土强度等级为 C40。梁体重量约 800t。梁体施工方法为移动模架现浇法。二、简支箱梁总体施工方案 根据总工期的要求,采用一套 MSS32-900,两套 ZQJ32 移动模架造桥机进行梁片施工,以确保工期目标。图 1 箱梁施工工艺流程图 三、移动模架造桥机施工总体方案 简支箱梁采用下承式移动模架(MSS32-900)造桥机进行逐孔现浇施工。箱梁混凝土总体浇筑方案为混凝土由拌和站集中拌和,混凝土输送泵和混凝土泵车进行浇注。梁片混凝土养生采用蒸汽并覆盖土工布浇水养
5、生。梁片预应力张拉采用两端同步张拉,并左右对称进行,分预张拉、初张拉(待梁体混凝土强度达到设计值 80%)和终张拉(待梁体混凝土强度和弹性模量达到设计值后、龄期不少于 10d)三个阶段进行。现场随机取样,试件制作 试件压试 移动模架过孔、模板定位与调整 底板、腹板钢筋,预应力筋的安装 安装内模板 安装顶板、翼缘板钢筋和预应力筋 安装各种预埋件 浇筑箱梁砼 波纹管检查、制索穿索 砼浇筑前检查 预应力索坐标放样样,波纹管检查 养护(蒸汽)张拉、压浆 移动模架前移过孔,进行下孔施工 砼集中拌和 砼运输车运输,泵送入模 砼配合比设计 为节约成本,减少不同作业面的交叉干扰,保证个施工作业面、个施工工序的
6、同步、有序进行。原材料、小型机具的的储存,钢筋加工、混凝土部分的输送均利用已经制好的梁片上进行。在浇注梁片的第一跨处,设置上梁马道。图 2 移动模架施工工艺流程图 落架、卸模 滑移至下一孔 移动模架系统组装 模板调整,预拱度设置、施工放样 绑扎底、腹板钢筋,布置预应力钢束 支立内模 绑扎顶板钢筋,布置顶板预应力钢束 浇筑混凝土及养生 张拉预应力钢束及压浆 四、MSS32-900 移动模架造桥机工作原理简介 移动模架造桥机是世界桥梁施工的先进工法,施工时无需在桥下设置模板支架,而采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承外模板,两主梁通过牛腿支架支撑在桥墩承台上,通过推进小车、液压系统、电气系统等作为
7、自行整体移动的依托,而完成逐孔现浇梁片的造桥设备。1、移动模架造桥机合模施工状态(横端面)2、移动模架造桥机开模施工状态(横端面)3、移动模架造桥机过跨状态 4、模板的调整 移动模架造桥机预拱度的调整是施工中重点,移动模架造桥机挠度值的来源要考虑周全,挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动模架造桥机的挠度值主要有三部分组成:a、混凝土自重产生的挠度值;b、预应力钢束张拉产生的反拱值,支点间按抛物线计算;c、牛腿压缩产生的变形值。5、荷载预压 造桥机拼装完成后,首先根据计算书中提供的理论挠度值进行预拱度调整。共调整 10 组横梁下面支撑在主梁箱梁体内的支撑螺旋千斤顶。模板预拱度调整完成后即可进行
8、预压试验。荷载采用砂袋,钢筋,散砂、配重块堆载的等载预压方法,通过先底板,再腹板,最后堆载翼板的顺序进行,总荷载量控制在 32m跨箱梁 790T(扣除梁端头各 1.3m 的范围)左右(浇注的混凝土量为 315.2m3),持荷时间 24 小时即可,最多不超过 48 小时,通过测量计算出堆载前后的实测变形挠度值。对比理论挠度值与实测挠度值的差值,修正理论计算预拱度值,以此作为第一孔箱梁浇注时的预拱度值。荷载预压也可采用胶囊充水的方法进行,优点是可以较好的模拟出混凝土的侧压力,加载卸载方便快捷。缺点是成本太高。6、混凝土的浇筑及模板的行走 每孔桥上部箱梁浇筑完混凝土并张拉预应力钢束后,将第三对牛腿预
9、先用吊机、拖车倒运安置在下一孔的桥墩上,然后通过液压缸使纵梁下移并向外横移带动外模脱离桥身,用液压缸顶推纵移模板至下一孔,然后再向内横移带动外模合拢,连接横梁连接销,调好位置后,安设底板及腹板钢筋、预应力钢束、安装内模板,顺即安设顶板钢筋及预应力钢束,全部工序验收合格后浇注箱梁混凝土。箱梁混凝土整孔一次浇注完成,由悬臂端向已浇梁段推进。MSS 滑移支架具有周转次数多,周转时间短,使用辅助设备少的特点,减少了人力物资的浪费,特别适用于多跨现浇箱梁施工,既保证了工程质量,又能加快施工进度,且能在不中断桥下交通的情况下,保证施工现场的文明施工和安全施工,在现代化的桥梁施工中的应用日益广泛。7、移动模
10、架技术参数表 表 1 MSS32-900 移动模架造桥机主要技术参数表 名 称 性 能 参 数 备 注 支承方式 桥面下支承 承载能力 32 米箱梁自重及施工阶段其他荷载 其他荷载的计入根据最新铁路施工技术规范 适用范围 同时满足 32m、24m 及等多种跨度 及其过渡跨的连续箱梁的原位安 装现浇混凝土施工 现浇箱梁最大浇注长 度及桥梁顶宽 最大浇注长度 32.6m(桥宽 13.4m)一次浇注箱梁的最大(重量不含施工荷载)850 T 现浇箱梁最小平曲线半径 1600m 允许现浇箱梁纵向最大坡度 4.0%允许现浇箱梁横坡 4%整机纵向移位速度 1m/min 整机横向移位速度 0.5 m/min
11、驱动方式 电液控制驱动方式(含高压液压站)动力条件 AC 380V;50HZ 设计施工周期 移动模架造桥机移位、就位以及模板 的调整到位等共需时间需控制在8小 时以内完成 主材最大应力 安全系数2 纵向顶推能力 360KN6 台 系统横移开模顶推能力 300KN12 台 系统落模顶升能力 2600KN0.35m12 台 移动模架对墩身的 最大受力 垂直力:约 23400KN=6800KN;纵向水平力:约 150KN 施工时适合的净高(梁底到承台顶面)3 米 外模分合 主梁带动外模升降和侧移 外模调节 通过调节横梁的标高和平曲线分段整体调节 内模组立 采用组合钢模拆装 内模调节 用双向螺杆调节
12、抗风能力 不小于 6 级(风速)挠跨比 主梁系统:1/800 模板系统:1/600 开模行走时允许最大风速 6 级 整机抗倾覆稳定系数 在最不利荷载组合况下1.5 合模浇注时允许最大风速 12 级 前支点最大压力 680 T 双边 后支点最大压力 680 T 双边 设计施工周期 10 天 表 2 MSS32-900 移动模架各部件重量表 序号 部件名称 重量(吨)1 外模板 105 2 横梁 40 3 主梁 120 4 鼻梁 40 5 推进小车 35 6 牛腿及支腿 105 7 内模板 30 合 计 475 表 3 MSS32 型移动模架钢结构主要件一览表 序号 部件名称 尺寸(长宽高)mm
13、数量(件)质量(吨)1 牛腿支腿 为组合件,结构简单,重量较轻,略去 2 牛腿托梁 108976001200 8 5.3 3 主梁 1 1187718002800 2 18.9 4 主梁 2 1240418002800 2 16.8 5 主梁 3 1332718002800 2 21.01 6 横梁 1 68303001100 5 1.25 7 横梁 2 68303001100 5 1.25 8 鼻梁 1 949518002200 4 4.68 9 鼻梁 2 1010018002200 4 3.643 五、MSS32-900 移动模架造桥机设计施工图 中铁十一局甬台温铁路 MSS32 下行式移
14、动模架造桥机加工图纸(总装图)。附后。六、MSS32-900 移动模架造桥机现场组拼施工说明 一)组拼前的准备工作 1、施工准备(1)场地整理 拼装前应对拼装现场进行平整、换填、压实处理,考虑到承重能力,拼装场地已填铺石碴和碎石进行硬化,确保 50T 的吊车和其他吊装设备能安全顺利地到达安装现场,同时在吊车的操作半径的范围内,要清除可能影响施工的一切设施及障碍物。另外在临时支墩范围内上面采用混凝土硬化作为支撑平台基础。(2)模架的存放 从上表中可看出,模架构件体积非常庞大,需在现场平整大面积的堆放场地,场地要进行硬化,存放时,重要部件垫放枕木,以防损坏,并有专用人巡察,小型部件,入公司库房保管
15、。(3)吊装设备、安装工具 安装时,主要以两台吊车为主要吊装工具,装载机配合工作。考虑到模架部件比较沉重,安装部位略高,尤其是主梁,重达 20 吨。公司现有吊机一次起吊到位可能有困难,到时可采用两台吊机同时起吊安装。全机约有 5900 个连接螺栓(不包括模板连接螺栓)。厂家提供部分工具,且配有两套电动扭力扳手。2、组拼场地的地基处理施工 MSS32 移动模架主梁拼装时,两墩之间的场地必须进行地基处理,以确保主梁拼装安全。以前溪特大桥主梁拼装为例,主梁的吊安装(分 3 节拼装),需在 20#墩与 21#墩场地之间增设 8 个临时支墩。临时支墩尺寸及高度应根据现场实际情况,结合移动模架尺寸和梁底设
16、计标高来控制。(1)地基换填施工 前溪特大桥地处海积区软基地带,根据实际情况进行采用隧道的洞碴换填。换填区域两承台之间,换填深度从地面到承台底。(2)地表硬化施工 尺寸见下图(图 3、4)。采用 30cm 厚 C20 钢筋混凝土。3、临时支墩搭设 为了施工和拆卸简便,临时支墩采用枕木垛堆起,再在支架上下用方木固定后作为支撑平台。见附图 1、2 4、桥梁承台安全性检算和加固施工方案(1)工况介绍 设备自重约 450 吨,混凝土自重约 800 吨(不包括桥面面层的摊铺重量),共 1250 吨。所有载荷由两个承台承担,一个承台承担载荷为 625 吨。取 1.1 的载荷系数,每个承台载荷按 680 吨
17、计算。整套设备与承台有 8 个接触面,每个接触面为 560mm440mm,每个接触面承担载荷为 85 吨。以下图承台为研究对象,由 11 根深入地基的立柱支撑。计算模型见图5。(2)计算结果 此模型采用实体建模技术,共划分体单元 58686 个。经过计算,此承台的最大复合应力为 2.77MPa,出现在牛腿与承台的接触位置,中间部位局部拉应力为 1.2MPa;竖向最大位移为 1.39mm。图 5:计算模型 图 6:承台应力云图 图 7:承台应力细部图 图 8:应变云图(3)结论及加固方案 经过计算,承台受力在允许使用范围内。建议在承台的牛腿支撑位置采用高标号砂浆找平,同时在砂浆表面垫一块厚 2c
18、m 相应大小的钢板,以防止承台局部受压开裂。二)MSS32-900 移动模架造桥机现场拼装与调整 1、主要部件描述(1)主要结构件组成 MSS 移动模架系统(move support system)是世界桥梁施工的先进工法,施工时无需在桥下设置模板支架,采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承模板系统,两主梁通过牛腿支架支撑在桥墩柱上。本工程的 32m、24m 跨箱梁墩高从 3.0m14m 不等,设计方案考虑 32m 跨与 24m 跨箱梁通用。施工时从 32m 过渡到 24m 时只需作微小变动即可满足 24m跨施工要求。根据工程情况,其设计方案采用牛腿拆装式移动模架系统,共设置三对牛腿托梁,施工时
19、只用其中二对牛腿,另一对牛腿在造桥机纵移前预先安装在下一孔桥墩承台上,以缩短施工周期。移动模架系统主要由牛腿、推进平车、主梁、鼻(导)梁、横梁、外模及内模组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。各组成部分结构功能简介如下:牛腿:牛腿采用横梁式结构,为横梁、竖向支腿组合而成,通过竖向支腿支撑在承台上。牛腿共有三对,它的主要作用是支撑主梁,将施加在主梁上的荷载通过牛腿传递到承台上。每个牛腿顶部滑面上安装有推进平车。并配有两个横向移动液压缸、两个竖向顶升主液压缸,一个纵向顶推液压缸。主梁支撑在推进平车上。牛腿上表面与推进平车下表面分别镶有不锈钢板和塑料滑板。推进平车上表面安有聚四氟乙烯滑板,通过三
20、向液压系统使主梁在横桥向、顺桥向及竖向正确就位。主梁:移动模架系统主梁为一对钢箱梁。根据计算,主梁刚度按最大净挠度1/800 施工跨径控制,最大净挠度控制在 41mm 以内。主梁截面尺寸为1800mm2800mm,上、下翼缘板厚为 2030mm,腹板厚为 1216mm,主梁长度约为 38m,分为三节,节间用高强螺栓连接。主梁两端设有前后鼻梁,长约为 20m,分为两节,节间也用高强螺栓连接,起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。横梁:横梁为焊接工字钢形式,跨中截面尺寸为 1000mm300mm,同一断面上每对横梁间销连接,横梁上设有销孔,以安置外模支架。横梁通过机械支撑系统进行竖向和横向调整。
21、外模:外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上,并与横梁相对应。每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。腹板、肋 板及翼缘板也与横梁相对应,并通过在横梁设置的模板支架及支撑来安装。外模板底面板采用 8mm 的钢板,缘翼板及侧模纵筋采用 6mm 面板加不等边角钢,底板纵筋采用 H 型钢和不等边角钢。以起到减轻模板重量和增加模板刚度的效果。外模节与节之间的拼装形式见右图。内模:移动模架系统的内模系统采用小块组钢模板以方便拆装,加快施工速度。(2)液压系统 MSS 移动模架造桥机系统配有六套推进(滑移)小车液压系统。每套液压系统有液压站、液压缸、液压管路和电气控制系统组成。推进小车
22、:每套推进小车液压系统设有一台高压液压站、两台推力2600KN 行程350mm的竖向顶升自锁液压缸、两台推力 300KN 行程 500mm 横移液压缸、一台推力 470KN 行程 1000mm 的纵移液压缸。液压系统工作原理:液压站驱动电动机通过联轴器驱动轴向恒功率变量柱塞泵,移动模架主梁作纵、横、竖方向移动时,油泵通过并联多路换向阀向纵、横、竖移动油缸供油,系统工作压力由多路换向阀前端阀所带的溢流阀限定在32MPa。液压站采用性能可靠的 YCY 恒功率变量泵,在液压缸完成一个行程的顶推工作回程时,所需油压较小,油泵排量自动增大,油缸回程速度加快,提高工作效率。采用的进口并联多路换向阀在不扳动
23、换向手柄时(各阀芯处于中位),油泵排出的液压油经换向阀中位油道直接返回油箱,达到电动机处于空载起动,起动电流小,液压系统无冲击,节约能源的效果。液压元件:自锁液压缸采用德州德隆集团产品;高压液压泵采用宁波恒力公司产品;高压控制阀采用意大利布雷维尼多路控制阀纵移顶推液压缸;液压软管采用济南军区军工厂产品。液压站电源为三相交流电 380V,50Hz,控制电源为交流 220V。(3)电气系统 MSS移动模架造桥机系统的六套液压系统都配有完善的电力驱动与电气控制系统。推进小车电气系统原理及电器布置图 电气系统元器件 电气控制系统主要要器件采用德国西门子技术国内合资企业产品;液压站驱动电机采用国内大厂制
24、造的Y系列电动机,安装型式,防护等级 IP44。电源 电气系统的电源使用 3 相 380V,50HZ 交流电源,允许电压波动10%。整套设备装配动力 73KW,最大负荷 44KW。2、移动模架造桥机系统的组装(1)牛腿的组装:牛腿横梁为钢箱梁式结构,安装牛腿系统时先将牛腿支腿安装在承台上,吊装牛腿横梁时先装一边的横梁并用临时拉杆固定,再安装另一边的牛腿,全部固定好后,在牛腿顶面用水准仪抄平,再安装推进平车。(2)主梁安装:主梁在桥下组装根据现场起吊能力可采用搭设临时支架将主梁分段吊装在牛腿和支架上。组成整体后拆除临时支架。(3)横梁及外模板的拼装:主梁拼装完毕后,接着拼装横梁,待横梁全部安装完
25、成后,主梁在液压系统作用下,横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线,按桥轴线方向调整横梁,并用销子连接好。然后铺设底板和外腹板、肋板及翼缘板。(4)造桥机拼装顺序:移动模架造桥机按如下工序进行拼装:牛腿的组装主梁的组装及其他施工设备、机具的就位牛腿的安装主梁吊装就位横梁安装铺设底板安装模板支架安装外腹板及翼缘板、底板内模安装(在绑扎完底板钢筋后)。移动模架造桥机拼装时要求各部件之间连接可靠,拼装完后要通过认真地全面检查,确认安全可靠后方可用作上部结构施工使用。3、主要拼装方法 1)高强螺栓连接施工一般规定(1)高强螺栓连接在施工前应对连接实物和摩擦面进行检验和复验,合格后才能进行安装。
26、表面上和螺栓螺纹内有油污或生锈的应以煤油清洗,清洗后于螺母的螺纹内及垫圈的支承面上涂以少许黄油,以减小螺母与螺栓间的摩擦力。(2)拼装用的冲钉其直径(中间圆柱部分)应较孔眼设计直径小 0.20.3mm,其长度应大于板束厚度。(3)对每一个连接接头,应先用螺栓和冲钉临时定位。对一个接头来说,临时定位用螺栓和冲钉数量的确定,原则上应根据该接头可能承担的荷载计算,并应符合下列规定:不得少于接头螺栓总数的 1/3。临时螺栓不得少于两个。穿入的冲钉数量不宜多于临时螺栓的30%。(4)高强螺栓的穿入,应在结构中心位置调整后进行,其穿入方向应以施工方便为准,力求一致。安装时要注意垫圈的正反面,螺母有圆台面的
27、一面应朝向垫圈有倒角的面;对于六角头高强度螺栓连接副靠近螺栓头一侧的垫圈,有倒角的一面应朝向螺栓头的方向。(5)高强度螺栓安装时应能自由的穿入,严禁强行穿入。如螺栓不能自由的穿入时,孔应该用绞刀进行修整,修整后的孔最大直径应小于 1.2 倍螺栓直径。在修整孔前,应将四周螺栓全部拧紧,确保连接板紧贴,防止铁屑落入板缝内。其后再进行绞孔,严禁使用气割法扩孔。(6)高强度螺栓在终拧以后,螺栓螺纹外露应为2 至 3 扣。2)大六角头高强螺栓连接施工(1)大六角头高强度螺栓连接副扭矩系数 对于大六角头高强度螺栓连接副,拧紧螺栓时,加到螺母上的扭矩值 M 和倒入螺栓的轴向紧固力(轴力)P 之间存在对应关系
28、:M=K*D*P 式中 D螺栓公称直径(mm)P螺栓的轴力(KN)M施加于螺栓上的扭矩值(KN.m)K扭矩系数 高强度螺栓连接副的扭矩系数 K 是衡量高强度螺栓质量的主要指标,是一个具有一定离散性的综合系数。该值由厂家根据试验数理统计值取得并提供。主梁拼装检查:移动模架安装,应符合钢桥安装的相关规定。连接板连接之前,应先检查主梁及连接板连接面是否喷砂。高强螺栓终拧完毕后,将部分抽检螺栓做好标记,用标过的扭矩扳手对抽检螺栓进行紧固力检测。检测值不小于规定值的 10%,不大于规定值的 5%为合格。对于主梁节点及纵横梁连接处,每栓群 5%抽检,但不得少于两套。不合格者不得超过抽检总数的 20%,否则
29、应继续抽检,直至达到累计总数 80%的合格率为止。对于欠拧者补拧,超拧者更换后,重新补拧。3)横梁的安装 用吊机将横梁一片片吊起对齐与主梁连接起来。先装靠近墩身的横梁,保持平衡,横梁安装好后,再装各连接撑杆。横梁与主梁连接时,连接螺栓先不拧紧,单侧横梁连接完毕,要检测纵桥向横梁的直线度,如果纵桥向横梁不在一条直线上,用垫板调整,两侧横梁连接好后,主梁横移至合模状态,将两侧横梁连接,此时,因横梁与主梁未拧紧,可适当进行微调以保证两侧横梁连接,全部连接完毕后,再将主梁与横梁拧紧。横梁装完后,两行走小车向墩身靠近,使横梁对接起来,并用连接螺栓将横梁栓接起来。从而使整个系统形成一个稳定的框架系统。4)
30、外模板的安装及调整 顶升千斤顶,使主梁脱离支架,拆除支架顶垫块,拧紧螺旋支撑、锁定。纵移主梁至模架浇注位置。调整两侧主梁,使横梁对接,用螺栓固定。安装机械调节支撑座、侧模支撑梁。参照外模平面展开图,将外模的底模、侧模及翼板底模依次吊装在外模支撑架上,并边安装外模边调节其预拱度直至满足其精度要求。外模安装完毕,用拉杆将侧模与侧模支撑梁对拉。模板的调整:移动支撑系统预拱度的调整是施工中重点,移动支撑系统挠度值的影响因素要考虑周全,挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动模架造桥机系统的挠度值主要有三部分组成:a、混凝土自重产生的挠度值;b、预应力钢束张拉产生的反拱值;c、牛腿沉降产生的挠度值。以上每
31、个构件在拼装前及每道工序在安装后均需验收合格后方可进行下道工序施工。移动模架安装完成后,应检查所有的安装,确认安装无误。在浇筑混凝土前应抽查 5%的受力螺栓。七、MSS32-900 移动模架预压施工方案 为了检验移动模架受力状况,各部位的强度与刚度和测量移动模架在箱梁施工全过程的弹性变形与非弹性变形量,控制模板的预拱度,确保箱梁浇筑过程安全与质量,移动模架组装后应进行模拟箱梁施工过程的加载预压。1、预压重量的计算 预压重量按 MSS32-900 移动模架在箱梁施工过程中最不利状况(现浇 32m箱梁)进行考虑,其箱梁浇筑过程的荷载如下(见表 4):表 4 32m 箱梁浇筑过程中荷载重量估算表 第
32、一次浇筑(32m 梁)荷载重量 内模重量(T)钢筋、钢绞线重量(T)底板砼 总重量(T)斜腹板 砼重量(T)顶板翼缘板砼重量(T)施工附加荷载(T)合计(T)30 71 212 166 292 17 788 q1=3.31T/m q2=6.63T/m q3=4.93T/m q4=10.54T/m 注:施工附加荷载按砼重量的 2%。2、加载顺序 MSS32-900 移动模架模拟箱梁施工过程加载与卸荷的顺序按以下框图进行。图 9 箱梁施工“预压-卸载”试验流程图 第一步:预压前准备工作 预压前的准备工作含:、模架的底模、侧模初始状态的设定(先按箱梁相应断面的设计标高暂定)。、场地平整硬化,预压材料
33、过磅装袋,堆放等工作。、场地照明设备的安装。、人员组织、机械设备与测量仪器的配备(需要水平仪 2 部,经纬仪 1部)。、观测点的设置 MSS32-900 型的移动模架在预压过程中需观测 8 个断面共 24 个观测点(每个断面有三个观测点),具体观测断面为前支点、跨中断面、后支点、悬臂端,横梁。其观测点的设置如附图所示。初始状态的观测:在完成观测点的布设后 进行各观测点初始读数的观测,并做好记录。第二步:“状态一”加载模式 卸载成为“状态一”的受力状态 卸载成为“加载初始状态”预压过程的总结、移动模架局部加固、抬高值的确定 测 量 监 控 预压前准备工作 完成“状态一”加载 完成“状态二”加载
34、完成“状态三”加载 持荷观测 卸载成为“状态二”的受力状态 “状态一”的加载模式主要模拟完成,底板、腹板钢筋、预应力筋、内模安装、顶板翼缘钢筋、预应力筋的安装等施工过程,其荷载按均布于底板上考虑如图 10:图 10 “状态一”加载示意图 加载过程的观测:由于“状态一”荷载相对较小,可以考虑完成“状态一”加载后才进行各观测点观测。第三步:“状态二”加载模式“状态二”的加载模式是模拟底板砼、斜腹板砼、顶板、翼缘板砼已形成一定施工梯度的全断面浇筑,同时顶、底、翼缘板砼在跨中断面的最不利受力状态。具体加载示意如图 11:加载过程的观测:“状态二”是模拟施工过程比较不利受力状态,其加载过程共分为三级,第
35、一级底板砼 1.05q2,第二级斜腹板砼 1.05 q3,第三级顶板翼缘板砼 1.05q4。每完成一级加载均要对观测点进行观测、记录,同时测量观测贯穿于加载全过程,发现异常应立即停止加载,查找原因处理后在进行。“状态二”的加载模式是模拟箱梁砼浇筑完成的状况,其加载示意如图12:加载过程观测:“状态二”分为三级加载,第一级为底板砼全部浇筑完成,第二级为完成腹板砼浇筑,第三级为完成顶板翼缘板砼施工。过程其顺序为:图 11“状态二”加载示意图 测量观测必须全过程进行,测出以上六个过程的每个观测点标高变化情况,若发现变形量异常必须立即停止加载进行应急处理,查找原因处理后才能继续进行。第五步:持荷观测
36、完成“状态二”加载后应持荷观测 24 小时,每小时观测一次,并做好记录,若发现异常应及时上报,进行应急处理。应急处理措施:于 32m 跨中用贝雷片搭设一座临时支墩,墩顶与移动模架钢梁距离控制 12cm,若发现异常,用木契顶紧,使临时支墩能发挥作用。第六步:卸载观测 卸载观测是“加载预压”的重要一环,通过各级荷载的卸载观测可推算出移动模架在各级荷载作用下的弹性变形量与残余变形量,卸载观测过程与加载观测过程相反,其过程如下:状态(二)状态(一)初始状态 卸载时每完成一级卸载均待观察完成、做好记录再卸下一级荷载。第七步:预压过程的总结,“预压卸载报告”的编写 对移动模架在使用过程中的安全性、可靠性进
37、行评估,对各观测断面的观测点在各施工阶段的残余变形、弹性变形量的计算,对支撑点、跨中、悬臂段的抬高值的确定,对局部刚度不足的部位提出加固方案。3、MSS 移动模架预压注意事项、对预压压重应认真称量、计算,对砂的含水量的变化,称量时应对天气情况进行记录,由专人负责。如雨水多,砂的含水量变化在 06%之间。为了保证预压吨位的准确性和加载不发生突变。预压时准备防雨材料布等以避免进行中雨水过大使预压荷载过多。、压重所有材料应提前准备至方便起吊运输的地方。、在加载过程中,要严格按加载程序详细记录加载时间、吨位、位置,测量要全过程跟踪观测。未经观测不能加载下一级荷载。每完成一级加载应暂停一段时间,进行测量
38、,并对 MSS 造桥机进行检查,发现异常情况停止加载,及时分析,采取相应措施。、观测过程要贯穿于模架预压全过程,在此过程要统一组织,统一指挥。八、支腿、主梁、底模预拱度的调整和设置施工方案 1、预拱度的调整(1)模板的调整:移动模架造桥机预拱度的调整是施工中重点,移动模架造桥机挠度值的来源要考虑周全,挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动模架造桥机的挠度值主要有三部分组成:a、混凝土自重产生的挠度值;b、预应力钢束张拉产生的反拱值,支点间按抛物线计算;c、牛腿压缩产生的变形值。通过“预压卸载”试验得出实测变形挠度值,在与理论挠度值进行对比来调整模板(底板、腹板)预拱度。(2)荷载预压:造桥机拼
39、装完成后,首先根据计算书中提供的理论挠度值进行预拱度调整。共调整 10 组横梁下面支撑在主梁箱梁体内的支撑螺旋千斤顶。模板预拱度调整完成后即可进行预压试验。荷载采用砂袋堆载的等载预压方法,通过先底板,再腹板,最后堆载顶板和翼板的顺序进行,总荷载量控制在 32m跨箱梁 790T(扣除梁端头各 1.3m)(浇注的混凝土量为 315m3),持荷时间 24 小时即可,最多不超过 48 小时,通过测量计算出堆载前后的实测变形挠度值。对比理论挠度值与实测挠度值的差值,修正理论计算预拱度值,以此作为第一孔箱梁浇注时的预拱度值。(3)设备的加载试验及测试方案:待 MSS 滑移模板支架系统全部拼装完成后,即可做
40、设备的加载试验。试验可以采用砂袋堆载的方法逐级加载,直至加至与混凝土等载后,观测设备的挠度变形值。砂袋堆载时应注意箱梁腹板与顶底板处荷载不同,以保证 MSS 滑移模板支架系统的受力与实际浇注混凝土时一致。挠度变形值由厂家根据理论计算数据提供,加载试验完毕后,现场可根据实际测量值与理论计算值对比决定第一孔的预拱度调整值,浇完第一孔后测量实际值,以后浇注可根据实际值调整。(4)预拱度调整注意事项 曲线段施工时,上横梁需沿径向作微小调整,以满足平曲线的施工要求。竖向标高的调整应根据不同的施工阶段荷载,每一根上横梁都要通过调节竖向螺旋千斤顶作竖向调整,以满足竖向曲线的施工要求。调整过程中应综合考虑实际
41、施工过程的沉降量与“预压卸载”弹性下沉量存在一定的偏差,分析其原因后进行及时调整,保证误差最小。主要原因分析:预压过程是模拟施工过程,预压体全部是松散体,而实际钢筋混凝土骨架具有一定抗弯能力。施加预应力上拱值的误差主要在于:A、张拉时实际砼弹性模量值比估算设定值大。B、模架外模的粘阻作用。2、预拱度设置方案 根据 MSS32-900 移动模架的“预压卸载”成果报告,再考虑施加预应力时箱梁上拱的影响,得出施工后的梁体跨中弹性变形量,根据其变形量来确定跨中预拱度,其他截面(以模板缝为截面划分)的预拱度按二次抛物线进行分配。根据实际施工过程的实测下沉量和施加预应力跨中的上拱实测值,为确保施工后桥面标
42、高的准确性,将 MSS32-900 移动模架外模(横梁)预拱度按二次抛物线进行编号分配调整如表 4:表 5 中间跨 32m 施工预拱度调整值 横梁编号 0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#预拱度(mm)0 0 注:1#、9#为支撑点的截面,5#为跨中截面,10#为悬臂端截面。以后施工梁体标高控制时,在梁体跨度未变的前提下,对其模板可按上述表中数据预留一定拱度,使施工后的梁体尽可能达到其设计高程(1cm 之内)。表 6 中间跨 32m 施工预拱度调整值(理论)横梁编号 主梁总挠度(mm)主梁净挠度(mm)1 9.08 7.47 2-11.54-9.11 3-34.7-27.9 4-51
43、.4-41.4 5-60.15-41.8 6-59.58-41.7 7-49.92-41.2 8-33.2-27.75 9-10.94-9.11 10 7.78 7.42 九、底模、侧模、内模的安装施工方案 1、底模、侧模安装与定位 MSS32-900 型移动模架过孔后,按“预压卸载”成果报告中预拱度设定值调整好各支点、跨中、悬臂端底模的预拱度。本桥底模、侧模为大面积钢模,模板面板厚 6mm,设置6.3 加劲槽钢、12.6 槽钢围檀,采用桁架与 MSS 造桥机纵梁联结成一整体,以增加体系的抗弯刚度,减少模板的变形。按设计要求安装支座(支座可提前安装好),底模板在支座安装处设有预留窗,要注意预留
44、窗与支座之间的缝处理,防止漏浆。为了保证新旧混凝土之间不出现错台、漏浆现象,在新老混凝土交接缝附近的已浇混凝土节段设置精轧螺纹钢对拉螺杆锁紧模板。2、内模安装 在底板、斜腹板钢筋预应力筋安装完毕并检查合格后可进行内模的安装。为方便模板拆除和安装,减轻模板重量,内模拟采用小面积定型钢模(用于倒角部位)和建筑钢模组拼(用于平整部位),采用 U 型卡环联接,用14 型钢作为围檀,采用48mm 钢管支撑内模。内模的顶部设置一定数量施工操作孔(每片梁设置 2 个人洞,其尺寸根据内模中较大块钢模大小来定,能保证内模拆除后能从中顺利搬出即可),拆除考虑空间限制,分节段依次从前到后,从上到下拆除。拆除的模板由
45、人洞搬出。内模尺寸成长条形,以过人洞大小为限,三向不大于50100400cm。内模设计为底部敞开式钢模板,在桥头平地上分节组拼后由 25T 汽车吊直接吊运安装,锁成一个整体。由于内模安装时只有下面倒角部分和周围骨架与底模骨架相连,且底部离底板钢筋间距小,为了保证施工过程中由于内模自重和其他荷载引起移位与变形,因此在底板钢筋骨架内增加部分联结筋作为支撑架来固定内模,防止施工过程中内模移位与变形。内模与钢筋之间按设计要求垫上同标号的砼垫块,保证钢筋保护层满足设计要求。3、模板安装注意事项 模板安装后线形尺寸必须符合设计要求,包括标高、各截面的预拱度和几何尺寸均应满足设计要求。模板安装前应对其进行除
46、锈和清洗干净,安装后应及时对模板缝及表面平整度进行调整和处理,使其满足设计与验标规定要求,然后对其涂刷脱模剂,脱模剂必须涂刷均匀,保证混凝土外观质量。十、钢筋加工及安装施工 1、钢筋和预埋件的安装 侧模、底模按预压成果的预拱度设置调整后,可以进行底板和腹板钢筋的 安装。按照设计图纸和验标要求进行钢筋的绑扎与焊接,同时注意钢筋接头按要求错开。钢筋绑扎时要按设计图纸的钢筋编号从下到上、从一头到另一头分顺序绑扎,保证所有的钢筋规格、型号、间距、数量及保护层等均满足设计要求,同时顶板钢筋待内模安装完成后再进行安装。箱梁施工中注意预埋件的预埋,主要预埋件有通风孔、排水孔、泄水孔、伸缩缝预埋件、电缆槽、接
47、触网支柱锚固螺栓及加强钢筋、人行道栏杆及声屏障预埋筋、综合接地措施和防落梁措施的预埋件、锚固齿板钢筋、连接处齿板钢筋和施工预埋件、压浆排气管、压浆管等,施工时应严格按照设计图纸要求进行预埋。钢筋绑扎应整体绑扎,先进行底板及腹板钢筋的绑扎,然后进行顶板钢筋的绑扎,当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。梁体钢筋最小净保护层除顶板层为 30mm 外,其余均为 35mm,且绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有钢筋加工及安装应满足设计与验标等要求。钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家、验收结果分别存放和保护。钢筋进场后按照设计尺寸在加工车间提前下料制作,然后再运到现场绑扎
48、。钢筋安装时应进行除锈除污处理。钢筋安装时必须在顶板上架立临时操作过道,谨防施工时,因操作人员踩、碰而产生的钢筋下陷、波纹管位移等现象。2、波纹管与预应力筋的安装 预应力波纹管采用螺旋钢带波纹管,波纹管按 10m 一节加工,连接用大一号波纹管连接,由于波纹管数量大,为了方便运输和储存,波纹管可按现场需要采用卷管机由专人现场分批加工和制作。波纹管安装时严格按照设计坐标用定位筋固定准确与牢固,定位筋间距按照验标要求布置。定位钢筋采用8 圆钢和16 螺纹钢。波纹管定位后,对波纹管进行全面检查,特别是波纹管接头等处必须用白胶布对其进行密封,防止浇筑混凝土时漏浆。钢绞线运至工地后,经取样试验和监理工程师
49、见证,检验合格后,按设计长度和数量下料,下料长度用校正过的钢卷尺精确测量,砂轮切割机切割,严禁电焊、气割。钢绞线下料后,及时在固定端圈上挤压套并用挤压机挤压牢固,然后用铅丝绑扎,并按顺序编号。钢绞线和波纹管一同安装,同时注意张拉端锚固体系(包括锚垫板、螺旋筋、工作锚板、工作夹片等)和钢绞线与波纹管的联结、位置等均应满足设计要求。为了保证波纹管的压浆密实,在波纹管中部反弯点(墩中心支点)和波纹管两端处布置排气孔,从端部压浆中间排气。3、钢筋和预埋件、波纹管与预应力筋的安装注意事项 由于设计桥面垫层混凝土与梁体混凝土一同灌注,顶面钢筋根据桥面坡度斜置,施工中应注意钢筋位置的准确性。所有梁体预留孔处
50、均需增设相应的螺旋钢筋,其中桥面泄水孔处钢筋可适当移动,并增设螺旋筋和斜置的井字形钢筋进行加强。施工中为确保底板、腹板、顶板钢筋的位置准确,应根据实际情况加强架立钢筋的设置,可采用增加架立筋数量或增设“W”形或“N”形架立钢筋等措施。当采用混凝土垫块来控制钢筋净保护层厚度时,垫块应采用与梁体同等寿命的材料,且保证梁体的耐久性。波纹管与钢绞线应在绑扎钢筋骨架时一同埋设,钢绞线应预先穿在波纹管内,绑扎钢筋和浇筑混凝土时不得踩压波纹管,焊接作业时应采取防护措施,防止高温灼伤波纹管。十一、箱梁混凝土施工 1、混凝土拌和及输送 本桥箱梁为C50混凝土,水泥采用P.O52.5级,设计坍落度在 12-16c