合攏段加勁型鋼支撐施工方案資料

1、嘻嘻嘻段擴能改造工程fly江特大橋（62+2X100+62 m剛構(gòu)連續(xù)梁合攏段臨時加勁型鋼支撐約束專項施工技術(shù)方案中鐵x局集團有限公司2012年5月20日、工程概況1橋梁概況XX段擴能改造工程，在 DK29+411.56DK30+010.975 處跨越fly 江，設(shè)特大橋一座。橋址位于mjfnuhgf 鎮(zhèn)飛龍上游，新建橋位于既有橋的左側(cè)，與既有線間距30m,橫跨fly江。特大橋橋跨全長599.415m ,孔跨布置為 7X 32m簡支T梁+ (62+2 x 100+62)m連續(xù)剛 構(gòu)+ 1 x 32m簡支T梁，單線鐵路橋梁。其中第8第11孔橋梁為(62+2 x 100+62 ) m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝

2、 土連續(xù)剛構(gòu)梁。其余孔跨采為預(yù)制后張簡支鋼筋混凝土T梁。連續(xù)剛構(gòu)懸臂梁采用掛籃法懸臂澆筑施工工藝，O號梁段及邊跨梁段采用支架現(xiàn)澆法施工工藝。簡支T梁采用預(yù)制架設(shè)法施工工藝。連續(xù)剛構(gòu)主跨幾何特征如圖1所示。連續(xù)剛構(gòu)的第 8 #、9#、10 #橋墩為主跨橋墩。主橋墩墩身采用矩形實體雙板式橋墩，墩高均為10.5m。板式墩橫截面尺寸為寬4.8m、長1.4m，兩板柱間間距3.6m，雙板柱外形長 6.4m，板柱墩 身設(shè)計為 C55鋼筋混凝土。 主墩結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示箱梁頂寬7.2m，底寬4.8m，梁咼由墩頂處最咼7.4m，漸變至跨中3.6m高，直腹板型單箱單室箱梁。連續(xù)剛構(gòu)梁各節(jié)段特征如表1所示。表1:

3、連續(xù)剛構(gòu)梁各節(jié)段特征概述表節(jié)段號01234567節(jié)段長640280300300300300350350描述O號梁段懸澆段:懸澆段:懸澆段懸澆段懸澆段:懸澆段懸澆段砼方量16650.3850.7147.1143.1239.4541.9738.14節(jié)段號89101112131415節(jié)段長4004004004004004002001170描述懸澆段懸澆段:懸澆段:懸澆段懸澆段懸澆段:合攏段邊跨段砼方量39.5136.5135.2234.7734.5534.50中 26.57 /17.25 125.33圖氛 主墩結(jié)構(gòu)尺寸示資圖匸5丘霸筋混凝土尺寸單札以cm計.640140-a-"*-1,60

4、k1401=-十一960 2、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件bb市地區(qū)夏長冬暖有微寒。全年平均氣溫為 22C，每年1月（農(nóng)歷12 月）份雖是全年氣溫最低的月份，但平均氣溫仍在10C以上，比較暖和。每年農(nóng)歷10月一 12月偶有強烈寒潮入侵，市內(nèi)偶爾出現(xiàn)連續(xù)幾天10C以 下的低溫，最冷時氣溫降至0C以下，偶爾輕霜，但為數(shù)甚少。合攏段施工期限預(yù)計最高最低溫差在 15 C之內(nèi)。3、合攏施工順序該連續(xù)剛構(gòu)施工合攏順序為先邊跨后中跨的合攏順序。該連續(xù)剛構(gòu)中跨、邊跨合攏，均利用懸澆段既有掛籃和模板作為合攏吊架，從懸澆段前 移至合攏段進行合攏。合攏勁性骨架的安裝與鎖定、預(yù)張拉臨時預(yù)應(yīng)力束、 T構(gòu)頂推、平衡配重的設(shè)置、合攏段

5、砼澆注時間及溫度的控制、合攏鋼束 的張拉與壓漿等關(guān)鍵步驟，均按照設(shè)計和監(jiān)控要求執(zhí)行。其他如鋼筋綁扎、 預(yù)應(yīng)力安裝、張拉及壓漿、模型安裝及加固等通用工序，均和正常懸澆段 相同。4、合攏步驟及方法4.1合攏吊架平臺搭設(shè)邊跨合攏吊架。邊跨合攏時，先將邊跨現(xiàn)澆段梁底及內(nèi)箱的前端支架 拆除影響合攏吊架安裝部分，再將邊跨 8#懸澆段兩幅掛籃整體前移200cm 進行邊跨合攏。邊跨合攏過程中，保持中跨 2副掛籃錨固不動。中跨合攏吊架。中跨合攏時，先將 8#墩、10墩中跨13#懸澆段掛籃整 體后退450cm錨固，再將9#墩中跨13#懸澆段掛籃整體前移200cm進行中 跨合攏。中跨合攏過程中，保持邊跨 2副掛籃錨

6、固在邊跨不動。4.2鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力安裝、模型安裝及加固掛籃前移并錨固，形成合攏吊架平臺后，同普通懸澆段一樣清洗模型、綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力、安裝模型并加固。4.3 T構(gòu)頂推力施加根據(jù)設(shè)計要求，中跨合攏臨時鎖定前，需在20 C -25 C的溫度條件下，在中跨合攏段兩側(cè)的T構(gòu)端部施加頂推力F= 2400KN，以調(diào)整墩梁內(nèi)力。 頂推時，以頂力為控制指標，以合攏段兩端水平位移量為校核指標，頂力 總量2400KN，由四臺千斤頂均勻承擔(dān)。在懸澆13#段砼時，在中跨合攏口兩端的 13#段底板及頂板與腹板交 界處，提前預(yù)埋4塊500X500Xl0mm鋼板，作為4個頂推著力點。頂推時 間選擇在凌晨2: 004:

7、 00,此時段當(dāng)?shù)貧鉁?5C左右，滿足設(shè)計要求的 溫度條件。頂推時，采用4臺300t液壓千斤頂，配合加工好的4根© 300 體內(nèi)支撐柱，在4個頂推著力點同時均勻施加，每個千斤頂及每根分配梁 均攤125t頂力。施加頂力過程中，安排測量人員對合攏口兩端梁體水平位 移進行精密測量與記錄。4.4合攏勁性骨架安裝、鎖定及拆除合攏勁性骨架用于連接和支撐合攏段兩端梁體，保證合攏段凈空，防 止合攏段兩端梁體在澆筑合攏段砼過程中，以及合攏段砼尚未達到設(shè)計強 度之前發(fā)生錯動，同時抵抗合攏段兩端梁體因溫度升高膨脹而在合攏段砼 中產(chǎn)生的壓應(yīng)力，并抵抗合攏段兩端梁體可能錯動而引起的豎向剪應(yīng)力。勁性骨架拆除安排

8、在合攏段砼養(yǎng)生等強至設(shè)計強度之后，合攏鋼束張 拉開始之前。由于合攏勁性骨架采用焊縫連接，抗拉能力較低，故通過預(yù) 張拉臨時預(yù)應(yīng)力束，用來抵抗合攏段兩端梁體因溫度降低收縮而在合攏段 砼中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。4.5配重加設(shè)及卸除通過加設(shè)和同步卸除配重，使合攏口兩端懸臂在合攏段砼澆注過程中受力始終保持一致，從而使合攏口兩端懸臂高差始終保持不變，可以避免合攏段砼開裂；同時盡最大可能避免因施工原因造成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，從而實現(xiàn)無應(yīng)力”合攏。配重加設(shè)安排在澆注合攏段砼前，合攏口兩端對稱施加。中跨合攏段配重共計691KN，邊跨合攏段配重共計448KN。配重采用塔吊吊裝沙袋設(shè)置。在澆注合攏段砼時，根據(jù)砼的澆注速度及數(shù)

9、量，邊澆筑砼邊卸除配重，卸除速度與砼澆注速度基本保持一致，其重量差不得超過5噸。4.6砼澆注及養(yǎng)生因砼抗壓能力強，抗拉能力低，為避免因溫度降低梁體收縮導(dǎo)致合攏段砼受拉破壞，合攏段砼澆注時間安排在全天氣溫最低且溫差變化最小的 時段(凌晨2:006:00)進行，澆筑溫度要求在 2025C之間。合攏段砼 采用水平分層、左右對稱一次澆注完成。合攏段砼澆注后，加強覆蓋和灑 水養(yǎng)護，防止合攏段砼因內(nèi)外溫差過大開裂。4.7合攏施工注意事項(1) 在合攏前4個節(jié)段的施工過程中，加強合攏口兩端梁體的線型控 制及梁端截面控制，確保合攏口兩端梁體軸線、標高、節(jié)段長度等指標滿 足合攏精度要求。(2) 確保T構(gòu)頂推力及

10、合攏口水平位移符合設(shè)計要求，確保合攏勁性 骨架預(yù)埋及焊接質(zhì)量，確保臨時張拉力鎖定效果。(3) 合攏勁性骨架焊接鎖定、合攏段砼澆注，盡量快速、對稱，盡量 縮短合攏施工時間。(4) 合攏前，清除梁上多余的材料、機具，盡量使合攏口兩端的施工 荷載平衡。合攏段砼澆筑后至合攏鋼束張拉前，禁止施工荷載的超平衡變 化。二、臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)概況連續(xù)剛構(gòu)的邊跨合攏段，邊跨邊墩為活動支座，滑動摩擦力很小，剛構(gòu) 的溫差應(yīng)力因活動支座滑動得到釋放，合攏段溫差應(yīng)力影響較?。贿B續(xù)剛 構(gòu)的主跨合攏段，剛構(gòu)的溫差應(yīng)力只能靠剛構(gòu)變形相適應(yīng)，合攏段的溫差 應(yīng)力影響很大。因此，邊跨合攏段不作為控制重點，參考主跨臨時約束結(jié)構(gòu)

11、施工。以溫 差應(yīng)力影響較大的主跨合攏段為控制對象。主跨合攏段的臨時加勁型鋼約 束方案，采用體內(nèi)剛性支撐、體外剛性約束+預(yù)拉應(yīng)力索相結(jié)合的三維約 束結(jié)構(gòu)。體內(nèi)剛性支撐采用外徑© 300mm、壁厚10mm鋼管混凝土支撐柱， 體外剛性約束采用水平面型鋼桁架+掛籃豎向撐拉約束，合攏端臨時預(yù)拉應(yīng) 力索臨時鎖定的組合措施。臨時鎖定束利用合攏口永久預(yù)應(yīng)力束進行臨時 鎖定，暫定頂板、底板共計10束，每束臨時鎖定張拉力為 700KN，合計 鎖定張拉力7000KN，要在合攏段混凝土澆筑前施加鎖定。合攏段臨時加勁型剛約束結(jié)構(gòu)如下圖1邊跨合攏體內(nèi)剛性支撐及臨時鎖定張拉束如下，臨時張拉束為頂板 的Q1 Q2及

12、底板的B2、B3、B4,每編號對稱張拉2束。體內(nèi)剛性支撐 如圖中所示。14T4斷面鋼索布置圖02負i陛阻 Q2咗飢皿4.:；02、中跨合攏體內(nèi)剛性支撐及臨時鎖定張拉束如下，臨時張拉束為頂板的C1、C2及底板的D2、D3、D4，每編號對稱張拉2束。體內(nèi)剛性支撐如圖中所示。1-14*斷面鋼索布置圖鼻” b 列onh 飄9*s?etL«ai» aj.鼻o; n9M si a »ip»口 avsi：av ankswiq ai3、體外約束桁架如下圖,預(yù)埋板N2-橫冋約東桁架I16H字鋼1Frl/N1-鋼管支搏柱/懸臂端/懸臂端f2001N1-鋼管混凝土柱合攏段每個

13、合攏段縱向約束采用 4根© 300mm、壁厚10mm鋼管混凝土支撐 柱和臨時張拉束共同作用，支撐柱與腹板澆筑在一起，不再拆除；橫向約 束采用116工字鋼桁架，分別在頂板上安裝 2組、箱內(nèi)底板上安裝1組。 每組桁架使用1根I16型工字鋼柱及I16工字鋼斜拉桿組拼。三、臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)設(shè)計1設(shè)計參數(shù) 、鋼材彈性模量：E=2.1X105Mpa; 、C55混凝土彈性模量：Ec=3.55X 104 Mpa; 、Q235鋼材允許拉壓應(yīng)力：f=210Mpa。 、箱梁混凝土材料線膨脹系數(shù)為 a = 1 x 10-5m/co m; 、按當(dāng)?shù)販囟炔钲蘐 = 15 co計算。 、墩身高度h=105

14、0cm,橫截面慣性矩1=2.1952 x 108cm4。 、合攏段長度2m。結(jié)構(gòu)安全系數(shù)K=1.32、臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)受力分析合攏段混凝土在剛構(gòu)升溫階段，會受剛構(gòu)溫升應(yīng)力的擠壓作用；在剛構(gòu) 降溫階段，會受剛構(gòu)收縮的拉應(yīng)力作用。為使得合攏段混凝土在養(yǎng)護階段不受到剛構(gòu)溫度應(yīng)力的影響，設(shè)置臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)承擔(dān)剛構(gòu)溫度應(yīng)力。在合攏段混凝土養(yǎng)護階段，當(dāng) 溫度升高時，剛構(gòu)的溫升擠壓應(yīng)力由臨時鋼支撐承擔(dān)；當(dāng)溫度降低時，剛 構(gòu)的收縮拉應(yīng)力由臨時預(yù)應(yīng)力索來承擔(dān)。合攏段臨時加勁型鋼支撐結(jié)構(gòu)承擔(dān)剛構(gòu)溫度伸縮應(yīng)力的雙重作用。3、結(jié)構(gòu)計算基本條件 、由于合攏段施工時各梁段混凝土所經(jīng)歷的時間較短，混凝土收

15、縮、徐變產(chǎn)生的變形值相對較小，計算時只考慮溫差影響； 、為簡化計算，把變高度梁簡化為平均斷面的等截面梁處理； 、為簡便計算，剛構(gòu)主跨溫升長度按 L=100m計算，忽略合攏段2m 長的影響；、為簡化計算，忽略臨時預(yù)應(yīng)力索預(yù)拉力對鋼支撐和主跨T構(gòu)的壓縮影響；4、結(jié)構(gòu)荷載計算 、T 構(gòu)最大溫差伸縮量： = a L T = 1X 10-5m/co -mx 100X 15 c°=15mm；12EI "L 、T構(gòu)的最大溫度內(nèi)力：F3=6056KN ；h5、臨時約束結(jié)構(gòu)設(shè)計 、臨時預(yù)應(yīng)力索的設(shè)計當(dāng)氣溫下降時，假定T構(gòu)收縮內(nèi)力完全由臨時張拉束來承擔(dān)。臨時張 拉束暫定10束，每束臨時鎖定張拉

16、力不超過 700KN。考慮臨時鎖定張拉 的對稱性，按頂板和底板預(yù)應(yīng)力束均勻分配。 、體內(nèi)臨時支撐柱當(dāng)氣溫上升時，T構(gòu)的伸張內(nèi)力完全由臨時支撐柱來承擔(dān)。箱梁全斷 面共計布置4根鋼管混凝土支撐柱，每根支撐荷載為1516KN，其中底板和頂板各兩根。體內(nèi)臨時鋼管混凝土支撐柱采用直徑 © 300mm、壁厚10mm、C50混 凝土支撐柱。按軸心受壓桿件設(shè)計。鋼管混凝土支撐柱橫截面積 A = 707cm2,含鋼截面積AS = 75cm2,鋼管 混凝土柱含鋼率p = 0.106,混凝土強度標準值fck=32.4MPa。管支撐高度 h=200cm,長細比入=26.7，折減系數(shù)© = 0.94

17、8。鋼管混凝土提高系數(shù) K1 =1.54。鋼管混凝土軸心受壓桿件的承載力：NW (fgAg心4代)=4483心。 大于最大荷載N = 1516KN，儲備系數(shù)K=2.95。 、約束桁架設(shè)計橫向桁架桿件均按受壓桿件設(shè)計。按鋼結(jié)構(gòu)一般規(guī)定取入W 150為控制 目標。連接節(jié)點按受拉、受剪設(shè)計，抗拉抗剪能力F> 邑 150KN。30(m + 1)桁架順橋支撐2m,剪刀撐斜拉桿按45°設(shè)置，斜拉桿長度為2.83m。擬采用116工字鋼，最弱軸iy=1.89cm,橫截面積A=26.1cm2。撐桿：入=105,小于150;斜拉桿：入=150,不大于150。桿件受拉能力：F=548KN，大于150

18、KN6、合攏口臨時約束桁撐結(jié)構(gòu)設(shè)計合攏口頂板面桁撐結(jié)構(gòu)布置圖如圖 4所示圖冬 頂板而桁樽結(jié)構(gòu)布置圖結(jié)構(gòu)尺寸=“計焊縫高均不小于10皿皿合攏口底板面桁撐結(jié)構(gòu)布置圖如圖 5所示300* 30扌KI5,底板頂面桁撐結(jié)構(gòu)布置圖結(jié)構(gòu)尺寸，ctt，焊銀高均不小干1"血其它驗算滿足要求，計算過程略四、施工工藝及施工方法1. 施工工藝流程圖2. 施工方法(1) 合攏段體內(nèi)鋼管混凝土支撐柱的制作安裝在合攏段剛性支撐安裝前做好鋼構(gòu)件及其配件。 在懸臂端最后一節(jié)的 端面上按設(shè)計位置預(yù)埋錨墊板。鋼管支撐柱采用直徑© 300mm、壁厚10mmQ235鋼管，端頭墊鈑采用340X 340x 20mm鋼板

19、，每塊預(yù)埋板錨固 4根直徑© 25mm錨栓，錨栓錨固深度不小于 250mm。焊縫高度不小于 10m m,支撐鋼管柱先就位焊接，后壓注混凝土。支撐管長度以實測為準。(2) 預(yù)埋連接板在合攏段相鄰兩個節(jié)段混凝土澆筑時，在箱梁頂板及底板設(shè)計位置預(yù)埋 桁撐連接的錨固鋼板。預(yù)埋板結(jié)構(gòu)大樣圖如圖 6所示，其安裝位置如圖如圖4、5所示。預(yù)埋板與錨栓采用焊接，焊縫高度不應(yīng)小于15mm。為保證預(yù)埋板下混凝土灌注密實，預(yù)先在預(yù)埋板上鉆孔漏氣，以利于 混凝土充實。挖孔位置應(yīng)躲開支撐柱焊縫位置和錨筋位置。預(yù)埋板埋置高 度與梁面持平，以利于提高抗剪能力。H-1 眈血錨固辦25鋼筋1一115mm焊縫圖N1桿件結(jié)

20、枸示意圖 尺寸單伍uudVFT桁撐均采用116工字鋼，桁撐預(yù)埋連接板采用厚度 12mm鋼板、© 25mm錨栓，錨栓錨固深度不小于250mm。所用鋼材材質(zhì)均為Q235鋼材。 桁撐的斜拉桿應(yīng)以實測尺寸為準。按圖 4和圖5的結(jié)構(gòu)和位置布置圖，組裝桁撐。桁撐均為焊接，焊縫高度不小于 10mm（4）張拉臨時預(yù)應(yīng)力束在鋼管混凝土支撐柱及桁撐安裝完畢后、混凝土灌注前張拉臨時預(yù)應(yīng)力 束，實現(xiàn)剛構(gòu)鎖定效應(yīng)。按最大溫差20度內(nèi)力計算，每個合攏口臨時鎖定 張拉力不小于10500KN。當(dāng)設(shè)計院有明確要求時，按設(shè)計文件要求順序施工。若設(shè)計文件無要求, 可按每束張拉1000KN，需要臨時張拉11束。根據(jù)合攏段預(yù)

21、應(yīng)力束配置情 況，底板張拉6束、頂板張拉5束。張拉時要遵循對稱同步作業(yè)順序，確保合攏段對稱受載。（5）合攏段混凝土澆筑合攏段混凝土的澆筑時段要選擇在一天中的降溫接近平均氣溫時開始 最好，使得臨時加勁桿支撐受力和墩身受彎曲最小。合攏段混凝土應(yīng)采用微膨脹混凝土澆注， 減少收縮變形。應(yīng)快速澆筑, 爭取在最短時間內(nèi)完成，以利于混凝土盡早達到設(shè)計強度?；炷翝仓瓿珊?，及時覆蓋、保濕潤養(yǎng)護，梁面、箱內(nèi)灑水保濕降 溫。覆蓋和養(yǎng)護范圍超過兩端各一米以上。以減少溫差應(yīng)力。（6）合攏段預(yù)應(yīng)力張拉合攏段混凝土養(yǎng)護達到設(shè)計要求后，開始張拉預(yù)應(yīng)力束。對鎖定束補 助設(shè)計張拉力，達到連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)。（7）、拆除臨時鋼支撐在合攏段縱向預(yù)應(yīng)力施加后，即可拆除體外臨時桁撐，體內(nèi)支撐柱留 在結(jié)構(gòu)內(nèi)，永久受力拆除方法采用乙炔切割法，先頂板后底板順序拆除。五、施工注意事項1、選用早強、高強混凝土，使得合攏段混凝土盡早達到設(shè)計強度，減 少剛構(gòu)溫度變化對合攏段混凝土的質(zhì)量影響，并嚴格控制用水量，以減少 混凝土的收縮變形。2、為避免新澆混凝土早期受到較大拉力作用。 合攏段混凝土澆筑時間， 應(yīng)選在當(dāng)天平均溫度時刻，且開始