宝庆东路立交桥施工技术.docx
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宝庆东路立交桥施工技术
目录
第一章概述……………………………………………………………………………………………１
1铁路弯连续梁概述……………………………………………………………………………１
2宝庆东路立交桥弯连续梁施工简介…………………………………………………………２
2.1工程概况………………………………………………………………………………………２
2.1.1基本情况…………………………………………………………………………………２
2.1.2预应力体系………………………………………………………………………………３
2.1.3支座………………………………………………………………………………………４
2.2工程材料……………………………………………………………………………………４
2.3弯梁施工技术概述…………………………………………………………………………５
第二章现浇箱梁支架的设计…………………………………………………………………………９
1通道要求情况…………………………………………………………………………………９
2地基处理………………………………………………………………………………………９
3满堂红钢管支架的设计………………………………………………………………………９
3.1支架的材料………………………………………………………………………………１０
3.2满堂红支架的布置搭设…………………………………………………………………１０
4大跨度斜交门洞式支架的设计……………………………………………………………１１
4.1拼装式贝雷梁支墩的设计………………………………………………………………１２
4.1.1拼装式贝雷梁的简介………………………………………………………………１２
4.1.2贝雷梁支墩高度的确定………………………………………………………………１３
4.1.3贝雷梁支墩的组合形式………………………………………………………………１４
4.1.4贝雷梁底部稳定性处理措施………………………………………………………１５
4.2横担工字钢的设计……………………………………………………………………１５
4.2.1工字钢的布设………………………………………………………………………１５
4.2.2工字钢的检算………………………………………………………………………１５
5支架的预压…………………………………………………………………………………１６
5.1预压数据的观测…………………………………………………………………………１７
5.2观测数据的分析…………………………………………………………………………１７
第三章梁端内侧竖向锚筋受力分析………………………………………………………………１９
1设计概况……………………………………………………………………………………１９
2梁端内侧竖向预应筋的设计缺陷及补救措施……………………………………………２０
2.1设计缺陷…………………………………………………………………………………２０
2.2对锚筋的检算……………………………………………………………………………２０
2.3补救措施…………………………………………………………………………………２２
第四章LYPZ2500/800ZX型拉压盆式橡胶支座的应用……………………………………………２３
1概述……………………………………………………………………………………………２３
2基本构造及工作原理…………………………………………………………………………２３
3主要性能数……………………………………………………………………………………２４
4安装及使用……………………………………………………………………………………２５
第五章预应力施工技术的研究……………………………………………………………………２８
1预应力锚固体系设计基本情况………………………………………………………………２８
2对形态为空间曲线预应筋的受力分析………………………………………………………２９
2.1概述…………………………………………………………………………………………２９
2.2空间曲线的曲率与挠率……………………………………………………………………２９
2.3摩阻力的计算………………………………………………………………………………３０
3预应力施工过程控制…………………………………………………………………………３３
3.1预应力钢材选用……………………………………………………………………………３３
3.2预应力张拉设备的控制…………………………………………………………………３３
3.2.1采用千斤顶的性能参数………………………………………………………………３４
3.2.2千斤顶的校核…………………………………………………………………………３４
3.3张拉过程的控制…………………………………………………………………………３６
3.3.1张拉的顺序…………………………………………………………………………３６
3.3.2张拉的方法…………………………………………………………………………３６
3.3.3张拉的程序…………………………………………………………………………３７
3.3.4张拉应力的校核……………………………………………………………………３７
3.3.5张拉的操作步骤……………………………………………………………………３９
3.3.6影响张拉伸长量的因素……………………………………………………………４０
3.4预应力损失的分析及减少措施…………………………………………………………４０
3.4.1空间曲线筋束摩阻力预应力损失…………………………………………………４０
3.4.2锚具变形,预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的预应力损失…………４１
3.4.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失………………………………………………４１
3.4.4预应力筋松弛引起的预应力损失…………………………………………………４２
3.4.5混凝土收缩和徐变引起的预应力损失……………………………………………４２
第六章梁端支座脱空的原因分析及处理研究……………………………………………………４３
1支座脱空的概述……………………………………………………………………………４３
2支座脱空原因的具体理论分析……………………………………………………………４３
2.1预应力张拉引起的梁端挠度变形………………………………………………………４３
2.1.1梁体截面中性轴及惯性矩的计算…………………………………………………４３
2.1.2预应力张拉引起挠度的计算方法…………………………………………………４４
2.1.3预应力张拉引起挠度的计算………………………………………………………４５
2.2自重引起的梁端挠度……………………………………………………………………４７
2.3梁体重心轴偏置引起的梁端挠度………………………………………………………４８
2.4钢束在孔道中偏中对梁体变形的影响…………………………………………………４９
2.4.1变形分析………………………………………………………………………………４９
2.4.2变形计算………………………………………………………………………………４９
3支座脱空的处理办法………………………………………………………………………５０
第七章弯梁侧向防崩的研究………………………………………………………………………５１
1弯梁防崩的重要性…………………………………………………………………………５１
2弯梁腹板的受力分析………………………………………………………………………５１
3弯梁防崩的一般措施………………………………………………………………………５１
3.1增加腹板箍筋……………………………………………………………………………５１
3.2设计专门防崩筋…………………………………………………………………………５２
第八章结束语………………………………………………………………………………………５４
铁路独柱支撑弯连续梁施工技术研究报告
第一章概述
1铁路弯连续梁概述
弯连续梁结构以其桥型布置灵活、线形流畅美观等优点而著称，这种结构自问世以来一直被广大桥梁建设者所青睐，弯连续梁首先是在市政、公路桥梁中得以应用，其计算理论和施工技术也在不断发展；但是由于铁路列车荷载的特殊性，弯连续梁在铁路桥梁建设中一直很少采用，此前我国铁路桥梁建设中上仅在南昆线板其2#大桥中采用了弯梁结构，而且是较为保守的梁-墩刚构形式；鉴于弯梁结构在桥跨布置和城市景观等方面的卓越优点，在我国著名桥梁专家曾庆元院士的倡导下，于洛湛铁路建设中首次将独柱支撑弯连续梁引入铁路桥梁结构，该连续梁由我公司于2002年12月份成功建成通车，成为我国铁路桥梁建筑史上一项标志性建筑物，同时也为同类工程积累了经验，极大的推动了铁路弯梁桥的发展。
宝庆东路立交桥弯连续梁于2002年7月开工，针对各项技术难点，我们成立的科技攻关领导小组，在施工过程中对施工的各个环节进行研究攻关，同时邀请长沙铁道学院、设计院的教授、专家现场指导，查阅和检索了大量的科技资料，制定了详实科学的施工组织设计和作业指导书，对施工的全过程实施监控。
从2002年7月到12月经过广大技术人员和管理人员的不懈努力，所有的关键技术难题逐一解决，所有科研课题都达到了预期的目的，工程质量得到很好的控制，受到了建设、设计、监理等各方的一致好评，为中铁一局集团争得了荣誉。
根据弯梁的设计特点、施工关键技术以及在施工过程中出现的问题，本研究报告主要阐述以下几个方面的内容：
1、斜交大跨度现浇砼箱梁支架施工技术
2、梁端内侧竖向预应力锚筋的受力分析
3、新型拉压测力盆式橡胶支座的应用
4、三向预应力锚固体系的施工技术
5、梁端外侧支座脱空的理论分析
6、弯梁纵向预应力筋的防崩措施研究
2宝庆东路立交桥连续弯梁施工简介
2.1工程概况
2.1.1基本情况：
宝庆东路弯梁立交桥位于洛湛铁路通道邵阳至永州段，上跨邵阳市区东郊320国道，铁路轴线与公路轴线夹角42度，该桥中心里程为DK212+111.425，全桥位于半径为600米的曲线上，为2—24后张梁+30米+45米+30米弯连续梁，长164.99米，共有2台4墩，墩台均为钻孔桩基础，桥台为耳墙式桥台，1号、2号墩为矩形桥墩，3号、4号墩为圆形桥墩，墩高在6.0—7.3米之间，全桥布置见图1。
弯连续梁为一联30米+45米+30米后张法预应力等高度箱梁。
梁体采用单室箱形截面形式见图1。
梁高3.0米，顶板厚0.25米，箱宽3.8米，腹板厚0.4米，底板厚0.25米，箱梁在中支点处设厚2.5米的横隔板，梁端设厚1.5米的端隔板，跨中设置厚0.6米的中隔板。
2.1.2预应力体系
梁体采用纵、横、竖三向预应力体系，预应力筋及张拉力设计情况见下表
预应力筋一览表
名称
钢索
锚具
控制张拉力（KN）
纵向预应力筋
12-7φ5钢绞线
OVM15-12
2156.1-2249.9
横向预应力筋
5-7φ5钢绞线
BM15-5
181
竖向预应力筋
φ25精扎螺纹钢
JLM-25
292
梁端竖向预应力筋
φ32精扎螺纹钢
JLM-32
410
2.1.3支座
主梁每个端点设两个支座，内侧为LYPZ2500/800ZX型拉压盆式橡胶支座，外侧为TPZ3000—DX型盆式橡胶支座，每个中支点设一个支座，中支座采用TPZ—1盆式橡胶支座，一为TDZ17500—ZX设于（3号墩处）一为TPZ17500—GD（设于4号墩处）支座布置如图2
2.3工程材料
砼：
箱梁采用C50砼：
普通钢筋：
直径≥12毫米的采用Ⅱ级钢；直径≤12毫米的采用A3钢
预应力钢筋：
采用φ15.24钢绞线、Φ25精扎螺纹钢、Φ32精扎螺纹钢.
2.3弯梁施工技术概述
2.3.1模板工程
⑴底模采用1.5m×1.2m大块钢模、内模采用木模，侧模采用每块2。
244cm×122cm×1.8cm的大块杨木板并加设钢管支撑。
全梁分三层布设拉筋，间距1.0米，支撑用角钢箍带固定梁体模板。
⑵模板安装
首先检查好纵横方木间距、标高，然后安装底模（曲线段按坐标法放线控制）再安装腹板侧模。
底模与侧模模板缝采用玻璃胶堵塞，以防漏浆。
最后检查复核各部位模板标高和线形，处理好模板接缝，并涂刷油性脱模剂。
⑶流程
①检查标高→②安装底模→③放线画样→④立模安装→⑤安装钢筋→⑥→安装波纹管→⑦加固→⑧检查效正→⑨灌浇。
2.3.2钢筋工程：
⑴钢筋加工棚设在湛台后，将湛台缺口土填平至台帽顶下0.1米处，分层碾压，硬化场地，并搭棚。
以满足施工所需，加工放样校正钢筋。
⑵所有钢筋焊接均采用对焊焊接，焊接质量严格按照规范要求办理，所有钢筋构件均按设计、规范要求加工，施工误差按零误差控制。
⑶钢筋安装时，先按设计要求定位放线，按顺序进行安装绑扎，节点采用焊点及绑扎相结合，焊点不小于50%。
⑷施工工艺
①检验钢筋→②技术交底并放大样→③钢筋除锈、加工→④校正钢筋→⑤分类堆放→⑥在模板上定位→⑦安装绑扎→⑧自检→⑨监理工程师检查→⑩灌注砼。
2.3.3混凝土拌合、浇注
⑴混凝土拌合
拌合站安装2台500L强制拌合机，自动喂料。
第一次浇注混凝土约330m3；第二次灌注约236m3，各种建材一次备足，满足施工，同时材料要按规范进行检验，合格后方可使用。
⑵混凝土的入模灌注
配备2台3m3的混凝土输送车，灌注混凝土。
混凝土灌注分2次进行，第一次灌注到距底板1.2m处，砼约330m3，第二次灌注砼约226m3。
每次灌注应斜向分段，水平纵向分层推进。
每层摊铺厚度20~30厘米。
同时由于钢筋密集网孔较小，采用25毫米小直径振动棒捣固，必须捣固密实。
顶板表面用平板震动器捣实拉平收面。
混凝土应连续灌注，不得间断，顺序从湛台向洛台方向延伸。
3施工缝的处理
第一次灌注到距底板1.2m处，靠外模1cm宽的混凝土顶面抹面，严格控制标高，保证在同一水平面上，其余部分待混凝土达到规范强度后凿除浮浆；第二次灌注混凝土前用水冲洗干净，铺一层薄水泥砂浆。
4混凝土的养生
混凝土灌注后10～12小时内及时覆盖洒水养生，防止混凝土表面龟裂，特别是顶板混凝土更应注意加强养生，养生时间不少于14天。
2.3.4预应力施工
⑴孔道预留和锚垫板安装
①波纹管安装、施工工艺要求：
在绑扎钢筋的同时，按照设计将波纹管位置准确标出来，波纹管每隔0.4米用“井”字形定位筋与普通钢筋网焊接牢固，以保证预应力筋设计位置和线形；每0.5米设置一道防崩钢筋兼带管道定位钢筋，开口朝向曲线外侧，与箍筋焊接牢固。
波纹管之间采用接头套连接，搭接长度不小于10cm，并采用密封胶带缠绕包裹密封。
波纹管端部有毛刺的不经处理严禁使用。
波纹管安装就位后，禁止踩踏，禁止在其上方使用电焊，并采取遮盖措施。
混凝土灌注前，应认真细致的清查所有波纹管密封情况，防止波纹管漏浆。
混凝土灌注中，严禁踩踏波纹管，振动棒不许触动波纹管，并检查孔道内是否干净无灰浆，用水冲洗后再用无油脂的压缩空气吹净。
在钢束穿入孔道以前，孔道内保持畅通，无水分和杂物，并在两端口加以保护。
②锚垫板安装、施工工艺要求：
波纹管直接插入锚垫板后孔内，二者之间采用胶带缠绕密封。
锚垫板用螺栓固定于模板上，压浆孔均采用胶带粘贴密封。
锚垫板与预应力钢绞线轴线垂直，中心对准管道中心。
⑵预应力筋加工及穿束
梁体采用纵、横、竖向预应力体系，预应力钢绞线必须进行试验,取得必要的数据后，按设计要求精确计算下料长度，并与实际预留孔道长度复核无误后，确定下料长度。
预应力钢绞线严禁用电焊下料，只能采用切割机下料，在施工中注意防止电焊刺伤钢绞线。
混凝土浇注完后，检查孔道内畅通、无水分和杂物，准备穿束。
根据设计要求把钢束按照根数编组，一端用胶带或纱布缠住，人工沿一端穿向另一端。
本桥采用先浇筑砼再穿束的方案施工。
⑶预应力张拉及压浆
①纵向预应力体系
宝庆东路弯梁桥纵向预应力索采用12-7φ5钢绞线，锚具为OVM15-12型，全桥共35束纵向预应力索，采用YCW250型千斤顶两端同步对称张拉。
②横向预应力体系
横向预应力索采用5-7φ5钢绞线，锚具为OVMBM15-5型，全桥共18束横向预应力索，采用YDC-240Q型千斤顶一端张拉，锚固端与张拉端间隔设置。
③竖向预应力体系
本桥的竖向预应力体系分为两种类型，第一种是端支座预应力锚筋，采用Φ32精轧螺纹钢（共4根）；第二种是跨间支座处竖向预应力筋，采用Φ25精轧螺纹钢（共76根）；锚具采用JLM扎丝锚具，张拉采用YC-60型千斤顶。
第二章现浇箱梁支架的设计
1通道要求情况：
连续弯梁主跨下面越跨320国道，铁路线中心与公路中心线夹角为42度，交通繁忙，当地交管局要求行车限界为：
高4.5m，宽6.35m。
据此情况我们采用贝雷梁作支墩，顶部横担I63b工字钢跨越公路，其余部分搭设满堂红钢管支架的方案.其结构稳定，施工轻便，灵活，既能保证承受箱梁施工的全部荷载，又能保证箱梁的线形平顺，外型美观。
2地基处理
⑴4号墩至湛台间全部是挖方，挖至上宽10米，整平碾压填0.1m石屑，其次灌注0.2m厚C15砼封面，宽10m，其上搭设满堂红脚手架。
2号—3号墩间，约2/3是虚土，高度约2—3m，清除虚土到原地面下0.5m进行碾压夯实，然后分层回填碾夯，每层不大于15cm，压实度达到90%以上，其次灌注0.2m厚C15砼，搭设脚手架。
⑵3墩—4墩之间为新320国道，由于该处国道有纵坡，因此，用200号砼支墩找平，高度按梁底标高及支墩高度反推。
⑶基础部位回填的处理，原桥墩基础施工完后回填的虚土挖除后，用3∶7灰土分层碾压重新回填。
⑷所有地基保持标高基本一致，排水顺畅，无低洼坑，承载力达到200KPa以上。
3满堂红钢管支架的设计
对于公路外现浇砼预应力箱梁部分，我们搭设满堂红支架，由于支架的布置是否合理，直接影响施工进度，工程质量、安全，所以搭设支架时本着既简单方便，又结实稳定的原则。
3.1支架材料：
3.1.1采用Φ48×3.5mm的无缝钢管，材质符合GB700《普通碳素钢结构技术条件》要求
3.1.2扣件：
必须用可锻铸铁制成，符合GB15831《钢管脚手架扣件》规定的技术要求
3.1.3立杆顶端口的可调丝杠，采用外购的有质量证明的合格产品。
3.1.4方木：
采用0.1×0.1m的硬质松木锯材制作，要求纹理顺直，木质紧密，无节疤和其他缺陷，各面应保持垂直，且无扭曲现象。
3.2满堂红支架布置及搭设：
满堂红支架在梁底部横距为0.6m，在梁外为1.0m；纵距为0.6m。
步距为1.2m，对于腹板承载较大部位，我们采用双立杆；每隔1.2m，设置剪刀撑一道，在钢管顶安装可调丝杠，在丝杠顶端槽口内分纵、横方向铺设方木并找平调整标高，丝杆调节高度一般为15—20厘米，检查支架整体稳定性进行必要的加固，布设具体见图3。
3.2.1杆件的搭设顺序为：
摆放纵向扫地杆—逐根树立立杆并随即与扫地杆扣紧—装扫地横杆并与立杆或纵向扫地杆扣紧—安第一步大横杆（与各立杆扣紧）—安第一步小横杆—第二步大横杆—第二步小横杆—加设临时斜撑杆—第三，四步大横和小横杆加设剪刀撑—插顶托—放方木
3.2.2杆件搭设注意事项：
⑴严格按照设计尺寸和方案搭设
⑵注意杆件的搭接顺序
⑶拧紧扣件（拧紧程度要适当）
⑷有变形的构件和不合格的扣件（有裂纹、尽寸不合格、扣接不紧等）不能使用。
⑸随时校正杆件垂直和水平偏差，避免偏差过大。
⑹注意杆件高低以控制杆顶标高。
⑺杆件的接头位置应错开布置。
4大跨度斜交门洞式支架的设计
根据320国道的交通情况及净空要求，该桥采用双门洞式支架。
支墩是将贝雷梁平卧在地基上拼装，高度为4.5m即三层贝雷梁高度，双排贝雷梁并列，间距为0.45m；顶部采用I63b工字钢跨越,间距为0.6m;I63b工字钢上垂直横担I20b工字钢,间距为0.6m.考虑以后底模拆除方便，在贝雷梁与I63b之间，采用2Cm钢板与丝杆自制可调支座。
在施工过程中，自制支座处用三角木楔楔死，待梁体施工完后打掉木楔，松开自制支座使底模和梁底砼离开约10Cm，使可方便的拆除底模.斜交洞门式支架见图4
4.1拼装式贝雷梁支墩的设计
4.1.1拼装式贝雷梁的简介
桁架由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔。
桁架的弦杆由两根10号槽钢（背靠背）组合而成,下弦杆上，焊有多块带圆孔的钢板，在上、下弦杆内有供与加强弦杆和双层连接的螺栓孔，在上弦杆内还有供连接支撑架用的四个螺栓孔，其中间的两个孔是供双排或多排桁架同接点连接用的.多排桁架作梁或柱使用时，必须用支撑架加固上下两节点桁架的接合部。
在下弦杆上，设有4块横梁垫板，其上方有凸榫，用以固定横梁在平面上的位置，在下弦杆的端部槽钢的腹板上还设有两个椭圆孔，供连接抗风拉杆使用。
桁架竖杆均用8#工字钢制成，在竖杆靠下弦杆一侧开有一个方孔，它是供横梁夹具固定横梁时使用的。
桁架构件的材料为16Mn，每片桁架重270kg。
桁架单元杆性能见下表
杆件名
材料
断面形式
横断面积
CM2
容许承载力KN
弦杆
16Mn
］［10
2×12.74
560
竖杆
16Mn
I8
9.52
210
斜杆
16Mn
I8
9.52
171.5
桁架单元在各种受力状态下考虑压弯稳定时的承载能力（图5）
4.1.2贝雷梁支墩高度的确定
根据测出支墩处地面标高和梁底标高计算桁架高度。
H=梁底标高-模板厚度-工字钢高度-自制支座高度-地面标高
计算四排支墩的高度如下表
支墩编号
计算支墩高度Hm
1
4.8
2
4.9
3
5.2
4
5.5
根据上表的计算数据和贝雷梁的结构尺寸取用支墩高度为4.5米,下用C20砼找平.
4.1.3贝雷梁支墩的组合形式
将贝雷梁平卧在C20砼支墩上作为支墩,其高度为4.5米,即三层桁架高度;长度为12米.支墩采用双排桁架并列使用,其间距为45厘米,用支撑架连接.
4.1.4贝雷梁底部稳定性处理措施
⑴严格控制C20砼支墩表面的平整度及标高
⑵认真检查插销和螺栓是否连接紧密。
⑶在C20砼支墩中埋设钢筋，加固桁架支墩
4.2横担工字钢的设计
4.2.1工字钢的布设
工字钢采用I63,布设间距为0.6m,共用工字钢22根
4.2.2工字钢的检算
⑴基本计算数据：
①梁总重：
（621÷105.9）×45=263.88m3（45m跨梁体砼）
238.16×2.6t/m3=619.21t
②模板（底模板为钢模）重：
14.74t
③均布荷载（619.21+14.74）×10/（3.8×45）=37.07KN/m2
④施工荷载：
按3.0KN/m2考虑
⑤每根工字钢所受的均布荷载q=（37.07+3.0）×1.3×3.8/11=18.00KN/m
⑵强度的验算
按简支梁计算模型检算
弯距：
Mmax=ql2/8其中q=18.00KN/ml=11m（见图4）
Mmax=18×112÷8=272.3KN·m
经查I63b基本数据如下：
h=630mm，b=178mm。
D=15mm，t=2
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