m连续梁合拢段及体系转换施工技术方案.docx

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m连续梁合拢段及体系转换施工技术方案

48+80+48m连续梁合拢段及体系转换施工技术方案

1、编制说明

编制范围

适用石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道58#～61#墩1联48+80+48m悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁合拢段及体系转换施工。

编制依据

《无砟轨道（48+80+48）m预应力混凝土连续梁》（双线）（通桥2008）（2368A-Ⅳ）;

《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ-213－2005；

《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设（2005）157号；

《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ-210－2005；

《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424－2003J283－2004；

《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设（2005）160号；

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设（2005）160号；

《客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南》；

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415－2003）；

2、工程概况

石家庄跨京广铁路特大桥58#～61#墩为一联48+80+48m连续梁，连续梁全长为（含两侧梁端至边支座中心各）。

连续梁上跨101省道，101省道路面宽度，线路左线中线与101省道中线夹角为27°，桥下提供净空，净宽。

连续梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，计算跨度为（48+80+48）m，中支点0#梁段高，跨中9m直线段及边跨直线段梁高为，梁底下缘按二次抛物线变化（抛物线方程：

y=），边支座中心线至两端。

梁体为单箱单室、变高度变截面结构。

箱梁顶宽，箱梁底宽，顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度40至100cm，按直线线性变化，腹板厚48至60、60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，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

桥面宽度：

防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m，桥面板宽12m，桥梁建筑总宽12.28m。

边跨支架现浇12#段为等高段,节段长，梁底宽，梁高，混凝土方量，节段重250t。

边跨合拢段11#段和中跨合拢11′段均为长,梁底宽,梁高，混凝土方量边跨合拢段11#段方量m3,重，中跨合拢段11′段方量，重。

48+80+48m连续梁箱梁半立面图见下图1。

图11/2箱梁立面图

3、总体施工方案

支架系统

边跨合拢段采用支架及吊杆组合合拢方式,碗扣式满堂支架和边跨现浇段支架一起搭设,合拢段米支架比梁底底2米,待挂篮前下横梁伸入现浇段锚固后搭设至横梁底顶撑横梁,底模及侧模采用挂篮底模、侧模,内模板采用竹胶板拼装。

中跨合拢段因支架搭设不便，选择单只挂篮前伸合拢，底模和侧模系统直接利用挂篮底侧模系统，横隔板内模采用竹胶板及方木拼装加固。

合拢前临时锁定

边跨合拢段临时锁定采用“外劲性骨架+临时张拉钢束”方案;

中跨合拢段临时锁定采用“内劲性骨架+临时张拉钢束”方案。

施工顺序

按照设计图施工顺序，先对称合拢两个边跨再合拢中跨。

4、边跨合拢段施工方案

工艺流程

根据设计图及相关要求，确定边跨合拢段施工工艺流程如下图2。

图2边跨合拢段施工工艺流程图

施工工艺

4.2.1挂篮前移

边跨侧挂篮前移,前下横梁伸入支架现浇段,利用现浇段预留孔锚固,施工前埋设好预留孔,详见附图《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁合拢段挂篮布置图》

挂篮的移动（或移除）必须遵循以下几点：

1）一般情况下，连续梁一个主墩的两个挂篮率先完成10#段的施工，中跨侧挂篮后移一定距离锚固（以不影响合拢段施工为原则），另一个主墩的两个挂篮在施工完10#段后，边跨侧及中跨侧挂篮对称前移一段距离分别施工边跨合拢段和中跨合拢段。

待中跨合拢段混凝土达到设计强度后，张拉全部纵向、竖向、横向预应力束并压浆，拆除4只挂篮。

因挂篮前吊杆影响，挂篮后移作业时，应将底侧模等部件提前拆卸吊装下桥，然后再将挂篮主桁后移一定距离后锚固，逐件拆除。

4.2.2支架搭设

边跨合拢段支架与边跨现浇段支架一起搭设，边跨合拢段支架搭设时，应考虑悬灌10#段时挂篮所受的影响。

其它内容同边跨支架现浇段。

4.2.3底侧模安装

边跨合拢段底侧模采用挂篮底侧模，在挂篮走行到位后校正安装，底侧模安装必须与已完成的10#段及现浇段混凝土结合紧密，发现不密贴现象及时采用双面胶条密封处理。

4.2.4底腹板钢筋安装

因合拢段长度为，钢筋和预应力管道布置密集，再加上劲性骨架干扰，钢筋和预应力管道安装较困难，必须仔细熟悉图纸，做好技术交底工作。

合拢段纵向预应力管道安装时，必须高度重视接头管的安装质量，因为合拢后应力复杂再加上钢筋密集操作不便，操作稍有不慎就很容易出现漏浆堵管现象。

合拢段纵向钢束一般较长，采用后穿法有一定困难，如采取先穿法施工，必须确保采取可靠措施保证管道不漏浆，同时在混凝土浇筑过程中应安排专人拖动钢绞线。

4.2.5内模安装

合拢段内模可采用木模或者挂篮组合钢模施工，过人洞模型应提前加工成型，整体吊装上桥安装。

4.2.6顶板钢筋安装

同悬灌段钢筋施工，不再赘述。

4.2.7合拢段锁定

根据本桥合拢段施工在高温夏季的实际情况，焊接劲性骨架时间安排在晚上19时至至21时，临时纵向束张拉安排在晚上21时至21时30分，合拢段混凝土浇筑时间安排在晚上22时至6时.

1）合拢段锁定

边跨合拢段锁定采用“外劲性骨架”方案。

劲性骨架连接钢板应在合拢段两侧节段施工时提前预埋。

劲性骨架的作用：

用来连接两端梁，保证合拢段净空，防止在浇筑合拢段混凝土的过程中及合拢段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动，同时用来抵抗合拢段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而引起的竖向剪应力。

一般情况下，劲性骨架在合拢段混凝土内部或者外部设置均可，本边跨合拢方案采用外部设置劲性骨架方案。

边跨现浇段及10#段在内箱紧靠倒角及梁面腹板中心顶面各预埋8块65cm高,30cm宽,2cm厚的钢板,钢板下方加焊槽钢增加抗拔力纵横向槽钢与梁体钢筋焊接成一整体。

虑劲性骨架材料合拢期间可能发生温度骤降的情况，确保万无一失，特加强边跨合拢段劲性骨架设计，采用2根[40槽钢焊成1根口字形型钢,每个合拢段设置4根。

详见附图《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁边跨合拢段劲性骨架构造图》。

劲性骨架设计：

假定合拢段长度不变,锁定骨架支撑力能够抵消梁体温度变形引起的支座或模板体系产生的摩擦阻力即可。

边跨木模板与混凝土的摩擦系数取。

Ng=NGμ

式中Ng——合拢段劲性骨架所受摩擦力；

NG——边跨现浇段自重；

μ——木模与混凝土摩擦系数，取；

Ng=NGμ=×270×10=405kN

每根口字形劲性骨架所受应力:

σ=N/A=405000/（4×2×7500）=

材料参数Q235钢：

[σ]=205Mpa，[τ]=110Mpa，E=×105Mpa

安全系数为：

205÷=满足要求。

劲性骨架施工：

①劲性骨架安装必须按照方案图严格执行，确保安装质量，所有结构焊缝必须全部满焊，焊缝高度不小于8mm。

②劲性骨架的锁定尽量在温度较低时进行,应在边跨合拢段混凝土浇筑前的3小时候内完成，且尽量缩短锁定焊接时间，实际施工时可提前将合拢口一侧的劲性骨架焊接好，锁定时安排4名熟练制焊工操作4台电焊机同时焊接劲性骨架，尽可能缩短焊接时间且又必须保证焊接质量合格并足以抵抗临时纵向束张拉的压缩力。

③劲性骨架箱梁内锚固槽钢预埋件，应根据方案图要求在10#段和支架现浇段施工时安装好，定位准确。

临时钢束张拉：

详见附件《48+80+48m连续梁预应力张拉顺序表》。

2）临时张拉钢束设计施工　　

张拉临时钢束的作用：

由于劲性骨架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力低，故采用临时预应力来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢段混凝土中产生的拉应力。

张拉临时钢束时详见附件张拉顺序表。

临时钢束张拉的设计：

由于最大摩擦力405kN,故每束钢绞线张拉到405/4=即可,施工时对四束钢绞线临时各张拉到的力。

待中跨合拢段混凝土强度达到设计要求后,再将临时钢束2T14和2B11张拉至设计吨位。

临时钢束张拉的施工：

劲性骨架焊接锁定完成后，应立即进行临时钢束的张拉，四束临时钢束的张拉应在小时内完成。

施工时，应提前将千斤顶安装等准备工作做好。

4.2.8边墩支座约束的解除

合拢段锁定后应立即解除边墩上下支座板临时锚板约束。

4.2.9混凝土的浇筑

1）边跨合拢段混凝土浇筑前3天应连续观测（4小时一次）合拢口高程变化、合拢段长度变化情况，提前7天进行温度监测确定温度变化与高程、合拢口长度之间的关系，确定混凝土的浇筑时间。

2）合拢段混凝土浇筑时间，应选择在当天温度最低且浇筑完毕后温度缓慢上升的时候进行，一般选择在凌晨12：

00开始浇筑，边跨合拢段混凝土应尽快完成浇筑（控制在小时内）。

3）合拢段混凝土采用微膨胀混凝土，且混凝土强度等级提高一级,合拢段混凝土配合比根据实验室试配情况予以确定。

4）合拢段混凝土浇筑后，严防施工扰动，采用土工布覆盖洒水养护，必须保持合拢段混凝土始终处于湿润状态。

有条件时应对全桥顶板混凝土进行洒水降温。

5）边跨合拢段混凝土浇筑前，必须仔细检查外模与已浇筑节段的密贴程度；合拢段两侧既有节段混凝土接茬面必须认真凿毛，去除浮松混凝土，并在混凝土浇筑前洒水充分湿润。

4.2.10边跨合拢段钢束张拉

边跨合拢段浇筑后，待混凝土强度达到设计要求，张拉纵向底板束，详见附件张拉顺序表。

各钢束张拉顺序应严格按照附件《48+80+48m连续梁预应力张拉顺序表》技术交底执行。

边跨合拢段纵向钢束张拉完成后，按照设计要求进行竖向、横向预应力筋的张拉。

拆除边跨支架

边跨现浇段支架应在边跨合拢段所有纵向钢束张拉完成，临时支墩拆除前拆除边跨支架现浇段和边跨合拢段支架。

4.2.11临时支墩的拆除

按照设计要求，边跨合拢段强度达到设计要求且钢束在张拉到位，边孔支架落架后开始拆除临时支墩。

临时支墩的拆除必须遵循以下几点：

1）临时支墩拆除前，应在中跨墩顶、1/2悬臂处、悬臂端分别设置3个观测点（梁体中心线和翼板内50cm），用以监控拆除作业时观测点的高程和位移变化情况，发现问题，应立即停止拆除作业，查明原因，采取措施后放可继续作业。

2）临时支墩的拆除时间为边跨合拢束张拉完毕，边孔支架落架后，中跨合拢段劲性骨架焊接之前。

3）临时支墩的拆除应遵循“同时、对称”的原则，主墩旁的四根临时支墩应同步进行拆除作业。

四个临时支墩与梁体应基本在同一时刻与梁体剥离，解除固结（确保靠近边跨方向的临时支墩比中跨方向的稍早拆除），同侧的临时支墩应在同一时刻与梁体解除固结。

4）临时支墩拆除时，先解除临时支墩顶与梁体的固结，然后再拔除临时支墩。

实际施工时，提前在支墩钢管上焊接操作平台，先将临时支墩顶钢筋剥出，用氧气乙炔烧断，然后再用风镐将临时支墩混凝土与梁体剥离。

临时支墩凿除作业时，应注意保护好梁体混凝土不受损伤，且应对梁底接触面进行修补，修补砂浆内应掺加高强胶水。

5）临时支墩拆除时，应采取可靠措施，确保施工机械和人员的安全。

锁定主墩支座约束

临时支墩固结约束解除后，锁定主墩活动支座纵向约束，拧紧上下支座锚板。

5、中跨合拢段施工方案

工艺流程

根据设计图及相关规范要求，确定中跨合拢段施工工艺流程如下图3。

图3中跨合拢段施工工艺流程图

施工工艺　

5.2.1合拢段挂篮就位

中跨合拢段支架模板，利用较晚完成10#悬臂段浇筑的中跨侧挂篮施工，另外一个主墩的中跨侧挂篮退回两个节段且不影响合拢段施工，待合拢段浇注完并且强度起来张拉结束后，所有挂篮移除要求见4.2.1条相关内容。

中跨合拢段施工前，应在合拢口两侧梁端预埋挂篮施工中跨合拢段前吊杆、后锚等预留孔道。

详见附图《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁合拢段挂篮布置图》。

5.2.2底腹板钢筋安装，内模安装，顶板钢筋安装内容同边跨合拢段相关内容，不再赘述。

5.2.5合拢段锁定

中跨合拢段因处于横隔板位置故锁定采用“内劲性骨架+张拉临时钢束”方案，中跨合拢段锁定时，先焊接劲性骨架锁定，然后迅速完成临时钢束的的张拉。

劲性骨架连接钢板在合拢段两侧节段施工时提前预埋。

1）劲性骨架设计施工

劲性骨架设计：

中跨合拢时抵消温度变形的力主要由墩顶活动支座与梁体摩擦力承担,摩擦系数取。

承重为全桥除去中跨合拢段梁体重量的1/2。

Ng=NGμ

式中Ng——合拢口劲性骨架所受摩擦力；

NG——全桥除去中跨合拢段梁体重量的1/2，取；

μ——支座摩阻系数，取；

Ng=NGμ=××10=

考虑合拢期间可能发生温度骤降的情况，为确保万无一失，特加强中跨合拢段劲性骨架设计。

拟采用2根[40槽钢焊成1根口字形型钢,每个合拢段设置4根（详见附图《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁中跨合拢段劲性骨架构造图》）,则每根口字形劲性骨架所受应力:

σ=N/A=2297100/（4×2×7500）=

材料参数Q235钢：

[σ]=205Mpa，[τ]=110Mpa，E=×105Mpa

安全系数为：

205÷=满足要求。

劲性骨架施工：

①劲性骨架安装必须按照方案图严格执行，确保安装质量，所有焊缝必须全部满焊，且焊缝高度不小于8mm。

②劲性骨架的锁定尽量在温度较低时进行,应在中跨合拢段混凝土浇筑前的3小时候内完成，且尽量缩短锁定焊接时间，实际施工时可提前将合拢口一侧的劲性骨架焊接好，锁定时安排4名熟练制焊工操作4台电焊机同时焊接劲性骨架，尽可能缩短焊接时间且又必须保证焊接质量合格并足以抵抗临时纵向束张拉的压缩力。

③劲性骨架箱梁内锚固槽钢预埋件，应根据方案图要求在两个主墩中跨侧的10#段施工时安装好，定位准确。

④因中跨合拢段横隔板钢筋密集，为避免混凝土浇筑时口字型劲性骨架内出现空洞现象，底板口字型劲性骨架按分离式设计（详见方案图）。

劲性骨架箱内预埋槽钢应在合拢段两侧节段施工时提前安装就位。

⑤合拢段配载措施

A、合拢段两侧配载大小为合拢段混凝土重量的1/2，根据计算两端分别配重39T。

B、拟计划配载采用**米的混凝土预制块堆载，配载必须在劲型骨架锁定前到位。

C、灌注混凝土施工过程中，根据混凝土的灌注速度，和单个混凝土预制块的重量同步减载，减载工作由专人指挥完成。

配重块堆放详见附图《石家庄跨京广特大桥跨101省道连续梁中跨合拢配重块布置图》

2）临时张拉钢束设计施工　　

张拉临时钢束的作用：

由于劲性骨架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力低，故采用临时预应力来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢段混凝土中产生的拉应力。

张拉临时钢束时详见附件张拉顺序表。

临时钢束张拉的设计：

由于最大摩擦力为,故每束钢绞线张拉到4=即可,施工时对四束钢绞线临时各张拉到的力。

待中跨合拢段混凝土强度达到设计要求后,再将临时锁定钢束2T13和2B1张拉至设计吨位锚固。

临时钢束张拉的施工：

劲性骨架焊接锁定完成后，应立即进行临时钢束的张拉，四束临时钢束的张拉应在小时内完成。

施工时，应提前将千斤顶安装等准备工作做好。

5.2.6主墩支座约束的解除

中跨合拢段临时钢束张拉结束后，混凝土浇筑前应对主墩纵向活动支座约束进行解除，解除方法同4.2.8内容。

5.2.7混凝土的浇筑

中跨合拢段混凝土浇筑同边跨合拢段混凝土施工相同。

混凝土浇筑前须对中跨合拢段两端节段进行配重，在浇筑混凝土过程中，根据混凝土浇筑速度，同步卸掉相同重量。

5.2.8剩余钢束的张拉压浆施工

中跨合拢段混凝土强度达到设计要求后，将临时张拉钢束2T13和2B1张拉至设计吨位的103%然后锚固，剩余所有钢束以及合拢段竖向和横向筋的张拉按照《48+80+48m连续梁预应力张拉顺序表》技术交底顺序进行，最后完成钢束的张拉。

边跨底板、中跨底板和顶板TB、BB1和BB2备用钢束（预留管道和锚垫板）应在全桥所有预应力钢束张拉压浆完毕后做压浆封闭处理。

备用孔道压浆封闭处理前，必须经分部工程部的同意。

6、施工要点

1）合拢段施工质量的好坏直接关系到整联连续梁成桥线形和施工质量的好坏，必须引起高度重视，严禁擅自变换施工顺序，改变施工方案。

2）边中跨合拢段合拢浇筑和临时支墩拆除前应按要求设置观测点，监测合拢和临时支墩拆除作业时，梁面高程和平面位置变化情况。

3）合拢段混凝土浇筑前必须将多余的施工物料机具清运下桥或者集中到墩顶位置存放，必须留在桥上的物料机具应对称放置。

4）合拢时，如合拢口两侧梁顶高差超过15mm，应采取诸如增设配重等措施后方可进行合拢段混凝土的浇筑。

5）合拢段的锁定和混凝土的浇筑时间应选择在当天气温最低温度变化幅度最小的时候进行，且混凝土浇筑后温度应上升为宜，同时合拢段混凝土浇筑3天内必须错开大风降温天气，故必须加强搜集天气预报工作。

6）合拢段混凝土采用比设计高一个等级的C60微膨胀早强混凝土。

7）合拢期间，所有挂篮移位（含前移或后移）、移除、满堂支架的拆除等有可能导致梁体受力发生改变的作业，必须经得技术人员的同意后方可实施。

8）临时支墩和活动支座约束的解除时间和方法必须按照方案要求进行，严禁擅自施工。

且应安排专人观测合拢段锁定前与合拢段纵向束张拉完毕期间支座的变化复位情况，做好记录，发现异常现象马上报告分部工程部。

9）预应力混凝土连续梁悬臂浇筑允许偏差应符合下表1要求。

表1预应力混凝土连续梁悬臂浇筑允许偏差

项目

允许偏差（mm）

悬臂梁端高程与设计高程之差

+15mm

合拢前两悬臂端相对高差

合拢段长的1/100，且不大于15mm

梁段模板中线与设计中线之差

5mm

轴线偏差

15mm

顶面高程差

±10mm

10）加强边中跨合拢段外模与已浇筑混凝土段结合紧密程度检查，中跨合拢段挂篮底模安装时，应用穿心式千斤顶对四根吊杆各抽拉施加15t的预紧力，防止出现超标错台现象。

11）边中跨合拢后纵向钢束的张拉必须按照技术交底顺序进行。

12）劲性骨架施工时，应注意仔细核对预埋槽钢是否与竖向精扎螺纹钢冲突。

附件：

1、《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁合拢段挂篮布置图》

2、《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁边跨合拢段劲性骨架构造图》

3、《石家庄跨京广铁路特大桥跨101省道连续梁中跨合拢段劲性骨架构造图》

4、《48+80+48m连续梁预应力张拉顺序表》

5、《石家庄跨京广特大桥跨101省道连续梁中跨合拢配重块布置图》