牵索挂篮施工工艺

重庆腾辉地维专用长江大桥

牵索挂篮施工工艺编制：复核：总工程师：经理：中铁大桥局五公司腾辉地维长江大桥项目经理部二00三年三月二十四日一、编制依据二、工程概况三、施工方案四、施工工艺要点（一）牵索挂篮拼装（二）牵索挂篮悬浇节段施工（三）模板安装（四）钢筋安装（五）预埋件安装（六）应力体系安装（七）索导管安装（八）梁体砼浇注（九）梁预应力张拉、压浆五、安全注意事项一、编制依据1、《重庆腾辉地维专用长江大桥两阶段施工图设计文件》2、 《公路桥涵施工规范》JTJ041-20003、 《公路工程质量检验评定标准》二、工程概况主梁采用板梁结构形式，梁肋高1.9米（肋中心线处高1.93m），高跨比L/h2=1/181.58，宽高比B/h=7.895，跨宽比L2/B=23。主梁节段自0#块分为加厚段、渐变段、标准段三种形式。加厚段设在塔两侧各27.0米长度范围内，以0#拉索对称向两边延伸：自加厚段到标准段有16米长的渐变段。加厚段梁肋厚2.2米，标准段梁肋厚1.6米。交界墩上不设平衡箱梁段，用21.5米长的整体式板锚固背索和安装斜拉索支座。主梁采用C55砼，为确保高强度、高性能砼能够实现，在主梁砼中必须添加微硅粉。梁肋间行车道板厚32厘米（不计桥面铺装层），梁肋外设1.2米的悬臂板，厚度20〜50厘米。梁肋间每个梁段设一根横梁，用以连接梁肋和行车道板。横梁的标准间距8.0米，设置在每对斜拉索前端距节段线44厘米的位置处（在塔下加密一道），横梁厚度38厘米，采用©15.24-7钢绞线施加横向预应力。主梁设三向预应力，采用©15.24钢绞线和24勉5平行钢丝，分悬臂施工束和后期连续束两种，悬臂施工束布置在梁肋的上、下缘及桥面板内，后期连续束布置在中跨跨中区域和边跨梁端区域，设在梁肋和桥面板内；横向预应力设在横梁内，在主梁锚箱区域附近设竖向预应力。主梁从索塔处开始分块，0#块长22.0米，中跨1#〜20#块、边跨1'#〜12'#块长8.0米，边跨现浇段14'#块件长10.0米,15'#块件长21.5米，中跨合拢段21#块长3.0米，边跨合拢段13'#块件长2.0米，主梁全长626米。主梁设1.5％的单向纵坡和1.5％的双向横坡，同时在边跨和中跨分别设置二个二次抛物线预拱度，其值分别为35cm和85cm。三、施工方案主梁施工安排在2003年1月至2003年9月施工，采用挂篮悬浇。模板：采用新制钢模利用内撑架作支撑，模板体系满足主梁加厚段、标准段、渐变段的施工要求。（一）牵索挂篮拼装1、牵索挂篮技术指标最小承载力应大于2800KN，挂篮自重及施工荷载总和不得大于1200KN，系数值0.429。挂篮共设三个支点，前支点通过工具式连杆锚固在待浇梁段的斜拉索上，挂篮中支点锚固在当前已浇注梁段上，距本梁段前端0.3米，前、中支点间净距7.3米，后支点锚固在后梁段上，距该梁段前端1.0米。2、牵索挂篮组成部分挂篮主要分为承力桁架系统、悬挂系统、走行系统、模板系统四大部分。其中承力桁架系统包括主纵梁、中前横梁、主挂钩。悬挂系统包括中后支点锚固装置、拉索挂设装置、抗水平力装置、弧形首锚固装置、微调装置等几部分。走行系统包括走行装置和后反顶装置以及次挂钩。模板系统包括模板和支架以及升降装置。3、牵索挂篮拼装挂篮拼装应在0#块9.0米段浇注完成之后进行。由于挂篮拼装的需要，0#块分两次浇注，第一次9.0米，第二次6.5米，在9.0米浇注过程中，应注意挂篮拼装所需要的预留孔和预埋件；0#块6.5米段是利用挂篮前端（10米）部分设置后支点和通过工具式连杆锚固在1#斜拉索上之后再进行浇注的，在6.5米段浇注过程中，同样要注意挂篮拼装所需要的预留孔及预埋件。牵索挂篮拼装分三步进行。第一步、主梁0#前9.0米节段利用设置于塔柱中横梁两侧的支撑牛腿现浇完成；在已浇注完的0#块9.0米段上摆设挂篮拼装需要的悬臂大梁（原马桑溪挂篮大梁），把在现场挂篮拼装平台上拼好的挂篮单片桁架吊挂于悬臂大梁，然后一步步进行连接，使挂篮连接成为整体。这一步拼装的挂篮桁架为挂篮前端10米段（长度包括前面的支撑脚手）。在此段挂篮拼装完毕后，设后支点和1#索锚固体系，临时抗水平力装置以及所有模板、支架部分，安装钢筋，浇注0#块6.5米段砼。第二步、待0#块浇注完毕之后，前移悬臂大梁6米。待0#块6.5米段达到一定强度之后，张拉预应力。利用悬臂大梁和0#块6.5米段浇注挂篮的后支点使挂篮下落脱模，再向前走行4米，接长挂篮4米及边挂钩。转换走行吊点，利用前走行吊点及边挂钩向前走行4米，接长挂篮4.0米。设置中支点和在大梁上设前起落吊点，提升挂篮到标高位置，接长模板及内支架，微调挂篮标高并固定挂篮中支点及安装2#索的锚固体系，安装钢筋，浇注1#块砼。第三步、待1#块浇注完毕之后，前移悬臂大梁2.0米。待1#块达到一定强度之后，张拉预应力。利用悬臂大梁前起落吊点及挂篮中支点使挂篮下落脱模，在走行2.0米，接长挂篮最后2米，并安装挂篮走行反顶装置。拆卸前走行吊点，利用走行挂钩和挂篮走行反顶装置向前走行，挂篮拼装完毕，挂篮进入标准施工状态。4、牵索挂篮试验牵索挂篮设计是一项大型临时辅助结构设计，尤其是承力桁架系统是一个空间桁架混合结构，作为主梁施工的主要工作平台，其计算是一项极为复杂的结构计算。为此，对挂篮通过按最大砼荷载作压重试验，是一项检验挂篮设计、制造、拼装的重要工作，同时对挂篮主纵梁刚度，中前横梁刚度以及剪力键、弧形首、主挂钩、中后支点区域构件和主纵梁上下弦杆、横梁上下弦杆进行测试，试验数据应与设计计算值基本相符。另外，试验过程中通过对挂篮变形的测量，可达到消除非弹性变形和测算弹性变形的目的，以便挂篮悬浇施工中予以考虑预设。5、牵索挂篮挂索步骤随着主梁的加长及斜拉索的加长，牵索的拉力也在逐渐增加，所以在挂索的步骤上按前11根索和后10根索分开。（C1〜C11\C1‘〜C11‘）步骤一、放索：整盘索上桥后，置于放索小车上，放索小车位于主塔立柱中心线附近（保证塔吊提升缆索时能垂直起吊）。用塔吊将塔端锚头从索盘上抽出放在桥面上，在锚杯后按不同索号依次安装相应组件（见图DW--GS--06、07），在缆索上距锚杯3m左右处安装一个哈夫夹具，用塔吊通过028千斤绳联结哈夫夹具起吊缆索，塔内钢丝绳辅助起吊。起吊前将前端3m缆索及锚杯、张拉杆与吊装钢丝绳绑扎为整体。起吊至待挂索道管口下方后，塔外10t倒链与哈夫夹具相连，然后分开缆索和吊装钢丝绳。塔内与塔顶10倦扬机相连的028钢丝绳穿过索道管后在梁面与钢丝绳联结螺母（TD11）相连（此时索未放完）。用卷扬机前移放索小车，当梁端锚头展出时，将其吊放在锚头小车上继续向梁端索管口移动。步骤二、梁端安装：1、当锚头小车移动至梁端索管口附近时，在梁端锚杯处安装上相应钢丝绳牵引锚座，并将锚头小车上的卷扬机钢丝绳转移到哈夫夹具上，哈夫夹具安装在距锚杯10米左右，通过转扬机地消斜拉索的水平推力，在索上距锚杯适当距离处（6.5米和8米处）设双吊点，双吊点位置应保证锚杯进入索道管内后吊点可拆除。2、用扒杆吊提升锚杯，移走锚头小车，将锚杯吊至索管口，同时收紧卷扬机钢丝绳，抵消缆索对梁端锚杯的水平拉力。将锚座与从索道管内伸出的5t倒链的钢丝绳连接，收紧倒链将索头拉出锚垫板，然后用010短钢丝绳将索头和挂篮临时固定。拆除钢丝绳牵引锚座。3、在挂篮担梁后依次安装钢撑脚、锁紧螺母、千斤顶、垫环及张拉螺母，将张拉杆\U+2162穿过上述设备及担梁后与张拉杆\U+2161用连接套连接，然后张拉杆\U+2161再与已和过渡套连接好的张拉杆\U+2160用连接套连接，最后将索头与过渡套对接，并将斜拉索与挂篮通过锁紧螺母（LD13）锚固，然后拆除哈夫夹具及起吊设备。步骤三、塔端安装：梁端安装完毕、张拉杆与挂篮锚固好后，收紧塔顶卷扬机的028钢丝绳，塔外10t倒链辅助作业，避免缆索与索道管口摩擦，损伤PE护套。将最外端张拉杆拉出千斤顶外能带上张拉螺母长度时，在锚杯螺母后用锁紧螺母锁紧相应张拉杆，然后拆除连接器及028钢丝绳，在千斤顶后安装相应张拉环和张拉螺母，完成塔端安装。步骤四：塔端张拉塔端安装完毕，千斤顶循环作业，开始硬牵引张拉。按照监控要求进行分次予抛，灌注梁体砼。待梁体砼达到设计要求强度后，梁端进行牵索体系转换，最后在塔端张拉至设计索力。（C12〜C21\C12‘〜C21‘）步骤一、放索：整盘索上桥后，置于放索小车上，放索小车置于塔柱中心线附近。用塔吊将塔端锚头从索盘上抽出放在桥面上，在锚杯后按不同索号依次安装相应组件（见图DW-GS--09、10）；塔内与塔顶卷扬机相连的028钢丝绳穿过索道管后在梁面与钢丝绳联结螺母（TD11）相连。在缆索上距锚杯0.5m、3.5m处分别安装一个哈夫夹具，用两根028钢丝绳将第二个夹具和安装在塔顶的20t滑车组相连，并将前端3.5m缆索及锚杯与和滑车组相连的钢丝绳绑扎在一起，然后20t滑车组起吊、塔端钢丝绳辅吊缆索至待挂索道管口下方的工作平台处。用卷扬机前移放索小车，当梁端锚头展出时，将其吊放在锚头小车上继续向梁端索管口移动。步骤二、梁端安装：1、当锚头小车移动至梁端索管口附近时，在梁端锚杯处安装上相应钢丝绳牵引锚座，并将锚头小车上的卷扬机钢丝绳转移到哈夫夹具上，哈夫夹具安装在距锚杯10米左右。在索上距锚杯适当距离处（6.5米和8米处）设双吊点，双吊点位置应保证锚杯进入索道管内后吊点可拆除。2、用扒杆吊提升锚杯，移走锚头小车，将锚杯吊至索管口，同时收紧卷扬机钢丝绳，抵消缆索对梁端锚杯的水平拉力。将锚座与从索道管内伸出的5t倒链的钢丝绳连接，收紧倒链将索头拉出锚垫板，然后用010短钢丝绳将索头和挂篮临时固定。拆除钢丝绳牵引锚座。步骤三、塔端安装1、 在塔端锚垫板后按图DW--GS--09、10中所示依次安装钢撑脚、锚杯螺母、锁紧螺母、过渡撑脚、YDC-6500千斤顶及活动锚环；将6根015.24钢绞线从活动锚环依次穿过上述设备和索道管。2、 梁端张拉杆与挂篮锚固后，距待挂索道管上两个管口的10t倒链与距锚杯0.5m处的哈夫夹具相连。以塔顶20t滑车组为主吊点，塔外10t倒链辅助作业，同时收紧028钢丝绳至将6根钢绞线与连接器（TD20）相连（将钢铰线挤压头卡进连接器锚环并用并紧螺母挡紧）。用单索千斤顶将钢绞线拉力逐根调匀，然后拆除028钢丝绳。开动软牵引装置，在滑车组和倒链的配合下将锚杯拉入索道管内。3、 千斤顶循环作业，将相应张拉杆拉出YDC-6500千斤顶可带帽的长度，用相应锁紧螺帽锚固相应张拉杆，然后拆除软牵引设施。在千斤顶后安装相应张拉环和张拉螺帽，进行硬牵引张拉。按监控要求分次予抛，进行梁体砼灌注。待梁体砼达到设计要求强度后，梁端进行牵索体系转换，最后在塔端张拉至设计索力。5#墩主梁采用牵索挂篮施工，中跨、边跨各设一个，由0#块向两端悬臂施工。砼由混凝土工厂供应，经两台输送泵输送到桥面，然后用布料杆对称布料入基坑，南北侧分别计量。1、节段挂篮施工a、 体系转换：混凝土浇注完毕后及时养护，待混凝土强度达到90%时◎进行主梁纵、横、竖向预应力束张拉，张拉完毕后进行体系转换，将锚固于挂篮前端的斜拉索转换至梁端，同时解除梁端斜拉索的过渡套，让挂篮直接由中后支点锚固装置支撑于已浇注的主梁上，再由塔端千斤顶张拉至设计索力。b、 挂篮走行：先利用挂篮中支点锚固装置下放挂篮约10厘米，然后下落中支架及中间模板部分，安装后滑道，再继续下落挂篮20〜30厘米，使得挂篮通过主挂钩和后滑道受力，利用YC-75千斤顶顶推主挂钩，移动挂篮到位。到位后利用中后支点锚固装置及后反顶装置提升挂篮，拆除后滑道，提升中支架及中间模板部分，并利用三向微调装置使得挂篮精确定位。c、 根据设计要求，挂篮总长度将超过20米。由于主梁1#、1'#节段挂篮施工时0#块下有效距离不够，考虑到0#块为加厚段，挂篮支点承载力较强，挂篮承力桁架部分将适当减短，待主梁1#、1'#节段砼浇注完成后，承力架后端压重，挂篮前移，承力桁架后端加长，相应卸除压重，挂篮满足设计要求进行标准号块施工。d、混凝土浇注时，施工荷载利用铰支于已浇注的主梁上挂篮中后支点锚固装置和锚固于塔柱的斜拉索共同承受竖向力，利用锚固于已浇注的主梁上抗水平力装置承受纵桥向水平力。2、 桥面施工荷载桥面施工荷载要对称堆放。桥面上施工荷载有混凝土泵机输送管路、牵索挂篮、放索走道、模板、钢筋及焊机等，在施工中应严格控制主梁端面尺寸保证节段混凝土重量与计算的重量差控制在2%以内，主梁施工过程中两侧悬臂端混凝土浇注总重量差不得超过20t，混凝土浇注时上下游两侧混凝土浇注重量差不得超过7.5t。3、 主梁施工控制主梁施工对主梁线型及索力进行双控，主梁线型主要以挂篮到位设定高程、混凝土浇注前高程、混凝土浇注后高程、每次塔端预拉斜拉索后高程及牵索体系转换完挂篮下降后高程五个阶段控制。其中包括对塔变位、全梁里程主梁中线、施工时温度等进行修正。索力以挂设牵索后、混凝土浇注后、永久索力张拉后三个阶段进行控制，其中包括对千斤顶、张拉油表按验收及电测索力标定。（三）模板安装主梁模板包括底模、侧模、顶模和端模。模板采用新制钢模，模板体系满足主梁加厚段、标准段、渐变段的施工要求。模板体系包括模板与支撑架，施工采用与挂篮底平台整体起落。即挂篮底平台提升到位后其底模、顶模、侧模（附于内、外撑架）随大至到位，后利用模板撑脚、挂篮吊带进行微调。待底模、顶模完全就位后，顶升、平移横隔墙内侧模、梁肋侧模使其就位。进行钢筋绑扎、波纹管安装，合格后再进行横隔墙外侧模、端部顶板底模（顶模）的拼装，最后进行端模的安装，端模采用钢模，予留钢筋孔及预应力端口，安装位置准确，以底模垂直。模板安装的精度要求加工成型的模板应按公路桥涵施工规范JTJ041-89进行验收，模板安装应满足以下精度要求：模板标高±10mm模板内部尺寸+5，-0mm轴线偏位 ±10mm相邻模板高低差2mm模板宽度 ±20mm予留孔洞中心线位置10mm予留孔洞截面内部尺寸+10mm，-0mm）钢筋安装1、材料要求：主梁钢筋力学性能应符合GB1499-91、GB13013-91的规定，具有出厂质量证明书，并按规范要求抽验。2、 钢筋的安装顺序为先横隔梁，再梁肋，后顶板。3、 纵向钢筋接头采用搭接，并且在同一截面上接头数量不得超过同一编号钢筋数量的1/2（钢筋配料时必须注意）。电焊采用电弧焊，所有焊工必须进行考核和试焊，合格后方可施焊。焊缝要求：焊缝长度：双面焊5d，单面焊10d焊缝宽度：0.7d但不小于10mm焊缝深度：0.3d但不小于4mm4、 钢筋与锚箱相碰时，钢筋截断与锚箱对焊，焊缝要求同上，钢筋与预应力管道相碰时，钢筋适当移位。5、 钢筋安装应顺直平整，安装精度要求。TOC\o"1-5"\h\z两排受力主筋排距 ±5mm同排受力钢筋间距 ±10mm钢筋弯起点位置 ±20mm箍筋、横向钢筋间距 ±20mm保护层厚度 ±5mm（五）预埋件1、挂篮预埋件、防撞栏杆预埋钢筋。2、 主梁索导管，其安装、定位采用轴线定位法。3、 挂篮预埋件及预留孔，安装、预留时严格控制、保证精度。4、 监控钢弦计，安装时加以防护，以防施工中受到损伤，影响精度。5、 泄水孔道。（六）预应力体系安装主梁设有纵向及横向预应力，拉索锚固区另设有竖、横向预应力。1、 纵向预应力：分悬臂施工索和后期连续索两种，采用®15.24钢绞线和勉5平行钢丝。纵向预应力钢绞线采用后穿的方法，波纹管按设计图纸要求安装，与普通钢筋相碰处，普通钢筋可适当避让，保证波纹管顺直。波纹管安装要求制作定位网，定位网间距1.0m，定位网应固定牢靠，确保预应力管道在砼灌注时不移动。波纹管对接采用大一号波纹管套接，套接长度30cm（每侧15cm），两端必须用胶布缠绕，防止漏浆。施工过程中应防止电焊烧坏波纹管，对烧伤的波纹管应及时用胶布包扎，防止砼施工时漏浆堵管，振捣砼时应注意防止振捣器碰坏波纹管。砼初凝前及时用检孔器检孔。2、 横向预应力每道横隔墙各设二束705.24横向预应力钢绞线。横向预应力钢绞线可采用先穿法，弯起波纹管起弯平顺，位置准确，符合设计要求。预应力体系安装精度：管道平直，弯曲圆顺，位置准确,锚下垫板中心位置允许偏差±3mm，倾角偏差＜1°o（七）索道管安装1、斜拉索索导管及锚箱见设计图纸，施工中索道管安装应考虑底模予抬，主梁线型预拱度、温度变化的影响等。索道管采用热轧无缝钢管，其性能应符合YB（T）63-87规定。2、 索导管与锚垫板的加工及焊接需在车间用胎具精确定位加工制造，焊接要求按“公路桥涵钢结构及木结构设计规范”（JTJ025-86、公路桥涵施工技术规范”（JTJ041-89）规定办理。钢管切割后两端需磨光，管材要顺直，与垫板焊接时应用夹具固定位置后对称焊接，其制作精度要求：钢垫板要平整，钢管中心线应垂直于锚垫板，其垂度偏差＜1/2000，中心偏差±1mm。3、 现场索道管安装前，应根据设计图纸及加工质量要求，检查索道管的直径、规格、垂直度，倾角a、中心偏差等。4、索导管安装应严格按索导管的平面位置，标高及角度精确测量定位。5加剂掺量误差应控制在±1%以内。同一节段砼应用同一批砂、石、水泥料，同一个配合比。4、 砼灌注自两端向中线对称灌注，以避免发生不均匀沉降，梁体产生裂纹。灌注中采用插入式振动棒振捣，振捣棒应快插慢拔，插入前一层砼5〜10cm，以砼不再、索导管安装精度：上下孔中心坐标＜±5mm（八）梁体砼灌注1、材料要求：所有进场材料必须经检验并符合有关规定后用。方准使用。2、 砼设计强度C55，要求和易性好，不泌水，坍落度控制为肋板和横隔梁为20〜22cm，顶板砼控制为16〜18cm，初凝时间16h，具有良好的可泵性。3、 砂、石料计量要求准确，配料机需经计量部门标定，砂、石料误差＜2%，拌合用水、水泥、外下沉、冒汽泡，并开始泛浆为度。主梁边箱斜腹板处砼灌注应在内模开洞，震动棒插入震捣，并辅以附着震捣器，附着震捣器震捣时间不宜过长，采用点振，每次点振时间以20秒〜40秒为益。5、砼灌注完毕后，进行洒水养护。7、主梁砼施工质量要求砼振捣密实，横隔梁处宜用B25振动棒和竹签插捣，保证表面无蜂窝露筋现象，接缝良好，其面积不得超过同侧面积1%。节段重量误差控制在±2%以内。竣工后几何外形尺寸的允许误差：轴线偏差10mm梁高 +5mm,-10mm梁宽 ±30mm板厚+10mm,-0锚固点高程±20mm（九）主梁予应力张拉、压浆1、主梁横向预应力钢绞线采用前穿法，纵向予应力钢绞线采用后穿法。2、主梁纵向预应力分高强钢丝与钢绞线两种，分悬臂施工索和后期连续索两种，采用©15.24钢绞线和勉5平行钢丝。一个号块施工完毕后张拉悬臂施工索与锚固区预应力索，待全桥合拢后再施工连续索。a:^15.24钢绞线标准强度Rby=1860Mpa张拉各级控制应力及张拉力如下：锚固应力 o产0.65Rb=0.65*1860=1209Mpaky锚下控制应力 o=0.75Rb=0.75*1860=1395Mpaky超张拉控制应力 o=0.80Rb=0.80*1860=1488Mpakyb:甲5高强钢丝标准强度Rby=1600Mpa张拉各级控制应力及张拉力如下：锚固应力 o=0.65Rb=0.65*1600=1040Mpaky锚下控制应力 o=0.75Rb=0.