1、 : 高墩施工; 索吊;挂篮预压;边跨;中跨合拢1.工程简介 云南省金安电站树底大桥主桥长 221 米,结构形式为 58+105+58 米三跨预应力混凝土变截面连续钢构,引桥分别采用 430 米和 130 米的装配式部分预应力混凝土 T 梁,结构型式为先简支后连续,主桥墩、1 号过渡墩及 2 号、3 号引桥墩采用薄壁空心墩,桥墩最高为 72 米,其余桥墩为实体墩。 2.高墩施工 树底大桥主 1、2 号墩为薄壁双墩,墩高分别为 72 米、69 米,采用翻转模板施工。采用索吊浇筑砼和安装模板,施工过程中主要控制墩身垂直度、外观质量和施工安全。 2.1 墩身概况 K3+088.5 树底大桥主桥墩身尺
2、寸为 5.0m(横桥向)2.5m(顺桥向);墩高分别为 72.0m 和69.0m, 均采用翻转模板施工。 2.2 翻转模板构造 投入 4 套翻转模板进行薄壁墩的施工,每套翻转模板由两组模板构成,每组模板高度均为2.0m,墩柱首次施工一次性浇筑 4m 节段,以后均是 2m 一个周期,每完成一次砼浇筑,翻转安装下面的一组 2m 模板,并留最上面一组 2m 模板作为翻转模板的承重支撑结构。 2.3 主桥墩身施工 主桥墩身平均施工周期每 2m 高度为 3 天,即每安装一次劲性骨架、钢筋、模板和浇筑一次砼为一个周期,基本 3 天为一个施工周期,要保证平均每天施工 0.7 米,考虑到其他不可预见的因数,7
3、2 米墩身施工时间为 120 天。砼采用索吊吊装,平均吊装能力为 7m3/h。 3.挂篮悬浇施工 3.1 挂篮拼装 0#、1#块施工完毕后,拆除托架,利用索吊拼装挂篮,首先将主桁在已浇梁段上拼装就位,然后拼装底篮,利用卷扬机将其提升悬挂就位,最后完善安装起吊系统、锚固系统,行走系统,准备悬浇施工,主桥上部施工投入 2 套共 4 个挂篮。 3.2 挂篮的组成 根据要求,挂篮的自重(包括模板 )不得大于最大梁段的 0.4 倍,即挂篮自重(包括模板)加全部施工荷载不得大于 548KN,55.92 吨,所以在选择挂篮形式时 ,选用结构轻巧、受力合理的三角形挂篮,杆件基本采用大截面型钢,以保证挂篮的刚度
4、。挂篮拟由专人设计,并交有资质的厂家定做,重要受力构件进行探伤检验,并出具探伤检验报告。每台挂篮包括主桁、吊带、底篮、外侧模、行走系统、锚固系统等,每只挂篮重 48.8 吨。 3.3 挂篮预压静载试验 挂篮安装完成后,要进行模拟预压。挂篮预压的目的:验证挂篮的稳定性,得出挂篮的弹性变形和非弹性变形。预压荷载为最重梁段自重的 115%。考虑到该桥为直线桥,承台施工时已提前埋设了预埋件,预压时通过钢绞线与在承台上预埋件施加反力,每台挂篮均在主桁前吊带上锚固钢绞线,每个吊点采用 6 根 15.24钢绞线施压 ,主 1#墩施力钢绞线长按 75M 计算,钢绞线理论伸长量为 44cm, 千斤顶固定于承台预
5、埋件上,采用 2 台 250 型千斤顶,挂篮两边同时对称进行预压;张拉前每根钢绞线调直并预加 5张力,以防每根钢绞线受力不均而拉断。 预压之前,在每台挂篮的前上横梁上、底模板各建 2 个观测点,涂上油漆。预压过程中要作好观测,同时计算出各阶段的理论沉降量,实际沉降量与理论沉降量的差值不得大于10mm(10mm 为预测的非弹性变形),测量人员要密切观测,如发现异常现象,立即终止预压,查找原因。 4.边跨合拢段施工 4.1 高墩连续刚构桥边跨合龙技术 ,利用在中跨和边跨配水池平衡刚构桥悬臂重量,以避免混凝土产生较大破坏内力应力,并取消传统搭设落地支架施工方案,直接利用挂篮底平台直接把刚构悬臂梁 1
6、3 号段、14 号段 6.34 米长作为整体现浇段进行浇筑施工,没有采用先施工边跨 4 米 14 号段在进行 13 号段(2.34 米) 合龙段施工合拢方法 。配重加载顺序是影响全桥受力和成桥线形的关键环节,树底大桥过渡墩最高为 63 米,采用落地支架现浇的方案难于实现,且合拢段较长(6.34 米),因此边跨合拢采用吊架施工,利用挂篮底模平台和滑梁架 ,2#T 构中跨恻挂篮先拆除,合拢时先边跨后中跨:即先进行主 2#T 构边跨合拢,然后进行主 1#T 构边跨合拢,最后进行中跨合拢。树底大桥 13、14 号段为边跨现浇段,施工时一次浇注,其中 13 号段长 4 米,砼方量 35.46 方,重 9
7、2 吨,14 号段长 2.34 米,砼方量 26.05 方,重 68 吨,13、14 号段总长 6.34 米,总重 160 吨。为保持混凝土浇筑 13、14#块过程中 T 构悬臂重量保持平衡,在边跨和中跨 12 号配重(配水池 ),按浇筑混凝土重量同时相应卸除 T 构边跨端的压重(即放水池内水)使砼浇注过程中 T 构悬臂重量保持平衡4.2 合拢方案 底模支撑直接利用挂篮底模平台,一端吊于 12 号梁段上,另一端搭在过渡墩上,由于过渡墩顶到箱梁底净空高度只有 45.6cm,采用定型钢模不易拆除,箱梁底模位于过渡墩墩顶部分采用竹胶板;为方便拆模,支座安装固定后 ,过渡墩四周用 M10 砂浆支撑底模
8、,砂浆内充填砂子并夯实,以防模板被砼压重而下沉。翼缘板外模渐变段部分及平模部分采用钢模不易加工,也采用竹胶板;腹板及底板为定型钢模 ;内模为组合钢模。翼缘板及腹板模板支撑利用挂篮外滑梁一端吊于 12 号梁段上,一端支撑于过渡墩顶上,详细情况参见边跨合拢侧面图(略) 。 4.3 卸载方式 在吊架上浇筑 13、14#块砼,按浇筑混凝土重量同时相应卸除 T 构边跨端的压重(即放水池内水)使砼浇注过程中 T 构悬臂重量保持平衡。 该过程卸除重量为 P2=69.9 吨(含水池重) 。为准确卸载,在水池内立标尺,并计算出单位高度水的重量。 当砼强度达 90%以上时张拉底板束和顶板束钢绞线 ,张拉次序先长后
9、短,张拉时两边对称进行,张拉完毕即进行注浆。张拉时先张拉底板 2 束钢绞线(单数为 2 束、对称为 1 束), 经现场监控数据对顶板产生 0.5MPa 拉应力,为避免拉应力对顶板混凝土产生破坏,张拉顶板钢绞线,最后张拉所有底板钢绞线。张拉完毕注浆以后拆除边跨吊架,同时将中跨处压重卸载。 5.中跨合拢段施工 5.1 中跨合拢采用吊架施工,直接利用主 1#中跨挂篮的底模平台和滑梁架,施工简便快捷。树底大桥 15 号段为中跨合拢段,长 2 米,砼 13.2 方,重 34 吨。 5.2 合拢方案 将主 1#中跨挂篮底模平台和内外滑梁两端分别吊于两个 12/梁段上,安装内模和外模,外模为定型钢模,内模为
10、组合钢模,为克服因中跨拱度与底模板形成的间隙,底模垫高 11cm,以确保底模与箱梁充分接触。 5.3 合拢过程及配重 5.3.1 主 1#T 构中跨挂篮的底模平台和内外滑梁架作中跨吊架,中跨吊架重(含机具人员共重)20 吨。 5.3.2 安装劲性骨架,在温度为 1015C 时锁定劲性骨架,并形成刚接,锁定劲性骨架时间尽量缩短,焊接时在预埋件周围洒水降温,避免烧伤砼。 5.3.3 按照设计及规范要求绑扎钢筋及波纹管。 5.3.4 在主 1、主 2 号两个 T 构中跨侧施加压重 P2,P2 重心均位于 12/梁端 4.5 米处( 利用边跨合拢时的水池的红砖),经计算 P2=18 吨。 5.3.5
11、在中跨吊架上施工合拢段砼,浇筑砼同时相应的卸除中跨两侧压重 P2,使 T 构悬臂端的位置保持不变,该过程卸除的压重为 P2=18 吨。 砼总量为 13.2 方,采用泵送,砼选在夜间 12:00 点以后温度在 1015C 之间浇注,锁定劲性骨架与砼浇注时差控制在 10h 内;为防止中跨砼出现收缩裂纹,中跨砼添加聚丙烯纤维,砼浇注完毕四周用麻袋片覆盖以减少温差,并由专人进行洒水养生。 5.4 张拉、注浆 当砼强度达到 90%时张拉合拢段底板钢束。张拉顺序先长后短,张拉时两边对称张拉。 6.结束语 金安桥电站大桥主体工程在 2008 年 11 月 5 日顺利完工,主桥顺利合龙。在云南省公路局、设计单位,监理单位和监控单位共同努力下,大桥合龙标高误差控制在 1 厘米以内,各种应力监控数据正常,最后成桥状态的线形和内力均满足设计要求,这也说明了大桥施工技术控制是比较成功的
