连续梁悬浇施工方案.doc

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宁杭铁路客运专线河特大桥悬浇施工方案

跨河连续梁悬浇施工方案

--（48+80+48）m

1.工程概况

1.1编制依据

1、《铁路桥涵质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；

2、《客运专线铁路桥涵工程质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号；

3、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005及《铁路桥涵施工规范》（JTJ041－2000）；

4、铁道部建设管理司2009年6月《铁路桥梁工程施工作业要点示范卡片》；

5、时速350公里客运专线铁路《无碴轨道现浇预应力混凝土连续梁（双线）》通桥（2008）2368A-Ⅳ；

6、《宁杭客运专线施图（桥）-01-Ⅰ、Ⅲ》；

7、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》[2005]157号、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基[2005]101号、《高强度高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2002；

8、《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85-2002）。

1.2工程概况

河特大桥跨河连续梁位于南京市江宁区、秦淮区交界，位于半径R为直线上，线间距5.0m，梁面轨道高程位于半径R=15000m竖曲线上。

桥梁于DK4+074.79～DK4+252.49（70#～73#墩）处上跨河，设计采用连续梁为（48+80+48）m。

71#墩位于河堤脚，72#、73#墩位于水中，73#墩位于堤坝上。

主墩71#、72#墩身高度分别为22.5m、25.5m，边墩70#、73#墩身高度分别为24.5m、21.5m，在主墩下部工程施工时，搭设钻孔平台及栈桥施工钻孔桩，水中承台施工采用钢板围堰+多层围囹支护施工方案（另见专项施工方案）。

河航道等级为Ⅵ级，设计净宽22m，净高4.5m,设计通航最高水位7.6m。

施工时预留航道净宽为30m，并设立防撞桩、航标灯确保正常通航。

连续梁立面图及施工平面图如下：

1.2.1连续梁设计情况

⑴设计车速：

350km/h；

⑵连续梁桥式：

48m+80m+48m，一联全长177.5m；防护墙内侧净宽8.8m，桥面顶宽12.0m，底宽6.7m。

⑶主梁构造

箱梁各控制截面梁高分别为：

跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m，中支点处（71#、72#墩顶）梁高6.65m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。

箱梁横截面为单箱单室直腹板,全桥箱梁顶板厚除梁端附近外均为40cm，底板厚由跨中的40cm变化至中支点100cm，按直线性变化；腹板厚分别为48cm至60cm、60cm至90cm，按折线变化。

全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板。

全梁共分47个节段，中支点0号块长12m，一般梁段长度分别为2.7m，3.1m和3.5m，合拢段2.0m；边跨直线段7.75m。

悬臂箱梁采用三角挂篮悬臂浇筑法施工，0号段箱梁采用托架法现浇施工，边跨现浇段箱梁采用支架法施工，合拢段箱梁采用吊架法施工。

⑷其它设计要求

箱梁采用C50高性能混凝土，防护墙、遮板及电缆槽采用C40混凝土，管道压浆所用水泥浆强度等级不低于M50，封锚采用C50的干硬性补偿收缩混凝土。

纵向、横向预应力体系:

预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为fpk=1860MPa、弹性模量为Ep=195GPa，公称直径为Φ15.20mm高强度、低松弛钢绞线，符合GB/T5224-2003标准；波纹管采用镀锌金属波纹管，合拢段采用增强型。

锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》（GB/T3193-2008）。

竖向预应力体系:

竖向预应力筋采用φ25m高强精轧螺纹钢筋，型号为PSB785,产品应符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2006）要求。

锚固体系采用JLM-25型锚具；张拉体系采用YC60A型千斤顶。

管道形成采用内径φ35mm铁皮管制孔。

支座采用宁杭铁路客运专线桥梁球型支座（NHQZ型），图号为NHQZ。

本设计采用三列排水方式，分别在防撞墙与承轨台及两线承轨台间设置泄水管，电缆槽内积水通过防护墙流到防护墙内侧泄水孔。

人行道板下设置向防护墙的2.0%的排水坡。

桥面积水经桥面板竖向排水管集中排出梁体。

图1.2.1连续梁悬浇分段示意图

1.2.2连续梁箱梁节段结构参数

⑴0号块长度12m，从墩顶往两边各6m，底板直段长3m，其余为抛物线。

墩顶梁高6.65m，横隔板厚2.4m，底板厚1.0m，腹板厚0.9m，0号块端部梁高5.958m，底板厚0.921m，腹板厚0.9m，设临时支座和锁定。

⑵边跨现浇段长度为7.75m，梁高3.85m，底部为直线段，梁端横隔板厚1.15m，腹板厚度从0.48m渐变到0.6m，底板厚度从0.4m渐变到0.8m，顶板厚度从0.4m渐变到0.65m。

⑶合拢段长度为2m，合拢段梁高3.85m，腹板厚度为0.48m，顶板厚度0.4m，其中在中跨合拢段设置厚0.8m的横隔板，横隔板与顶板和底板相交的地方设置0.3*0.3m的加强应力倒角。

1.2.3主要工程数量

表1.2.3-1主要工程数量表

2.施工组织与部署

2.1施工道路

连续梁施工利用已有运输地方道路，便道从双麒路分别从两侧河堤经过栈桥到71#、72#墩位处，通过双麒路上坊桥和管段内大里程相通。

2.2施工用电、用水

根据特大桥施工用电总体规划，在70#墩及73#墩线路右侧分别设置一处500KVA的变压器，变压器通过架空线、电缆直接接至连续梁施工现场。

现场模板冲洗用水、混凝土养护用水、压浆用水就地取用河河水。

2.3主要机械设备和周转材料

表2.3-1主要机械设备和周转材料表

序号

机械设备和周转料名称

型号

单位

数量

备注

1

三角挂篮

（48+80+48）m

套

2

2

吊机

QY－25

台

2

3

汽车泵

46m

台

2

备用1台

4

混凝土运输车

8方

台

6

5

千斤顶

500吨

套

4

纵向

6

穿心千斤顶

30吨

套

2

横向

7

前卡千斤顶

70吨

套

2

竖向

8

孔道压浆机

台

2

备用1台

9

平板运输车

8吨

台

1

10

真空泵

台

1

11

H型钢

400*400*13*21

吨

55.04

12

工字钢

I36a

吨

14.4

13

工字钢

I45a

吨

7.4

14

槽钢

[28a

吨

27.7

15

槽钢

[16

吨

11.87

16

钢管

φ48*35mm

吨

21.5

17

方木

10*10

m

1600

18

钢板

δ=20mm

吨

3.1

19

竹胶板

δ=18mm

m2

940

表2.3-2工程配备主要材料试验、测量、质检仪器设备表

序号

仪器名称

规格、型号

数量

备注

（一）试验仪器

1

标准恒温恒湿养护箱

HSBY-40B型

1

已标定

2

恒温干燥箱

101-2

1

已标定

3

强制式单卧轴砼搅拌机

SJO-60

1

已标定

4

砼振动台

1m2

1

已标定

5

混凝土渗透仪

HS-4

1

已标定

6

万能材料试验机

WE-600B

1

已标定

7

水泥（砼）恒温湿标准养护箱

HBY-40B

1

已标定

8

ISO水泥胶砂振实台

ZT-96型

1

已标定

9

电动抗折试验机

KZJ-500

1

已标定

10

水泥净浆搅拌机

NJ-160A

1

已标定

11

水泥胶砂搅拌机

JJ-5

1

已标定

12

水泥细度负压筛析仪

FSY-150

1

已标定

13

水泥抗压夹具

40×40mm

1

已标定

14

新标准法维卡仪

GB/T1346·2001

1

已标定

15

震击式标准振筛机

ZBS×92A

1

已标定

16

雷氏夹测定仪

LD-50

1

已标定

17

石子压碎仪

1

已标定

18

压力机

TYE-2000B

1

已标定

19

电子万用炉

1

已标定

20

石英电子秒表

DM1-102

1

已标定

21

游标卡尺

1

已标定

22

台秤

TGT-100型

1

已标定

23

容积升

1

已标定

24

沸煮箱

FZ-31A

1

已标定

25

砂石筛

φ300　　　　　　

1

已标定

26

砂浆试模

70.7*70.7*70.7

1

已标定

27

钢筋连续式标点机

LB-40

1

已标定

28

针片状规准仪

1

已标定

29

砼坍落度筒

300

1

已标定

30

路面材料强度试验仪主机

DT-227型

1

已标定

31

砼抗渗试模

175*185*150

1

已标定

32

砼抗压试模

150*150*150

1

已标定

33

砼回弹仪

HT225

1

已标定

34

水泥稠凝结测定仪

1

已标定

35

电子天平

JY-50001

1

已标定

36

混凝土贯入阻力仪

HG-80

1

已标定

37

水泥浆稠度测定仪

1

已标定

38

养护可控硅温度控制器

YLC-205

1

已标定

（二）测量仪器

1

水准仪

DSZ2

1

已标定

2

全站仪

TC402

1

已标定

2.4组织机构及人员

本连续梁由第一作业队负责施工，其组织机构及人员如下：

根据工程实际情况，连续梁作业分钢筋（预应力）工班、混凝土工班、模板工班，按照科学有序、人员均衡的原则，每个工班配备专业工班长1名，技术工人3名，其它工人35人左右。

现场负责孙天顺

技术负责李凯

试验工程师李锐

邵林

质检工程师赵鹏飞

安全工程师周乐家

技术工程师许利军

翟良巍

材料员王铮

陈兴明

木工班

钢筋班

混凝土班

图2.4-1现场组织机构图

2.5施工工期计划安排

根据宁杭公司及总体工期统一安排，本管段自2010年7月7日开始从杭州台架梁，到达本连续梁时间为2010年9月27日左右，根据本管段目前72#墩码头未拆迁，已影响悬灌连续梁施工进度，连续梁计划在2010年1月15日开工，完工工期为2010年9月30日，施工时间为8.5个月。

未考虑春节及其它因素影响，其整体节点工期如下表：

表2.5-1连续梁节点工期表

序号

工程项目

工程数量

开工日期

完工日期

施工时间

（日历天）

一

0#块施工

1

71#墩0#块

1节

2010-1-15

2010-2-20

35

2

72#墩0#块

1节

2010-4-26

2010-5-31

35

二

挂篮安装及预压

1

71#墩

1节

2010-2-21

2010-3-5

15

2

72#墩

1节

2010-6-1

2010-6-15

15

三

标准段浇注

1

71#墩两侧

10节

2010-6-1

2010-8-31

90

2

72#墩两侧

10节

2010-6-16

2010-9-15

90

四

边跨现浇块

1

70#墩边跨现浇块

1

2010-7-21

2010-8-31

40

2

73#墩边跨现浇块

1

2010-8-1

2010-9-10

40

五

边跨中跨合拢

1

70#墩边跨合拢

1

2010-9-1

2010-9-8

8

2

73#墩边跨合拢

1

2010-9-16

2010-9-23

8

3

71#～72#墩中跨合拢

1

2010-9-24

2010-9-30

7

3.施工方案

0#块采用托架方案，悬浇段采用三角挂篮逐节现浇方案，边跨现浇段采用支架方案，边跨和中跨合拢段采用吊架方案。

混凝土采用2台120m³/h搅拌站集中拌合，混凝土罐车运输，现场利用现有的栈桥和平台采用汽车泵浇注；钢筋在钢筋棚统一加工，大板车运输现场，采用汽车吊吊装；预应力筋张拉实行双控，伸长值作为校核。

3.10#块施工方案

3.1.10＃块施工流程

安装支座——浇筑临时支座——安装托架——支立底模板――预压——支立侧模——绑扎底腹板钢筋，安装竖向波纹管及精轧螺纹钢以及纵向波纹管——支立内顶模和外翼模——绑扎顶板钢筋、安装横向和纵向波纹管——浇注混凝土——混凝土养生——张拉压浆——拆除模板和托架系统。

0#块施工工艺流程

测量放样

→

0#块托架拼装

←

托架检验、预压

↓

高程及位置校核

→

0#块底模、部分外侧模安装

←

模板设计制作

↓

钢筋材质检验、下料加工成型

→

绑扎底、腹板钢筋，及相应预应力管道

↓

安装内外侧模及内模支架

↓

绑扎腹板、顶板钢筋，布设相应预应力管道

↓

设置预埋件及预留孔洞

↓

模板、钢筋、预埋件及支架检查验收

→

浇注混凝土、养护

←

留置试件

↓

压试件

→

拆内模、穿预应力束

↓

压试件

→

预应力张拉

←

预应力设备校验

↓

预应力管道压浆、封端

←

留置试件

↓

下一节段施工

图3.1.1-10号块施工工艺流程图

3.1.2支座安装

NHQZ支座采用预埋套筒和锚固螺栓的连接方式，在桥墩顶面支承垫石部位预留锚栓孔，螺栓孔预留尺寸：

直径200mm，深度500mm，预留螺栓孔的直径和深度允许偏差为0～+20mm，预留锚栓孔中心及对角线位置偏差不得超过10mm。

在垫梁石弹出支座边框线，精确测量出标高后，利用70t汽车吊进行吊装。

2个支座顶面高差不大于2mm，确保支座受力均匀。

凿毛支座就位部位的支承垫石表面，清除预留锚栓孔内杂物，安装灌浆模板，并用水将支承垫石表面湿润。

用钢楔块楔入支座四角，找平支座，并将支座底面调整到设计高程，在支座底面与支承垫石之间留出20～30mm空隙，安装灌浆模板。

支座安装见下图所示。

仔细检查支座中心位置及标高后，支座螺栓孔采用无收缩高强度灌浆材料，灌浆材料抗压强度要求不低于50MPa。

图3.1.2-1支座锚栓孔重力灌浆示意图

安装支座应注意将支座的相对滑动面和其他部分用丙酮或酒精擦洗干净，安装支座标高应符合设计要求，其四角高差不得大于1mm，使支座在梁体施工完成后能充分发挥其受力和位移功能。

本连续梁71#墩为固定支座，以顺桥向方向为正，各支座预偏量见下表（单位：

mm）。

施工中根据实际温度进行调整。

墩号

70#墩

71#墩

72#墩

73#墩

预偏量

-26.3

0

+42.7

+69.3

实际施工时，在支座上部梁段绑扎底板钢筋前，调整支座上下座板的实际相对错动量。

除了考虑设计在计算温度下纵向预偏量外，还应考虑根据测算合拢段在施工时，实际温度T与计算温度15℃之差而引起的支座上下座板调整的错动量，计算如下：

δ=（T-15℃）αl

其中：

δ为支座上下座板调整的错动量；

T为合拢时实际温度；

α为线膨胀系数1.0*10-5/℃；

l为梁跨度。

3.1.3临时支座

为了在施工过程中使悬浇施工产生的不平衡力矩得到平衡，墩顶必须设置临时支撑系统，抵抗不平衡力矩保证结构的稳定安全。

临时支座顶应高出正式支座5mm。

施工中按照设计要求在墩顶上预埋Φ32（HRB335）螺纹钢筋，临时支撑混凝土采用C50混凝土，靠梁底部20cm范围内采用硫磺砂浆边跨合拢段合拢口锁定后，解除70#墩和73#墩的临时固结措施，边跨合拢段施工完毕后，解除71#墩和72#墩的临时固结措施，落梁；最后施工中跨合拢段。

3.1.3.1检算条件设定

主墩两侧设临时支座，临时支座中心距主墩中心1.60米。

一个T构两侧在第10个梁段施工时产生的不平衡力矩最大（即假设一侧10号段施工另一侧不施工），考虑此不平衡力矩全部由临时支座来承担，在临时支座处产生的反力：

设计图纸中已给出中支点处最大不平衡弯矩40556KN·m及相应的竖向支反力33916KN。

3.1.3.2临时支座安全性计算

由设计图得两支座中距为3.2m，临时支座砼设计为C50（[σ]=23.1Mpa），一个临时支座砼承压面积为Ac=0.6×0.8=0.48m2

临时支座砼强度检算：

当最大竖向支反力发生时假定永久支座不受力，则所有的支反力由临时支座砼承受，设一个临时支座所受的最大反力为P1

则P1＝592.913*26.5/2+11.039*26.5*41.6/（3.2*2）=9757.56KN

临时支座所受的压应力：

σc＝P1/Ac=9757.56KN/0.48m2=20.3Mpa<[σ]=23.1Mpa通过！

而墩柱混凝土设计为C35，A=2.1×4=8.4m2

墩柱局部承压允许应力：

9.4*√A/Ac=39.3Mpa

其中：

A—计算底面积；Ac—局部承压面积。

所以支座底砼强度满足受力要求。

⑵临时支座抗倾覆检算：

当最大倾覆力矩发生时其受压侧临时支座承受最大压力，设每一个临时支座最大压力为N1，此时另一侧临时支座承受最大拉力，其值也为N1，根据力矩平衡方程有：

N1=40556/（1.6m*2）/2个=6336.87KN,

一个临时支座的Φ32（HRB335）钢筋能承受最大拉应力为：

[N]=57根*804*210=9623.88KN（钢筋的抗拉强度取210MPa）

安全系数：

[N]/N1=9623.88/6336.87=1.52〉1.5

抗倾覆稳定性满足受力要求。

⑶预埋精扎螺纹钢锚固长度计算：

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002之规定：

在混凝土中受拉钢筋的锚固长度：

L=a×（f1/f2）×d

式中：

f1为钢筋的抗拉设计强度；

f2为混凝土的抗拉设计强度；

a为钢筋的外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14；

d为钢筋的公称直径。

另外，当钢筋为HRB335级和HRB400级其直径大于25mm时，锚固长度应再乘以1.1的修正系数。

钢筋与混凝土间的极限粘结强度1.38～2.76MPa。

极限锚固力Tu=πDLτs

D----锚杆直径；L----锚固段长度；τs----极限粘结强度。

本方案71#～72#墩身混凝土设计等级为C35，螺纹钢抗拉强度按210MPa计，则本方案中螺纹钢的锚固长度：

L=a×（f1/f2）×d=0.14×（210/1.57）×3.2=60cm。

钢筋与混凝土间的极限粘结强度取1.8MPa

单根锚固力为：

Tu=πDLτs=3.14×32×600×1.8=108.5KN

在计算抗倾覆确定螺纹钢数量时，单根力为N=210×804=168.84KN

N>Tu,所以锚固力不足。

因此增加单根锚固长度，提高单根锚固力到168.84KN，反算锚固长度L=Tu/（πDτs）=168.84/（3.14*32*1.8）=0.93m,取L>0.93m即可。

根据计算结果，临时固结筋：

在墩身中埋入按1.8m设置，埋入梁部按1.1m设置。

图3.1.3-1临时锁定结构立面示意图

图3.1.3-2临时锁定结构平面示意图

3.1.40#块托架体系

3.1.4.10#块托架设计

由于主墩71#、72#墩身高度分别为22.5m、25.5m，且位于航道中。

因此0号块施工时，在墩柱混凝土浇注前，墩顶部位通过钢筋预埋锚固到墩身2cm厚钢板，焊接牛腿支架来搭设0号块托架体系。

经检算，在顺桥向主墩两侧分别设4道牛腿支架，与墩身预埋钢板焊接纵梁为H400*400*13*21型钢，其斜撑为H400*400*13*21型钢，纵梁与斜撑的加固件为I36a工字钢。

为了保证支架的稳定，顺桥向各牛腿之间采用[28a槽钢进行连接。

然后在支撑牛腿上墩柱大小里程侧分别铺设3道H400*400*13*21型钢作为横向分配梁。

并且在墩顶垫石大小里程两侧铺一道双I36a工字钢作为横向分配梁，通过在横桥向墩顶预埋钢板焊接斜杆进行支撑，最后通过工字钢来调节底纵梁（利用挂篮I32b工字钢）的坡度后，直接铺设0号块底钢模。

因底板为变截面，故I32b底纵梁随截面变化斜向布置，底纵梁和横向分配梁之间用不同型号工字钢垫密实（详细布置见附图）。

为提高托架安全系数，在墩柱施工前，预埋Ф48mm钢管，通过设置横向Ф32mm精轧螺纹钢，施加预应力加固预埋钢板。

精轧螺纹钢使用Ф32mmⅣ级,抗拉极限强度为830MPa，锚下控制强度为705Mpa。

图3.1.4-171#、72#墩0#块托架平面示意图

图3.1.4-271#、72#墩0#块托架侧示意图

图3.1.4-30#块托架正面示意图

3.1.4.20#块托架施工

在墩柱浇注混凝土前，在墩顶侧面预埋钢板及锚固筋，预埋件加工大样图如下：

图3.1.4-4墩柱预埋件加工图

H400*400*13*21型钢牛腿支架，在加工厂按照设计尺寸放出大样后，采用502以上焊条进行焊接，确保焊缝高度大于6mm，各构件焊接牢固后，再利用汽车吊进行吊装。

与墩柱预埋件焊接牢固，焊缝宽度及高度符合规范要求。

为了确保焊接质量，H400*400*13*21型钢纵梁与2cm厚钢板焊接前，钢板上先进行开槽，焊接牢固后，四周采用2cm厚钢板作为撑板加强。

节点加工大样如上图3.1.4-4所示。

图3.1.4-5节点加工示意图

为便于拆除，除了牛腿托架钢构件之间采用焊接连接之外，其它钢构件之间不得直接焊接连接，全部用∠75角钢扣焊连接。

翼板采用钢管脚手架支架，顺桥向间距90cm，钢管底部用顶托扣在I28a纵向支撑工字钢上，I28a工字钢架设在H400型钢横向分配梁和墩身侧面支撑牛腿上，上下工字钢之间采用角钢扣焊连接，倒角部分用钢管支撑斜向加固。

平台搭设完后，四周设防护栏杆，并密布网。

3.1.5上桥斜道施工

在每个主墩0号块横桥向靠悬臂板侧采用履带吊打设2根Ф530mm螺旋钢管，使入河床底具备一定承载力土层，螺旋钢管上端与0号块梁面预埋的钢筋采用型钢焊接。

上桥斜道纵梁采用工字钢Ⅰ12.6焊接，转向平台支架采用工字钢Ⅰ12.6，并在纵梁上按照30cm的步距焊接花纹钢板踏步，宽度70cm，人行上桥斜道两侧设采用Ф48*3mm钢管搭设防护栏杆,并且密布安全防护网。

每个斜道长5m,并设置一转向平台，斜道坡度不得大于60°。

所有构件之间焊接必须焊缝饱满，采用502以上焊条，焊接牢固，焊缝高度不得小于6mm。

上桥斜道如下图所示。

3.1.60#块托架预压

0#块长度为12m，连续梁主墩墩顶为直