飛龍郁江特大橋（62+2×100+62）m連續(xù)剛構(gòu)梁合攏段

1、飛龍郁江特大橋（62+2×100+62）m連續(xù)剛構(gòu)梁合攏段    摘 要：懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋，合攏段混凝土受T構(gòu)溫度伸縮內(nèi)力影響較大。本文以工程實例闡述合攏段臨時加勁型鋼支撐約束施工方案的理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，以及線形控制和內(nèi)力控制的保證保證措施。關(guān)鍵詞：合攏段; 臨時加勁型鋼支撐; 約束 ; 施工技術(shù)方案Abstract: This paper based on the engineering examples, described the temporary stiffening steel support of the constrai

2、ned construction program calculation theory and structural design methods, as well as linear control and internal force control to ensure that assurance measures.Key words: close paragraph; temporary stiffening steel support; constraints; construction technology program中圖分類號：U44文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1、工程概況黎塘

3、至欽州段擴能改造工程，在DK29+411.56DK30+010.975處跨越飛龍郁江設(shè)計特大橋一座。特大橋橋跨全長599.415m，孔跨布置為7×32m簡支T梁+(62+2×100+62)m連續(xù)剛構(gòu)+1×32m簡支T梁，單線鐵路橋梁。新建橋位于既有橋的左側(cè)，與既有線間距30m，橫跨飛龍郁江。其中第8第11孔橋梁為(62+2×100+62)m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁。其余孔跨采為預(yù)制后張簡支鋼筋混凝土T梁。連續(xù)剛構(gòu)懸臂梁采用掛籃法懸臂澆筑施工工藝，O號梁段及邊跨梁段采用支架現(xiàn)澆法施工工藝。簡支T梁采用預(yù)制架設(shè)法施工工藝。連續(xù)剛構(gòu)主跨幾何特征如圖1所示。連

4、續(xù)剛構(gòu)的第8#、9#、10#橋墩為主跨橋墩。主橋墩墩身采用矩形實體雙板式橋墩，墩高均為10.5m。板式墩橫截面尺寸為寬4.8m、長1.4m，兩板柱間間距3.6m，雙板柱外形長6.4m，板柱墩身設(shè)計為C55鋼筋混凝土。主墩結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。箱梁頂寬7.2m，底寬4.8m，梁高由墩頂處最高7.4m，漸變至跨中3.6m高，直腹板型單箱單室箱梁。廣西欽州市地區(qū)夏長冬暖有微寒。全年平均氣溫為22,每年1月(農(nóng)歷12月)份雖是全年氣溫最低的月份，但平均氣溫仍在10以上，比較暖和。每年農(nóng)歷10月一12月偶有強烈寒潮入侵，市內(nèi)偶爾出現(xiàn)連續(xù)幾天10以下的低溫，最冷時氣溫降至0以下，偶爾輕霜，但為數(shù)甚少。合攏

5、段施工期限預(yù)計最高最低溫差在20之內(nèi)。2、臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)概況連續(xù)剛構(gòu)的邊跨合攏段，邊跨邊墩為活動支座，滑動摩擦力很小，剛構(gòu)的溫差應(yīng)力因活動支座滑動得到釋放，合攏段溫差應(yīng)力影響較小;連續(xù)剛構(gòu)的主跨合攏段，剛構(gòu)的溫差應(yīng)力只能靠剛構(gòu)變形相適應(yīng)，合攏段的溫差應(yīng)力影響很大。因此，邊跨合攏段不作為控制重點，參考主跨臨時約束結(jié)構(gòu)施工。以溫差應(yīng)力影響較大的主跨合攏段為控制對象。主跨合攏段的臨時加勁型鋼約束方案，采用體內(nèi)剛性支撐、體外剛性約束+預(yù)拉應(yīng)力索相結(jié)合的三維約束結(jié)構(gòu)。體內(nèi)剛性支撐采用外徑300mm、壁厚10mm鋼管混凝土支撐柱，體外剛性約束采用水平面型鋼桁架+掛籃豎向撐拉約束，合攏端臨時預(yù)拉應(yīng)

6、力索臨時鎖定的組合措施。臨時鎖定束利用合攏口永久預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行臨時鎖定，暫定頂板、底板共計11束，每束臨時鎖定張拉力為1000KN，合計鎖定張拉力10500KN，要在合攏段混凝土澆筑前施加鎖定。每個合攏段縱向約束采用4根300mm、壁厚10mm鋼管混凝土支撐柱和臨時張拉束共同作用，支撐柱與腹板澆筑在一起，不再拆除;橫向約束采用I16工字鋼桁架，分別在頂板上安裝2組、箱內(nèi)底板上安裝1組。每組桁架使用1根I16型工字鋼柱+I16工字鋼斜拉桿組拼結(jié)構(gòu)。3、臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1設(shè)計參數(shù)、鋼材彈性模量：E=2.1×105Mpa;、C55混凝土彈性模量：Ec=3.55×10

7、4 Mpa;、Q235鋼材允許拉壓應(yīng)力：f=210Mpa。、箱梁混凝土材料線膨脹系數(shù)為=1×10-5m/co·m;、剛構(gòu)最大溫差按T=20 co計算。、墩身高度h=1050cm，橫截面慣性矩I=2.1952×108cm4。、合攏段長度2m。、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)K=1.3。3.2臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)受力分析合攏段混凝土在剛構(gòu)升溫階段，會受剛構(gòu)溫升應(yīng)力的擠壓作用;在剛構(gòu)降溫階段，會受剛構(gòu)收縮的拉應(yīng)力作用。為使得合攏段混凝土在養(yǎng)護(hù)階段不受到剛構(gòu)溫度應(yīng)力的影響，設(shè)置臨時加勁型鋼支撐約束結(jié)構(gòu)承擔(dān)剛構(gòu)溫度應(yīng)力。在合攏段混凝土養(yǎng)護(hù)階段，當(dāng)溫度升高時，剛構(gòu)的溫升擠壓應(yīng)力由臨時鋼支撐

8、承擔(dān);當(dāng)溫度降低時，剛構(gòu)的收縮拉應(yīng)力由臨時預(yù)應(yīng)力索來承擔(dān)。合攏段臨時加勁型鋼支撐結(jié)構(gòu)承擔(dān)剛構(gòu)溫度伸縮應(yīng)力的雙重作用。3.3結(jié)構(gòu)計算基本條件、由于合攏段施工時各梁段混凝土所經(jīng)歷的時間較短，混凝土收縮、徐變產(chǎn)生的變形值相對較小，計算時只考慮溫差影響;、為簡化計算，把變高度梁簡化為平均斷面的等截面梁處理;、為簡便計算，剛構(gòu)主跨溫升長度按L=100m計算，忽略合攏段2m長的影響;、為簡化計算，忽略臨時預(yù)應(yīng)力索預(yù)拉力對鋼支撐和主跨T構(gòu)的壓縮影響;3.4結(jié)構(gòu)荷載計算、T構(gòu)最大溫差伸縮量：L=LT=20mm;、T構(gòu)的最大溫度內(nèi)力：8078KN;3.5臨時約束結(jié)構(gòu)設(shè)計、臨時預(yù)應(yīng)力索的設(shè)計當(dāng)氣溫下降時，假定T構(gòu)

9、收縮內(nèi)力完全由臨時張拉束來承擔(dān)。臨時張拉束暫定11束，每束臨時鎖定張拉力不超過1000KN?？紤]臨時鎖定張拉的對稱性，按頂板和底板預(yù)應(yīng)力束均勻分配。、體內(nèi)臨時支撐柱當(dāng)氣溫上升時，T構(gòu)的伸張內(nèi)力完全由臨時支撐柱來承擔(dān)。箱梁全斷面共計布置4根鋼管混凝土支撐柱，每根支撐荷載為2020KN，其中底板和頂板各兩根。體內(nèi)臨時鋼管混凝土支撐柱采用直徑300mm、壁厚10mm、C50混凝土支撐柱。按軸心受壓桿件設(shè)計。鋼管混凝土支撐柱橫截面積A=707cm2,含鋼截面積AS=75cm2，鋼管混凝土柱含鋼率=0.106，混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值fck=32.4MPa。管支撐高度h=200cm，長細(xì)比=26.7，折減系數(shù)=

10、0.948。鋼管混凝土提高系數(shù)K1=1.54。鋼管混凝土軸心受壓桿件的承載力：4483KN。大于最大荷載N=2020KN，儲備系數(shù)K=2.22。、約束桁架設(shè)計橫向桁架桿件均按受壓桿件設(shè)計。按鋼結(jié)構(gòu)一般規(guī)定取150為控制目標(biāo)。連接節(jié)點按受拉、受剪設(shè)計，抗拉抗剪能力F150KN。桁架順橋支撐2m，剪刀撐斜拉桿按45o設(shè)置，斜拉桿長度為2.83m。擬采用I16工字鋼，最弱軸iy=1.89cm，橫截面積A=26.1cm2。撐桿：=105，小于150;斜拉桿：=150，不大于150。桿件受拉能力：F=548KN，大于150KN。3.6合攏口臨時約束桁撐結(jié)構(gòu)設(shè)計合攏口頂板面桁撐結(jié)構(gòu)布置圖如圖4所示。合攏口

11、底板面桁撐結(jié)構(gòu)布置圖如圖5所示。其它驗算滿足要求，計算過程略。4、施工工藝及施工方法4.1施工工藝流程圖4.2施工方法4.2.1合攏段體內(nèi)鋼管混凝土支撐柱的制作安裝在合攏段剛性支撐安裝前做好鋼構(gòu)件及其配件。在懸臂端最后一節(jié)的端面上按設(shè)計位置預(yù)埋錨墊板。鋼管支撐柱采用直徑300mm、壁厚10mmQ235鋼管，端頭墊鈑采用340×340×20mm鋼板，每塊預(yù)埋板錨固4根直徑25mm錨栓，錨栓錨固深度不小于250mm。焊縫高度不小于15mm，支撐鋼管柱先就位焊接，后壓注混凝土。支撐管長度以實測為準(zhǔn)。4.2.2預(yù)埋連接板在合攏段相鄰兩個節(jié)段混凝土澆筑時，在箱梁頂板及底板設(shè)計位置預(yù)埋

12、桁撐連接的錨固鋼板。預(yù)埋板與錨栓采用焊接，焊縫高度不應(yīng)小于15mm。為保證預(yù)埋板下混凝土灌注密實，預(yù)先在預(yù)埋板上鉆孔漏氣，以利于混凝土充實。挖孔位置應(yīng)躲開支撐柱焊縫位置和錨筋位置。預(yù)埋板埋置高度與梁面持平，以利于提高抗剪能力。4.2.3加勁鋼支撐安裝桁撐均采用I16工字鋼，桁撐預(yù)埋連接板采用厚度12mm鋼板、25mm錨栓，錨栓錨固深度不小于250mm。所用鋼材材質(zhì)均為Q235鋼材。桁撐的斜拉桿應(yīng)以實測尺寸為準(zhǔn)。桁撐均為焊接，焊縫高度不小于10mm。4.2.4張拉臨時預(yù)應(yīng)力束在鋼管混凝土支撐柱及桁撐安裝完畢后、混凝土灌注前張拉臨時預(yù)應(yīng)力束，實現(xiàn)剛構(gòu)鎖定效應(yīng)。按最大溫差20度內(nèi)力計算，每個合攏口臨

13、時鎖定張拉力不小于10500KN。張拉時要遵循對稱同步作業(yè)順序，確保合攏段對稱受載。4.2.5合攏段混凝土澆筑合攏段混凝土的澆筑時段要選擇在一天中的降溫接近平均氣溫時開始最好，使得臨時加勁桿支撐受力和墩身受彎曲最小。合攏段混凝土應(yīng)采用微膨脹混凝土澆注，減少收縮變形。應(yīng)快速澆筑，爭取在最短時間內(nèi)完成，以利于混凝土盡早達(dá)到設(shè)計強度?；炷翝仓瓿珊?，及時覆蓋、保濕潤養(yǎng)護(hù)，梁面、箱內(nèi)灑水保濕降溫。覆蓋和養(yǎng)護(hù)范圍超過兩端各一米以上。以減少溫差應(yīng)力。4.2.6合攏段預(yù)應(yīng)力張拉合攏段混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計要求后，開始張拉預(yù)應(yīng)力束。對鎖定束補助設(shè)計張拉力，達(dá)到連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)。4.2.7拆除臨時鋼支撐在合攏段縱向預(yù)

14、應(yīng)力施加后，即可拆除體外臨時桁撐，體內(nèi)支撐柱留在結(jié)構(gòu)內(nèi)，永久受力。拆除方法采用乙炔切割法，先頂板后底板順序拆除。5、施工注意事項5.1選用早強、高強混凝土，使得合攏段混凝土盡早達(dá)到設(shè)計強度，減少剛構(gòu)溫度變化對合攏段混凝土的質(zhì)量影響，并嚴(yán)格控制用水量，以減少混凝土的收縮變形。5.2為避免新澆混凝土早期受到較大拉力作用。合攏段混凝土澆筑時間，應(yīng)選在當(dāng)天平均溫度時刻，且開始升溫起步階段，使混凝土澆筑后至達(dá)到一定強度之前處于升溫過程之中，以避免升溫對合攏段混凝土的影響。5.3加強混凝土養(yǎng)護(hù)。使得新澆筑混凝土在達(dá)到設(shè)計強度前處于潮濕狀態(tài)，以減少箱梁頂面因日照不均所造成溫差影響。5.4為防止合攏段兩邊懸臂端因降溫而產(chǎn)生上翹，在合攏段施工時應(yīng)在兩懸臂端部按設(shè)計要求增加壓重。5.5及時張拉。在合攏段混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90%時，應(yīng)及時張拉部分預(yù)應(yīng)力連續(xù)束，實現(xiàn)連續(xù)體系，以策安全。5.6合攏段空間三維約束穩(wěn)定措施縱向(順橋向)穩(wěn)定靠鋼管混凝土支撐柱和臨時預(yù)應(yīng)力索約束;橫橋向穩(wěn)定靠加勁鋼桁撐的桁架約束;豎向穩(wěn)定性，應(yīng)利用掛籃底模平臺和上桁架對箱梁底板和頂板間的約束。為使得掛籃前橫梁下約束有效，應(yīng)將上桁架前橫梁與頂板間增設(shè)2根臨時鋼性支撐柱，支撐位置對應(yīng)于箱梁腹板左右