合攏施工技術(shù)

1、單線鐵路超高墩多跨剛構(gòu)-連續(xù)組合梁合龍施工技術(shù) 一、工程概況 李子溝特大橋全長(zhǎng)1031.86m，橋跨為7×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁+(72+3×128+72)m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合梁+8×32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，其中主跨8#墩有活動(dòng)支座，其余全為墩梁固結(jié)的剛構(gòu)。主橋橋跨布置見(jiàn)圖1 72.7m 128m 128m 128m 72.7m 7 12 8各墩情況： 9 10 117號(hào) 8號(hào) 9號(hào) 10號(hào) 11號(hào) 12號(hào)墩高：58m 70m 94.5m 107m 103m 48m承臺(tái)： 4m 5m 5m 5m 5m 4m樁長(zhǎng)：28m(161.5m);39m(451.5

2、m); 35m(451.5m); 40m(501.5m); 37m(501.5m); 28m(161.5m)圖1 主跨布置示意圖梁體為單箱單室、變高度、變截面箱形結(jié)構(gòu)，頂板寬8.1m，箱寬6.1m，支墩處梁高8.8m，跨中及邊跨梁端處梁高4.4m，梁體下緣除中跨中部34m和邊跨端部25.7m為4.4m等高直線外，其余為圓曲線。梁體為三向全部預(yù)應(yīng)力，縱向預(yù)應(yīng)力束共478束，豎向預(yù)應(yīng)力在腹板設(shè)兩排，橫向預(yù)應(yīng)力采用扁形錨具。 主跨主墩8#、9#、10#、11#墩高分別為70、94.5、107和103m，墩身為鋼筋混凝土橫向圓弧端形空心墩，在底部設(shè)5m實(shí)心墩。 本橋特點(diǎn)為深基超大群樁、超高墩群、大跨、

3、長(zhǎng)聯(lián)、剛構(gòu)-連續(xù)組合體系，該組合體系在鐵路橋梁上是第一次采用，諸多高難度、高技術(shù)含量集于一橋的新結(jié)構(gòu)梁的合攏也是無(wú)先例的。 二、合龍方案的制定 1.合龍?jiān)瓌t 連續(xù)結(jié)構(gòu)跨中合龍必須遵循低溫灌注、又拉又撐的兩大原則。在合龍前使懸臂端臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在灌注及早期硬化過(guò)程中發(fā)生明顯的體積變形。而選擇在一天之中氣溫較低時(shí)灌注混凝土，可保證合龍段新灌注的混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓狀態(tài)下達(dá)到終凝。 2.合龍順序 多跨連續(xù)梁體系的內(nèi)力及線形狀態(tài)，與其組成結(jié)構(gòu)的過(guò)程及施工順序密切相關(guān)。合理的施工順序及合龍方案應(yīng)綜合考慮施工所投入的機(jī)具、設(shè)備、工期、氣候情況。 李子溝特大橋

4、施工合龍順序根據(jù)設(shè)計(jì)的不同分為三個(gè)階段：一是技術(shù)設(shè)計(jì)，采用連續(xù)剛構(gòu)形式，合龍順序?yàn)椋?#9#、10#11#墩間邊主跨的小合龍，隨后完成7#8#、11#12#墩間邊跨的合龍段施工，最后完成9#10#墩間中主跨的合龍段施工，實(shí)現(xiàn)全橋合龍。二是施工設(shè)計(jì)，采用剛構(gòu)連續(xù)組合梁形式，合龍順序?yàn)椋?0#11#墩間邊主跨的小合龍，隨后完成9#10#墩間中主跨的合龍段施工，接著完成8#9#墩間邊主跨的合龍段施工，最后完成7#8#、11#12#墩間邊跨的合龍段施工，實(shí)現(xiàn)全橋合龍。三是施工過(guò)程中的方案調(diào)整。 李子溝特大橋施工合龍順序根據(jù)施工的進(jìn)展情況，作出了相應(yīng)的調(diào)整安排。該橋是內(nèi)昆線控制工期的關(guān)鍵工程，工期緊。按

5、照施工組織設(shè)計(jì)，配置了4套墩身、梁部施工機(jī)具設(shè)備，大橋的10#、11#墩，墩身、樁基礎(chǔ)的工程量及施工難度都大于8#、9#墩，由于地質(zhì)影響施工周期較長(zhǎng)，使10#、11#墩墩身封頂，開(kāi)始懸灌梁段的時(shí)間比8#、9#墩晚3個(gè)月左右，10#、11# T構(gòu)的施工是控制工程進(jìn)度的主要因素，以10#、11# T構(gòu)的施工為主線來(lái)制定施工合龍順序是最有利于工期的安排。 大橋最后采用的合龍順序?yàn)橄冗M(jìn)行8#9#墩間邊主跨的小合龍，將兩T構(gòu)連接成穩(wěn)定的“"結(jié)構(gòu)體系，隨后完成7#8#墩間邊跨的合龍段施工。在10#、11# T構(gòu)完成懸灌后，即合龍10#11#墩間的合龍段，將此兩T構(gòu)連接為又一“"結(jié)構(gòu)體系

6、，再進(jìn)行9#10#墩間中主跨的合龍段施工，全橋的內(nèi)力及線形狀態(tài)將主要由此定型。最后完成11#12#墩間邊跨的合龍段施工，實(shí)現(xiàn)全橋合龍。見(jiàn)圖2。 3.合龍段頂梁措施 剛構(gòu)連續(xù)組合梁由于合龍后，張拉超靜定鋼束等原因的影響，在混凝土長(zhǎng)期收縮、徐變完成后，墩頂將發(fā)生縱向水平位移。此縱向水平位移，主要與墩身及基礎(chǔ)的剛度、超靜定鋼束的布置及張拉力、張拉時(shí)混凝土齡期、二期恒載的大小及作用時(shí)間等因素有關(guān)。 對(duì)此位移，采用以下方法處理： (1) 在墩頂設(shè)活動(dòng)支座處，通過(guò)設(shè)置支座預(yù)偏量來(lái)平衡。 (2) 在墩梁固結(jié)處，采用在合龍段合龍支架鎖定前對(duì)合龍段梁端施加水平頂推力，來(lái)達(dá)到使墩頂預(yù)偏的目的，以部分抵消混凝土長(zhǎng)期

7、收縮、墩號(hào)：7 8 9 10 11 12跨數(shù)： 8 9 10 11 12跨度： 72 128 128 128 72 o o o o o o o o o o o o o o o o o o o 單位：m圖2 主跨合龍順序 注：完成7#墩頂梁段、8#、9#T構(gòu)；第9跨合龍；第8跨合龍； 完成12#墩頂梁段、10#、11#T構(gòu)；第11跨合龍；第10跨合龍； 第12跨合龍；拆除8#墩臨時(shí)固接，放松為活動(dòng)支座。徐變完成后，墩頂將發(fā)生的縱向水平位移。 四、合龍與頂梁關(guān)鍵技術(shù) 1. 合龍施工過(guò)程同時(shí)施工完成的8#、9#墩T構(gòu)，直接進(jìn)行小合龍。小合龍的過(guò)程為： a.合龍前一節(jié)懸灌梁預(yù)埋鎖定鋼構(gòu)件；b.掛藍(lán)就位

8、；c.綁扎構(gòu)造筋（一頭處于自由狀態(tài)）、預(yù)應(yīng)力波紋管及穿索；d.低溫鎖定鋼構(gòu)件及張拉鎖定束；e.構(gòu)造筋完全連接并加配重；f.低溫灌注混凝土并逐步卸配重；g.三天后混凝土強(qiáng)度達(dá)80%，解除鎖定，張拉合龍段鋼絲束；h.孔道注漿。 同時(shí)施工完成的10#、11#墩T構(gòu)，與8#、9#墩T構(gòu)存在3個(gè)月的時(shí)間間隔，由于前述的原因，主橋在進(jìn)行10#11#墩間合龍段及9#10#墩間合龍段施工時(shí)，采取了對(duì)合龍段梁端施加水平頂推力的措施,即頂梁施工。其作用，一是加大了合龍段間距離，相當(dāng)于降低了合龍溫度；二是在9#、10#、11#墩頂設(shè)置了水平預(yù)偏量，以抵消混凝土長(zhǎng)期收縮、徐變完成后，墩頂發(fā)生的縱向水平位移。 2.頂梁

9、施工 以下主要介紹10#、11#T構(gòu)合龍的頂梁施工。 1. 施工準(zhǔn)備 a.合龍段為17#梁段，在10#、11#T構(gòu)的16#梁段預(yù)埋鋼構(gòu)件（見(jiàn)圖3），在施工16#段時(shí)，在頂板、底板各預(yù)埋構(gòu)件4塊，在合龍段一側(cè)的構(gòu)件后預(yù)埋頂座及后撐，用于千斤頂頂梁。 b.17#梁段結(jié)構(gòu)鋼筋、模板及預(yù)應(yīng)力鋼筋部分施工完后，可以把撐梁先焊好一端，安放千斤頂?shù)囊欢藭簳r(shí)不焊，要注意撐梁中心與橋中心平行。其中結(jié)構(gòu)鋼筋一端焊接，另一端不綁不焊，縱向波紋管留一斷開(kāi)位置，模板除內(nèi)模不滑出外，底模、外?？梢曰?，但不能固定，防止產(chǎn)生阻力。c.觀測(cè)環(huán)境溫度，記錄地面、梁頂、箱梁內(nèi)的溫度。 頂梁施工要求環(huán)境溫度不高于15（設(shè)計(jì)文件說(shuō)明

10、中提供的年平均氣溫為1012，考慮到夏季施工，氣溫可適當(dāng)提高，但最高不得高于15，最低不得低于10）。 后座 頂撐 千斤頂 限位裝置 撐梁 預(yù)埋構(gòu)件 16#段 17#段 16#段立 面 圖 撐梁 千斤頂 后座 頂撐平 面 圖圖3 合龍段頂梁構(gòu)件布置圖 2.梁段配重吊裝防止合龍段在澆筑過(guò)程中，混凝土有撓動(dòng)、變形，影響其凝固質(zhì)量，在合龍段兩側(cè)掛藍(lán)的后部各配重25t，配重總量為合龍段混凝土總重。另外兩側(cè)掛藍(lán)一個(gè)前移作為合龍的模板，另一個(gè)后撤留出立模位置，為了平衡由于掛藍(lán)的位置不同造成兩個(gè)16#段的撓度不一樣，也必須用配重進(jìn)行調(diào)整，并經(jīng)過(guò)測(cè)量確定。配重采用道碴，卸載方便，且合龍后留著做橋面道碴用。 3

11、.頂梁 經(jīng)過(guò)幾天的氣溫觀測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)早5:007:00氣溫較低，梁頂氣溫為15，箱梁內(nèi)溫度為17，可以進(jìn)行頂梁施工。 頂梁施工需要做好以下工作: a.測(cè)量人員測(cè)量梁段配重前后的高程變化。 b.在頂梁過(guò)程中，測(cè)量10#T構(gòu)和11#T構(gòu)0#段中心的水平位移。 在千斤頂加載過(guò)程中，10#、11#T構(gòu)0#段水平位移記錄見(jiàn)表1 c.在頂梁過(guò)程中，對(duì)頂板、底板相對(duì)位移進(jìn)行測(cè)量，各測(cè)點(diǎn)見(jiàn)圖4。 10#、11#T構(gòu)0#段水平位移測(cè)量結(jié)果 表1加載噸位（t）10#T構(gòu)位移（mm）11#T構(gòu)位移（mm）兩T構(gòu)相對(duì)位移（mm）408715565424683330844337100234210422461122149

12、1160150=2624- 底 板 頂 板 o D3 內(nèi) D1 o d3 o 內(nèi) o d1 100 100 200 200 o D4 昆 D2 o d4 o 昆 o d2 圖4 底板、頂板各測(cè)點(diǎn)布置圖單位：cm) 安排技術(shù)人員在頂力每增加一次后，對(duì)各測(cè)點(diǎn)測(cè)量其距離的變化，防止在頂梁過(guò)程中，上、下游千斤頂?shù)捻斄Σ痪?，造成頂偏、錯(cuò)位。頂梁若發(fā)現(xiàn)上、下游的位移隨頂力的增加變化不一致，應(yīng)及時(shí)糾正，調(diào)整千斤頂?shù)捻斄?，使得各測(cè)點(diǎn)的位移同步。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2 從表2中數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論: a.頂板與底板在千斤頂作用下，每一次加壓，上下游梁段位移幾乎相同，說(shuō)明梁段水平位移方向與梁中心線平行。b.頂板與底板位移存

13、在差值，頂板位移速度較底板快，說(shuō)明在頂梁過(guò)程中10#與11#T構(gòu)為剛性轉(zhuǎn)角，墩身與梁體在豎直面內(nèi)同時(shí)轉(zhuǎn)一角度，所以頂板位移較底板稍大，當(dāng)然也會(huì)引起合龍段兩側(cè)梁頂高程偏高，與實(shí)際測(cè)量相符 c.實(shí)際頂力及梁體位移測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相符，結(jié)果正確，頂梁達(dá)到預(yù)期要求。 墩、梁位移變化見(jiàn)圖5 各測(cè)點(diǎn)的距離變化測(cè)量結(jié)果 表2部位測(cè)點(diǎn)距離變化值(cm)頂 力 （t）040566884100104112116頂板d1-d201.72.53.23.94.64.95.15.1d3-d401.72.73.24.14.54.85.35.3底板D1-D201.52.22.83.64.04.44.74.7D3-D401.

14、52.32.93.53.94.34.64.6到預(yù)期要求。墩、梁位移變化見(jiàn)圖5 s1 h1 h2 s2 10#墩 11#墩?qǐng)D5 10#、11#T構(gòu)頂梁后墩梁變形圖 d.頂梁結(jié)束后，鎖定千斤頂油表讀數(shù)，立即安排電焊工對(duì)撐梁施焊，焊縫要求:高度20mm，長(zhǎng)度400mm，每根撐梁共4條焊縫。 e.測(cè)量頂梁后合龍段兩側(cè)梁頂高程變化，見(jiàn)圖6、表3。10#T構(gòu) BM3 o o BM1 210 390 210 BM4 o o BM211#T構(gòu)圖6 合龍段兩側(cè)梁頂高程測(cè)點(diǎn)圖 頂梁前后合龍段梁頂高程變化情況 表3測(cè)點(diǎn)頂梁前高程（m）頂梁后高程（m）變化總值（mm）BM12181.1742181.19218BM22

15、181.1882181.20517BM32181.1702181.18818BM42181.1922181.20917 頂梁從5:00開(kāi)始，至7:30結(jié)束，連續(xù)頂梁，千斤頂工作狀態(tài)良好，指揮得當(dāng)、有序，效果明顯，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即10#T構(gòu)水平位移為26mm，11#T構(gòu)水平位移為24mm，最終頂力為116t。 4.澆注混凝土 a.首先內(nèi)?；觯械鯉?、吊桿打緊，模板緊貼已澆梁段混凝土。 b.穿入鋼絞線，對(duì)鎖定束張拉。該合龍段鎖定束共4束，鎖定噸位分別為:頂板每束為40t，底板每束為80t。 c.澆注混凝土，時(shí)間定于晚上8:00，氣溫為15。 澆注過(guò)程中，每澆注5t混凝土(一斗，對(duì)合龍段兩側(cè)配重各卸去2.5t。 澆注結(jié)束時(shí)間:23:00，施工順利，卸載及時(shí)，測(cè)量梁段高程在澆注前后幾乎無(wú)變化，達(dá)到預(yù)期效果。 5. 張拉合龍段鋼絲束 經(jīng)過(guò)三天養(yǎng)護(hù)，合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，方可張拉。首先解除底板、頂板的鎖定撐梁，開(kāi)始對(duì)合龍束張拉，張拉噸位滿足設(shè)計(jì)要求。張拉完后進(jìn)行壓漿。 五、實(shí)施效果 李子溝特大橋懸臂施工從1999年11月到2000年9月，歷時(shí)10個(gè)月，跨越了四個(gè)季節(jié)。合龍施工從2000年6月到9月，各跨合龍溫度各不相同。施工過(guò)程中，各種施工荷載及環(huán)境如溫度、梁體的彈性模量等考慮周全，無(wú)論在預(yù)拱度設(shè)置，還是縱、橫向變位上控制都很精確