钢-混组合连续梁支座预顶升施工工艺

钢-混组合连续梁支座预顶升式预压力施加工艺1前言目前我国主导桥型仍是混凝土桥梁钢混组合结构桥梁应用偏少钢混凝土组合箱梁是通过剪力连接件将钢梁与混凝土板连接起来协同受力的箱梁形式该箱梁形式充分发挥了钢材和混凝土各自的优点使两种材料组合后结构的整体工作性能明显优于二者性能的简单叠加，具有很高的经济技术优势，符合国家倡导的“绿色低碳、节能环保和可持续发展”“工业化的建设要求是现代桥梁的一个重要发展方向。在负弯矩区桥面板与钢梁结合前先顶升支点待桥面板结合硬化完成后再回落到位向桥面板施加压应力改善连续梁负弯矩区受力状况，取得了良好效果，具有重要的工程实践意义。2工艺特点技术先进可行，无需使用预应力钢束，可降低工程造价。支座预顶升法采用千斤顶施工，为常用顶升设备，技术成熟，效率高。待桥面板达到设计强度后，能够马上完成支点升降操作，施工速度快、周期短。无需张拉、压浆，节省支模工序和模板，节能环保，提高了操作安全性。采用了一些简易自制的设施，例如滑梯、吊篮等，简约适用，周转使用性强，机械化程度高，大大的加快了千斤顶安装运输速度，缩短工期。3适用范围本工艺适用于负弯矩区不配预应力筋但该区又需要预先施加压应力以改善受力性能的钢混组合连续梁桥。4工艺原理先施工正弯矩区的桥面板使之与钢梁结合后尽早以组合截面参与结构受力再通过调整升高中间支点的竖向高度使中跨组合梁形成一定的预拱度随后浇筑负弯矩区桥面板混凝土待混凝土桥面板硬化与钢梁紧密结合后降低中间支点高度使组合梁回落到设计高度。支座预顶升时相当于给组合梁一个负弯矩，支点回落时相当于在组合梁上施加一个正弯矩，使得桥面板产生部分压应力，如此可以部分或全部抵消由荷载产生的拉应力。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程钢-混凝土组合连续箱梁桥体系转换施工工艺流程图5.2操作要点格，性能良好。5..1正弯矩区桥面板施工施工正弯矩区钢筋混凝土桥面板对于设计上采用预制安装构造的装配式钢筋混凝土桥90%后，进行下一道工序施工。5.2.2支点顶升前准备工作1技术准备领会设计意图，编制《钢混组合梁支座预顶升法施工方案，做好三级技术交底。2机具、材料准备载的有效支撑。临时支撑钢垫块，半环形钢垫块（简称保险环，楔形钢垫块，千斤顶底部铺垫钢板厚度应≥30m，顶部铺垫的钢板厚度应≥60m。当在永久支座上垫钢板用作临时支撑时，钢垫板要保证每边大于支座尺寸5m千斤顶底部到钢板边缘的距离钢板底缘到混凝土边缘的距离都不小于1。3顶升操作平台准备定性，上爬梯时手中不得持物攀爬。操作平台采用型钢分节段螺栓连接，平台满铺脚手板，做好安全防护，防护高度不低于1.2m。4顶升设备及材料安装、就位准备：1）将数控卷扬机固定在地面相应位置，根据吊运材料相应重量，给数控卷扬机加上配备及材料。2）千斤顶上下钢板运输、安装够承受顶升力，顶升时稳定、可靠。原理，人工将楔形钢板较薄处用撬棍撬起，然后在楔形钢板下垫方木，随后再撬起另一端，继续垫方木，直到下方可以放置2T千斤顶高度为止，然后用4台2T千斤顶将楔形钢板调平顶起，将其定位到预定高度位置，确保平整度，并使其与钢箱梁底密贴。3）顶升用斤顶的运输、安装、就位、系统调试在楔形钢板固定安装完毕后紧接着用数控卷扬机通过特制带转轴吊点设备将千斤顶吊运至墩柱顶支座垫石旁人工结合手动葫芦使其精确定位将每个千斤顶通过油管与数控电动油泵进行连接采用一个电动油泵托起一个墩所需顶升用的千斤顶以达到同步顶升目的，进行顶升系统调试。内容包括：压系统运行正常，油路无堵塞或泄漏；和安全性都符合规定，控制装置接线、安装正确无误。顶升系统调试完成后卸载原有的2T千斤顶，准备顶升施工。5.2.3支点顶升1顶升前检查。内容包括：1）钢箱梁反顶处腹板临时加固；2)千斤顶安装垂直、牢固；3)影响顶升的设施已全部拆除；4)主体结构上去除与顶升无关的一切荷载，而且施工荷载布置对称。2统一指挥、信号明确、协调作业：问题及时喊停。3顶升前复核顶升前，符合每联之间的顶紧措施，以防止顶升时，钢箱梁发生纵向（较低点）位移，可调千斤顶进行微调，确保钢箱梁位置精确。4千斤顶顶升同时同步顶升负弯矩区，即同时同步顶升“Ⅰ”支点。顶升主要用于检验顶升系统的可靠性、同步性及桥梁整体顶升的安全性，试顶升的高度为20mm。②分级分段顶升千斤顶分级：千斤顶顶升时，分为三级，分别为10%油表读数、50%油表读数、100%油表读数。统一信号后进行顶升，当某一点达到10%油表读数时，对讲机内通知，持荷等待，待所有顶升点均达到10%油表读数时，再同时顶升至50%油表读数，100%油表读数。分级顶升的目的是为了减小所有顶升点的误差，使钢梁尽量在每个施工顶升阶段尽量受力均匀。竖向位移达到预定高度要求时，适当超顶1-2cm，并随之在支座上添加钢垫板至预定高度，依次，直至分段顶升达到既定高程，最后对桥面纵、横位移，桥梁线形进行观测，合格后，对油压进行锁定，顶升完成。5..4负弯矩区桥面板施工施工负弯矩区钢筋混凝土桥面板对于设计上采用预制安装构造的装配式钢筋混凝土桥强度及弹性模量达到设计量的90%后，进行下一道工序施工。5.2.5支点回落支点回落与支点顶升操作要点相同，同时同步回落负弯矩区，即同时回落图5.2.4所示砼强度及弹性模量达到设计量的90%后，开始落梁，落梁时分段进行，预先顶起千斤顶高度不超过其梁至距支座10cm高程时，复测永久支座厚度、平整度及垫石高程，以最终确定垫石找平层成体系转换。5.2.6顶升注意事项1检查进油顶设备使用一个电动油泵托起一个墩所需顶升用的千斤顶阀空顶进行测试以保证油泵在最大顶升工作状态时泵体内部供油量可以满足使用要求使用设备工作正常；2线。90%警戒线用于顶升时最大限位线，60%警戒线用于当钢梁需要下落时，将油顶提前伸作效率；3顶升施工过程中应注意：每次顶升的高度稍高于垫块厚度(能满足垫块安装的要求即可，不宜超出垫块厚度较多)；各专业应密切配合；做好记录，加强巡视，密切观察结构的变形情况；结构顶升空间内不得有障碍物。4顶升过程中应时刻注意桥墩顶部边缘混凝土，如有压裂现象，应暂停顶升工作；5顶升过中应度桥梁线形进行监控如出现较大变形应暂停顶升工作顶升结束以后应测定桥梁整体线形并与指导性施工步骤图中所提供的桥梁线形进行对比如有较大差别，需及时调整。5.7顶升系转换施工监控委托具有桥梁相应施工监控资质的第三方检测单位进行钢梁变形及线性监控发现问题应从吊车吊梁就位时开始，直至附属设施安装完成；变形观测资料是控制成桥线形最主要的依据，在每跨的L/2、L/4、3L/4处各布置一个观测断面(3跨一联连续梁沿桥纵向共布设9个断面)，每个断面箱梁底板上布置三个高程观5测量箱梁的挠度，同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。监测工况如下：1钢梁架设后；2全联箱梁焊接后；3墩顶箱内混凝土浇筑前后；4正弯矩区混凝土桥面板施工前后；5钢梁顶升过程中；6拆除临时支墩后；7负弯矩区混凝土桥面板施工前后；8墩支点处千斤顶回落后；9桥面附属设施施工后。钢箱梁变形监测频次及监测报警值见表5.2.7-1，表5.2.7-2。表5.2.7-1钢箱梁变形监测频次施工阶段监测频次备注监测期限监测周期箱梁拼装阶段//设置跨中监测点架设临时辅助墩//设置跨中监测点吊车吊梁到位全程1次/天如果钢梁变形量较小且稳定，可适当调整监测周期全联梁体焊接全程1次/天浇筑箱内墩顶混凝土全程1次/天铺设跨中桥面板全程1次/天箱梁顶升操作全程1次/天铺设墩顶混凝土全程1次/天墩顶梁体回落全程1次/天拆除临时支座安装永久支座全程1次/天桥梁体系转换前后各一次附属安装全程1次/周表5.2.7-2钢梁监测报警值累计值/mm变化速率（mm/d）监测报警值桥梁跨中预拱度8~10桥梁施工控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告的循环过程在结构施工过程中，往往容易出现阶段状态偏离阶段理想目标的情况，应及时纠偏，制定合理处理方案，避免误差的累积，导致结构成桥内力与线形偏离最终设计目标，甚至危及桥梁的安全。6材料与设备6.1支点升降体系转换设备支点升降体系转换设备见表6.1。表6.1支点升降体系转换设备表序号设备型号数量单位用途1液压千斤顶400T20台行程200mm，支点升降、回落2螺旋千斤顶2T40台楔形钢板调高等3手拉葫芦2T5个定位楔形钢板以及千斤顶等4特制带转轴吊点3个配合两吨以下构件、材料吊装做为吊点5数控卷扬机10T2台运输设备材料6永磁吸盘1T2个配合500kg以下构件、材料吊装做为吊点7电动油泵15KW2套配1拖6同步阀，每台千斤顶配一根100米长油管8吊车70T2辆地面材料运输9叉车5T2辆地面材料运输10安全爬梯6个供人行走11混凝土罐车10m³10辆运输混凝土12水准仪DZS3-12个测量标高13对讲机6个每个墩柱间同步顶升控制14振捣棒50/308个混凝土振捣15混凝土泵车55m2台泵送混凝土6.2施工监控量测设备施工监控量测设备见表6.2。表6.2施工监控量测设备表序号设备名称单位数量备注1温度测试仪台2温度测量2多功能数字万用表台1电路检测3全站仪/索佳setlx台1三维坐标测量4水准仪台1高程测量5经纬仪台1角度测量6对讲机台4现场通讯7裂缝宽度仪台2裂缝宽度测量8游标卡尺把2裂缝宽度测量9数据采集系统套1数据采集10温度采集模块JMWT-64R套1温度测试11全密封标配机箱JMBV-1164套112温度场测试系统套113标尺把4尺寸测量6.3材料表6.3主要材料表序号设备型号数量单位用途1钢垫板厚度、规格不等10吨垫千斤顶2液压油46#1000升液压泵3楔形钢板1600*60024块找平、避免出现纵横向位移4MGE板500*500*3024块垫千斤顶5不锈钢板500*500*1024块垫千斤顶6钢丝绳15mm粗200米配合卷扬机吊装设备材料等7质量控制7.1质量控制标准《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)《公路桥涵施工技术规范（JT/TF50-21）《公路工程质量检验评定标准（JGF80/120）《钢结构焊接规范（B061）《钢结构工程施工规范（B575-212）《液压千斤顶（G15）《公路钢混组合桥梁设计与施工规范（JTT64-0121）《铁路钢桥制造规范B01209）《建筑与桥梁结构监测技术规范B592-214）7.2钢-混组合梁施工过程质量要求详见表7.2-1，7.2-2：表7.2-1钢梁安装实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1钢梁中线(mm)轴线偏位10经纬仪：测