m連續(xù)梁墩梁臨時固結補救方案

新建東北東部鐵路登沙河至莊河段（DZ2標段）花園口一號路特大橋（40+64+40）m預應力混凝土懸臂連續(xù)梁28號T構墩梁臨時固結專項施工方案（補救方案）中鐵九局登莊項目部第二分部2014年元月新建東北東部鐵路登沙河至莊河段（DZ2標段）花園口一號路特大橋（40+64+40）m預應力混凝土懸臂連續(xù)梁28號T構墩梁臨時固結專項施工方案編制：審核：審批：中鐵九局登莊項目部第二分部2014年元月中鐵九局專項施工方案審批表工程名稱：專項施工方案名稱：審批意見：審核人：年月日負責人：審核部門：審批意見：審核人：年月日負責人：審核部門：目錄第一章、工程概況1.1工程概況1.2、橋梁主墩概況、1.3、懸澆梁概況1.4、施工的難點和重點第二章、T構臨時固結方案概況第三章、方案設計依據及參數第四章、臨時固結抗傾覆荷載第五章、T構臨時固結結構內力計算第六章、T構臨時結構設計6.1、混凝土剛性支撐墩設計6.1.1、剛性支撐墩混凝土強度設計6.1.2、混凝土剛性支撐墩配筋6.1.3、N2混凝土剛性支撐墩的拆除方案6.2、N1鋼管支撐柱設計6.2.1、鋼管支撐柱設計6.2.2、兩端錨固設計6.2.3、接頭強度驗算6.4、臨時結構用料技術標準第七章、施工工藝及主要施工方法7.1、總體施工方案7.2、施工工藝流程、施工方法第八章方案所需的特殊機械、材料計劃第九章、各項施工注意事項第十章、結構設計施工圖第十一章、類似工程實例照片第一章、工程概況1.1工程概況新建東北東部鐵路通道登沙河至莊河段改造工程（DZ2標段），改DK133+151.38m花園口一號路特大橋，第26號墩～第29號墩（改DK133+079.20～改DK133+224.80）梁跨設計為（40+64+40）m預應力鋼筋混凝土連續(xù)梁，梁全長145.4m。連續(xù)箱梁設計采用時速200公里有砟軌道預應力混凝土雙線連續(xù)梁。本梁段位于直線-4.0%的下坡道上。箱梁橫截面采用單箱、單室直腹板形式，頂板厚度除梁端附近外均為35cm，腹板厚度由48～60～80cm變化，底板由跨中的40cm按二次拋物線變化至根部的80cm。頂板寬度11.7m，底板寬度6.4m。梁高沿縱向按二次拋物線變化，中支點梁高5m，邊支點及跨中梁高3m，中跨跨中直線段長8.4m，邊跨直線段長14.4m。箱梁設計采用C55混凝土，豎向預應力鋼筋采用φ32mm高強度精軋螺紋鋼筋，型號PSB830，抗拉強度標準值為830MPa。設計文件說明書中標明施工掛籃、模板、機具、人群等臨時施工荷載按700KN計算。1.2、橋梁主墩概況墩身設計為C35實體鋼筋混凝土結構。墩身頂帽尺寸橫橋向寬9.4m、順橋向長3.8m。懸澆梁主墩結構如圖1所示。1.3、懸澆梁概況全橋共分為35個梁段，T構每側懸澆7個節(jié)段，總計懸澆28個節(jié)段。中支點O號梁段長度9m，懸澆梁段分成3.5m及4m，合攏段長2m，邊跨直線段長度8.4m。圖1、27~28號懸澆梁主墩結構圖連續(xù)梁設計方案采用掛籃懸臂澆筑施工工法。最大懸臂澆筑長度31m（墩中心至7號塊端）。最大節(jié)段為第1節(jié)段,梁段自重為1264KN。懸澆梁各個節(jié)段的幾何特征如表1所示。表1、（40+64+40）m連續(xù)梁懸澆T構主要參數表節(jié)段號987654321節(jié)段體積(m3）94.9419.6039.2139.4840.4343.8641.2644.0050.55節(jié)段長（cm）770200400400400400350350350節(jié)段重量（t）237.449.098.098.7101.1109.6103.2110.0126.4備注邊跨段合攏段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段懸澆段節(jié)段號01`2`3`4`5`6`7`8`節(jié)段體積(m3）171.250.64441.2643.8640.4339.4839.2126.09節(jié)段長（cm）900350350350400400400400200節(jié)段重量（t）428.1126.4110103.2109.6101.198.798.065.2備注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合攏段1.4、施工的難點和重點本方案的難點和重點是墩身外鋼管支撐柱的安裝垂直度控制與地腳精軋螺紋錨固鋼筋的安裝質量控制，在墩頂安裝定位固定及墩頂的高空作業(yè)安全。第二章、T構臨時固結方案概況為防止掛籃懸臂澆筑過程中T構發(fā)生傾覆，應將O號梁段與墩身進行臨時剛性固結，形成臨時T構剛性結構。針對本橋第28號主墩墩梁臨時固結抗傾覆錨固鋼筋漏埋的具體情況，原施工方案無法繼續(xù)采用，需要重新編制補救方案。墩身預埋錨固鋼筋漏埋照片依據【TZ324—2010】《鐵路預應力混凝土連續(xù)梁（剛構）懸臂澆筑施工技術指南》相關規(guī)定，墩梁臨時固結方案采用墩身內外組合臨時固結結構方案。對墩梁臨時固結結構的設計依然視永久支座不受力，按臨時固結結構承擔懸澆梁全部荷載和最大傾覆彎矩設計。墩梁臨時固結結構方案為：即在橋墩墩頂上設置混凝土剛性支撐墩，同時在墩外（承臺與箱梁之間）設置鋼管支撐柱。墩頂的混凝土剛性支撐墩以支撐為主，墩外鋼管支撐柱以反拉錨固為主?；炷林味詹贾迷谟谰弥ё捻槝蛳蛲鈧榷彰边吘壧帲總炔贾脙蓷l，平面布置寬度50cm（順橋向）、長度（150+150）cm（橫橋向），從墩頂至梁底全高布置，臨時支座采用C35混凝土；鋼管支撐柱布置在墩外，上端支頂于箱梁底板下、對應于腹板范圍，下端錨固在一層承臺上。鋼管支撐柱采用采用直徑φ350mm、壁厚t=12mm鋼管，每側布置兩根，與O號梁段模板支撐架共用。墩梁臨時固結組合結構如圖2所示。圖2、墩梁臨時固結組合結構示意圖第三章、方案設計依據及參數（1）、時速200公里有碴軌道（40+64+40）m預應力混凝土連續(xù)箱梁（雙線）客貨共線鐵路通用設計圖（叁橋（2006）2204-B；（2）、花園口1號路特大橋下部結構設計圖紙；（3）、《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南》（TZ203—2008）；（4）、【TZ324—2010】《鐵路預應力混凝土連續(xù)梁（剛構）懸臂澆筑施工技術指南》；(5)、《鐵路橋涵工程施工技術規(guī)范》(TB10203-2002）；（6）、《鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程》（TB10303-2009）；（7）、《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010－2010）；（8）、抗傾覆安全系數K=1.5；（9）、直徑φ32mm精軋螺紋鋼筋抗拉強度830Mpa。第四章、臨時固結抗傾覆荷載根據懸澆梁設計文件說明書第八章施工方法及注意事項中的（二）條，關于墩梁臨時固結措施：各中墩臨時固結措施，應能承受中支點處最大不平衡彎矩26920KN-m和相應豎向反力21790KN，墩梁固結臨時墩在橫橋向必須支撐在箱梁腹板范圍內，其材料及構造由施工單位自行設計確定。此不平衡荷載考慮了中墩兩側梁體結構的不均勻性、施工不平衡荷載及風荷載影響，未考慮安全系數及一側掛籃墜落的情況，設計臨時固結構造時應酌留富裕量，并應在施工時加強掛籃錨固。為確保施工中的絕對安全，本方案按照施工中的極端不利因素設置臨時固結結構。假想施工中意外發(fā)生在最后一節(jié)段混凝土及掛籃同時墜落，作為設計的最大傾覆荷載。這種極端工況能夠確保懸臂T構在施工中的絕對安全，也滿足最大不平衡荷載20噸的要求。4.1、在最大懸臂平衡狀態(tài)下的豎向反力荷載最大懸臂狀態(tài)下的豎向反力包括：T構自重及掛籃、模板自重。最大豎向反力為：N=20485KN；4.2、在最大懸臂狀態(tài)下偏差一節(jié)段及掛籃模板傾覆荷載最大懸臂狀態(tài)下偏差一節(jié)段自重及掛籃、模板產生的傾覆矩。最大不平衡彎矩：M=46748KN-m。其中掛籃自重暫按632（KN）估算。掛籃質量參照相關規(guī)范規(guī)定“掛籃重量與最重懸澆梁段的重量比亦為0.5”取值。第五章、T構臨時固結結構內力計算按現(xiàn)行《鐵路預應力混凝土連續(xù)梁（剛構）懸臂澆筑施工技術指南》【TZ324—2010】的相關要求，本橋第28號主墩T構墩梁臨時固結結構采用墩身內外組合結構形式。墩頂的混凝土剛性支撐墩以支撐為主，墩外鋼管支撐柱以反拉錨固為主。懸臂T構傾覆固結結構的力學特征簡圖如3所示。圖3、懸臂T構抗傾覆固結結構力學分析簡圖在墩梁臨時固結結構設計上，視永久支座不受力。懸臂傾覆荷載均由臨時固結結構承擔。按此條件求得臨時固結結構的內力計算方程為：臨時支座內力為：…………①將已知參數N=20485KN、M=46748KN-m代入上述方程①中得：RA=2272KN；RB=22757KN。第六章、T構臨時結構設計6.1、混凝土剛性支撐墩設計6.1.1、剛性支撐墩混凝土強度設計墩頂混凝土剛性支撐墩平面布置圖如圖4所示。墩頂混凝土剛性支撐墩順橋長度為：a=50cm，橫橋長度為b=150+150=300cm。單側混凝土剛性支撐墩面積A=1.5m2。單側最大荷載為RB=22757KN。混凝土臨時支座墩平均壓應力：=15.2Mpa。墩頂混凝土剛性支撐墩平均壓應力為15.2Mpa。考慮抗傾覆穩(wěn)定系數K=1.5，混凝土剛性支撐墩混凝土的抗壓標準強度應大于22.8Mpa。參照國標《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010－2010），選用C35混凝土，其標準抗壓強度為fck=23.4Mpa，其強度安全系數K=1.54，大于1.5，滿足要求。6.1.2、混凝土剛性支撐墩配筋由于墩頂混凝土剛性支撐墩是受壓矮柱，承載能力折減很小，按承載能力要求不需要配置鋼筋，計算過程略?？紤]混凝土支撐墩的整體性，按一般規(guī)定配筋。臨時支座內配置四層φ8mm鋼筋網片，鋼筋間距100mm，上下網片間距200mm。具體布置尺寸詳見圖5所示。6.1.3、N2混凝土剛性支撐墩的拆除方案大多做法在混凝土剛性支撐墩內加設5cm厚電熱絲硫磺砂漿夾層。根據我公司以往的施工經驗，由于墩身和梁體散熱量極大，電熱絲加熱無法達到硫磺砂漿熔化程度，臨時支座還是直接鑿除。因此，本方案支座全部采用C35混凝土結構。每個主墩墩頂布置前后四條臨時支座，臨時支座順橋向距離墩中心155cm。每條臨時支座尺寸橫橋向（150+150）cm（長）×順橋向50cm（寬）。為控制箱梁與橋墩的相對水平位移，每個主墩共設置24根直徑Φ32mm、標準強度為830Mpa的精軋螺紋錨固鋼筋。布置間距大約15～20cm，服從箱梁預應力孔道位置的調整。后鉆孔植入墩身內深度不短于0.55m，并灌注具有微膨脹、抗拔力性能高的CGM專用灌漿料錨固螺栓。平面布置尺寸詳見圖4所示。6.2、N1鋼管支撐柱設計6.2.1、鋼管支撐柱設計根據第五章的結構內力計算結果可知，在最大傾覆荷載作用下，單側鋼管支撐柱N1的最大荷載為RA=2272KN，每側布置兩個鋼管柱，每根分擔荷載為R1=1136KN。鋼管支撐柱以受拉為主。N1鋼管支撐柱擬采用直徑φ350mm、壁厚t=12mm鋼管。鋼管材質為Q235。鋼管柱的物理幾何特征：橫截面積A=127.4cm2，截面慣性矩IX=IY=18220cm4。單根鋼管支撐柱抗拔能力F==2675kN。大于R1=1136KN，安全儲備系數2.35，大于抗傾覆系數K=1.5，滿足要求。6.2.2、兩端錨固設計（1）、鋼管支撐柱上端與箱梁的錨固抗拔錨固鋼筋擬選用直徑φ32mm、標準強度[σ]=830MPa（型號PSB830）精軋螺紋鋼筋錨栓。每根精軋螺紋根據抗拉力F=667KN，考慮K=1.5安全儲備系數，每側臨時支座需要錨固鋼筋根數n：=2.6，每個鋼管樁布置n=4根。Φ32mm精軋螺紋鋼筋錨固長度，錨固鋼筋抗拔按握裹混凝土抗剪作用。假設螺紋鋼筋錨固長度為La，應有：La≥………（依據《混凝土結構設計規(guī)范》（50010-2010））；計算得到：La=1.6m；螺紋鋼筋錨固長度取1.6m。其中：C55混凝土標準抗拉應力值=2.74Mpa；Φ32mm精軋螺紋鋼筋標準強度σ=830Mpa；直徑Φ32mm鋼筋，d=32mm；螺紋鋼筋外表系數a=0.13（依據《混凝土結構設計規(guī)范》（50010-2010）規(guī)范取值）；考慮箱梁底板厚度影響，精軋螺紋鋼筋帶螺帽錨固，錨固深度1.0m。詳細布置圖見柱頂結構設計圖（2）、鋼管支撐柱下端與承臺的錨固N1鋼管支撐柱置于一層承臺上，利用一層承臺側面錨固Φ32mm精軋螺紋鋼筋的抗剪作用錨固鋼管柱。直徑φ32mm、標準強度[σ]=830MPa（型號PSB830）精軋螺紋鋼筋，每根抗剪能力T1=334KN，每根鋼管樁下端需要錨固根數n：=5.1，取n=6根。6.2.3、接頭強度驗算N1鋼管支撐柱是按受拉作用設計。鋼管柱接長接頭應按同軸心-對接-坡口焊接，焊接厚度不小于15mm。焊接后，再在焊口外側增加抱箍10mm鋼板焊接，抱箍長度不小于200mm，焊口兩端各搭接100mm，抱箍焊縫高度不小于10mm。6.4、臨時結構用料技術標準錨固鋼筋采用直徑為32mm、標準強度不低于830Mpa的精軋螺紋鋼筋。墩頂臨時支座墩采用強度標號不得低于C35混凝土。第七章、施工工藝及主要施工方法7.1、總體施工方案本方案是按墩身內外組合結構設計。墩身外的N1鋼管支撐柱是利用了O號梁段的模板支撐架。因此，O號梁段的模板支撐架整體穩(wěn)定桁架結構，也是墩身外支撐柱固結的穩(wěn)定需要。在O號梁段模板支撐架安裝時，一并與墩梁臨時固結支撐柱安裝到位。7.2、施工工藝流程、施工方法7.2.1、施工工藝流程7.2.2、施工方法①、精軋螺紋錨固筋下料精軋螺紋下料采用無齒電鋸切割，嚴禁乙炔氣火焰切割。下料長度誤差不得超過10mm。②、錨固鋼筋墩頂上的精軋螺紋鋼筋，只是防止箱梁相對墩身橫向位移而設置。埋人墩身與箱梁內深度不少于500mm即可。在一層承臺、墩頂上的設計位置處鉆孔直徑50mm、深550mm孔洞，灌注微膨脹CGM型灌漿料，然后立即插入精軋螺紋鋼筋，孔口塞緊-防止鋼筋傾覆、歪斜，確保精軋螺紋錨固筋安裝位置準確，外露長度應滿足螺栓錨固需要。精軋螺紋在墩身錨固長度誤差不得超過10mm。③、臨時支撐墩模板安裝、混凝土澆筑臨時支撐墩是一次性臨時結構，安裝采用普通模板。臨時支座屬于矮柱受壓桿件。為增強整體抗壓能力，按鋼筋混凝土設計規(guī)范的一般規(guī)定，配置水平約束網片。網片鋼筋采用直徑8mm普通鋼筋，水平網格間距100mm，上下兩層間距約200mm。鋼筋網片隨著混凝土澆筑進度逐層放置?；炷翝仓椒?，與常規(guī)施工相同。表面初凝后，用麻布或土工覆蓋保溫，以防表面和內部收縮開裂。臨時支座的頂面坡度，應與梁底坡度相一致。④、墩梁臨時固結體系的拆除臨時固結結構隨著合攏段的合攏順序，按規(guī)范要求拆除。在合攏段加勁型鋼支撐安裝后與合攏段混凝土澆筑前，拆除合攏口一側的墩梁臨時固結結構。只是鑿除臨時支撐墩混凝土。臨時支撐墩鋼筋混凝土鑿除工作較為困難，建議采用直徑5cm～10cm的水鉆挨排鉆眼，切割成上下兩瓣，然后采取風鎬鏟除。臨時支撐柱N1，等待合攏段縱向預應力全部張拉后拆除。第八章方案所需的特殊機械、材料計劃（見表2）表2所需特殊機械、材料計劃（一個T構）序號材料及機具要求標準用量1混凝土C35約3m32精軋螺紋鋼筋直徑32mm、標準強度830MPa24根，單根長L－1.5m3精軋螺紋鋼筋直徑32mm、標準強度830MPa72根，單根長L－0.7m4水電鉆6臺5墩外鋼管柱算在O號梁段模板支撐架內第九章、各項施工注意事項1、抗剪的精軋螺紋錨固鋼筋的位置，應按設計位置準確鉆孔錨固；N1鋼管支撐柱頂的抗拔精軋螺紋鋼筋預埋，應確保伸入箱梁段內長度。2、施工中嚴防鋼管柱頂的抗拔精軋螺紋鋼筋被電焊燒傷。3、N1鋼管支撐柱的安裝，應使用經緯儀配合對位、安裝，確保豎直位置，嚴防歪斜不正。4、鋼板上的精軋螺紋鋼筋錨固孔一律按直徑33mm電鉆成孔，嚴禁乙炔、電焊成孔，嚴防受力不均。