悬浇预应力钢筋混凝土连续梁合拢段施工方案.docx

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悬浇预应力钢筋混凝土连续梁合拢段施工方案

目录

一、XXX特大桥75+2x135+75m连续梁概况

二、合拢段临时约束钢支撑结构设计

1、合拢段刚性约束结构

2、连续梁T构、合拢段刚性约束受力分析

3、结构计算基本条件及假定假设

4、临时张拉索对钢支撑的压力

5、温度伸缩对钢支撑的压力

6、临时钢支撑抗压强度检算

7、钢支撑柱与预埋板焊接缝强度检算

三、施工工艺及施工方法

1.施工工艺流程图

2.施工方法

四、施工注意事项

一、XXX特大桥75+2x135+75m连续梁概况

XXX特大桥位于里程DK241+600～DK243＋900处，全长2300m。

桥孔布置为1-32m+2-24m简支梁（门式墩）+1-24m+2-32m+3-24m+3-24m+1-32m简支梁+1-（48+80+48）m连续梁+1-32m+2-24m+2-32m简支梁+1-（75+2×135+75）m连续梁+3-32m简支梁+（40+64+40）m连续梁+35-32m+1-24m+24-32m+1-24m+4-32m简支梁+1-（60+2×100+60）m连续梁+1-32m+3-24m+14-32m简支梁。

其中DK243+637处（75+2×135+75）m连续梁跨越既有xx电气化铁路和省道XX公路。

跨越处XX省道净空5.5m，上跨既有xx铁路净空要求7.96m。

墩身底部为圆柱形斜墩，圆柱直径为395.7cm，墩身高2350cm，墩身设计采用C40钢筋混凝土。

墩身顶帽尺寸横桥向宽11m、顺桥向长7m。

75m+2×135m+75m连续梁采用为单箱单室、变高度变截面结构，全桥箱梁顶宽1200cm，底宽700cm，顶板厚48cm，局部加厚至98cm，腹板厚为50cm-75cm-95cm-115cm-170cm按照折线变化；底板厚48.5cm-120cm，按照折线变化，底板设30cm×60cm梗肋，顶板设50cm×150cm梗肋，全联在端支点、中支点及中跨中处设横隔板、横隔板设有孔洞，中支点横隔板厚300cm，端支点横隔板厚195cm，中跨跨中横隔板100cm。

中跨合拢段处梁高583cm，梁顶宽1200cm，梁底宽700cm，顶板厚度48cm，腹板厚度50cm，两侧腹板内间距600cm，底板厚度48.5cm。

中间横隔板长240cm，高180cm。

跨中合拢段断面图如图1所示。

合拢段临时约束，采用体外刚性支撑＋预拉应力索结构。

临时锁定张拉力设计文件要求混凝土浇筑前，以预拉应力束2MT和2MB1－1、每束张拉力F1＝1000KN共计4束作为临时索。

施工质量的控制重点是预埋件与锚筋的焊接，以及钢支撑柱与预埋板的焊接质量。

二、合拢段临时约束钢支撑结构设计

1、合拢段刚性约束结构

本方案合拢段临时加劲刚性约束方案，采用体外刚性支撑柱＋体内预拉应力索锁固结构体系。

刚性支撑柱采用5组钢支撑柱，分别在顶板上安装3组、箱内底板上安装2组。

每组支撑柱使用2根I36b型工字钢组拼。

支撑柱与箱梁上的预埋板焊接。

支撑柱间水平面上设置剪刀桁架，桁架采用100×100×10mm角钢、10mm节点钣焊接。

体内预拉应力索锁固结构体系，按设计设计文件要求使用预拉2MT和2MB1－1预应力钢筋束作为临时锁定索，每束钢筋张拉力F1＝1000KN，共计4束。

2、连续梁T构、合拢段刚性约束受力分析

合拢段临时加劲钢支撑受温度伸张应力和预拉钢绞线应力的双重影响，在升温阶段，加劲钢支撑与悬臂T构的伸张推动墩身位移，墩身位移产生弹性力，反作用于箱梁上，箱梁传递顶压钢支撑；在降温阶段，加劲钢支撑与悬臂T构的收缩拉动墩身位移，墩身位移产生弹性力，反拉于箱梁上，箱梁反力预拉应力束，抵消钢支撑的预拉力。

综合分析确定为最不利的受力组合为升温阶段。

加劲型钢同时受箱梁的温升压力和预拉束的张拉力。

悬臂浇筑连续梁合拢结构示意图如图2所示。

悬臂浇筑连续梁悬臂“T”构，合拢段的临时刚性约束荷载根据上述分析，是因为温度升降造成“T”构和钢支撑的线形变形，牵引墩身产生弯曲位移，墩身的弯曲位移产生反拉、压力，这种温度变化引起的反拉、压力传导到合拢段临时约束钢构上。

悬臂浇筑连续梁合拢临时钢支撑受力分析示意图如图3所示。

3、结构计算基本条件及假定假设

（1）计算时只考虑温差影响；由于合拢段施工时各梁段混凝土所经历的时间较短，混凝土收缩、徐变产生的变形值相对较小；

（2）、为简化计算，把变高度梁简化为平均断面的等截面梁处理；

（3）、箱梁两悬臂端计算长度L=133m；

（4）、箱梁混凝土材料线膨胀系数为α＝1×10-5m/co·m，钢结构线膨胀系数为α＝1.2×10-5m/co·m；

（5）、当地每天平均升降温度差△T＝10co。

（6）、箱梁单臂平均横截面积A＝22m2；

（7）、主墩墩身高度H＝24.29m（承台距离梁底面）；墩身平均横截面积A2＝43.82m2，墩身平均截面惯性矩I2＝1.52×1010cm4；墩顶梁底距离合拢段截面中心高度h=7.2m。

箱梁C55混凝土弹性模梁Eh＝3.55×104MPa，墩身C40混凝土弹性模梁Eh1＝3.25×104MPa；

（8）、合拢段长度L1=2m（钢支撑长度）；

（9）、钢支撑采用5根I36b工字钢组合支撑柱，每根柱横截面积A1＝167cm2，每根柱最小截面惯性矩I1＝33060cm4；

（10）、张拉临时预应力索时，预拉力对钢支撑有压缩作用，但引起悬臂端墩身弯曲的反拉力，对箱梁的影响（拉伸）

合拢段临时约束钢支撑结构布置如图4、5所示。

4、临时张拉索对钢支撑的压力

刚性支撑柱结构设计图如图6所示。

①、预拉力对临时钢支撑的压缩变形量△L1＝

＝0.46mm；

②、预拉力反拉箱梁的伸长量△L2＝

＝0.68mm；

③、以上（0.46＋0.68）／2＝0.57mm位移引起墩身弯曲的反拉力P

P＝

＝589KN；

按线性关系作用到合拢段高度的反拉力P1＝PH／（H＋h）=455KN；

④、综合以上分析，扣除墩身反作用力后，临时钢支撑的受压力F2

F2＝F－P1＝4000－455＝3545KN；

5、温度伸缩对钢支撑的压力

①、悬臂“T”构温升伸长量△L

△L＝αL△T＝13.3mm；

②、合拢段钢支撑温升伸长量△L

△L1＝α1L1△T＝2.4mm；

③、以上（13.3＋2.4）／2＝7.85mm位移引起墩身弯曲的反拉力P

P＝

＝8118KN；

按线性关系作用到合拢段高度的反拉力P1＝PH／（H＋h）=6262KN；

6、临时钢支撑抗压强度检算

①、综合以上4和5项计算结果，临时钢支撑受到的最大压力N为：

N＝F2＋P1＝9807KN；

②、临时钢支撑承压能力

临时钢支撑柱长度2m，长细比λ＝14.2属于短柱，按钢结构设计规定，其承压能力按受压构件计算。

支撑柱钢材为Q235。

承压能力［N］＝5（Af）＝189200KN。

由于［N］＞N，钢支撑结构纵向受压满足设计要求。

7、钢支撑柱与预埋板焊接缝强度检算

钢支撑柱与预埋板之间采用焊接连接，端头满焊缝。

焊缝高度h不小于20mm，每根支撑柱一端焊缝长度Lh=226cm。

总计抗剪力Pj=0.75nhL［τ］=14408KN，大于N＝9807KN，满足要求。

其它验算满足要求，计算过程略。

三、施工工艺及施工方法

1.施工工艺流程图

2.施工方法

（1）合拢段加劲型钢支撑柱加工制作

在合拢段刚性支撑安装前做好钢支撑及其配件。

钢构件均为焊接结构。

加工过程中要满足设计要求。

钢支撑柱结构尺寸如图6所示。

桁架斜拉杆采用Q235板，尺寸100×100×10mm角钢，长度按实际测量安装。

斜拉板采用Q235板，尺寸为400×600×10mm及400×800×10mm。

（2）预埋锚板

在合拢段相邻两个节段混凝土浇筑时，在箱梁顶板及底板设计位置预埋锚固钢板。

预埋锚板结构大样图如图7所示，其安装位置如图如图4、5所示。

锚板承受钢支撑的巨大压力，锚筋受力较大，锚筋焊接焊缝高度不应小于20mm。

为保证预埋板下混凝土灌注密实，预先在预埋板上钻孔，以利于混凝土冒出。

但要注意，挖孔位置应躲开支撑柱焊缝位置和锚筋位置。

预埋板埋置高度与梁面持平，以利于提高抗剪能力。

（3）加劲钢支撑安装

按图4和图5的结构和位置布置图，组装加劲钢支撑。

钢支撑柱与箱梁上预埋板焊接，I36b工字钢端头搭接部分满焊缝，每根单端头焊缝长度113cm，焊缝高度不应小于20mm。

横向桁架采用100×100×10mm角钢和10mm厚节点板连接，焊缝高度不小于10mm。

钢支撑柱承受箱梁传来的巨大压力，与锚板焊缝是质量控制重要部位，要高度重视。

（4）张拉临时预应力束

在钢支撑及桁架安装完毕后、混凝土灌注前张拉临时预应力束－进行锁定。

按设计设要求预拉2MT和2MB1－1钢绞线束，每束张拉力F1＝1000KN共计4束作为临时索。

张拉时要遵循对称同步作业顺序，确保合拢段对称受载。

（5）解除合拢段一侧临时支座

在合拢段临时加劲刚性支撑施加锁定预拉索后，及时、尽快拆除合拢段两端两个墩上内侧的临时支座，拆除方案采用人工凿除。

（6）合拢段混凝土浇筑

根据合拢段的温升应力分析与计算可以认识到，合拢段混凝土的浇筑时段选择在一天中的平均气温下最好，使得临时加劲杆支撑受力和墩身受弯曲最小。

合拢段混凝土应快速浇筑，争取在最短时间内完成，以利于混凝土尽早达到设计强度。

混凝土浇筑完成后，及时覆盖、保湿润养护，梁面、箱内洒水保湿降温。

采用微膨胀混凝土浇注，减少收缩变形。

（7）、合拢段预应力张拉

合拢段混凝土养护达到设计强度的90％后，张拉预应力束，补助设计张拉力，达到连续梁结构。

（8）、拆除临时钢支撑－体系转换

在合拢段纵向预应力施加后，拆除临时加劲钢支撑，实现体系转换。

拆除采用乙炔枪切割方法，先顶板后底板顺序拆除。

四、施工注意事项

1、选用早强、高强混凝土，使得合拢段混凝土尽早达到设计强度，实现体系转换，并严格控制用水量，以减少混凝土的收缩变形。

2、为避免新浇混凝土早期受到较大拉力作用。

合拢段混凝土浇筑时间，应选在当天平均温度时刻，且开始升温起步阶段，使混凝土浇筑后至达到一定强度之前处于升温过程之中，这样当气温达到最高温度时，混凝土本身已经能够承受部分应力。

3、加强混凝土养护。

使得新浇筑混凝土在达到设计强度前处于潮湿状态，以减少箱梁顶面因日照不均所造成温差影响。

4、为防止合拢段两边悬臂端因降温而产生上翘，在合拢段施工时应在两悬臂端部按设计要求增加压重。

5、及时张拉。

在合拢段混凝土强度达到设计强度的90％时，应及时张拉部分预应力连续束，解除临时支座，实现体系转换，以策安全。

6、合拢段稳定性措施

纵向稳定靠加劲钢支撑柱和临时拉索约束；

横向稳定靠加劲钢支撑柱的桁架约束；

竖向稳定性，应利用挂篮底模平台和上桁架对箱梁底板和顶板间的约束。

建议将上桁架前横梁与顶板间增设临时钢性支撑柱，将上桁架前横梁支撑在箱梁上，设置2根临时钢性支撑柱，支撑位置对应于箱梁腹板左右。

7、既有线安全防护

本梁段合拢段位于既有线上方，在合拢段施工时注意对既有线进行防护。