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赵氏河特大桥主跨160m连续刚构施工组织设计
一、工程概况
（一）简介
赵氏河特大桥跨赵氏河90+160×4+90m预应力混凝土连续梁，一联全长820m；桥梁双幅总宽为34.5米，单幅宽17.25米，0.5米（防护栏）＋15.25米（行车道）＋3.0（防护栏）＋15.25米（行车道）＋0.5米（防护栏）。
单幅桥面总宽16.9m，梁部截面为单箱双室、变截面结构，箱底外宽11.4m；中支点处梁高10m，梁端及跨中梁高3.5m。
顶板厚30~50cm，腹板厚从45cm变化到80cm，底板厚从30cm变化至120cm。
箱梁采用三向预应力体系，梁部采用C50聚丙烯纤维混凝土。
主梁采用挂蓝悬臂现浇法施工。
各单“T”除0号块外分为22对梁端，其纵向分段长度为5×2.5m+5×3m+6×3.5m+6×4m，对于边跨梁，增加了一段（4m）不对称段施工。
0#块总长13m，中跨、边跨合拢段长度均为2m，边跨现浇段为4.6m。
悬臂现浇梁段最大重量为228吨，挂篮自重按120吨考虑。
桥面铺装层为10cm厚的沥青混凝土+8cm厚的C40混凝土，混凝土铺装内掺加聚丙烯纤维。
桥面横坡为双向2%，由箱梁顶面形成，箱梁底板横向保持水平。
赵氏河特大桥主跨160m连续梁基本数据统计表表1
中心里程
结构形式
立交形式
悬臂浇注段数
最大节段长度
砼标号
K58+725
90+160×4+90m
跨赵氏河
22段
400cm
C50
（二）工程特点
1、技术含量高，施工复杂
赵氏河特大桥连续梁为单箱双室结构，采用三项预应力体系，聚丙烯纤维混凝土，最大跨度为160m，技术含量高，施工过程控制困难。
2、施工安全要求高
160m连续梁由于墩高均在86m以上，施工时，对于安全及安全防护要求高，时刻监督检查施工中存在的安全隐患。
二、施工计划安排
（一）总体施工计划安排
赵氏河特大桥90+160×4+90m连续梁2009年11月1日开始施工，到2011年03月31日结束（包括底板张拉完成），计划13月的时间。
（二）各主要分项工程施工计划安排表表2
墩身
0#块
上挂蓝、预压
1、2块段
3-23块段
合拢段
实际施工工作日（日）
备注
7#-6#悬灌
（2010.2.20开工）
50
15
20
168+15（多一个块段）
20（2011.2.28）
288
2010.12月不施工合拢段，2011年1月施工
8#-7#悬灌
（2010.2.20开工）
50
15
20
21*8=168
20（2011.1.20）
273
2010.12月不施工合拢段，2011年1月施工
9#-8#悬灌
（2010.2.20开工）
50
15
20
168
20（2010.10.30）
273
9#-10#悬灌
（2010.2.20开工）
20
15
20
168
20（2010.10.20完工）按9-8日期
243
10#-11#悬灌
（2010.2.20开工）
50
15
20
168
20（2011.1.20）
273
2010.12月不施工合拢段，2011年1月施工
11#-12#悬灌
（2010.2.20开工）
50
15
20
168+15（多一个块段）
20（2011.2.28）
2010.12月不施工合拢段，2011年1月施工
三、总体施工方案
该连续梁的主要施工工序和关键技术包括：
0#梁段支架的设计与搭设、0#梁段混凝土浇筑施工、挂篮设计拼装、连续梁悬臂灌注、合拢段施工、预应力施工、边孔现浇段施工、边孔不均衡段施工。
该连续梁的总体施工方案为：
主墩施工完成后在墩顶上搭设型钢托架，支护0#梁段模板、绑扎钢筋，将0#梁段混凝土两次性浇注成型。
连续刚构悬臂施工采用菱形挂篮在每个T构两端对称悬臂浇注各梁端，利用塔吊进行挂蓝安装。
施工程序为：
采用10对、20只挂蓝同时施工10个T构，施工及合拢次序完全按设计给定的程序进行。
合拢段直接采用挂篮底模平台和内外模板施工。
边跨现浇梁段在边墩墩顶托架上施工。
混凝土由拌合站集中拌和，采用混凝土运输车运输，输送泵（车）灌注砼。
为确保箱梁合拢误差符合规范要求和成桥后的线型，在箱梁灌注过程中，将影响箱梁挠度的各因素变化信息及时向设计单位、监控单位反馈，并与设计单位及监控单位密切合作，共同完成箱梁线形控制。
见《赵氏河特大桥90+160×4+90m连续梁总体施工工序图》。
三、各主要分项工程施工工艺
赵氏河特大桥主桥为六跨预应力砼连续刚构，其跨径组合为90m+160×4m+90m。
主梁采用单箱双室截面，箱顶板宽16.9m，底板宽11.4m。
箱梁0号块段长13m，根部断面高10m，纵桥向悬伸长度1m。
在墩顶范围内，箱梁腹板厚80cm，顶板厚50cm，底板厚120cm。
全桥共计10个0号梁段，单个0号梁段砼数量为739.4m3，重量1922.4t。
1、施工方案概述
0#段为箱梁与墩身连接的隅节点，截面内力最大且受力复杂。
0#梁段是在墩顶托架上进行，是本桥施工的关键工序，具有块段长、梁高、壁薄、管道密集的特点。
施工过程中必须以确保质量、重视安全、缜密安排、精心施工为原则。
必须保证支架安全、混凝土浇注、预应力管道安装等关键工序的施工质量。
0号梁段拟采用托架法进行现浇施工。
由于0号梁段是墩身与箱梁连接的关键部位，具有断面高、砼体积大、钢筋及预应力管道密集等特点，为保证砼浇筑质量和减轻支架负荷，竖向分为两次浇筑，第一层砼浇筑高度为3.5m，第二次即顶层砼浇筑高度为6.5m。
砼施工采用在墩顶预埋牛腿支架（简称主托架）进行，外侧模直接采用定型钢模板借助墩顶预埋牛腿支架进行施工。
0号块段内箱顶板采用满堂支架浇筑，悬伸段顶板采用挂篮内模架施工。
施工顺序为：
安装正面、侧面鹰架→安装0#段底模→预压→分片吊装0#段外侧模板、安装底板和腹板钢筋→安装0#段竖向预应力钢筋→安装内模板→绑扎顶板钢筋和横向预应力筋→安装纵向预应力管道→搭设砼灌注工作平台→灌注砼→养生→拆模。
2、施工准备
（1）、技术准备
我部试验室已经选配出合适的混凝土配合比和预应力水泥浆配合比：
混凝土配合比：
施工单位
XTK-S1（赵）搅拌站
要求坍落度（mm）
140-160
强度等级（Mpa）
50
水泥品种及标号
盾石P.O52.5R
结构部位
连续钢构
砂子规格
中砂（南立节）
石子规格
5-20（mm）
外加剂
名称
山西凯迪（KDSP-1）
材料名称
水泥
砂
碎石（鑫宇）
水
外加剂
（液体）
掺合料
5-10mm
10-20mm
理论配合比（Kg/m³）
485
615
478
717
155
6.305
/
材料含水量（%）
/
3.3%
0.3%
/
/
施工配合比（Kg/m³）
495
635
479
719
132
6.305
/
每盘用量（Kg）
495
635
479
719
132
6.305
/
对连续刚构施工图进行了认真复核，对存在的问题对设计院进行了咨询解决，对刚构所需设备的选型进行详细论证与选择，确保施工过程能满足需要，且是最经济的选型，对配合比进行详细论证，在保证强度的情况下确保成本降低；对所有施工人员进行技术交底和技术培训，确保施工人员能熟练掌握0#块施工技术与施工要点，能掌握相关技术规范，管理人员能熟悉图纸，有效指挥施工生产。
（2）、材料准备
我部在施工前进行了托架和0#块外模板的设计，托架由于加工简单，我部在施工现场进行了加工；0#块模板委外加工，在现场进行组装。
在实验室选出配合比后，物资部及时将所需沙石水泥等材料贮备到位，并进行了检测；10月25日前将所需钢材贮备到位并完成对原材料的检测。
所需材料详见“0#块施工材料汇总表”。
0#块施工材料汇总表
序号
名称
规格
单位
数量
状态
备注
1
0#块外模
套
10
良好
新加工
2
0#块托架
套
10
良好
新加工
3
其余钢模板
3015
平方米
20000
良好
新制
4
碎石
5~19
5
水泥
P052.5
6
砂
中砂
7
外加剂
8
钢筋
9
波纹管
10
精扎螺纹钢筋
11
钢绞线
（3）、设备准备
依据连续刚构的施工需要，我部将所需设备及时购买或从其他工地调入，以满足施工需要。
所需设备详见“0#块施工设备汇总表”。
0#块施工设备汇总表
序号
名称
规格
单位
数量
状态
备注
1
电梯
台
5
良好
2
塔吊
TC5013B
台
5
良好
3
千斤顶
台
4
良好
横向
4
千斤顶
台
4
竖向
5
千斤顶
台
4
纵向
6
油泵
台
12
7
砼输送泵
三一
台
6
8
振动器
50型
台
90
9
拌合站
座
3
10
波纹管卷制机
台
3
11
高压水泵
个
10
12
真空泵
台
10
13
压浆机
台
10
14
电焊机
台
50
15
吊车
QY25
辆
2
（4）、人员准备
在施工前，项目部通过队伍的选择，选择了公司内部有经验的队伍，该队伍具有连续刚构的施工经验。
一线工人具有很强的施工经验，具体人员如下表：
0#块施工人员统计表
序号
工种
数量（名）
备注
1
电焊工
80
2
钢筋工
150
3
模板工
100
4
混凝土工
80
5
预应力工
40
6
混凝土输送泵操作手
9
7
塔吊操作手
10
8
电梯操作手
10
9
普工
60
10
勤杂工
50
11
合计
589
3、支架布置
（1）、内部膺架：
在墩顶砼内设置刚牛腿，牛腿上安装纵横梁和模架，模架铺设模板,并在封顶砼内设置吊环,用以拆除膺架。
（2）、外部膺架：
外部膺架主要包括正面膺架和侧面膺架。
正面膺架主要承担0#梁段悬臂部分的混凝土及其他荷载的自重。
侧面膺架主要承担桁架以及其他活载的重量。
膺架是由在墩顶墩身预埋螺栓套组焊的预埋件，安装型钢加工的三角架组成，三角架与螺栓套采用M27（8.8级）高强螺栓连接，工程完后直接卸掉螺栓，并用砂浆抹平即可。
外部膺架用型钢作分配梁，承受施工时的荷载。
（3）、支架的预压
①预压的目的
支架预压的目的是消除非弹性变形和测定弹性变形量，为确定立模标高提供参数。
采用预应力体系在模架、模板组装就位前对支架进行完全模拟施工状态下的荷载加载试验。
具体方法为根据支架结构和需要的吨位情况布置施力位置，在支架顶面的四角、中心、千斤顶附近的分配梁顶面及分配梁的跨中等具代表性的位置布设观测点，承台施工时在承台内预埋锚板作为持力点，通过预应力钢绞线和支架顶面千斤顶及传力分配装置实现对支架预压。
该试验方法不同于起重机械：
因为其荷载是顺序逐加的、且观测时间（或卸载时间）长达24小时。
②底模板设计完成后，设置观测点制定表格，并测量记录。
③加载前的检查
检查金属结构有无变形，各焊缝检测满足设计规范的要求。
检查牛腿鹰架与桥墩间的螺栓锚固是否牢固。
完全模拟浇注状态进行全面检查，全面检查合格后方能进行加载工作。
④加载
在两梁端范围内按荷载分布示意图计算出每个布点的加载荷载值。
加载至箱梁施工荷载状态的120%，进行测量记录，观察支架的受力的情况。
1小时观测一次，12小时观测一次，24小时再测量观察一次。
⑤加载过程中应注意的问题
对各个压重载荷必须认真计算和记录，由专人负责。
所有压重所用的预应力材料提前准备至方便起吊运输的地方。
在加载过程中，要求详细记录加载时间、吨位及位置，要及时通知测量组作现场跟踪观测。
未经观测不能进行下一级荷载。
每完成一级加载应暂停一段时间，进行观测，并对牛腿鹰架进行检查，发现异常情况应及时停止加载，及时分析，采取相应措施。
如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。
加载全过程中，要统一组织，统一指挥，要有专业技术人员及负责人在现场协调。
每加载一级都要测试所有标记点的数据。
如发现局部变形过大时停止加载，对体系进行补强后方可继续加载。
卸载时每级卸载均待观察完成后，做好记录后再卸至下一级荷载，测量记录牛腿鹰架的弹性恢复情况。
所有测量记录资料要求当天上报试验指导小组，现场发现异常问题要及时汇报。
（4）、在墩身上预埋型钢托架，并进行预压，然后铺设0#梁段底模。
托架布置见下图：
图0#段施工支架布置示意图
支架检算：
（一）、设计依据
1、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
2、《钢结构设计规范》
3、《公路桥涵施工技术规范》
4、《路桥施工计算手册》
5、公路施工手册《桥涵》
（二）、荷载统计
1、对于双肢外侧每侧悬臂1m的施工载荷统计
表1荷载统计表
序号
荷载类别
荷载大小
备注
1
钢横梁、模板等自重
220kn
按实际重量计算
2
新浇钢筋混凝土容重
1380kn
按26kn/m3计
3
施工人员、施工料具运输、堆放荷载
28.5kn
按2.5kPa计
4
倾倒混凝土产生的冲击荷载
68．4kn
按6.0kPa计
5
振捣混凝土产生的荷载
23kn
按2.0kPa计
荷载计算及效应组合
表2荷载计算表
序号
荷载类别
荷载大小
分项系数
γ1
调整后
荷载大小
1
钢横梁、模板等自重
220kn
1.2
264kn
2
新浇钢筋砼自重
1380kn
1.2
1656kn
3
施工人员及施工机具运输或堆放的荷载
28.5kn
1.4
39.9kn
4
倾倒砼时产生的竖向荷载
68.4kn
1.4
95.8kn
5
振倒砼时产生的竖向荷载
23kn
1.4
32.2kn
合计
2087.9kn
2、双肢外侧每侧悬臂1m施工承重托架计算
主纵梁跨度1m，上下预埋件高差按1.5m设置，斜杆长度为1.80m。
经试算，主纵梁采用2匚22a，斜腿采用2匚22a。
o#段施工时主托架所受的荷载为2087.9kn，在施工时考虑6片主托架受力，则每片主托架承受的平均荷载为：
F=2087.9/6=348KN
经受力分析可知：
F1=F2=F/2=174KN
预埋件所受拉力为
F2=f2=174KN
Fl=f2/tanα=174/（1.5/1）=116KN
N=f2/sinα=174/（1.5/1.8）=208.8KN
2.1、对预埋件1验算
预埋件1采用12个M27（8.8级）高强螺栓连接，则有螺栓为承拉、承压、抗剪高强螺栓，则有1个高强螺栓的承拉、承压、抗剪承载力设计值为：
M27高强螺栓的设计预拉力P=205KN
受力最大的“1”号螺栓所受力为
连接抗滑移验算：
“1”螺栓按摩擦型设计的抗剪承载力设计值为
对预埋件钢板与2匚22a之间的焊缝进行检算
2匚22a槽钢与钢板的焊缝长度为C=22+7.7×2=37.4cm
则焊缝的抗拉力为fh=8×37.4=299.2KN
2.2、对预埋件2验算
预埋件2采用12个M27（8.8级）高强螺栓连接，则有螺栓为承压、抗剪高强螺栓，则有1个高强螺栓的承压、抗剪承载力设计值为：
M27高强螺栓的设计预拉力P=205KN
抗滑移验算：
“1”螺栓按摩擦型设计的抗剪承载力设计值为
2.3、牛腿鹰架主纵梁验算（2匚22a）
挠度检算
在进行受力分析时，把主纵梁的两个交点看成是两个铰接的点，因此可以分析出在杆的中部是变形最大的位置；L=1/2=0.5m，槽钢的弹性模量E=200×109Pa；I=2×2390=4780cm4=4.78×10-5m4
最大弯矩为Mmax=ql2/8=48KN.m
构件抗弯截面系数Wx=2×218=436cm3
抗弯应力σ=Mmax/Wx=110MPa<[140MPa]，满足要求。
挠度变形：
f中＝5qL4/384EI
＝348×103×14×5/（384×2.0×1011×4.78×10-5）
＝0.00047m＝0.47mm
[f]＝a/400＝1/400＝2.5mm
f中<[f]，因此符合要求。
2.4、斜柱验算（2匚22a）
截面性质:
2匚22a槽钢的惯性矩I1=2390×2=4780cm4;
2匚22a槽钢的惯性半径：
i1=8.67cm;
支架最大临界力和抗压应力的计算
计算槽钢柔度：
因槽钢下部与墩身预埋件进行匹配锚固，上部利用联结系进行约束，近似的化为铰接，取长度系数
，L=180cm,则λ=μL/i=180/8.67=20.76
工字钢的临界柔度为
，λ<
即槽钢的柔度小于临界柔度最高界限值
，可以利用临界应力公式计算槽钢的临界力。
2匚22a槽钢的临界荷载：
利用抛物线公式计算槽钢的临界力，槽钢的弹性模量E=200×109Pa；σcr=215N/mm2,
2匚22a槽钢的临界
Fcr=σcr.S=215×31.846×2×102=1369378N=1369KN>N=208.8KN,满足要求。
斜杆抗压应力的计算：
最大反力：
N=208.8KN
采用2[22a槽钢：
面积A=2×31.846=63.7cm2，
受压应力为：
б=208.8kN/63.7cm2=32.8MPa<140MPa（容许应力），满足要求。
支架的变形计算
三角支架全部锚固在墩身预埋件上，不考虑变形。
墩身近似的认为是不变形的刚体。
因三角架的顶部直接安装主承重梁和分配梁，全部为刚性联结。
所以在混凝土的浇注过程中，只考虑三角架的弹性变形即可；
利用胡克定律
来计算斜杆的弹性变形，由斜杆承担的荷载为208.8kn；弹性模量E=200×109Pa；长度L=1.8m；
△l=208.8×103×1.8/（200×109×63.692×10-4）=0.30mm
2、5、两肢中间的构件检算及连接
（1）\两肢中间5m范围的总荷载：
混凝土总重223.1m3,模板重量为20t
G=混凝土总重+模板重量=223.1*2.6+20=600.06t
施工考虑采用I45工字钢做主承重梁，在底板处分布14根4.9m长的钢梁，则有：
每根钢梁承重G1=G/14=42.85t
（2）\每根钢梁的挠度变形
在进行受力分析时，把主纵梁的两个交点看成是两个刚性连接的点，因此可以分析出在杆的中部是变形最大的位置；工字钢的弹性模量E=200×109Pa；I=32200cm4=3.22×10-4m4，q=10G1/4.9=87.45KN/m
抗弯应力：
最大弯矩为Mmax=ql2/12=175KN.m
构件抗弯截面系数Wx=1430cm3
抗弯应力σ=Mmax/Wx=122.4MPa<[140MPa]，满足要求。
挠度变形：
f中＝5qL4/384EI
＝87.45×103×4.94×5/（384×2.0×1011×3.22×10-4）
＝0.01019m＝1.02cm<[f]＝a/400＝4.9/400＝1.23cm
f中<[f]，符合要求。
（3）对预埋件检算
A\预埋件钢板受力为纯剪切力，则有：
每条焊缝长度为35cm,共有焊缝为6条,焊缝的抗剪切力为8KN（经验值）
Fjj=8×35×6=1680KN>G1/2=500KN，满足要求。
B\预埋件钢筋的抗剪力：
预埋件有φ28钢筋12根，则有每根钢筋的抗剪力为
单根钢筋的截面面积S=3.14×142=615.44mm2
Fjm=fv.S=110×615.44=67698.4N=67.7KN>Fjj/12=41.7KN,满足要求。
（4）构件之间的连接
1）两肢中间把牛腿焊接完成。
2）安装垫梁和I45承重梁
在承重梁安装时，注意首先把承重梁的一端与对应的墩顶预埋件焊接牢固，另外一端放在对应的牛腿上。
等到一天的中最低的气温（变形最小），把自由端与对应的墩顶预埋件焊接牢固，完成墩顶的锁定和承重梁的安装。
4、模板组装
0#梁段在支架上进行现浇施工，按照结构尺寸要求控制顶面分配梁的标高，地面分段拼装模板和模架，利用塔吊吊装，精确测量定位后进行锁定。
模架、模板组装应对支架进行模拟加载试验，完全模拟施工状态下的荷载情况，测定其弹性变形和非弹性变形，并将该值计入预拱度值之内，以确保0#段标高符合设计要求。
外模采用定型钢模板，模板的结构材料采用面板厚度为6mm的钢板，肋板为[8cm的槽钢；模板外部利用模架加固，模架间距为0.8m左右,模架之间采用∠75的角钢进行连接。
模板加工完成后，运输至现场。
模板纵向按六段进行划分，利用塔吊将模板单片吊装（2.25m一个施工单元）安装至设计位置后，精确测量定位后进行型钢焊接锁定。
侧模架顶部加横联，使模板整体固结，并形成施工操作平台。
底模和内模利用现场的周转模板，并利用内模架和横向支撑进行加固，内模倒角另加工定型模板。
外模吊装时要注意以下几点：
（1）、外模板在拼装后，用汽车吊吊至塔吊可以起吊位置处，吊装顺序为先吊装靠近塔吊对面中间模板，再吊装塔吊最近模板，然后吊装两侧模板，要对称吊装。
（2）、每吊装一块模板必须进行加固，再吊装对面的模板，在加固到位后，及时将对面两块模板用拉筋及型钢（I30工字钢）对拉并对撑，在吊装完中间2块模板后，及时进行测量定位，要求将中间模板定位准确，偏差标准要高于规范要求的10mm，便于两侧的模板轴线的调整。
（3）、在吊装前，将模板标高线画在模板上，便于标高的控制，防止吊装后标高难以调整，可以相对于设计低10mm。
（4）、在模板安装完成后，及时检查模板的轴线偏位是否超规范，加固是否牢固，检查完成后，再次进行加固，将模板与托架等及时焊接到位。
（5）、在安装钢筋前要将模板清理干净，并涂刷模板漆或其他脱模剂，禁止采用油脂类替代脱模剂，我部采用高性能模板漆作为脱模剂。
5、钢筋的绑扎顺序
施工时墩身钢筋伸入梁体内腹板、横隔墙,在绑扎钢筋时，应搭设脚手架并按程序绑扎。
纵向预应力管道用网片进行固定，定位网片安装与钢筋绑扎按顺序进行。
其顺序为：
加工钢筋吊装骨架→制作钢筋堆放平台→墩顶测量放线→吊装钢筋→顺序绑扎底板钢筋及安装底板混凝土散热管→绑横隔板钢筋→绑扎腹板钢筋、及预应力波纹管→立内模板→绑扎顶板钢筋、横纵向波纹管。
0#梁段箱梁纵、横、竖向三向预应力。
纵向预应力管道全部采用塑料波纹管，利用定位网片固定。
一般定位网片的间距为50cm，平弯、竖弯段及箱梁底轮廓变化应适当加密，以保证施工过程中钢束位置不发生移动或变形。
竖向
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