挂篮预压专项施工方案

新建哈尔滨至佳木斯铁路新华特大桥78/79#墩挂篮预压专项施工方案中国中铁编制：审核：审批：中铁一局集团有限公司哈佳铁路项目部2015年8月目录TOC\o"1-3"\h\u一、编制依据、原则及编制范围 01.1编制依据 01.2编制原则 01.3编制范围 1二、工程概况 1三、挂篮结构 2四、预压的目的与意义 4五、试验项目及收集的资料 4六、预压控制梁段的确定 4七、挂篮预压工况 4八、人员安排 4八、挂篮预压总体施工方案 58.1预压方法 58.2预压配重 68.3观测及数据处理 10九、安全、质量保证措施 109.1挂篮安装前施工准备 109.2挂篮安装规定 109.3挂篮模板安装规定 119.4预压前安全检查措施 129.5预应力张拉预压施工安全技术措施 139.6高空作业的安全措施 14新华特大桥78/79#墩挂篮预压专项施工方案一、编制依据、原则及编制范围1.1编制依据⑴国家现行有关技术标准、规范、规程、质量验收标准、参考书籍和设计图纸：①、《有碴轨道48+80+48m预应力混凝土连续梁(双线、悬浇)》；②、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008;③、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10752-2010；④、《钢结构设计规范》GB50017-2012；⑤、《铁路桥涵工程施工施工安全技术规程》TB10303-2009;⑥、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003；⑵建设单位下达的工程施工安排、工期及安全质量文明施工、环境保护等要求；⑶企业标准、制度及本单位拥有的科技成果、机械设备、施工技术、施工工艺、工法、管理水平及施工经验。⑷新建哈佳铁路HJZQ-7标项目经理部组成、技术人员配备、施工队伍安排、机械设备和测量、试验检测仪器配备情况；1.2编制原则结合工程特点，采用先进的施工技术，采用科学的组织方法，合理地安排施工顺序、优化施工方案。做好劳动力、物资、机械的合理配置，推广“四新”技术，采用国内外可靠、先进的施工方法和施工工艺，力求施工方案的适用性、先进性相结合，做到施工方案科学合理、技术先进，确保实现设计目标。连续梁质量标准高，必须保证足够的技术装备和人员投入，采用机械化施工，合理安排施工工序，合理安排人员、材料和机械设备，优化资源配置。充分考虑气候、季节及交叉施工作业对工期的影响，采取相应措施，以一流的管理，确保工期。1.3编制范围编制范围：新华特大桥跨规划环城高速路(48+80+48)m连续梁三角挂篮反支点预压施工。二、工程概况新华特大桥（中心里程DIK325+001.08）全长3159.05m，其中跨规划环城高速路为（48.85+80+48.85m）双线预应力混凝土连续箱梁，连续梁全长177.7m，起讫里程为DIK326+002.99～DIK326+180.69，新建哈佳铁路与既有哈同高速相交里程为DIK326+091.73。该位置地质为：表层分布有约3m厚的粘土，向下为砾砂、中砂、细圆砾土和黏土层交替，桩底为细圆砾土及砾砂。土质交替层叠，地质较复杂。主墩基础形式设计为钻孔灌注桩基础，78号主墩采用16根直径1.5m的钻孔桩，桩长40m，79号主墩采用16根直径1.5m的钻孔桩，桩长为43m。承台尺寸均为14.6m×14.6m×3m，墩柱为7.8m×4m的直坡圆端型实心墩，其中78#墩高12m，79#墩高11.5m。77#和80#边墩基础分别采用12根桩径1.25m的钻孔桩，77#墩桩长40m，80#墩桩长38m,承台尺寸分别为12.5m×9.1m×2.5m。77#墩高15.5m，80#墩高14m。哈尔滨至佳木斯铁路中心线与规划环城高速路在DIK326+091.73处相交，夹角为117°，高速公路距设计梁底面最小净高不小于5.5m。边支座中心线至梁端0.75m，中支点处梁高6.4m，边支点及跨中梁高3.6m，中跨跨中直线段长10米，边跨直线段长13.75米。采用整体桥面形式，桥面板上设置挡砟墙、电缆槽、栏杆。接触网支柱基础处桥面需局部加厚。梁体为单箱单室直腹板、变高度、变截面结构，三向预应力体系。顶板厚度除梁端附近外均为35cm，腹板厚48~60~70~100cm，底板由跨中的40cm按二次抛物线变化至根部的100cm。线间距由467.3cm变化至469.9cm，桥面宽度13m，底板宽度6.4m。支座及中跨跨中共设置5个横隔板，横隔板及梁端底板设有孔洞，供检查人员通过。箱梁截面见图1，主要结构参数见表1。图1中支点和边支点处箱梁截面图表1梁体节段主要结构参数节段名称0#块1#节段2#节段3#节段4#节段5#节段6#节段节段长度(m)122.52.52.53.03.53.5节段体积(m3)318.6749.8247.2844.9749.2249.4747.05节段重量(t)828.55129.54122.94116.93127.97128.62122.32节段名称7#节段8#节段9#节段10#节段11#节段12#节段节段长度(m)3.54.04.04.027.75节段体积(m3)44.4746.7744.0543.8221.91108.52节段重量(t)115.62121.61114.54113.9456.96282.15三、挂篮结构本联连续梁施工拟采用2套三角形挂篮进行悬臂施工,挂篮设计取最大块段为最不利工况进行计算，单个挂篮总重量约78t，挂篮行走冲击系数取1.2，抗倾覆稳定系数不小于2.0；主梁后锚由6根32Ⅳ级精轧螺纹钢筋承担，单根最大锚固力F=17t，单根32Ⅳ级精轧螺纹钢筋允许应力[F]=62.3t，锚固安全系数：K=62.3/17=3.66>2。因此，满足规范要求；挂篮空载前移时，吊杆安全系数n=3.92>2。因此，满足规范要求。挂篮结构示意图见图2图2挂篮结构示意图挂篮对称拼装纵断面图挂篮对称拼装横断面图四、预压的目的与意义⑴通过预压的手段检验挂篮整个系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况，确保系统在施工过程中绝对安全和正常运行。⑵通过预压掌握挂篮的弹性变形和非弹性变形的程度和大小，更加准确地掌握挂篮的刚度等力学性能指标，借以指导挂篮的立模标高，为施工监控提供可靠的参照数据，确保主梁施工线形、标高满足设计和规范要求。五、试验项目及收集的资料⑴挂篮系统在受力状态下的各个主要构件的变形值收集。⑵各个构件和连接接头的安全性检验。⑶锚固系统变位观测和安全性检验。⑷整个挂篮的承载能力和安全保障系统的检验。六、预压控制梁段的确定按照节段最大体积进行预压重量的确定，通过比较，1号节段为最重梁块，按照预压重量为最大块重量+施工机具、人群等临时荷载+挂篮模板重量的1.2倍进行预压。七、挂篮预压工况挂篮全部构件安装完毕，底板底模、腹板侧模、顶板底模、翼缘板底模及内模安装完毕后进行挂篮预压工作。挂篮预压应根据梁体的线形及混凝土的分布情况模拟进行反支点预压分配。八、人员安排为了保证预压的顺利进行，并且完全保证预压安全，预压时人员安排如下：序号姓名职务职责1韩帅工区经理施工总负责2齐有文工区技术主管技术负责、预压监控、现场预压协调3赵忠文工程部部长挂篮预压、量测技术指导4王海洋安质部部长挂篮预压现场安全管理指导5张龙技术主管预压观测及计算6贾晓楠技术主管预压观测及计算7罗凤彪技术员预压观测及计算8杨志强测量主管预压观测及计算八、挂篮预压总体施工方案8.1预压方法预压方法采用反支点张拉法，按照1#梁段悬臂部分自重+施工机具、人群等临时荷载+挂篮模板重量的60%、100%、120%分三级加载，利用承台施工时预埋的钢绞线接长固定于挂篮底模纵向分配梁和侧模分配梁上，每根钢绞线张拉约15t。加载顺序为从墩中心向两侧依次，由近及远前后左右对称进行，先压载底板和腹板，再加压载翼缘板。加载过程中，必须按照设计要求进行对称预压，大小里程、左右对称，保证最大不平衡重不超过5t。预压测点布置在后锚、前上横梁、后上横梁、前下横梁、翼缘板等处。预压观测点位布置见图3。图3预压观测点位布置图8.2预压配重根据要求挂篮按1#梁体节段悬臂部分重量+施工机具、人群等临时荷载+挂篮模板重量的1.2倍进行预压。反支点预压时，根据节段线形及混凝土的情况进行分配。挂篮静载试验采用钢绞线反支点张拉逐级加载的预压方法。预压荷载按最大梁段重量（1#段）+施工机具、人群等临时荷载+挂篮模板重量的1.2倍进行加载，本联连续梁梁段中1号节段重量最大，单侧重为129.54t，施工机具、人群等临时荷载单侧按5t考虑，挂篮模板重量单侧15t考虑，按混凝土重量+施工机具、人群等临时荷载+挂篮模板重量的的1.2倍进行预压，需加载重为179.45t，单侧布置12根钢绞线，每根钢绞线需加载约14.95t。由于钢绞线张拉时存在夹角，按照力的方向性进行分解：78#墩底板第一排每根钢绞线张拉吨位为：14.96t；第二排每根钢绞线张拉吨位为：15t；（挂篮预压钢绞线布置见图4）79#墩底板第一排每根钢绞线张拉吨位为：14.97t；第二排每根钢绞线张拉吨位为：15t；（挂篮预压钢绞线布置见图5）预压按照压载重量的60%，80%，100%（即1.2倍值）分三级加载，即:78#墩第一排预压荷载：8.98t→11.97t→14.96t，第二排预压荷载：9t→12t→15t。79#墩第一排预压荷载：8.98t→11.98t→14.97t，第二排预压荷载：9t→12t→15t。张拉采用四台25t千斤顶，布置型式为大小里程各两台，左右对称各一台；张拉时，大小里程同时从D1排中间向两侧对称张拉，再张拉D2排，卸载时，先卸载第D2排，再卸载第D1排，均从两侧向中间卸载。承台上点位采用D1'、D2'排预埋钢绞线，连接前先检查是否有滑丝或钢绞线。预压时，挂篮底纵梁预压点位处设置双拼I25b工字钢作为分配梁，工具锚及工具夹片锚固。工字钢悬空处采用钢板支垫保证工字钢顶面水平，且与底模纵梁点焊，防止张拉时工字钢移位伤人。张拉过程中，同时检查钢绞线是否与有啃丝现象，工字钢是否有滑移现象。张拉时，张拉区域采用警戒封闭，严禁人员通过。钢绞线张拉完毕后，不得私自切割损毁，其他墩预压张拉可以重复利用。张拉用千斤顶和配套油表必须经过校正，且在合格使用期内，张拉前，每级加载油表读数必须下发给施工队伍，或在油表上标注明确。图478#墩挂篮预压钢绞线布置示意图图5挂篮预压钢绞线布置示意图8.3观测及数据处理预压观测采用二等水准测量。采用DZS2级水准仪和配套直尺进行，配备专业测量人员4人分两班作业。在预压前对观测点进行初始标高的观测。每级荷载加完后，持荷2小时后进行一次沉降观测，并检查挂篮各部位连接及变形情况，记录观测数据（见附表）。当全部重量压完后至少要持荷观测24小时，每6小时观测一次数据，并检查挂篮各连接部位变形及稳定性，当连续两次观测变形量不超过2mm时，判定挂篮变形处于稳定状态。卸载按照预压的反过程进行，即卸载60%→80%→120%，卸载完成6小时后进行观测，至回弹稳定后测得挂篮标高回弹值，综合测试结果，算出沉降值和弹性变形值，根据实际情况确定主桁架及吊杆的变形系数K，为浇筑混凝土提供预拱值。根据预压弹性变形值结果，重新调整底板和翼缘板标高。挂篮必须根据预压结果求出预压重量和弹性变形之间关系式及相关系数，为其它不同重量梁段施工提供弹性变形数据，确定挂篮预拱度。安全、质量保证措施9.1挂篮安装前施工准备挂篮安装前应进行测量检查，确认预埋孔和预埋件符合要求后方可进行挂篮拼装。挂篮吊装前应调试、准备好吊装机具，清理好0#块梁段梁面。挂篮吊装前应精确测设、标明桥梁的中线和高程控制点、挂篮滑轨和前支座位置。挂篮安装前，宜由设计、制造和施工单位对各个构件的外观尺寸及质量进行一次联合检查，确认合格后才能进行吊装。9.2挂篮安装规定挂篮应在0#块梁段的纵向预应力筋压浆完成后对称进行安装，并应按施工工艺设计要求及时在主桁架尾部采取稳定措施保证后续的施工安全。挂篮的前支座必须用钢板调平。挂篮拼装完毕，应全面检查按照质量和复核挂篮中线、高程。挂篮使用前，按规定进行走行性能和静载试验。挂篮四周应设置操作平台及围栏，操作平台下应设置安全网，人员上下应有安全扶梯。挂篮吊、安装应符合现行《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303）的规定外，尚应符合下列规定：挂篮安装前，应根据施工现场环境、起重机械性能、位置和吊物情况等，编制挂篮吊装、安装施工方案和操作安全技术细则，并对施工作业人员进行技术交底。吊装每个构件前，必须计算确定出构件的吊装重心。吊装时应使吊钩和理论重心在同一竖直线上。6级及以上大风和雷雨、大雾及可见度差的天气，不得进行挂篮吊装作业。起重吊装作业必须由专职人员统一指挥，高处作业人员应系牢安全带，戴好安全帽。主桁吊装到位后，必须首先安装后锚。各吊带吊杆连接销轴和插销必须按规定安装齐全，并由专人检查确认合格后方可进行下道工序施工。9.3挂篮模板安装规定底模和底模支架宜采取在墩下施工平台上拼装成整体，然后用滑轮组提升到位安装。安装在底模支架上的底模顶面高低位置应由底模支架的吊杆（带）进行调整。挂篮外侧模宜采用桁架式，并宜按悬臂节段的高度分成两节，内侧模一般也应采用桁架式钢模，内顶模应采用可调宽度的组合钢模，外侧模和内侧模之间用拉杆固定位置。起吊安装时，用塔吊或吊车平稳吊装外侧模放到外滑梁上、吊装内侧模到内滑梁上，就位后安装滑梁下滚轮；拼装立模时用千斤顶和拉杆调整定位。接缝处应用密封胶条贴封严密。梁段变高度模板安装，应按悬浇梁段模板设计规定的调整方法进行实施。梁体侧模因梁段高度分段变化，外侧模下部多余的部分可割除或拆除，内侧模一般宜采用木模抽条的方法进行调整。封端模板因梁高、预应力管道位置不同及拆模时易损坏等原因，一般宜采取木模重新改制方法进行调整。表9.3.1预应力混凝土连续梁模板尺寸允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1梁段长±10尺量检查不小于5处2梁高+1003顶板厚+1004底板厚+1005腹板厚+1006端、横隔板厚+1007腹板间距±108腹板中心偏离设计位置109梁体宽+10010模板表面平整度31m靠尺测量不少于5处11模板表面垂直度每米不大于4吊线尺量不少于5处12端模孔道位置1尺量13梁段纵向旁弯10拉线测量不少于5处14梁段纵向中线最大偏差10测量检查15梁段高度变化段位置1016底模拱度偏差317底模同一端两角高差29.4预压前安全检查措施⑴预压前工程部组织相关部门对安装的挂篮进行验收，包括结构型式、锚固系统、提吊系统、构件之间连接情况，必须保证各个环节符合设计要求，经验收合格后再进行预压。⑵预压前后吊杆一定要用千斤顶张紧，且两处要均匀。⑶施工平台必须搭设好防护设施，底部满铺木板。⑷加载前应布置好观测点，及时测量标高初始值，做好原始记录。⑸加载时必须保证大小里程、左右对称加载，保证两个挂篮偏压值不超过5t。⑹操作人员属于高空作业，必须按照高空作业施工安全要求进行，戴安全帽、穿防滑鞋、系安全带。⑺必须按照要求进行分级预压，每加载一级后，派专人对挂篮的各个部位进行仔细观察，发现异常立即停止施工。⑻挂篮下严禁站人，并对预压影响区域进行封闭，严禁人员通行。⑼现场预压人员和机具必须由专人统一指挥。⑽预压前技术人员必须进行现场安全交底，做到每个人员都清楚操作要点。⑾测量人员按照方案要求频率进行测量，发现标高明显变化及时上报，查找原因，解决处理后方可进行下级加载。⑿安装足够的照明设备，保证夜间施工有良好的照明条件。9.5预应力张拉预压施工安全技术措施（1）预应力钢绞线下料，在清理干净的硬化场地进行。由于钢绞线的弹性比较大，下料、运输时应注意人身安全，严禁采用电焊设备，防止电焊弧击伤钢绞线，造成钢绞线在张拉时断裂伤人。（2）张拉时两端头处的工具锚应打紧，严禁在两端头处站人。（3）张拉时在安全范围处应悬挂警示牌、设置防护，非作业人员不得入内。（4）严格按照机械使用说明进行操作，现场悬挂机械安全操作规程及张拉控制数据。（5）必须经过专业培训，掌握预应力张拉的安全技术知识并经过考核合格后方可上岗。必须按照检测机构检测、编号的配套组使用张拉机具。（6）张拉时服从统一指挥，严格按照技术交底要求读表，油压不得超过技术交底值，发现油泵有异常情况时应立即停机。（7）高压油泵操作人员必须佩带护目镜。（8）作业前应检查高压油泵与千斤顶之间的连接，连接件必须完好、紧固，确认安全后方可进行作业。（9）在张拉施工时，精确调整油顶位置确保油顶、工具锚、锚具、锚垫板位于同一条线上，确保预应力施工安全。（10）此作业属高空作业，操作人员应正确佩带安全带，水上作业人员应穿救生衣。作业人员应在牢固、有防护栏的平台上作业，上下平台必须走安全梯。（11）正确规范用电，严禁乱拉、乱接电线，操作人员应具有电工证件。（12）施工预应力所用的设备及仪表由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶应与油表配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉作业前应明确各束对应张拉数值，认真核对，对不够明确的地方及时与技术人员进行联系，于第一时间解决。（14）张拉或退锚时，张拉油