特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案

1、改建鐵路南平至龍巖線擴(kuò)能改造工程N(yùn)LZQ-8標(biāo)段附件一 XX特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書中鐵一局南龍鐵路NLZQ-8標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2015年6月附件一 XX特大橋墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書目錄一、 工程概況 -1 -二、臨時(shí)固結(jié)設(shè)置 -1 -三、 臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)及檢算 -1 -3.1荷載計(jì)算 -1 -3.1.1 豎向荷載計(jì)算 -2 -3.1.2 不平衡彎矩計(jì)算 -2 -3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 -4 -3.3臨時(shí)固結(jié)墩抗壓強(qiáng)度檢算 -6 -3.4臨時(shí)固結(jié)墩抗傾覆檢算： -6 -3.5墩身螺紋鋼錨固長(zhǎng)度計(jì)算 -8 -3.6梁體鋼精錨固長(zhǎng)度計(jì)算 -9 -四、臨時(shí)固結(jié)解除 -10 -4.1硫磺砂漿層設(shè)置

2、位置 -10 -4.2硫磺砂漿配比 -11 -4.2.1 原材料 -11 -4.2.2硫磺砂漿配合比 -12 -423 硫磺砂漿的熬制方法 -12-4.3硫磺砂漿的解除 -13 -4.3.1 電阻絲埋設(shè) -13 -4.3.2硫磺砂漿臨時(shí)支座同步熔化的措施 -14 -4.4硫磺砂漿施工中的防毒措施 -14 -XX特大橋（40+72+40）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)方案與檢算書一、工程概況XX特大橋采用（40+72+40） m連續(xù)梁跨越雁石溪，蓋連續(xù)梁采用 懸臂法施工，共10個(gè)塊段（9#為邊跨合攏段、10#為邊跨現(xiàn)澆段）， 梁體主墩為2#和 3#墩，2#、3#主墩墩帽尺寸為3.6*9.5m

3、，兩個(gè)主墩 頂單個(gè)支承墊石尺寸均為1.8*2.5m，兩支承墊石間凈距為2.3m。二、臨時(shí)固結(jié)設(shè)置本橋2#、3#主墩與梁體設(shè)計(jì)為鉸接，為避免懸臂現(xiàn)澆梁施工前 后梁段荷載不平衡產(chǎn)生傾斜，且在懸臂澆筑過程中，永久支座視為不 受力，應(yīng)設(shè)置臨時(shí)支座，將臨時(shí)固結(jié)設(shè)于主墩墩頂順橋向墊石兩側(cè)， 并臨時(shí)將橋墩與梁體固結(jié)，臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)承受懸澆荷載和不平衡傾覆 彎矩。臨時(shí)固結(jié)主要承受：懸臂現(xiàn)澆時(shí)梁體兩端不平衡重；施工荷載不 平衡重，并考慮風(fēng)荷載、一側(cè)掛籃傾覆及由此引起的一端正在澆筑的 混凝土全部墜落所造成的不平衡彎矩，并由此不平衡彎矩及梁自重引 起的最大豎向支反力。三、臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)及檢算3.1荷載計(jì)算設(shè)計(jì)圖紙給出

4、各中墩采取臨時(shí)錨固措施，臨時(shí)錨固措施應(yīng)能承受中支點(diǎn)處最大不平衡彎矩 7485KN.m及相應(yīng)豎向支反力34256KN為更加安全起見，按照施工中的極端不利因素對(duì)臨時(shí)錨固措施進(jìn) 行檢算，考慮施工中最不利傾覆工況是懸澆最后一節(jié)段(8#節(jié)段)剛好澆筑完成的同時(shí)，混凝土連同掛籃發(fā)生傾覆。這種工況的傾覆彎矩 更安全于設(shè)計(jì)提供值。3.1.1豎向荷載計(jì)算臨時(shí)支墩所承受的豎向力為混凝土自重，考慮人群機(jī)械及沖擊荷載，并取恒載系數(shù)為1.2,活載系數(shù)為1.4,則： 梁體自重：最大雙懸臂狀態(tài)下，混凝土重量為 2785.2t，自重為 27294.2KN; 三角掛籃及模板重量為75t,兩套自重為1470KN 機(jī)械荷載:2.5

5、*1.2*4*13.6=163.2KN 人群荷載:2.5*1.4*4*13.6=190.4KN 沖擊荷載:2*1.4*4*13.6=152.3KN則豎向荷載為：(27294.2+1372) X 1.2+163.2+190.4+152.3=34905.34KN3.1.2不平衡彎矩計(jì)算不平衡彎矩計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮掛籃墜落的最大荷載，即考慮一側(cè)各節(jié) 段混凝土自重超重5%以及一側(cè)掛籃與梁段混凝土掉落，由此產(chǎn)生的不平衡彎矩為最不利受力狀態(tài)。XX特大橋（40+72+40）連續(xù)梁階段荷載統(tǒng)計(jì)表梁段長(zhǎng)度體積重量懸臂長(zhǎng)懸臂彎矩(m)(m3)(KN度(m)(KN.m)0#12278.67098.728621296.18

6、41#352.41335.152912016.3682#349.81268.9040 1215226.8483#3.554.81396.30415.521642.7124#3.550.51286.741924448.065#453.21355.5362331177.3286#447.91220.4922732953.2847#444.71138.9563135307.6368#443.01095.643538347.4掛籃自重7353525725在結(jié)構(gòu)最大懸臂狀態(tài)，考慮一側(cè)各節(jié)段混凝土自重超重5%并一側(cè)掛籃與梁段混凝土掉落，由此產(chǎn)生的不平衡彎矩為最不利受力狀態(tài)，其彎矩為：M彎二(21296.2

7、 KN +12016.4 KN +15226.8 KN +21642.7 KN+24448.1KN +31177.3 KN+32953.3KN +35307.6KN +38347.4KN) *5%+ (38347.4 KN+25725 KN +163.2KN*35m+190.4KN*35r)i*1.2=103358.8KNM3.2設(shè)計(jì)計(jì)算墩頂臨時(shí)支座結(jié)構(gòu)示意圖、臨時(shí)支座的受力結(jié)構(gòu)分析如下圖所示：NM臨時(shí)固結(jié)墩受力簡(jiǎn)圖（單位cm根據(jù)平衡條件可得:RaRbLRbM傾NLRa由公式可求得:RaRbNL M傾2LNL + M 傾2L由公式計(jì)算出AB兩臨時(shí)支座處的反力，即混凝土的最大壓應(yīng)力，以確定混凝土

8、標(biāo)號(hào);計(jì)算出豎向主筋（墩梁錨固鋼筋）的最大壓力和最大拉力，按最大值（一般拉應(yīng)力偏大）配置墩梁錨固鋼筋。計(jì)算時(shí)，按鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范和橋梁施工技術(shù)規(guī)范選取材料安全系 數(shù)和抗傾覆安全系數(shù)。本計(jì)算中 L=1.575m, N=34905.34 kN, M=103358.8kNrp 可求得RaRbNL M傾2LNL+ M傾2L15359. 6kN50264 9kN注：計(jì)算結(jié)果中的力若為負(fù)號(hào)，表示與圖中所假設(shè)的力的方向相 反。即正號(hào)為受壓的支撐力，負(fù)號(hào)為支座受拉力。即最大壓力為50264.9kN,最大拉力為 15359.6kN。3.3臨時(shí)固結(jié)墩抗壓強(qiáng)度檢算臨時(shí)固結(jié)墩采用C50混凝土，設(shè)計(jì)寬度：0.775m

9、;設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為：1.5m.最大豎向壓力為50264.9KN, C5050264.9 2 0.775 1. 521.6MPa<23.1MPa,在不考慮鋼筋的情況下即可滿足要求。3.4臨時(shí)固結(jié)墩抗傾覆檢算：考慮采用PSB78妙32精軋螺紋鋼，材料屬性為：截面面積 A= 804.2mm2容許抗拉強(qiáng)度735MPa彈性模量取2X 105Mpa單根力= 804.2 X 735= 591k2故需設(shè)置螺紋鋼為：15359.6 kN /591kN =26 根。本橋臨時(shí)支座采用C50混凝土、且每個(gè)臨時(shí)支座上設(shè)置,42根錨 筋就可以滿足抗壓、抗傾覆要求。布置形式及抗傾覆安全系數(shù):主墩單側(cè)兩個(gè)臨時(shí)支座共：42根*

10、2=84根。32精軋螺紋鋼抗傾覆安全系數(shù)：84根/52根=1.62.本連續(xù)梁墩梁臨時(shí)固結(jié)采用墩頂四周設(shè)置內(nèi)加的混凝土支墩形式，布置形式如下圖所示XX特大橋2#、3#主墩墩梁固結(jié)鋼筋布置圖N1'鋼筋未參與受力分析計(jì)算。3.5墩身螺紋鋼錨固長(zhǎng)度計(jì)算Lab=ax fpy ft x d=0.14 x 735Mp茁 2.5MPaX 32mm=1317mmLa二 E ax Lab=1.1 x 1317mm=1.5m.a:鋼筋外形系數(shù)，光面鋼筋取0.16，帶肋鋼筋取0.14 ;fpy:鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ft :墩身混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）d:錨固鋼筋的直徑La：受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度E a：錨

11、固長(zhǎng)度修正系數(shù)，取1.13.6梁體鋼精錨固長(zhǎng)度計(jì)算Lab=ax fpy ft x d=0.14 x 735Mp茁 2.5MPaX 32mm=1062mmLa= E a x Lab=1.1 x 1062mm=1.2m.a:鋼筋外形系數(shù)，光面鋼筋取0.16，帶肋鋼筋取0.14 ;fpy：鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft :墩身混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）d:錨固鋼筋的直徑La：受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度E a：錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)，取1.1支座與支撐墊石高度為65cm,支座與支撐墊石間砂漿厚 3cm,則臨時(shí)錨固32螺紋鋼長(zhǎng)度為：1.5m+1.2m+0.65m+0.03m=3.38mXX特大橋2#、3#主墩錨固鋼筋布

12、置圖在臨時(shí)支墩的頂面布設(shè)直徑12mn普通鋼筋網(wǎng)片做為構(gòu)造筋防 裂，間距10cm保護(hù)層厚度為5cm;連續(xù)箱梁體與與臨時(shí)支墩相接部 位布設(shè)兩層縱橫1210啲鋼筋網(wǎng)，保護(hù)層厚度為5cm兩層鋼筋網(wǎng) 間距5cm.臨時(shí)支座待永久支座安裝后澆筑。為使施工中永久支座不受力， 臨時(shí)支座的頂面標(biāo)高要比永久支座高 5-10mm施工時(shí)以絕對(duì)標(biāo)高進(jìn) 行控制。四、臨時(shí)固結(jié)解除4.1硫磺砂漿層設(shè)置位置同一 T構(gòu)墩頂兩側(cè)的臨時(shí)固結(jié)需同步進(jìn)行解除，以減少對(duì)梁部應(yīng)力的影響本工程采用硫磺砂漿中間埋設(shè)電阻絲的方式設(shè)置臨時(shí)固結(jié)，采用通電熔解硫磺砂漿解除臨時(shí)固結(jié)。硫磺砂漿采用夾心的形式，設(shè)置在混凝土支墩中間，高度15cm.,在臨時(shí)支墩的

13、底面、頂面及靠墊石側(cè)各設(shè)一層油毛氈隔離層。硫磺砂漿層設(shè)置圖（單位：mr）1500硫磺砂漿C5混凝土C5混凝土4.2硫磺砂漿配比硫磺砂漿是指將硫磺加熱到一定溫度形成液態(tài)并充分脫水后加 入適當(dāng)比例的水泥和粒徑1.25mm以下的細(xì)骨料，形成的一種新型熱 塑性材料。4.2.1原材料硫磺是硫磺砂漿的膠粘劑和熔化劑，選用工業(yè)粉狀硫磺或塊狀硫磺，要求純度高、雜質(zhì)少、水份少、含量應(yīng)不少于98%水分小于1%水泥自拌合站取出后在使用前必須烘干。 細(xì)骨料自拌合站取出后要進(jìn)行過篩清先，使含泥量不大于 1% 1.25mm篩孔篩余量不大于5%,使用前需烘干脫水。422硫磺砂漿配合比配合比中水泥增加會(huì)使硫磺砂漿抗壓強(qiáng)度增加

14、，但會(huì)增加熔化的難度。通過以前的施工經(jīng)驗(yàn)，下面給出了三種不同的硫磺砂漿配合比（其中2#配合比為推薦配合比）。硫磺砂漿配合比配合比編號(hào)配合比（硫磺：細(xì)砂：水泥）實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度（Mpa1#48: 38: 1431.62#40: 40: 2043.13#35: 41: 2451.7實(shí)際施工前，需根據(jù)以上三種配比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 檢驗(yàn)強(qiáng)度及熔 化效果。4.2.3硫磺砂漿的熬制方法常溫下硫磺為淡黃色固體，硫磺的熔化脫水溫度為130150C;與粉料、細(xì)砂的混合溫度為140160C ;溫度低時(shí)因粘度大不能混 勻，溫度高達(dá)170C以上時(shí)，熔融的硫磺，其粘度變化較為復(fù)雜。因 此硫磺在施工過程中溫度應(yīng)介于 11516

15、0C之間，易于操作施工， 其施工步驟如下：組裝模具t澆筑第一層硫磺砂漿t穿電熱絲并固定t澆筑第二層硫磺砂漿T冷卻成型T脫模T對(duì)電熱絲進(jìn)行防護(hù) 先將硫磺打成25cm的小塊，按比例稱好分批放入鍋中，力口 熱130150C熔化，邊熔邊放邊攪，注意防止局部過熱，以達(dá)到充 分脫水的目的。 硫磺脫水后，分批將已攪拌均勻的130C烘干細(xì)骨料、水泥放 入鍋中不斷攪拌、脫水，混合均勻；注意要嚴(yán)格控制熬制溫度，一般 為140160C，最高不超過170C，約熬制34小時(shí)。 待硫磺砂漿熬制均勻、顏色一致、汽泡完全消失時(shí)，先取樣檢 查，以確定其熬制質(zhì)量，如不符合要求時(shí)，應(yīng)繼續(xù)熬制，直到合格。 硫磺砂漿質(zhì)量鑒定，在140

16、C時(shí)，澆入抗拉試模中觀察，冷卻 時(shí)應(yīng)無涌泡、凹陷、不密實(shí)、分層現(xiàn)象；將其打斷觀察，斷面內(nèi)肉眼 看可見小孔多于5個(gè)，說明熬制時(shí)間不夠，通過延長(zhǎng)熬制時(shí)間，直到 眼見小孔小于或等于5個(gè)為止。4.3硫磺砂漿的解除4.3.1電阻絲埋設(shè)硫磺砂漿的清理方法有氧氣燒化、預(yù)埋電阻絲電熱軟化以及人工 鑿除等。考慮到施工過程中梁體下降的均勻性要求， 我們采用預(yù)埋電 阻絲通電軟化的方案。為防止電阻絲中間斷裂，電阻絲采用并聯(lián)方式 布置。首先將硫磺砂漿灌注至75mn高度，待其表層初步結(jié)晶后，將已 事先定型好的電阻絲按設(shè)置圖紙小心布置在表層， 接著澆注到頂。電 阻絲應(yīng)均勻分布，并留有一定的間隙，一般以 24cm為宜，不宜過 近或過遠(yuǎn)，以防出現(xiàn)短路和產(chǎn)熱不均勻。根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，硫磺砂漿中預(yù)埋 96Q電阻絲（即500W電阻絲） 軟化效果較好，此時(shí)每個(gè)臨時(shí)固結(jié)內(nèi)埋設(shè)有15根并聯(lián)的96Q電阻絲， 然后將同一墩頂?shù)?塊之間進(jìn)行串聯(lián)?？偣β蕿椋篘=U2/R=2202/ （96- 15）X 4=30250W4.3.2硫磺砂漿臨時(shí)支座同步熔化的措施1）每一根電阻絲嚴(yán)格逐根用萬用表量測(cè)， 不合標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)決不用。2）硫磺砂漿原材料選用同一批一