[分享]桥梁悬臂浇筑挂篮施工

发表于2019-09-18    319人浏览    2人跟帖    复制链接  只看楼主



挂篮施工其实就是指,我们在浇筑大跨径的悬臂桥梁的时候采用吊篮的方法,就地分段悬臂作业。今天会以两座连续钢构桥为例,来和大家一起分享一下桥梁的悬浇挂篮的施工工艺。(文章中会插入几张其他桥的结构作为例子,方便大家了解)

一、施工准备
编制专项《预应力钢筋砼连续刚构箱梁的挂蓝悬臂施工方案》报监理工程师审批。

二、连续钢构箱梁的结构形式
1.新地大桥上部结构为单箱单室变高变截面箱形梁,箱梁根部梁高5.5m,跨中及边跨直线段梁高2.2m,梁底曲线按二次抛物线变化。箱梁顶宽12.25m,箱梁底板宽7m,两侧翼缘悬臂长2.625m,梁体设三向预应力。
2.沟壁溪大桥上部结构为单箱单室变高变截面箱形梁,箱梁根部梁高8m,跨中及边跨直线段梁高3m,梁底曲线按二次抛物线变化。箱梁顶宽12.25m,箱梁底板宽7m,两侧翼缘悬臂长2.625m,梁体设三向预应力。
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3.主梁箱梁分为标准节段、边跨现浇段、合拢段,0#块。主梁0#节段和1#节段采用整体浇筑,主要采用墩顶托架施工,分两次灌注,(新地桥第一次浇至3m高处;构壁溪桥第一次浇至5m高处)标准节段采用轻型挂篮施工,一次灌注,边跨现浇段采用支架施工,合拢段采用吊架施工。施工顺序为:0#、1#节段施工→拼装悬浇挂篮→采用挂篮对称浇筑标准节段→边跨现浇段浇筑→边跨合拢→中跨合拢。
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三、挂篮的选择和设计
根据总体进度安排,计划安排8套挂篮进行平行施工。挂篮选用轻型结构的棱形挂篮。其构造由承重系统、提吊系统、走行系统、模板及张拉操作平台组成。
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△挂篮设计计算
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△挂篮设计图
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四、O#梁块施工
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0#块和1#块采用墩顶预埋托架施工,分两次灌注。施工工艺流程为:托架拼装→荷载试验→立底模→安装钢筋及预应力筋→立腹板内外侧模→安装钢筋及预应力筋→安装顶板托架及模板→绑扎钢筋、安装预应力管道→检查签证→浇筑混凝土→养护。
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0#、1#梁段托架与模板的安装
①.托架安装顺序
0#、1#梁段托架分三个体系,即中箱底模支架、边箱底模支架、翼缘板支架及内支撑架。各个体系相互独立,分别承载。中箱底板支架利用预埋于墩身内的牛腿支撑。在支撑牛腿安装型钢支座,然后在上面铺设纵、横分配梁。边箱底模支架利用预埋于墩身上的预埋件连接,预埋件分二层,间距3米。支架为Ⅰ36a型钢组成三角支架,支架与预埋件采用销子连接,翼缘支架支承于墩身预埋件上,翼缘支架为Ⅰ20a型钢三角支架。
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②.压重
(1).为消除施工托架的塑性变形,分别对底模板中支架、底模板边支架及翼缘支架进行压重。
(2).采用堆码砂袋的方法压重,支架及分配梁、模板安装就位即将砂袋吊装就位。砂袋模拟箱梁结构形式堆码,均匀堆码,且应整齐。砂袋装填重量均匀,并逐袋称重,压重重量根据砂袋之数量来确定。
(3).加载前对支架进行全面检查,由各级施工人员签证并经经理部技术负责人签字认可后进行加载压重,加载前对支架进行测量并记录备案,压重后对支架进行定时观测并记录在案,卸载后再对支架进行测量,以取得施工中所需的有效数据。
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③.模板工程
(1).0#梁段是箱梁结构最复杂的部分,相应的模板类型繁多,而且精度要求高。内外侧模板分一次安装到位,外模(侧模、翼缘底模板)均采用钢模板。内侧模大部分采用组合钢模。横隔墙模板,内顶模及内侧模底部部分采用木制模板,底模采用多层木夹模板,端模板除底板及半截腹板端头采用木模外,其余均采用钢模。
(2).模板均采用对拉拉杆固定,腹板模板采用φ20钢筋拉杆,外套φ22硬塑胶管,以利拉杆倒用,腹板内侧模与外侧模对拉锚固。腹板及横隔墙内分别采用φ20钢筋和∠75角钢做内撑,以固定腹板及横隔墙的结构尺寸。
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(3).0#、1#梁段悬臂部分和翼缘底板模板的支撑要牢靠,底模板与支架分配梁之间用楔块楔牢,底模与支架分配梁(木方)之间不得有缝隙,以免混凝土浇注时模板变形过大,造成事故。
    (4)由于0#梁段一次灌注高度很高,腹板内钢筋及预应力管道较密集,为利于混凝土的振捣,在腹板内侧模上开设“天窗”口。
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2.钢筋作业及预应力管道的安装
①.横向钢筋和腹板内箍筋采用闪光对焊接长,接头交错布置。纵向钢筋采用双面搭接焊接长。 
②.钢筋绑扎顺序为:先绑扎底板底层钢筋网→腹板箍筋,横隔板钢筋网→底板第二层钢筋网→腹板纵向钢筋、横隔板内横向钢筋→安装竖向粗钢筋→安装横隔板内横向粗钢筋→腹板、横隔板内架立钢筋→绑扎腹板箍筋及横隔墙竖向钢筋网→绑扎顶层钢筋网→安装纵向预应力管道及横向预应力束→绑扎表层钢筋网→绑扎桥面预埋钢筋。
③.墩身伸入0#梁段钢筋与0#梁段横隔板竖向钢筋焊接,单面焊接,焊缝长10d。
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④.钢筋安装时如与预应力束(管道)相碰时,适当移动钢筋的位置,竖向预应力筋与纵向波纹管道(横向束)相碰时应适当移动竖向筋的位置。
⑤.预应力筋(管道)应设置足够的定位钢筋,保证预应力管道的正确位置。纵向波纹管应每隔0.8~1米设置一道定位钢筋网(定位筋由Ф12元钢制作)。横向束也应设置足够的定位钢筋。竖向预应力筋除上、下固定其位置外,尚需在中部设置2~3道定位钢筋。预应力管道(筋)安装时除了需保证其设计位置外,各预应力管道应保持顺直(有弯曲的保证其弯曲平顺)。竖向预应力筋除了保证其在腹板内的正确位置外,尚需保证各预应力筋排列均匀,且在一条直线上。
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⑥.竖向预应力筋管道采用φ50波纹管,压浆管和排气管与一段黑铁皮管(长30cm)焊接后与波纹管连接,压浆管头与波纹管的连接应用胶布缠绕密实。
⑦.纵向预应力管道采用波纹管制孔,用φ40胶管衬孔。波纹管采用大一号波纹管接长,且在两端头(节段分界面)各接上波纹管接头。波纹管接头处应用胶布缠绕密实。
3.高强混凝土的配制及质量控制措施
①.根据高标号混凝土配制与施工控制的经验。配合比采用P.O52.5R普通硅酸盐水泥,粗骨料为花岗岩碎石,细骨料为中粗砂,混凝土中掺加一定数量的掺和料,选用与水泥匹配的优质高效复合减水剂。配合比应经试验反复比较,以选择出最佳配合比,且便于施工中控制。
②.加强混凝土生产过程的控制是保证高标号混凝土质量的关键。混凝土原材料严格按照规范要求进行进场检验,严格执行配合比中原材料的规格要求;混凝土采用强制式搅拌机拌和,并严格保证混凝土搅拌时间;计量系统定时校验,以保证计量的准确性,水泥控制在±2%、砂石±3%、水±1%、外加剂1%。电子称量设备应有专人保管,定期清理,确保计量准确;混凝土输送选用性能良好输送泵,并有专人管理、维护、保养,定期检修。
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4、混凝土灌注
① 混凝土灌注顺序
(1).0#块高度达5.5m、8m米,一次进行灌注。。
(2).对称交替浇注底板、横隔墙、腹板混凝土、上下游方向对称,沿横向左右对称交替浇注混凝土。最后浇注顶板,顶板混凝土从两侧腹板向中间浇注,最后浇注各翼缘板混凝土翼缘板混凝土从外侧浇注至内侧,左右翼缘板混凝土对称浇注。
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② 混凝土的拌制及入模
(1).由于0#块梁段内钢筋及预应力管道密集,混凝土原材料必须进行严格控制。粗骨料采用粒径5~20mm碎石,混凝土施工配合比配制要满足混凝土3天强度达到设计强度的80%的要求。
主梁混凝土为C50,配合比设计进行优化,保证混凝土和易性好、不离析,具有良好的可泵性,坍落度为18~20cm,初凝时间为8~10h。
(2).为便于混凝土的入模及混凝土输送泵的输送,混凝土坍落度控制在18~20cm。
(3).由于混凝土浇注面较广,区域较多,且浇注时各区域交替进行,为能保证次一层浇注在先浇注的一层混凝土初凝前完成,除保证混凝土一定的浇注速度外,混凝土内掺入缓凝剂,延长混凝土的初凝时间满足浇注要求。
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(4).混凝土入模方式
混凝土由拌合机出料后直接利用HBT60C输送泵输送到工作平台上。底板混凝土及隔板、腹板底部混凝土浇注时,采用串筒从顶板接下,使混凝土不致离析(部份普通钢筋需割除,待混凝土浇注完后再将钢筋补上)。0#块混凝土浇注时,平台上应准备充足的输送管和适当的铁锹,以备混凝土翻锹。
③ 振捣
(1).0#块高度较高,且钢筋密集,预应力管道繁多。混凝土的振捣工作是保证混凝土浇注质量的关键工序,必须采取行之有效的技术措施并加强施工现场的管理,提高操作人员的操作水平和责任心,才能确保0#块浇注的顺利进行。
(2).0#块混凝土均采用插入式振动器振捣,选用B50振动器。振捣时振动棒插入深度为高一层混凝土10cm深,移动间距为振动棒作用半径的1.5倍,振捣时间以混凝土不再下沉、冒泡,并轻度泛浆为宜。
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(3).腹板混凝土从内侧模板上开设的窗口进行振捣,并从窗口观察混凝土振捣情况,横隔墙混凝土振捣时操作人员下到横隔墙内,可能移动和切断的普通钢筋在混凝土埋入之前恢复,腹板与底板交界处、横隔墙与底板交界处混凝土振捣时注意不能漏振,并不能进行“拖棒”(即用振动棒从腹板(隔墙)内拖出混凝土),以免造成腹板(横隔墙)内混凝土从底板翻出,使腹板和横隔墙上部产生空洞。顶板混凝土浇注时应进行刮平,并进行收浆,及时覆盖、浇水养护。
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④ 施工接缝处理
在混凝土强度达到2.5 Mpa以上时开始对施工接缝凿毛,凿毛后用压力水冲洗干净。
0#号块混凝土灌注完成之后应加强混凝土的养生工作,混凝土强度达到设计要求后进行预应力张拉、拆模、拼装挂篮准备进行箱梁节段的施工

五、挂篮制造、拼装及试验
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挂篮采用三角架斜拉式结构。挂篮应按钢结构加工规范及设计图要求进行加工和验收,并在工厂进行试拼。
挂篮现场拼装利用墩旁塔式吊机,先安装主纵梁、三角架,再安装前、后上横梁,然后安装吊带、底篮及模板。
安装前进行技术交底,并组织学习高空作业安全操作规程和施工工艺,对关键部位重点交底和检查,上一道拼装工序完成后,须经检查合格方准进行下一道工序。
挂篮拼装完成后,对结构螺栓、焊缝、杆件数量、规格等进行仔细检查,合格后进行荷载试验。
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荷载试验的目的是检验挂篮的承载力和消除结构的非弹性变形,测量弹性变形值。试验前编写试验大纲。荷载试验加载采用钢铰线对拉的方法,按要求分级加载,并监测结构变形,测得数据与计算值进行比较,然后逐渐卸载,并测量结构回弹变形量,根据实测变形值确定挂篮底模的予拱度。
压重时采用钢铰线对拉,在承台顶面预埋铁件,安装锚具,在挂篮上单端张拉,钢铰线张拉时应上、下游逐根对称进行,且应保证钢铰线垂直,不得偏斜,以防挂篮因承受水平力而产生偏移。
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施加预应力前对挂篮底篮面标高进行全面测量,记录其绝对标高值h1(应测量多点),施加预应力后静置12小时再测量对应各点的绝对标高值h2,解除预应力后再测量各点的标高值h3,作为计算弹性变形值的依据。
非弹性变形值△t1=h1-h3(已消除)
弹性变形值△t2=h1-h2-△t1(设置预拱度)
挂篮压重时T构两侧挂篮应同时对称进行。

六、挂篮悬浇施工工艺
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主梁节段采用挂篮对称浇注,每个节段采用一次浇注完成,挂篮重量和施工荷载满足设计要求。
施工工艺流程:挂篮前移→挂篮锚固、底篮提升→立底模、外侧模→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋→安装内侧模及顶模→绑扎顶板钢筋及预应力筋、安装预埋件、预留孔→检查签证→浇混凝土→养护→预应力张拉。
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1.挂篮前移
预应力张拉完成后,即可进行挂篮前移(挂篮前移到位后再压浆,保证压浆管道中灰浆凝固质量)。先将挂篮后中吊带拆除,放松边吊带及前吊带使挂篮下落一定高度,检查底板、腹板、翼板等部位,确保挂篮走行无障碍。
挂篮走道安放位置要准确,接头处要平齐无台阶,走道与竖向筋锚固。挂篮前移利用其所配备的YC75-1000千斤顶顶推,上下游要保持同步,两悬臂挂篮要基本上对称前移,走行过程中要注意挂篮中线及走道方法的观测,发现偏位后及时纠正,确保挂篮到位时偏移值不超过规范要求。
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2.挂篮锚固:
挂篮走行到位后,尽快将后锚锚固好,拆除滑移设备,前支点加垫块垫实,安装并拧紧后锚设备,利用边吊带将挂篮提升,中吊带将挂篮收紧,调整底模位置及标高,安装外侧模。
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3.钢筋、预应力安装
所有进场钢筋、钢铰线、锚具等材料均须按规定抽检合格方准使用。钢筋绑扎按图纸要求进行,波纹管安装除插芯棒外,每0.8~1.0m设置一道定位网,要求位置准确,安装牢靠。波纹管接头用大一号波纹管套接。接头波纹管长度30cm,两头伸入15cm,接头处波纹管切平,不能有卷曲翘起现象,防止穿钢铰线时钩挂。波纹管应有良好的水密性,并在施工中注意保护,如有烧伤现象,及时用胶带缠包,以免造成漏浆堵管,锚垫板与波纹管连接要稳固,接头要包缠封死,防止漏浆堵塞压浆孔。
4.混凝土浇注
混凝土标号为C50,性能要求和质量控制同0#块,混凝土由混凝土工厂生产,经输送泵泵送至桥面,底板混凝土通过顶板预留孔洞滑入,预留孔洞下挂设串筒,使混凝土不致离析;腹板混凝土从腹板内侧模板上预留的窗口送入,即混凝土从梁段顶面孔洞下来,通过溜槽送入两侧模板窗口,两侧腹板应对称灌注。
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混凝土由前端向后端分层灌注,分层厚度30cm左右,采用插入式振捣器振捣,振捣时应避免碰撞预应力波纹管,如发现预应力管道错位、脱节等情况,应及时进行处理。腹板混凝土从内侧模上预留窗口插入振动棒,待混凝土浇注一定高度后再封好窗口模板,振捣时尤其要注意纵向锚垫板处,竖向筋锚垫板下,横向筋锚垫板、锚固端和下倒角处混凝土的密实性,振捣操作要求同0#块。
混凝土浇注过程中,根据挂篮弹性变形情况,分次顶升调整,每次调整值为4~6mm。
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5.预应力施工
张拉设备校验:①张拉前必须对油泵、千斤顶、油压表进行校验,并进行定期检查,保证设备处于良好工作状态;②压力表精度不低于1.5级,表面最大读数应为张拉时实际值的1.5倍;③张拉机具应经常维护,定期检查,张拉机具长期不使用时,或拆除修理后应重新校验,正常使用时,一般超过6个月或使用200次后,均需重新校验。
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七、合拢段施工
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1.合拢次序
先边跨合拢,再中跨合拢,边跨合拢时中跨悬臂端利用挂篮压重,因此
必须精确计算挂篮的实际重量,拆除多余的挂篮结构。合拢段两侧悬臂端利用水箱压重,水箱上作好水位标记,以利浇筑混凝土水箱放水与混凝土浇筑速度一致。
2.合拢工序及说明
① 一般说明
(1).合拢劲性骨架焊接选择在最接近合拢温度(180C~200C)时进行,组织充足的人员和焊机同时施焊,尽量缩短施焊时间。
(2).浇注合拢段混凝土时,选择凌晨3~5时开始浇注,(此时气温为一天中的最低温度且应接近合拢温度)混凝土必须在2~3h内浇注完成。同时混凝土浇注前悬臂端两侧节段进行浇水降温。混凝土浇注过程中压重水箱指定专人放水,保证平衡施工。 
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(3).加强施工观测,整个合拢期间,每天进行二次观测。主要观测桥面高程的变化(底板束张拉前后、合拢前后的变化)以及T构悬臂端的纵向位移、竖向位移、活动支座的位移等。
(4).合拢段混凝土浇注完毕后应加强养护,箱梁内腹板底板及顶板保持湿润。同时合拢段两侧相邻节段应浇水降温,尽量减少温差引起的箱梁变形。
② 边跨合拢段施工
(1).节段施工完成后,同时直线段施工也已结束,将边跨挂篮改装成合拢吊架,并在悬臂段设水箱作平衡重,水箱容水重量根据混凝土重量计算。
(2).在气温200C左右时(最好不大于200C),焊好劲性骨架。
(3).安装钢筋、立模、预应力束穿束。
(4).浇注边跨合拢段混凝土,通过泄水阀调整水箱中的配重。边浇注混凝土边同步按所浇注的混凝土重量放水,混凝土必须在2~3h内浇注完成。
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(5).混凝土养生至设计强度的85%以上时,按顺序张拉纵向顶、底板预应力。
(6).拆除边跨现浇段的支架。
③ 中跨合拢段施工
(1).边跨合拢段施工完毕后,将中跨挂篮改装为中跨合拢段吊架,并将多余的挂篮构件拆除或移至0#块,并在两悬臂段设水箱作为平衡重。
(2).安装调试中跨合拢段吊架,安装千斤顶和顶架,合拢段两侧悬臂端施加预顶力后,焊接劲性骨架,张拉临时合拢束锚固。
(3).安装钢筋、立模、预应力束穿束。
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(4).浇注中跨合拢段混凝土,通过泄水阀调整水箱中的配重。
(5).混凝土养生至设计强度85%以上时,按顺序张拉预应力。
(6).张拉中跨预应力束。
(7).拆除挂篮。
3、合拢段施工工艺流程图“主桥合拢段施工工艺框图” “边跨合拢段施工示意图”
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八、主梁悬浇施工监控
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1.实施施工控制的必要性
连续刚构是一种多次超静定体系,施工过程中各种复杂的因素都可能引起结构的几何形状和内力改变。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况,但由于施工过程的复杂性,影响因素多,事先难于精确估计结构的实际状态。通过在施工过程中对桥梁结构进行时监控,可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整。并且在已建节段偏离控制目标时,及时调整下一节段的挂篮定位标高,以保证结构线形的平顺,并监控实际内力分布,使箱梁始终处于安全受力范围内。
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影响施工过程中桥梁结构线形和内力的因素主要有以下几方面:混凝土弹性模量、混凝土方量误差及单T两侧重量不平衡、混凝土收缩徐变、施工临时荷载、温度影响、挂篮变形、预应力索张拉误差。当上述因素与设计不符,而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时,无法采取正确的纠偏措施,引起误差积累。本桥刚构跨度大,墩身高,施工过程复杂,为了保证施工质量,对本桥进行施工监测和控制是十分必要的。
2.施工控制方法
施工控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告的循环过程。
其技术流程为:前期结构分析计算→预告标高→施工→测量→误差分析→修改设计参数→结构计算→预告标高。
实施流程为:阶段施工结束→现场测试→误差分析→监控组提供数据(设计代表认可)→监理组→施工单位→下一阶段施工开始。
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① 前期结构计算
在设计图纸的基础上,采用各参数的理论值(或规范规定取值),通过有限元分析程序,用倒拆分析的方法得出各节段施工时相对于设计标高的预抬量,并得出各节段的施工应力。
③ 修改设计参数
在获得测量数据后,对比其与理论计算值的差别,采用分离变量法可识别出各参数的真实值。
④ 挂篮变形值的确定
挂篮变形值开始可根据计算值与荷载试验结果确定,以后各节段挂篮变形值可根据上一节段实测值推算,并与理论值比较确定。
⑤ 控制线形修缮
在施工过程中,由于结构的实际情况与理论计算的差异以及挂篮定位标高放样的偏差,必将导致已建部分在成桥时呈现的线形曲线不能消除的误差。如果不顾及这种误差继续以后节段施工,可能造成全桥的线型反折突然,波动较大,鉴于这种情况,须对未施工节段的控制线形作出修改。
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⑥ 挂篮立模标高确定
挂篮立模标高的控制点选择在待浇箱梁节段底板前端底模上,由下式计算得到:
H=H0+△H+fg+fn
式中:H——挂篮模板定位标高
H0——箱梁底面设计标高
△H——倒拆分析计算得到的预抬量
fg——挂篮的弹性变形
fn——待施工节段的控制线形与设计标高的差值
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 发表于2019-09-18   |  只看该作者       筑龙币+10

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写的真心详细 谢谢楼主分享

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