大桥工程边跨不平衡悬浇施工技术

边跨不平衡悬浇和墩顶托架无配重浇筑施工技术1前言1.1背景目前，边跨现浇段施工及边跨的合拢方式有以下几种：图4-1导梁上合拢边跨落地支架方式在落地支架上浇筑边跨现浇段和合拢段，合拢边跨，这是在大多数连续刚构桥上采用的方法。在高墩的情况下，落地支架费材费力，如果支架搭在水中或边跨现浇段处于复杂地质地形条件下，难度更大，需探索不用落地支架的途径，这是连续刚构桥发展的必然趋势。导梁方式在边跨悬臂端设导梁，支承在边墩上，在导梁上挂模板浇筑边跨现浇段及合拢段(图4-1)。为取消落地支架进行探索，结果发现当边、主跨跨径比在0.54～0.56时，边跨支点在任何荷载工况下，总保留有足够的压力，而不出现拉力，因此有可能利用导梁，合拢边跨，而又不过多增加预应力束。这个设想，已经在跨径106m的太平大桥(边跨59m)以及跨径120m(边跨66m)的金沙大桥中实现，合拢情况良好，取消了落地支架。与引桥悬臂连接合拢与引桥悬臂连接合拢是取消落地支架的又一种方式。中国的XX大桥，主跨140m，边跨85m。其引桥为跨径42m的顶推连续梁桥，按(9×42m)+(42+13.5m)设两联，其间设有伸缩缝，由预应力束临时连接，顶推就位后解体，悬臂的13.5m与连续刚构悬臂空中固结，形成85m+140m+85m+42m的连续刚构，缩短了工期，节省了投资。XX的XX桥，边跨的刚构悬臂与引桥的悬臂在距边墩16m处，以弹性支承连接。该连接装置为内设钢箱，有盆式滑动支座与刚构与引桥相连，可以传递剪力及一定的弯矩，但不能传递轴向力和不能约束轴向变位。1.2工程概况XX河特大桥主桥“T”构为90+3×160+90m预应力混凝土连续刚构箱梁桥，主桥两幅连续刚构箱梁均采用挂篮悬臂浇筑法施工，各单“T”箱梁除0#块外，分20对梁段，即6×3.0+6×3.5+4×4.0+4×4.5m进行对称悬臂浇筑，0#块长12.0m，边跨现浇段长度为8.9m，合拢段长2.0m，合拢顺序为：边跨→次边跨→中跨。边跨现浇段梁高为3.5m，分别位于6#、11#墩靠近主桥侧，其中6#墩现浇段距地面高度58m，11#墩现浇段距地面高度为36m。此种工况在国内罕见，施工相当困难。优化施工后采用导梁法进行边跨现浇段及边跨合拢段的施工。1.3工程难度分析原设计的边跨现浇段的长度为8.9m，合拢段长度为2m，该部分混凝土体积为108.35m3（含8.9m长现浇段和1m长的合拢段）；而连续刚构箱梁在6#墩盖梁上占用的长度为2.1m，在11#墩盖梁上的长度为1.9m；而该悬挑段的砼方量约为80m3，砼重量约为200t。边跨长度为90m，主跨长度为160m，边跨与主跨比为0.5625。⑴落地支架方案分析边跨现浇段采用落地支架方案时，支架的重量根据计算约为40t，底模、底横梁、侧模、内模、内顶模支架及施工临时荷载的重量估算约为60t，总重量约为300t±，6#墩边跨现浇段的支架高度为58m，支架的强度、稳定性难以保证，支架的非弹性变形难以控制，施工风险较大，工程质量不易控制。由于分隔墩位于湿陷性黄土区段，黄土层厚约12m，支架基础需采用孔桩处理；支架高度较高，其支架所需工程数量巨大，搭设支架的难度很大，施工周期较长，劳动强度高，不利于缩短工期及加快合拢施工进度。讨⑵粉墩身预埋托架址方案分析度若采用墩身预超埋托架方案，垂则可免于搭设重支架，大大降方低劳动强度，疤缩短施工周期奉，节约大量的听支架工程数量诵，且避免了支干架基础所需的判工程投入。但雕原设计现浇段活的长度为匹8糖.百9m面，帅6想#吊、糟11袄#爹墩悬挑长度分科别为卖6伸.私8m浇和浇7m奋，上部荷载对碰分隔墩吊（弯6拌#熔、刚11哗#笋墩）墩身的偏绳心赵距报e蒜值偏大，使分犯隔墩身产生较找大的倾覆力矩秋，浊而安6罗#堂、镜11划#雁墩均为薄壁空靠心墩，为了抵外抗其倾覆力矩掘，需要利用相故反一侧的托架磁和预设的张拉缓索预加荷载平记衡其倾覆力矩筝，以使分隔墩篇本身保持其稳恢定状态。筐⑶桐导梁法方案分岩析金采用导梁进行颤施工时，导梁学长度至少应为判13m雁(唤8锹.毯9m萝长边跨现浇段谈，传2m风长合拢段，两艳端外加至少爹1m犬的支撑长蓬度共)缓；而且，该导巡梁需承受包括族混凝土重量及抢底模、侧模、忘内模等施工临践时荷载重量约碍为楼280津t敞，故必须保证嫁导梁有足够的杂强度和刚度。转导梁拼装完成则后，由于边墩推高度较高，吊荷装困难，不宜旧实施；或者雾在娃“索T露”字构上进行拼装敲，然后前移至讨边墩上，此时创，前移导梁需拴在导梁尾部配喷重，施工风险蜡较大。帜在实际操作中悄，长大导梁的哈变形非常难以前控制，弹性与烂非弹性变形对蚀结构的影响较时大。施工中，送由于先进行边象跨现浇段的浇盟筑，最后进行枣合拢段的施工彩，因此，后浇和筑的合拢段重震量（约价为籍60心t鞋）将对导梁及今悬臂端部产生起较大的集中荷乘载，导梁本身致及悬臂端部变叉形的相互叠加矿有可能导致已委浇筑的边跨现察浇段产生裂缝豆。据此外，一般推波荐采用导梁法拼浇筑边跨合拢嗓段的施工方案姻，边主跨跨径蒜比一般为炮0屑.鸟5立4庭～户0诚.身56礼，此时，边跨逃支点受力较为滋合理。本项目喊中的边主跨跨缴径比为滨0赌.带56莲2惧5守，略微超过该戴比值。翁村岸因此，综合上蒸述各项因素，属导梁法在本项沸目中并不适用衔，施工控制难邪度难度大，施览工风险突出。钳⑷和与引桥悬臂连诉接合拢金方案分析姐由于引桥部分壤为多跨一联的汗先简支后连续议的面50m越T溉梁，且引桥长腰度较长，因此捐，顶推施工难燕度较大，该方作案的实际操作导性较差。肿故按照目前设佣计的边跨现浇绸段长度，无论茄是托架方案、斑落地支架方案合、导梁法或是陆与引桥悬臂连纸接合拢驾方案，均有较盆大的施工难度机，而造成该难稀度的主要因素姑为：淡①粉边墩高度较高蹦；能②雄边跨现浇段长牙度太长；邻③胃边墩支架处地种基地质、地形麻复杂，处理难坊度较大。乘1.糟4激施工方案的确催定收考虑到上述因扫素，经查找国泄内相似施工方恒案，我单位提纽出并经与设计请、监控单位幼协商后，决定然采取缩短边跨趋现浇段长度，凡调整合拢顺序与予以解决。合由拢顺序调整为鸽：中顷跨摆→魄次边幕跨寒→如边跨，并毕在锡7斥#孕、株10知#馒墩靠近边跨侧惨用挂篮悬臂浇源注一块角4.5m杏长的不平衡梁涂段赵（丘21停#灿段），为平衡伪该不平衡段祝在殿“猎T亚”胆构上产生的弯顿矩及挠度影响拘，保棍证旨“著T腹”际构施工的稳定继性，同时局在梁7寇#它、版10笛#哈墩近次边跨没侧醉20挺#化段上实施平衡雅配重，从而达航到缩短边跨现该浇段长度的目仙的。变更后的量边跨现浇段为刘5.2m援，合拢段长度秘为递1.2m浇。苍边跨现浇段长贼度缩短，则墩夏身预埋托架方妖案具有相当优饶越性，施工难致度也有很大程捡度的降低。边炕墩悬挑长度为济：鹅6融#室墩差3菠.抵1m挥，俯11蒙#林墩旗3检.斯3m独；悬挑段的混押凝土方量仅为驻38乡.讲55m漠3池（含累0.6m保长的合拢段混槐凝土方量谣），则其托架妈方案非常简单攀，而且由于悬古挑长度及重量防均较小，故对脚墩身的倾覆力杏矩也较小。因欠此，无须在墩房身上相反方向戴设置平衡托架脚来平衡由于边瞒跨现浇段造成呢的倾覆力矩志。拳饼2外边跨不平衡悬读浇和墩顶托架灶无配重浇筑施瓣工技术险2.辜1区改变合拢顺序躁将原设计的边滴跨纵→倡次边凶跨腹→貌中跨的合拢顺知序改为中笨跨杆→谅次边辱跨拆→稿边跨；残2.部2玻不平衡梁段悬上浇下在妥7建#苹及龙10担#社“灿T驱”耻构浇筑完傻成席1-20冰#狗节段后，前构移导7肾#尤墩起点方向挂构篮鲜，尿10王#旷墩终点方向挂极篮，尘在丽7停#常及屿10饰#狡“粪T柜”验构次边跨处配泽重种6矿t耐，并采用仪器露进行两对称悬晋臂端的挠度观氏测，确保变形柄一致；浇苍筑库7魔#作墩答、厨11选#居墩盗“寇T司”浑构不平衡卖段宗21骑#斑块段，在此边晶跨处逐级配重布至滥113.5奇t剪，并应严格控洋制配重与砼浇摊筑同步进行。毁而且，在浇筑数混凝土的过程鞭中，应加强两亦悬臂端的挠度普观测，确保两倾端变形一致，生保证结构稳定葵及线型控制的挪需要；坚2.辛3妈不平衡梁段预袜应力施加方案轧启壮用朴7主#语、托10迹#晓墩拉“退T蝇”个构的顶板纵向殖预应力预备户束够Ty高1也、膨Ty筑2筐，华Ty卷1沾管道位置不变感，兄将辣Ty凳2雪管道位置延伸皇至丰21乔#吃段顶板相应位辽置薄；县21动#传段混凝土强度弄达到设计要求止时，张堪拉母Ty耻1正、雄Ty删2矿预备钢束；条2.均4汁线型控制调整努由于合拢顺序宗及袜21采#泡段的施工，线体型控制计算挠鸡度值变化较大枕，须对全桥的泉线型控制进行自调整，详见分擦报告三中所述奶；狗2.帝5宅缩短后的变跨认现浇段施工方霉案竟缩短后的边跨擦现浇段的长度昏为艇5.2m问，采用墩身预粱埋托架进行施梳工，具体施工钻方报案见本文闪中问3池节所述。逐2.孔6幸边跨合拢段施杆工方案宵缩短后的边跨行现浇段采用在蚀边墩预埋托架寇上浇注的施工骂方法进行，边悠跨合拢段芹采用前移挂篮削，在挂篮上浇止注合拢段的施感工方法进行施恼工。众3技边跨现浇段托并架施工方案钻3.境1钢施工荷载计算颗愈边跨现浇段混棚凝土方量计算则图陵4-2迎酸现浇段主面庭图坦住（单沈位剑:c仓m纠）匀图乔4-3农怜Ⅰ移-畅Ⅰ枕断面图堂分隔墩顶临2m血范围内剩余3.2m合拢段重量薄参照偿第冈2政0铜块段重量按比肯例计算滩酒模板荷载怎底模采用竹畏胶板木夹板挂0.2挖0权/左㎡遍外模采用大界块刚模统板如1.20静/(12.进7×液5.4)=8忠2.3趁内模采用竹均模板木询模候0.20盈/屠㎡补×屠（修18×5.痛2顶）之=18.72欢端模采用木已模碌板转0.20扁/财㎡末×(7.3×松2)=3滨模板总荷野载客110.78歼孝底模分配梁腿犁妹底横梁：采鉴用歇5划根岔I20秀b谢工字钢，长度沸为温12m赚岛误直分配纵梁：采给用朗[香槽钢间距评30cm丢,患但在腹板下部愿间距为飞15cm痛若捐用规2钻6数根长度为冒5.2m欧砖温横梁何：缺0.3105建/m×(5×纳12)=18君.6举疾轻纵梁痰：目0.10岁/m×(26帜×5.2)=犁13.5暗浴施工荷载50kN泻醒风载殊支架总荷载乘漂以梯0.交2酿为恰（揭856.4+剃+13.5+层18.6+5辞0置）薯×0.2=2催01.33母捉支架上荷载总鸭计/m闲良合拢段荷载职模板按吊架总堡重富200k零N砍计算，但模板蓄重量可以直接薄作用于墩顶，吓因此支架上受书到合拢段集中坝荷载为据3.勺2瞒支架荷载受力涌简图组图择4-4肥列支架荷载受力鸣简图猎3.纳3恒抗倾覆验算找课边跨现浇对分洽隔墩总体倾覆姐力矩（对于墩锹身形心对称轴示）11＃墩：榴图皂4-5嘉边跨现浇对分悦隔侍墩足1亲1意＃墩良总体倾覆力矩钞图学作用在墩顶的尼力：要作用在支架上尸的力：叮合拢时对墩的梨作用力：总力矩：恐3.3.2亿50m众T熟梁架设对分隔键墩的倾覆力矩喊拦客因为我标段有坊相同截面的墩魔，在设计时考钞虑利用架桥机蹄架敢设探50m呆T坏梁的情况，对柄此进行分析：贤作用在分隔墩浪顶的梁的重力带对墩最不利荷区载状况为架桥疲桥机已过孔并距架设下一孔第灰一片梁对后面晴的墩的倾覆力差矩最不利眨架桥机自重及暖梁重倾覆力矩为悔购边跨现浇厘与仇50m避T己梁架设对墩的骗倾覆力矩基本阁相当，因此无子需在施工中采抓取措施。巨座支架受力验算牲滑.111涛#叮墩受力验算设四榀托架例图仍4-6境1危1废墩剪力图经计算液支架托梁最大没弯矩为：安。弯矩图如让图呼4-倒7惑所示。激图洪4-7体弯矩图斜杆轴力：恳不.2粘6桐＃墩共受力验算甲采次用己6削组扫作为托架预埋村主梁每根：斜杆采用每根：查表时，验算通过。拥剪力值习每轨根稿200际3.光5赵具体托架布置绢6渡#级墩诉及梢11馋#淋墩边跨现浇段伙托架方案详见盲图织4-包8道、恼图塘4-盯9贡。楼所需材料数量塑及规格详见雀表条4-何1伙、徒表卖4-挥2狮。般表售4-1灿万边跨现浇段托私架材料数量膜表涛(6准#磨墩幼)桑一个边跨现浇宵段托架材料数具量表滩6雹#栽墩数量合计诵（粥k助g爷）删序号肝材料名称康规格委件数触数量粮（蛾k外g端）典1匆32纱b痛工字钢急4m稿6共1385舅2770茄2目32蛾b遮工字钢雄9m究3赵1558.2降3116.4紧3反20拔b撤工字钢魔2.83m熔2混702.9仗1405.8证4呆10缓#裙双槽钢役1.4m符6道168径336尼5岩2cm变钢板从40X跌40cm耗6伙150.5运301台6座10走#稻槽钢覆5.2m腊32炭1664雕3328穷其它材料撕7绕10X岂10cm板方木魂6.5m廉11田0.715m居3抛2.86m3赔8辽1.2cm恳竹胶板倍1.22×2矮.44倚2立42m2保84m2气表膜4-2训棍边跨现浇段托日架材料数量舍表阅(11裹#府墩慰)外一个边跨现浇必段托架材料数得量表捧11径#顶墩数量合计醉（睛k固g是）循序号伯材料型号信长度赛件数外数量秋（续k就g笼）杨1洽32紧b丧工字钢秋4m摆4禾923.4分1846.8烧2牧32忌b艳工字钢荒9m蝇3搬1558.2虚3116.4默3纺20英b扣工字钢旱2.62m裹4灵325.4励650.8届4煎16唱#继双槽钢鞭6.83m膀4姨941.4卵1882.8完5盛10梢#个双槽钢圾1.91m都4峰152.8倒305.6肚6隆10阿#鲁双槽钢业2.07m纺4物165.6杰331.2料7野10断#歼双槽钢驾2.08m充4鹊166.4阿332.8什8辽2cm鸣钢板吐40X傅40cm讽12户301售602勺9挡10占#区槽钢苍5.2m竹32挨1664券3328亭其它材料移10颂10X诚10cm仇方木室6.5m件11驳0.715m尼3佳2.86m3吩11宇1.2cm宿竹胶板粥1.22×2编.44记2网42m2忽84m2惭图棕4-86刺#虽墩边跨现浇段装托架及底模布牢置图密图速4-91扬1忧#仍墩边跨现浇段挺托架及底模布吐置图糖由捡于户6触#宅墩墩柱较高，触且预埋及浇筑区砼时所需的材匙料、模板数量梅较多，故在该蜘墩柱黄陵侧中除央分隔带处墩祖顶预埋型钢，份架设扒杆，采摆用昼5占t墨卷扬机，配导禽向轮，作为主愿要提升材料设钱备，以满足施智工及托架安装潜的需要。旁而舌11潮#蝶墩柱高度相对邪较矮姿，务35跨t脉吊车可直接将研所需材料提升扬至工作面，故跟考虑架设一小稠型扒杆，采者用拳2斧t世卷扬机，配导犹向轮，作为小毙型辅助材料提离升设备。捕弦邮鉴于架设方案贤施工的高空作糠业及对焊接质焰量的特殊要求惑，因此，要求趣所有施工人员薄均需对高空作顶业有一定的施另工经验。主要陈电焊工在焊接般托架时，应当烟确保焊接质量撇，以保证施工渣要求得以落实女，施工人员在辅操作时必须确宗保安全。笼4友边跨现浇段施裁工产4.根1嘉托架加工及墩获顶部预埋焊接吨施工中在墩顶训及时预埋相应扛的构件，并提辅前加工完成托樱架赔，钩11背#熊墩采恰用长35睬t璃吊车吊至相应磨部位与预埋的恶钢板焊接就位扭；东6费#稳墩采姓用仓5翼t滨卷扬机将预埋嫌的底纵梁吊至饲墩顶预埋，并辫将托架的斜撑扔与底纵梁焊接外就位。托架安卡装就位后，吊提装底横梁就位困，并与托架底秒纵梁点焊牢固剂。在4.岗2猎托架预压缺根据边跨现浇馋段的荷载计算患，考虑施工荷荡载的需要，叛对狂6缺#取及畅11效#虽边跨现浇段托絮架进行预压加至载试验，得出货托架的弹性与每非弹性变形值荒，以便于确定田边跨现浇段的挂预抛高值，并跑通过加载试验遣检测出墩柱的暖水平方向的位呀移，检测托架担及墩柱本身的户安全性。仔预压的方法：培采用在墩底承叹台托架相应位蝶置预埋地锚，绍采用钢绞线将尼地锚和托架上主底横梁相联接蛇，通过在托架磨上的锚固端张隆拉钢绞线，根重据实际加载的赏重量，计算出色钢绞线的张拉押应力，根据加渐载前后及卸载晴后托架的变形厨量，确定非弹菠性变形值及弹牛性变形值，为彻施工提供预抛造高值。葱采用该方法，琴速度快，加载劝易控制，加载削的重量准确，踩施工操作简单顷，便于施工。轰试验结果见描表象4-柏3疾所示。续表租4-3住病托架预压试验种结果雄砖斑害墩号旧弹性与非弹性显变形提6#桥11#永弹性变形值管（更m氏m情）牲6窄4城非弹性变形值划（笨m宇m丧）桑7俘6瞧依据弹性、非斗弹性变形值对摩底模进行铺设认，并按分报告饶三中混凝土徐悦变预抛高值计诉算公式进行抛液高。健4.爬3锦模板方案选定杂根据托架预压姓的结果，分析宴整理出托架的著弹性与非弹性肯变形值，结合拜抛高值，铺设挣底模，在主梁卧上横桥向铺设近方木、竹胶板吊。然后将该侧奴不平衡悬臂施挪工段的挂篮侧楚模滑移就位，讨考虑尸1.2m无的合拢段的侧狼模需要，由于盏挂篮的侧模长纳度为伴4.7m亭，因此，毕5.2m息长边跨现浇段便的侧模仍需加仪工伤2m胜长。粱4.爸4冈布设支座关按设计要求放座置盆式支座，诊盆式支座往引臣桥方向偏移乓3cm贫，并先锁定住衣，待合拢后再贱放开。霸4.吉5贤铺设底模系统悉及滑移侧模等托架加工安装珠完成后，在其篮上按鹊图疼4-茧8电、泊图锤4-哗9懂所示进行底纵迅梁、底模的安滋装；并炊将稀21刃#色不平衡段悬浇毛施工时的挂篮值前移慨1m熊±度，将挂篮侧模导滑移至托架上油定位后作为边畜跨现浇段的侧卵模使用。侧模皮不足部分采用访大块定型钢模际予以补齐。投4.摘6届绑扎钢筋及安膊装内顶模款绑扎底板钢筋棕、腹板钢筋、朋安装预应力管捡道，加固内模乒，搭设内顶模江支架，铺设内挤顶模。黎4.碍7窜绑扎顶层钢筋懒绑扎顶板底层垄钢筋，安装预耗应力管道，绑兼扎顶板钢筋。软4.李8骨边跨现浇段混辽凝土浇注门把砼泵安装野在脑7细#逼或席10案#辽墩底，泵管接数至边跨现浇段式处，用砼运输离车运送砼，输贫送泵泵送砼入剃模。街4.悬9宗合拢段施工红当合拢段施工泥完毕，砼强度某达到张拉强度阔，张拉预应力浮并压浆，端头湖封锚，拆除合猛拢段配重。躲4.1奏0某拆除合拢段配已重后即可拆除剖托架。挖拆除顺序：拆兰除主梁下所有魔底决模动—溜—泄外模系统拆渣除冷—别—首底模横梁及纵幕梁用精轧钢锁杠定在主梁顶撑板延—运—茎解除底模横梁灌及纵梁与托架寄连摘接介—牢—披拆除托架，并获用卷扬机放置逆墩廉底莫—恭—归采用卷扬机将酬底模、底横梁路及底纵梁放至穷墩底。5结论矿5.欺1绢经济效益暴由于采用了改妨变合拢顺序，缴边跨处悬臂浇沙筑不平衡现浇挨段，缩短边跨深现浇段长度的显施工技术，使撒得每个边跨现吨浇段的施工时顽间节约了纵近蛇5纤个看月扭粗，施工总投入骗节约沈近排17唱0狠万元，施工难切度大幅度得到悟了降低，托架越使用的底横梁禾及边跨现浇段注和合拢段的侧列模均可以采用乖挂篮的内滑梁强及侧模，避免把了材料的重复桂浪费，且该部轰分材料均可直握接在墩理顶旬T吨构上滑移至边桃跨现浇段处，舰节约了吊装设塔备的投入。并尤避免了原设计纤中边跨现浇段追采用的落地支蒜架或导梁法施织工方案，使得鉴落地支架或导泽梁法施工中的救支架或导梁的榜弹性与非弹性氧变形的不确定宣性均得到了解炒决，托架通过歼等效加载预压庄，取得了精确阀的托架弹性与经非弹性变形值芒，为边跨的高险精度的合拢施匪工奠定了基础嘉。鲁在原设计边跨期现浇段施工难头度较大的基础拘上，采用了边没跨不平衡悬臂落浇筑、改变合坚拢顺序，缩短梳边跨现浇