宁安线青弋江特大桥跨宁芜线悬灌梁施工技术

宁安线青弋江特大桥跨宁芜线悬灌梁施工技术第一页，共65页。新建南京至安庆客运专线NASZ-5标段，新建宁安客运专线起讫里程：DK80+500～DK93+520，线路全长13.02km。宁安线青弋江特大桥于DK87+478跨越

宁芜上、下行铁路线，位于芜湖站至芜湖南区间，地形平坦。7#－10#墩上部结构设计为（40+64+40）m三跨预应力混凝土连续梁，全长145.2m，合拢段为2m。线路位于安徽省芜湖市市区内。

第二页，共65页。第三页，共65页。上跨铁路线施工,必须提前一个月，向路局申请封锁天窗施工计划。挂篮组装过程中需要3个V型天窗封锁，9#墩1-3#块（宁芜上行线）和8#墩4-6块（宁芜下行线）采用V型天窗。剩余9#墩4-8块和8#墩7-8块及合拢段均采用垂直天窗。垂直天窗封锁时间70min,V型天窗封锁时间120min。第四页，共65页。

封锁计划申请表第五页，共65页。连续梁采用菱形挂篮施工。连续梁分为悬灌段、合拢段及边跨现浇段。墩顶段采用临时支墩结合支架法施工，边跨现浇段采用满堂支架法施工。第六页，共65页。

菱形挂篮主桁架是挂篮的主要承重结构，由两片桁架、横联和门架以及前上横梁组成。桁架间距和腹板竖向预应力精轧螺纹钢位置相对应。各杆件间均采用普通螺栓联结。挂篮前吊点均设在前上横梁上。共8个吊点，4个用于吊底模架,4个用于吊内、外模，所用钢材均为A3钢。

1菱形桁架第七页，共65页。提吊系统是挂篮的升降系统，其作用主要是悬吊和升降底模、侧模、内模及工作平台等，由吊带、吊带座、千斤顶、倒链等组成。吊带上根据需要设置调节孔以便于高度调整。2提吊系统第八页，共65页。挂篮走行系统由菱形桁架、底模、外模、内模走行系统4部分组成。菱形桁架在轨道上行走，轨道用工字钢焊制成Ⅱ型截面，对称铺于箱梁顶面，支座放在轨道前后，用螺栓和桁架连接，使之可沿轨道上的不锈钢板滑行；反扣轮反扣在轨道上缘，作用用于反扣轮沿轨道下缘滚动，轨道底板用竖向预应力筋锚固。挂篮走行靠2个穿心千斤顶牵引。挂篮就位后，桁架后节点用8根Ф32精轧螺纹钢穿越顶板锚在连续梁的顶板上，将挂篮后端承受的力传给梁体，不让滑动系统支座反扣轮受力。3走行系统第九页，共65页。模板系统由底模、侧模、内模、端模等组成。底模：整体钢模，由前下横梁和后下横梁及纵梁共同组成底模架，其上铺钢板作为底模面板。底模焊在纵梁上，后部通过后下横梁锚在已成形梁段底板上，并由千斤顶和锚垫梁等调整其与已成形梁段底板的密贴程度；前部通过悬吊系吊在前上横梁上。4.5模板系统第十页，共65页。侧模：桁架式整体钢模，由型钢焊成的侧模架和其上铺焊的钢板组成。侧模由走行滑梁承托，走行滑梁的前端通过悬吊系吊在前上横梁上，后部通过后吊杆锚在已成形梁段翼板上。侧模由架立在桥面上精轧螺纹钢两侧的千斤顶加固，在千斤顶上部架设小横梁。后吊杆与走行梁之间设带滚动装置的后吊架，外模及走行梁可沿后吊架滑行。内模：由开启式内模架和在其上铺装的自制大块组合钢模组成，内模架以型钢加工而成，下设滑套，可以沿内模纵梁滑动，后部锚在已成形的梁段顶板上，前端通过悬吊系吊在前上横梁上。内模架以箱梁上倒角上部为轴，中部、下部以型钢对撑。内模的前移在下一梁段的底板和腹板的钢筋、预应力管道、预埋件等安装完成后进行。第十一页，共65页。挂篮最前端悬吊的张拉操作平台，采用型钢及钢筋拼装而成。用4个倒链悬吊在主构架上，通过手拉葫芦可升降，以适应梁段高度变化及张拉需要。4.6张拉操作平台4.7挂篮的试测将两个主桁架对称平放在混凝土地面上，在主桁架后锚及前横梁处对穿加力杆，用千斤顶在前横梁处对主桁架进行逐级加载，最后一级荷载为设计荷载的1.2倍。在荷载试验中，必须用高精度水准仪测量挂篮的竖向变形；根据实测推算各段挂篮底的竖向变形，为后续主梁施工设预抬值提供可靠的数据。第十二页，共65页。4.8挂篮走行试验

为检验挂篮的整体刚度，走行系统的性能及测量挂篮走行时前吊杆的垂直力的变化情况，检测主锚件、主锚梁、反扣轮的受力与变形情况，对挂篮进行走行试验。第十三页，共65页。第十四页，共65页。每个“T”构设置4个临时混凝土支座，分别放置在两个永久支座两侧，考虑到梁体施工中风力、施工荷载产生的扭矩及不平衡力矩，在主墩顶部支承垫石两侧分别采用与箱梁同标号钢筋混凝土临时固结支座，临时支座面积必须满足设计要求。连续梁主墩墩身模板支立完成后，在图示位置将8φ32精轧螺纹钢，长3.12m固定在墩身钢筋上，采用绑丝捆绑，禁止焊接。精轧螺纹钢筋埋入墩身1.5m，两端设锚固钢板及螺帽。绑扎0＃块钢筋前，在底模板相应位置钻孔，将精轧螺纹钢穿过底模，穿入0＃段1m，将精轧螺纹钢牢固的绑扎在梁体钢筋上，墩柱与0＃块锚固成一体。6.1、临时支座

第十五页，共65页。临时支座示意图

第十六页，共65页。临时支墩锚固在承台上。承台与墩身施工时，在承台顶面与墩身侧面预埋钢板，在钢板上焊接φ20锚固筋。模板支护时，将钢板与钢筋绑扎在一起，钢板顶面嵌入砼面2cm。0#块混凝土浇筑完成后，即可进行临时支墩搭设工作，根据64m连续梁方案：设计墩身每侧2根外径Φ630钢管作支墩，两个钢管之间采用[10槽钢做斜撑，并焊接垂直横联。6.2、临时支墩第十七页，共65页。永久支座为球形钢支座，采用墩下组装，整体吊装的方式施工。支座就位后，利用螺旋千斤顶支起支座四角，使支座板与桥墩支承垫石之间留出20-30mm空隙，采用重力灌浆方式向支座底部灌入无收缩高强水泥砂浆。灌浆时从支座中心部位向四周注浆，直至模板与支座底板周边间隙观察到灌浆材料为止。强度达到20Mpa后，拆除模板，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆，拧紧下支座板锚栓，拆除临时千斤顶，安装支座围板。6.3、永久支座第十八页，共65页。由于箱梁的弹性变形、收缩徐变及体系温差引起支座偏移，安装支座时需考虑支座纵向预偏量，支座纵向预偏量系指支座上板纵向偏离支座理论中心线的位置。设计给出的预偏量如下表所示：6.4、支座偏移量第十九页，共65页。腹板下立杆间距为30×60cm（横向×纵向），横杆步距为120cm；底板下立杆间距为90×60cm（横向×纵向），横杆步距为120cm；翼板下立杆间距为90×60cm（横向×纵向），横杆步距为120cm，0#段墩顶部分底模及内模采用竹胶板，侧模采用厂制大型组合钢模。为消除临时支架非弹性变形及弹性变形，得到实际的施工预留拱度，保证成桥后线型，需要对支架进行预压。采用吊装砂袋法进行预压，吊装时，吊车作业区下方不得站人以防止坠物伤人。6.5、碗扣式支架布置6.6、预压为消除临时支架非弹性变形及弹性变形，得到实际的施工预留拱度，保证成桥后线型，需要对支架进行预压。采用吊装砂袋法进行预压，吊装时，吊车作业区下方不得站人以防止坠物伤人。第二十页，共65页。预压时要与梁体实际荷载分布相似。预压重量为梁重的120％，预压加重顺序为20%—60%—80%—100%—120%。沉降观测标准值①各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm；②各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。第二十一页，共65页。根据连续梁钢筋型号多、数量少等特点，各梁段钢筋均为模内绑扎。其绑扎安装顺序如下:绑扎底板、腹板钢筋(包括定位筋、浮筋等)→安装底板、腹板纵向波纹管，两波纹与波纹管连接器之间用黑胶布粘缠→安装竖向预应力筋及预埋件(锚垫板，泄水管，通气孔挂篮预埋件等)→内模前移就位并校正后开始绑扎顶板底层筋→依次安装顶板底层纵向波纹管、顶板顶层纵向波纹管→绑扎顶板顶层钢筋→安装预埋件第二十二页，共65页。底模采用竹胶板，内模采用钢木组合模板。内模在连续梁底板与腹板钢筋绑扎完成后再组装，内模不设底模，并在腹板按竖向50cm高，横向100cm间距预留40cm见方的检查孔，用于辅助混凝土振捣。内模使用工字钢顶杆支撑；外侧模采用拼装式大块钢模，水平方向加φ14拉杆以防止跑模。所有堵头模板均采用钢模板，施工时固定在内外模上。第二十三页，共65页。连续梁施工地点位于芜湖火车站南端，是进出站的咽喉要道，封锁意味着停止了芜湖站的运营。对此铁路局、宁安公司、监理及局指挥部十分重视封锁计划的重要性。我宁安项目十分重视，经过项目领导权衡利弊，确定采用非常规法施工，即把挂篮局部构件组装成整体进行吊装，减少频繁封锁施工给营业线带来的影响。第二十四页，共65页。利用箱梁竖向精轧螺纹钢把轨道梁锚固在腹板顶面。根据腹板宽度结合竖向精轧螺纹钢的位置进行测量放线，测量出下垫横梁安放位置，在每一个挂篮前支座箱体下方，连续间隔10cm放置4根下垫梁，剩余部分每间隔1.0m放置一根，同一排下垫横梁高程必须一致，否则需要进行高程调整，满足同一斜平面高程要求。7.1、安装轨道梁第二十五页，共65页。第二十六页，共65页。挂篮主桁架的各个构件拼装完整，具备整体吊装施工，采用100t轮式汽车吊安装主桁架。起重机作业半径10.58m，臂长24.99m，根据100t起重机性能表查的此时的起重额度是17t＞主桁架11.6t。主桁架放在9#墩的左、右两侧，在主桁架底部拴上两条溜绳，以控制主桁架在空中位置的稳定。主桁架吊到箱梁上，安装到滑移轨道梁上，注意主桁架前支座箱体跨上轨道梁，主桁架后部及时安装后锚压梁，通过精轧螺纹钢锚固在箱梁顶面，使主桁架与箱梁形成整体，为了保证安全，在主桁架两侧拴上倒链，倒链另一端挂在箱梁顶面的预留孔上，使其倒链受力，保证不倾覆。7.2、挂篮主桁架安装第二十七页，共65页。第二十八页，共65页。第二十九页，共65页。第三十页，共65页。平联桁架安装需要进行2次转换钢丝绳吊点，初次采用长6m长的钢丝绳；转换第一次用12m长的钢丝绳；转换第二次用18m长的钢丝绳。控制平联桁架宽度的U型卡随着钢丝绳的转换及时转换控制位置。平联桁架放置在宁安线的右侧。在平联桁架顶部采用3个U型卡卡住上部横梁，使其2片平联桁架的宽度比主桁架立柱宽5cm。在桁架下部两端拴上两条溜绳掌控方向。从远离既有线侧进行穿入。

7.3、平联桁架安装第三十一页，共65页。第三十二页，共65页。第三十三页，共65页。先把导梁和滑移梁穿入侧模板上，用铁丝绑扎牢固，采用起重机直接吊装到顶部。7.4、底篮系统安装前下横梁、后下横梁、纵横梁、底模板、底篮防护系统的各种构件焊接成整体，使之具备整体起吊施工，在底篮对称的两个角采用倒链代替钢丝绳吊装底篮，方便在起吊中调节底篮的不平整度。吊装底篮时起重机站位在墩柱的右侧，作业半径12.1m,臂长是24.99m,查的此时的100t起重机的起重额度是13.5t大于各种构架的重量10.56t。7.5、侧模安装第三十四页，共65页。挂篮移动大部分节段都在垂直天窗内施工，封锁时间只有70min，而且封锁命令发布后和开通命令发布前所占用约5分钟，真正施工时间只有约60min左右，时间紧任务重，困难重重。与以往施工不受时间约束相比有天壤之别，经过深入研究，对穿心千斤顶行程伸缩速度详细的观摩、推演、计算觉得基本可行，还绘制了封锁施工网络流程图，把每项施工内容详细到每分秒。按照挂篮移动构件分五个组：伸缩组、侧模组、底模组、桥面组、锚固组。第三十五页，共65页。每个千斤顶各2个人。在轨道梁上以每15cm为单位画上刻度线，与千斤顶伸缩行程长度相对应，每一个循环仅行程15cm，然后再进行下一个循环。杜绝左右挂蓝支座行程不一。8.1伸缩组8.2侧模组每个千斤顶各2个人。在轨道梁上以每15cm为单位画上刻度线，与千斤顶伸缩行程长度相对应，每一个循环仅行程15cm，然后再进行下一个循环。杜绝左右挂蓝支座行程不一。8.3底模组站在内模内部，手拿撬杠，详细观察，协助挂篮安全移动到位8.4桥面组每个箱梁临边各1个人。在封锁点以前检查桥面影响挂蓝移动的障碍，在挂蓝行驶过程中及时转换轨道小压梁，协助各组安全移动挂蓝。第三十六页，共65页。每个后锚系统各1个人。在封锁命令发布后，及时松开后锚螺栓，使挂蓝及时移动，移动到位后，及时锁定后锚压梁，旋上双螺帽锁定。以上各组各司其职，谁施工谁负责，杜绝因任何物体及人为情况影响挂篮移动。封锁前；采用8.0m长的精轧螺纹钢从支座穿心孔穿过，通过滑移轨道梁前支点加上小横梁，穿上钢垫，旋上双螺帽，精轧螺纹钢后端穿上穿心千斤顶，在千斤顶后方旋上螺帽，螺帽紧紧地挨着千斤顶的钢垫，此时已经具备挂篮行走条件，仅剩余后锚横梁受力临时固定挂篮。8.5锚固组第三十七页，共65页。封锁点内；封锁命令一开始，及时卸掉后锚横梁的螺栓，千斤顶给油使千斤顶做功，千斤顶的行程最长15cm，所以每伸缩15cm需要进行千斤顶回缩，向前方移动螺帽，使螺帽紧紧挨着千斤顶，然后再次使千斤顶供油使其伸长，如此循环3.5m段需要24次，每次行驶15cm需要1分钟50秒时间，依此类推施工到位需要53min，挂篮到位后立即锚固后锚横梁。封锁后；封锁命令开通后，调整底模板、侧模板，微调、校正模板高程。第三十八页，共65页。第三十九页，共65页。0#块长8m,无法满足一套标准挂篮安装，只能安装一个标准挂篮和一个非标准挂篮，待1号块浇筑完成后，强度达到设计标准后，挂篮进行分解。挂篮分解共5个步骤步骤一安装临时支撑在一号挂篮轨道梁前端与立柱和上平杆之间安装临时支撑附加构件F4、F5,在立柱前方采用竖向精轧螺纹钢临时固定支撑构件，使其构件与挂篮形成整体。9.1挂蓝分解第四十页，共65页。第四十一页，共65页。步骤二补充非标准挂篮构件及时拆除附加杆件F1、F2、F3,使其标准挂篮向前行走2m,给非标准挂篮换上标准构件倒出位置。第四十二页，共65页。步骤三补充非标准挂篮构件安装标准构件F2、F3安装到一号挂篮上，同时也把反扣轮安装到轨道梁上，使其形成标准挂篮，具备行走条件。第四十三页，共65页。步骤四一套挂篮同时行走两个挂篮同时行走到一号块的前端，具备施工二号块的条件。第四十四页，共65页。步骤五固定挂篮挂篮行走到位后，采用精轧螺纹钢穿过箱梁顶板预留孔位置，把挂篮后锚横梁锚固在箱梁顶板上。第四十五页，共65页。Ｔ构两端的挂篮同时对称移动。拆除后锚前认真检查垫座反扣各部联结是否可靠，滑道锚固是否到位，发现问题及时处理，确保挂篮前移安全。挂篮移动前调整底模平台和外侧模水平，并仔细检查挂篮各部分情况，检查挂篮上安全网，钢筋头或其他绳索有无与箱梁钩挂的情况，发现问题及时处理。挂篮移动要有专人统一指挥，同步移动。挂篮锚固是挂篮施工安全的重中之重，尤其是后锚与滑道锚固为重，施工中要不断检查锚固系统的牢靠程度。每片桁架后锚不少于4根精轧螺纹钢，滑道锚固间距不大于0.5m。9.2挂篮移动注意事项第四十六页，共65页。箱梁采用三向预应力体系，由于钢筋、管道密集、如钢绞线、精轧螺纹钢等管道、普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，后精轧螺纹钢，然后是横向预应力，保持纵向预应力钢筋位置不动。张拉时两端对称张拉，以张拉力控制为主，伸长量校核，实际伸长值与理论误差控制在6%内。梁段混凝土强度达到设计强度的90%、弹性模量达到100%及龄期5d后即可开始张拉，每一梁段三向预应力筋的张拉顺序为：腹板束→顶板束，从外到内左右对称进行，纵向预应力钢束采用两端对称张拉，先张拉腹板束再张拉顶板束；横向钢绞线采用单根张拉工艺，单端交错张拉。预施应力采用双控措施，预施应力值以油表读数为主，以预应力伸长量进行校核，预施应力过程中应保持两端伸长量基本一致。

第四十七页，共65页。进行基础处理，搭设碗扣支架，其施工工艺流程为：搭设支架→搭设作业平台→支架预压→安装支座→安装底、外模→绑扎钢筋及安装预应力管道→浇筑混凝土→养生→拆除内外模板及端模。混凝土一次浇筑成型。现浇直线段施工与0#块相同。第四十八页，共65页。合拢段采用挂篮直接受力承载重量，减少支架及模板的经济投入。合拢段施工工艺流程：挂篮前移至合拢段→合拢段施工平台及劲性骨架焊接→合拢段钢筋制作与安装，预应力管道安装→模板安装、临时张拉（400Mpa）→边浇注合拢段混凝土边卸载配重→混凝土养生→合拢段预应力束张拉压浆。8#块砼强度满足设计后，挂篮移动至前吊杆接触到现浇砼。钢筋绑扎前，采用pvc管套在前吊带杆上，防止浇筑到混凝土中。13.1边跨合拢(第一次体系转换)13.1.1合拢段工艺流程第四十九页，共65页。在悬臂端加水箱的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。配重及合拢步骤见右图。13.1.2设平衡重：第五十页，共65页。焊接合拢段劲性骨架，焊缝长度与预埋钢板相等，厚度满足规范要求。焊接要求在一小时内完成，焊接时在预埋件周边混凝土浇水降温，避免烧伤混凝土。为缩短合拢时的焊接时间，劲性骨架安装后预先焊好一端，合拢时，安排4台焊机同时对称焊接另一端。13.1.3合拢锁定设计第五十一页，共65页。合拢前使悬臂端与现浇端等高程临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在浇注及早期硬化过程中产生裂缝，锁定时间按合拢段锁定设计执行，临时“锁定”是合拢的关键，合拢“锁定”遵循又拉又撑的原则，即“锁定”包括焊接劲性骨架。支撑劲性骨架采用“预埋钢板+连接槽钢+预埋钢板”三段式结构，其断面面积及支承位置根据设计图纸确定。合拢锁布置见下“合拢段合拢锁定布置示意图”。13.1.4合拢锁定第五十二页，共65页。第五十三页，共65页。合拢段混凝土浇注过程中，按浇注混凝土的重量分级卸去平衡重，保证平衡施工。合拢段混凝土浇注选择在一天中气温较低（5～15度），可保证合拢段浇注混凝土处于气温上升的环境中，在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂，混凝土的浇注速度每小时10m3左右。合拢段混凝土的配合比设计比普通段高一个等级，并掺入微量膨胀剂，加强振捣，以免新老混凝土的连接处产生裂缝。待梁段混凝土达到设计强度65%后，解除连续梁主墩墩顶临时固结及支架凿除边墩临时固结，砼达到设计强度90%，张拉预应力筋及孔道压浆；拆除所有吊模及托架，进行第一次体系转换。13.1.5浇注合拢段混凝土第五十四页，共65页。13.2.1吊架及模板安装13.2中跨合拢(第二次体系转换)中跨合拢梁段与边跨合拢段相同均采用挂篮移动至现浇段，对吊杆采用pvc管套保护。13.2.2设平衡重采用在悬臂端加水箱的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。配重及合拢步骤见下图。第五十五页，共65页。第五十六页，共65页。合拢前使合拢段两端悬臂端临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在浇注及早期硬化过程中产生明裂缝。合拢前应对中跨合拢段的标高进行观测，并记录当时的气温条件。如果标高达不到合拢要求，那么就须要设置配重。施工控制有要求时还将对合拢段处采取调整措施。合拢段支撑劲性钢骨架施工同边跨合拢段施工。13.2.3普通钢筋及预应力管道安装与边跨合拢段相同。13.2.4合拢锁定13.2.5浇注合拢段混凝土中跨合拢段混凝土浇注与边跨合拢段施工相同。第五十七页，共65页。线型控制即是在连续梁悬灌施工过程中动态地控制各梁段的高程(即各梁段的挠度)，使梁顶面平直，梁底曲线圆顺，各部高程误差满足设计要求。在悬灌施工过程中，影响梁各段挠度值的因素很多，主要有:托架、支架的下挠、挂篮的下挠和预应力施工，混凝土的施工及温度变化等因素。1、温度观测温度是影响主梁挠度的最主要的因素之一，温度变化包括日温度变化和季节变化两部分，日温度变化比较复杂，尤其是日照作用，季节温差对主梁的挠度影响比较简单，其变化是均匀的。因此为了摸清箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况，在梁体上布置温度观测点进行观测，以获得准确的温度变化规律。第五十八页，共65页。2、施工预拱度计算在桥梁悬臂施工的控制中，最困难的任务之一就是施工预拱度的计算。箱梁预拱度计算根据现场测定的各项参数由专业程序计算得出。3、悬臂箱梁的施工挠度控制根据预拱度及设计标高，确定待悬灌梁段立模标高，严格按立模标高立模。挠度观测资料是控制成桥线型最主要的依据，在现场成立专门的观测小组，加强观测每个节段施工中混凝土浇注前后、预应力张拉前后4种工况下悬臂的挠度变化。每节段施工后，整理出挠度曲线进行分析，及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值，保证箱梁悬臂端的合拢精度和桥面线型。为了尽量减少温度的影响，挠度的观测安排在早晨太阳出来之前进行。合拢前将合拢段两侧的最后2～3个节段在立模时进行联测，以保证合拢精度。第五十九页，共65页。4、高程监测在每个箱梁节段上布设二个对称的高程控制点，以监测各段箱梁施工的挠度及整个箱梁施工过程中是否发生扭转变形。采用电子精密水准仪来进行高程测量监控，每次的读数都采用主尺、辅尺观测，测量时