某特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案

1、.改建鐵路南平至龍巖線擴(kuò)能改造工程N(yùn)LZQ-8標(biāo)段附件一XX 特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書(shū)中鐵一局南龍鐵路NLZQ-8標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2015年6月.附件一XX特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書(shū)目錄一、工程概況.- 1 -二、臨時(shí)固結(jié)設(shè)置 .- 1 -三、臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)及檢算 .- 1 -3.1荷載計(jì)算 .- 1 -3.1.1豎向荷載計(jì)算 .- 2 -3.1.2不平衡彎矩計(jì)算 .- 2 -3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 .- 3 -3.3臨時(shí)固結(jié)墩抗壓強(qiáng)度檢算 .- 5 -3.4臨時(shí)固結(jié)墩抗傾覆檢算： .- 5 -3.5墩身螺紋鋼錨固長(zhǎng)度計(jì)算 .- 6 -3.6梁體鋼精錨固長(zhǎng)度計(jì)算 .- 6 -四、臨時(shí)固結(jié)

2、解除 .- 8 -4.1硫磺砂漿層設(shè)置位置 .- 8 -4.2硫磺砂漿配比 .- 8 -4.2.1原材料 .- 8 -4.2.2硫磺砂漿配合比 .- 9 -4.2.3硫磺砂漿的熬制方法 .- 9 -4.3硫磺砂漿的解除 .-10-4.3.1電阻絲埋設(shè) .-10-4.3.2硫磺砂漿臨時(shí)支座同步熔化的措施 .-11-4.4 硫磺砂漿施工中的防毒措施 .-11-.XX特大橋 (40+72+40) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書(shū)一、工程概況XX特大橋采用（ 40+72+40）m連續(xù)梁跨越雁石溪，蓋連續(xù)梁采用懸臂法施工，共 10 個(gè)塊段（ 9#為邊跨合攏段、 10#為邊跨現(xiàn)澆段），梁體主

3、墩為 2#和 3#墩， 2#、3#主墩墩帽尺寸為 3.6*9.5m ，兩個(gè)主墩頂單個(gè)支承墊石尺寸均為 1.8*2.5m ，兩支承墊石間凈距為 2.3m。二、臨時(shí)固結(jié)設(shè)置本橋 2#、3#主墩與梁體設(shè)計(jì)為鉸接，為避免懸臂現(xiàn)澆梁施工前后梁段荷載不平衡產(chǎn)生傾斜，且在懸臂澆筑過(guò)程中， 永久支座視為不受力，應(yīng)設(shè)置臨時(shí)支座，將臨時(shí)固結(jié)設(shè)于主墩墩頂順橋向墊石兩側(cè)，并臨時(shí)將橋墩與梁體固結(jié)， 臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)承受懸澆荷載和不平衡傾覆彎矩。臨時(shí)固結(jié)主要承受： 懸臂現(xiàn)澆時(shí)梁體兩端不平衡重； 施工荷載不平衡重，并考慮風(fēng)荷載、 一側(cè)掛籃傾覆及由此引起的一端正在澆筑的混凝土全部墜落所造成的不平衡彎矩， 并由此不平衡彎矩及梁自重

4、引起的最大豎向支反力。三、臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)及檢算3.1 荷載計(jì)算設(shè)計(jì)圖紙給出各中墩采取臨時(shí)錨固措施， 臨時(shí)錨固措施應(yīng)能承受中支點(diǎn)處最大不平衡彎矩 7485KN.m及相應(yīng)豎向支反力 34256KN。為更加安全起見(jiàn)， 按照施工中的極端不利因素對(duì)臨時(shí)錨固措施進(jìn)行檢算，考慮施工中最不利傾覆工況是懸澆最后一節(jié)段（8#節(jié)段）剛.好澆筑完成的同時(shí)， 混凝土連同掛籃發(fā)生傾覆。 這種工況的傾覆彎矩更安全于設(shè)計(jì)提供值。3.1.1豎向荷載計(jì)算臨時(shí)支墩所承受的豎向力為混凝土自重， 考慮人群機(jī)械及沖擊荷載，并取恒載系數(shù)為 1.2, 活載系數(shù)為 1.4, 則: 梁體自重 :最大雙懸臂狀態(tài)下，混凝土重量為2785.2t ，自

5、重為 27294.2KN； 三角掛籃及模板重量為75t, 兩套自重為 1470KN； 機(jī)械荷載 :2.5*1.2*4*13.6=163.2KN 人群荷載 :2.5*1.4*4*13.6=190.4KN 沖擊荷載 :2*1.4*4*13.6=152.3KN則豎向荷載為 :(27294.2+1372) 1.2+163.2+190.4+152.3=34905.34KN3.1.2不平衡彎矩計(jì)算不平衡彎矩計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮掛籃墜落的最大荷載，即考慮一側(cè)各節(jié)段混凝土自重超重5%，以及一側(cè)掛籃與梁段混凝土掉落，由此產(chǎn)生的不平衡彎矩為最不利受力狀態(tài)。XX特大橋（ 40+72+40）連續(xù)梁階段荷載統(tǒng)計(jì)表梁段長(zhǎng)度體積重

6、量懸臂長(zhǎng)懸臂彎矩(m)(m3 )（KN）度(m)(KN.m)0#12278.67098.728621296.1841#352.41335.152912016.3682#349.81268.9041215226.848.梁段長(zhǎng)度體積重量懸臂長(zhǎng)懸臂彎矩(m)(m3 )（KN）度(m)(KN.m)3#3.554.81396.30415.521642.7124#3.550.51286.741924448.065#453.21355.5362331177.3286#447.91220.4922732953.2847#444.71138.9563135307.6368#443.01095.64353834

7、7.4掛籃7353525725自重在結(jié)構(gòu)最大懸臂狀態(tài)，考慮一側(cè)各節(jié)段混凝土自重超重5%，并一側(cè)掛籃與梁段混凝土掉落， 由此產(chǎn)生的不平衡彎矩為最不利受力狀態(tài)，其彎矩為：M彎 =（21296.2 KN +12016.4 KN +15226.8 KN +21642.7 KN+24448.1KN +31177.3 KN +32953.3KN +35307.6KN +38347.4KN）*5%+（ 38347.4 KN+25725 KN +163.2KN*35m+190.4KN*35m）*1.2=103358.8KNM3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算墩頂臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)示意圖、臨時(shí)支座的受力結(jié)構(gòu)分析如下圖所示：.MN臨時(shí)支

8、座MNR1R2T構(gòu)R1R2臨時(shí)固結(jié)墩受力簡(jiǎn)圖（單位 cm）NRARB根據(jù)平衡條件可得：M傾 LRBLRANLM 傾RA2L由公式可求得： NLM 傾RB2L由公式計(jì)算出 A、B 兩臨時(shí)支座處的反力， 即混凝土的最大壓應(yīng)力，以確定混凝土標(biāo)號(hào)；計(jì)算出豎向主筋（墩梁錨固鋼筋）的最大壓力和最大拉力，按最大值（一般拉應(yīng)力偏大）配置墩梁錨固鋼筋。計(jì)算時(shí)，按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范和橋梁施工技術(shù)規(guī)范選取材料安全系數(shù)和抗傾覆安全系數(shù)。本計(jì)算中 L=1.575m，N=34905.34 kN，M=103358.8kNm，可求得RANLM傾15359 . 6kN2LRBNL M傾50264. 9kN2L注：計(jì)算結(jié)果中的力

9、若為負(fù)號(hào)， 表示與圖中所假設(shè)的力的方向相反。即正號(hào)為受壓的支撐力，負(fù)號(hào)為支座受拉力。即最大壓力為50264.9kN, 最大拉力為 15359.6kN。.3.3 臨時(shí)固結(jié)墩抗壓強(qiáng)度檢算臨時(shí)固結(jié)墩采用C50混凝土， 設(shè)計(jì)寬度： 0.775m; 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為：1.5m.最大豎向壓力為50264.9KN，C5050264.920. 7751. 523.1MPa, 在不考慮鋼筋的21. 6MPa情況下即可滿(mǎn)足要求。3.4 臨時(shí)固結(jié)墩抗傾覆檢算：考慮采用 PSB78532 精軋螺紋鋼，材料屬性為：截面面積A804.2mm2,容許抗拉強(qiáng)度 735MPa，彈性模量取2105Mpa，單根力804.2 735 59

10、1kN。故需設(shè)置螺紋鋼為： 15359.6 kN /591kN =26根。本橋臨時(shí)支座采用C50混凝土、且每個(gè)臨時(shí)支座上設(shè)置,42 根錨筋就可以滿(mǎn)足抗壓、抗傾覆要求。布置形式及抗傾覆安全系數(shù)：主墩單側(cè)兩個(gè)臨時(shí)支座共：42 根*2=84 根?？箖A覆安全系數(shù)： 84 根/52 根=1.62.本連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)采用墩頂四周設(shè)置內(nèi)加32 精軋螺紋鋼的混凝土支墩形式，布置形式如下圖所示.XX特大橋 2#、3#主墩墩梁固結(jié)鋼筋布置圖N1鋼筋未參與受力分析計(jì)算。3.5 墩身螺紋鋼錨固長(zhǎng)度計(jì)算Lab=a fpy ft d=0.14735Mpa2.5MPa32mm=1317mmLa=aLab=1.1 1317

11、mm=1.5m.a: 鋼筋外形系數(shù)，光面鋼筋取 0.16 ，帶肋鋼筋取 0.14 ；fpy: 鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft ：墩身混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）d: 錨固鋼筋的直徑La：受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度 a：錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)，取 1.1 3.6 梁體鋼精錨固長(zhǎng)度計(jì)算Lab=a fpy ft d=0.14735Mpa2.5MPa32mm=1062mm.La=aLab=1.1 1062mm=1.2m.a: 鋼筋外形系數(shù)，光面鋼筋取 0.16 ，帶肋鋼筋取 0.14 ；fpy: 鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft ：墩身混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）d: 錨固鋼筋的直徑La：受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度a：錨固長(zhǎng)度修正系

12、數(shù)，取1.1支座與支撐墊石高度為65cm,支座與支撐墊石間砂漿厚3cm,則臨時(shí)錨固 32 螺紋鋼長(zhǎng)度為： 1.5m+1.2m+0.65m+0.03m=3.38m。XX特大橋 2#、3#主墩錨固鋼筋布置圖在臨時(shí)支墩的頂面布設(shè)直徑12mm普通鋼筋網(wǎng)片做為構(gòu)造筋防裂，間距 10cm，保護(hù)層厚度為5cm;連續(xù)箱梁體與與臨時(shí)支墩相接部位布設(shè)兩層縱橫 12100的鋼筋網(wǎng)，保護(hù)層厚度為 5cm，兩層鋼筋網(wǎng)間距 5cm.臨時(shí)支座待永久支座安裝后澆筑。為使施工中永久支座不受力，臨時(shí)支座的頂面標(biāo)高要比永久支座高5-10mm，施工時(shí)以絕對(duì)標(biāo)高進(jìn)行控制。四、臨時(shí)固結(jié)解除4.1 硫磺砂漿層設(shè)置位置同一 T 構(gòu)墩頂兩側(cè)的

13、臨時(shí)固結(jié)需同步進(jìn)行解除, 以減少對(duì)梁部應(yīng)力的影響。本工程采用硫磺砂漿中間埋設(shè)電阻絲的方式設(shè)置臨時(shí)固結(jié), 采用通電熔解硫磺砂漿解除臨時(shí)固結(jié)。硫磺砂漿采用夾心的形式， 設(shè)置在混凝土支墩中間， 高度 15cm.,在臨時(shí)支墩的底面、頂面及靠墊石側(cè)各設(shè)一層油毛氈隔離層。硫磺砂漿層設(shè)置圖（單位：mm）01500512100鋼筋網(wǎng)5620 08 56 1562C50混凝土硫磺砂漿C50混凝土4.2 硫磺砂漿配比硫磺砂漿是指將硫磺加熱到一定溫度形成液態(tài)并充分脫水后加入適當(dāng)比例的水泥和粒徑1.25mm以下的細(xì)骨料，形成的一種新型熱塑性材料。4.2.1原材料硫磺是硫磺砂漿的膠粘劑和熔化劑, 選用工業(yè)粉狀硫磺或塊狀

14、硫.磺，要求純度高、 雜質(zhì)少、水份少、含量應(yīng)不少于 98%、水分小于 1%。水泥自拌合站取出后在使用前必須烘干。 細(xì)骨料自拌合站取出后要進(jìn)行過(guò)篩清先，使含泥量不大于 1%， 1.25mm 篩孔篩余量不大于5%,使用前需烘干脫水。4.2.2硫磺砂漿配合比配合比中水泥增加會(huì)使硫磺砂漿抗壓強(qiáng)度增加， 但會(huì)增加熔化的難度。通過(guò)以前的施工經(jīng)驗(yàn)， 下面給出了三種不同的硫磺砂漿配合比（其中 2#配合比為推薦配合比） 。硫磺砂漿配合比配合比編號(hào)配合比（硫磺：細(xì)砂：水泥）實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度（ Mpa）1#48：38：1431.62#40：40：2043.13#35：41：2451.7實(shí)際施工前， 需根據(jù)以上三種配比進(jìn)

15、行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)強(qiáng)度及熔化效果。4.2.3硫磺砂漿的熬制方法常溫下硫磺為淡黃色固體，硫磺的熔化脫水溫度為130150；與粉料、細(xì)砂的混合溫度為140160；溫度低時(shí)因粘度大不能混勻，溫度高達(dá) 170以上時(shí)，熔融的硫磺 , 其粘度變化較為復(fù)雜。因此硫磺在施工過(guò)程中溫度應(yīng)介于115160之間，易于操作施工，其施工步驟如下：組裝模具澆筑第一層硫磺砂漿穿電熱絲并固定澆筑第二.層硫磺砂漿冷卻成型脫模對(duì)電熱絲進(jìn)行防護(hù)先將硫磺打成25cm的小塊，按比例稱(chēng)好分批放入鍋中，加熱 130150熔化，邊熔邊放邊攪，注意防止局部過(guò)熱，以達(dá)到充分脫水的目的。硫磺脫水后，分批將已攪拌均勻的 130烘干細(xì)骨料、水泥放入鍋中

16、不斷攪拌、脫水，混合均勻；注意要嚴(yán)格控制熬制溫度，一般為 140160，最高不超過(guò) 170，約熬制 34 小時(shí)。待硫磺砂漿熬制均勻、顏色一致、汽泡完全消失時(shí)，先取樣檢查，以確定其熬制質(zhì)量，如不符合要求時(shí)，應(yīng)繼續(xù)熬制，直到合格。硫磺砂漿質(zhì)量鑒定 , 在 140時(shí)，澆入抗拉試模中觀察，冷卻時(shí)應(yīng)無(wú)涌泡、凹陷、不密實(shí)、分層現(xiàn)象；將其打斷觀察，斷面內(nèi)肉眼看可見(jiàn)小孔多于 5 個(gè)，說(shuō)明熬制時(shí)間不夠，通過(guò)延長(zhǎng)熬制時(shí)間，直到眼見(jiàn)小孔小于或等于 5 個(gè)為止。4.3 硫磺砂漿的解除4.3.1 電阻絲埋設(shè)硫磺砂漿的清理方法有氧氣燒化、 預(yù)埋電阻絲電熱軟化以及人工鑿除等?？紤]到施工過(guò)程中梁體下降的均勻性要求， 我們采用

17、預(yù)埋電阻絲通電軟化的方案。 為防止電阻絲中間斷裂， 電阻絲采用并聯(lián)方式布置。首先將硫磺砂漿灌注至 75mm高度，待其表層初步結(jié)晶后，將已事先定型好的電阻絲按設(shè)置圖紙小心布置在表層， 接著澆注到頂。 電阻絲應(yīng)均勻分布，并留有一定的間隙，一般以 24cm為宜，不宜過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)，以防出現(xiàn)短路和產(chǎn)熱不均勻。.根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，硫磺砂漿中預(yù)埋96電阻絲（即 500W電阻絲）軟化效果較好，此時(shí)每個(gè)臨時(shí)固結(jié)內(nèi)埋設(shè)有15 根并聯(lián)的 96電阻絲，然后將同一墩頂?shù)? 塊之間進(jìn)行串聯(lián)?？偣β蕿椋篘=U2/R=2202/（9615） 4=30250W4.3.2硫磺砂漿臨時(shí)支座同步熔化的措施1）每一根電阻絲嚴(yán)格逐根用萬(wàn)用表量測(cè)，不合標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)決不用。2）硫磺砂漿原材料選用同一批一次性進(jìn)庫(kù)材料。3）硫磺砂漿熬制熔化過(guò)程中，嚴(yán)格控制熔化溫度，專(zhuān)人用溫度計(jì)測(cè)試，專(zhuān)人上下不斷地翻動(dòng)攪拌。