采用頂推法設(shè)計施工的兩聯(lián)不同跨的連續(xù)梁

1、采用頂推法設(shè)計施工的兩聯(lián)不同跨的連續(xù)梁 1.緒言 上越新干線后閑B，位于高崎車站之南約1公里，有連續(xù)梁跨線橋（長442米），跨越17號國道線、縣道、市道等7條公路的上空。下部工程采用鉆孔灌注樁施工。樁支承于深約20米的砂礫層。上部工程：由4跨連續(xù)梁（城南B大宮起點75K816M）同6跨連續(xù)梁（新后閑B大宮起點76K037M）組成?，F(xiàn)用頂推法架設(shè)此連續(xù)梁，有關(guān)設(shè)計和施工要求分述于后：圖1 上越新干線線路圖 2.設(shè)計概要 兩梁全為鐵路復(fù)線用單室面設(shè)計，但城南B17號國道線梁高限制為3.10米，全長442米的中間的大宮方292米，圓曲線半徑R3500米的曲線設(shè)計，在緩和曲線區(qū)間同軌道中心偏移，根據(jù)軌

2、道的變化修正頂板懸出的長度。 其基本的設(shè)計條件于下： 結(jié)構(gòu)形式，用后張法單室箱型斷面。 頂推時4跨與6跨的連續(xù)梁連接一起頂推。完成之后，再行分開。 頂推時，在跨徑為55米的區(qū)間，設(shè)置臨時支柱。 設(shè)計計算，頂推時與完成各自分別計算。根據(jù)完成時的自重的斷面力，要以施工整體構(gòu)造計算。 在曲線區(qū)間，腹板施工要設(shè)置曲線。 采用弗萊西奈施工方法，預(yù)應(yīng)力鋼絲使用12T15.2mm的。 頂推用鋼筋要使用32mm(95/110,110/125)的。 每聯(lián)作成34節(jié)段，最大節(jié)段梁之長為14.4米。 以上是設(shè)計概要，關(guān)于各設(shè)計項目概略論述于下： 21 臨時設(shè)置鋼筋 在頂推時把4跨同6跨連續(xù)梁聯(lián)在一起梁高的變化以一聯(lián)

3、梁高作為設(shè)計。支承條件，因橋臺、墩基礎(chǔ)與臨時支柱的剛度有很大的不同。所以作為支承的橋墩、臺按剛性支承，臨時支柱按垂直彈性支承。并每隔5m計算出斷面力。架設(shè)時的預(yù)加應(yīng)力，全部給與縱向固緊鋼筋，使用的鋼筋有B種32mm的SBPR95/110的鋼筋。 鋼筋的配置，以兩節(jié)段為1個單位。相鄰的鋼筋張拉端使其交互的出現(xiàn)。因此給與的應(yīng)力，施工中的最后節(jié)段的前一節(jié)段梁使達(dá)到100%，最終節(jié)段使其導(dǎo)入的應(yīng)力為50%。 當(dāng)算出輸入力時，要考慮摩擦損失、蠕變、干燥收縮。摩擦損失的有效系數(shù)可按下式計算出： =e-(+) 式中：角變化，鋼筋的形狀是直線時0 ：每米的摩擦系數(shù)0.03 又由鋼筋產(chǎn)生蠕變，干燥收縮，在頂推完

4、成時，假定各自完成50%，蠕變系數(shù)用2.0×50%1.0 干燥收縮度用 15×10 ×50% 7.5×10 算出輸入力。但是由于梁身自重而引起的斷面力的交替，可不考慮由于這種應(yīng)力而產(chǎn)生的蠕變影響。 22 連接鋼索連接鋼索，頂推完了后，到了終點時的問題是把梁分開，因為在4跨及6跨連續(xù)梁里給予加應(yīng)力是鋼索，鋼絲要使用SW-PRTA及12T15.2mm的。當(dāng)計算出輸入力時，要考慮摩擦損失定位損失蠕變，干燥收縮，松馳。(4)由于架設(shè)鋼筋的彈性收縮輸入力損失等。 摩擦損失使用(1)式，對于(4)鋼筋設(shè)置的中心位置同各斷面的中心軸的位置大致是一致的，鋼索采用的預(yù)加應(yīng)

5、力要考慮軸向力本身。對于2混凝土的應(yīng)力強(qiáng)度在輸入鋼索時，要考慮側(cè)向壓縮，但在設(shè)計荷重時，要嚴(yán)格的考慮側(cè)向拉力，下面是制定的簡略假定： 1.蠕變，干燥收縮，在鋼索拉緊后全部產(chǎn)生。 2.鋼筋的松馳作為完成。 3.全部鋼筋，要按重心位置配合。 4.松馳損失，鋼筋按3%，鋼索按5%可用 5.鋼索的松馳，拉緊后立即產(chǎn)生，對于蠕變在應(yīng)力上要考慮。在以上靜荷重（隔音墻、混凝土墊層、鋼軌等）活荷重，鋼筋預(yù)應(yīng)力，鋼索預(yù)應(yīng)力各自的斷面力。其合成應(yīng)力，在輸入預(yù)加應(yīng)力時要滿足=17MPa,=-1.5MPa的條件。 設(shè)計荷重要滿足=13MPa,=0的設(shè)計條件。 設(shè)計條件 表1城南B新后閑Bv型 式4跨單箱預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁6

6、跨單箱預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋 長171.9米269.9米跨 徑42.2+43.0+43.0+42.239.2+55+40×2+55+39.2梁 高3.1米3.6米橋 寬11.60米曲線半徑3500（一部分在緩和曲線上）縱斷坡度8/1000荷重列車荷重N-18 P-19沖擊系數(shù)RC標(biāo)準(zhǔn)地震系數(shù)K=0.2(支座上場力K=0.1)干燥收縮=15×105蠕變系數(shù)Q-20松弛損失預(yù)應(yīng)力鋼絞線 5%預(yù)應(yīng)力鋼筋 3%SBPR95/110110/1250 SWPR12T15.2鋼料鋼材抗拉強(qiáng)度110/cm2 125kg/cm2 167kg/cm2屈服點95kg/cm2 110kg/cm2 142k

7、g/cm2混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度400 kg/cm2縱向夾緊力導(dǎo)入時260kg/cm2頂推時壓縮強(qiáng)度 170kg/cm2拉力 -15kg/cm2鋼筋SD-35 23 梁的連接部分 4跨同6跨連續(xù)梁的連接部分,因為軸方向沒有鋼筋,所以在設(shè)計時，要使頂推施工中不產(chǎn)生拉力。使用鋼筋時，要使用SBPR110/125標(biāo)準(zhǔn)中的32mm的鋼筋82根。 這個斷面產(chǎn)生的最大正負(fù)彎矩，分別為4285t.m及-4257t.m，對于斷面的有效預(yù)應(yīng)力軸向為5267t，彎矩為-114t.m，作為組合應(yīng)力最小是130kPa。剪應(yīng)力混凝土面的摩擦力作為抵抗力，摩擦系數(shù)使用0.5。對于這種摩擦抵抗力滿足設(shè)計為2604t，對于最大剪應(yīng)力

8、滿足設(shè)計為840t。 在這里用82根鋼筋，下緣配置40根，使用抗氣候的無握裹力的鋼筋。鋼筋應(yīng)力解除之后，保存起來，要利用它作為落梁的防止裝置。 24 支座及制動器（擋塊） 支座及制動器，每個支點共用2個，把支點3及支點8作為固定支承，平常及地震時的上升力，由支座負(fù)擔(dān)。地震時的水平力，由制動器負(fù)擔(dān)。 通過下式計算設(shè)計的荷重。 支座、水平荷重、橋軸方向（溫度變化） 0.1×Rdl 上升力（地震時）0.21×Rd 墻塊（制動器） 橋軸方向 0.2×Rd×1.3橋軸垂角方向 0.2×Rd 上部工程反力一鑒表 表-2-1 橋 基反力P1P2P3P4P5P

9、6P7P8P9P10P11死荷重反力Rd(t)7592073166020742667142333321871620213723333674活荷重反力Rd(t)274682594682274266736705520705736266共計(t)1033275522542755104098030992892214928923099940 支座、制動器設(shè)計荷重 表-2-2 橋基 荷 重P1.5.11（可動）P3.5（固定）(可動)Rd(t)76616602334Rd+Re(t)104022543070溫度變化水平力(t)104225.43070上升力(t)76.676.6233.4地震時水平 力橋軸方

10、向99(P3)216(p8)211(p2.4)(.9.10270 303直角方向76166 162207 233 3.施工概要 31 大梁制作場地 大梁制作場，有模板設(shè)備的大梁制作臺，在進(jìn)行鋼筋的裝配，內(nèi)模板的裝配，鋼索的安裝等準(zhǔn)備場及一次進(jìn)行的道路斷面，所以制作場的前方必需有延長約90米的大梁制作設(shè)備。又關(guān)于制作場地的基礎(chǔ)，要利用已有的剛性構(gòu)架高架橋的柱子作為構(gòu)造物。 31(1)大梁制作臺（模板設(shè)備） 大梁制作臺有能制作標(biāo)準(zhǔn)塊段長14.4的大梁的模板設(shè)備。 模板作成固定式的，側(cè)模和底?？梢苑蛛x，能夠各自操作脫模的結(jié)構(gòu)。關(guān)于內(nèi)模板、用模梁和鋼索內(nèi)部固定等關(guān)系組成的巴拉斯式構(gòu)造。腹板下面底模板寬

11、0.7米的部分，因為節(jié)段梁頂推時成為滑動面。所以稱為滑移座，同橋軸平行并排敷設(shè)H488×300×11×15，在其上敷設(shè)鋼板所有支點處，使用底模的脫模操作。側(cè)模板的裝卸，采用滑移臺的H形鋼，同側(cè)模板固定，以轉(zhuǎn)動斷開作為裝卸。底模板同滑動座分離，通過千斤頂?shù)牟僮髂軌蚴蛊渖舷?。脫型時的節(jié)段梁，采用左右滑動架座使成為支承狀態(tài)，通過頂推操作，使其滑從動架座上滑走，4跨及6跨連續(xù)梁，由于梁高不同，所以加上二級構(gòu)造、通過拉技段滑上移座，使其可以變換梁的高度?；宓哪Σ料禂?shù)為10%。 關(guān)于板模的定位，模板設(shè)備因為是在緩和曲線中，在R3500米的單曲線的延長線上考慮采用曲線偏移量等

12、定位。模板按曲線構(gòu)造制作。 31(2)準(zhǔn)備制造廠 準(zhǔn)備制作廠是在大梁制作臺的后方，是為了進(jìn)行鋼筋裝配化，內(nèi)模板部材的安裝、物資儲存或預(yù)應(yīng)力鋼索安裝等作業(yè)的設(shè)備。 準(zhǔn)備制作場是為了同制作臺在相同的高處的設(shè)備，為了把物資吊下及吊上的起重設(shè)備，把大梁制作廠同準(zhǔn)備制作場的物資連接，準(zhǔn)備自行式單軌車設(shè)備，運(yùn)輸內(nèi)模板材料。準(zhǔn)備制作場同制作廠一樣在高架橋柱之間設(shè)置0.5米的鐵制調(diào)節(jié)楔，作為能下降的構(gòu)造。 31(3)前方堆置場 關(guān)于國道17號線，都市計劃道，舊國道17號線大梁架設(shè)橫斷面，同道路管理者協(xié)議的結(jié)果，大梁架設(shè)要一次完成頂推架設(shè)作為道路橫斷面，要求制作場有必要的長度。 道路橫斷的前方堆置場，是為了一次

13、頂推的大梁，支持的新制作頂推而來的同已有 大梁平整連接的設(shè)備。 32 頂推設(shè)備 31(1)頂推的裝置 頂推裝置在P10橋墩的頂部安置2臺穿心千斤頂，約14M的間隔在大梁上下底板的芯模里設(shè)置錨桿是用鋼筋連續(xù)千斤頂錨桿組成的。千斤頂是400T的行程為200mm。頂推中的荷重，假定各滑移支承摩擦系數(shù)為0.05算出各裝置設(shè)備的能力。 頂推架設(shè)時的荷重 (1)上部工程的靜荷重 WG5,330M3×2.5T/M313,300T (2)其他及導(dǎo)梁 200T 合計1330020013500T 頂推架設(shè)時最大水平力 因為頂推架設(shè)的方向是8的下坡。 H13500t×(0.050.008)567

14、T 牽引鋼筋的根數(shù) 鋼筋的牽引強(qiáng)度（拉力強(qiáng)度）Pa88.5t/根 0.7Pa62t H567t 鋼筋的根數(shù) n567+629.2根 故用10根。 <注>頂推時跨徑的分配，為方便于計算，設(shè)計時大跨徑的分配根據(jù)上圖的式樣假定跨徑的分配。因此頂推時的梁長，作設(shè)計時要考慮全跨徑的長度。 若把鋼筋張拉端的插入力設(shè)為，考慮在各斷面上的摩擦，每根鋼筋： P 0.7Pa·A 0.7×110/mm2×789.3mm2×0.938×10 3 57.0t/根 33 滑移支承（圖12） 滑移支承的主體，是高強(qiáng)度的RC構(gòu)造，在支承的上面粘上不銹鋼（厚1.5毫

15、米）作為滑動面。又在橋軸垂直方向，對于水平力的關(guān)系要安裝阻止振動的配件。關(guān)于滑動支承的安置以1毫米的高度作為容許誤差。因為4跨同6跨的連續(xù)梁梁高不同。所以從P5橋墩的終點方向及臨時支柱里在四個基座上各自安上滑動支承是必要的?；瑒又С信c大梁之間插入滑動板，滑動板是粘結(jié)壓合補(bǔ)強(qiáng)過的鋼板及硬質(zhì)橡膠互相重疊合并在一起的聚四氟乙烯反的大小是600毫米×600毫米×15毫米?；宓某叽缡歉鶕?jù)支承強(qiáng)度而定。滑板的容許壓強(qiáng)度約為120公斤/厘米2。 滑板的插入方法，大梁頂推架設(shè)中，在橋墩及臨時支承柱上的各滑移支承處所配置操作人員，采用人工插入滑板。與梁同時滑行的滑動板，從滑移支承的前方頂推

16、出來。頂推出來的滑移板，再從后方插入?；瓢灞仨毑粩嗟脑诨瑒又С信c大梁之間，所以要4個組成1組。使用1次之后的滑板，全部要用清洗劑清掃之后再次使用。但是由于反復(fù)使用滑板破壞，四氟板面上侵入塵埃等，因此滑動而摩擦系數(shù)增大，所以更換滑板是必要的。不銹鋼板同聚四氟乙烯板的摩擦系數(shù)如（圖13）那樣。 34 滑動支承的頂替（圖14） 因為4跨連續(xù)梁與6跨連續(xù)梁的梁高相差0.5米，所以有必要進(jìn)行滑動支承的頂替。 35 導(dǎo)梁（圖15） 在梁的先端，為了頂推架設(shè)進(jìn)行時發(fā)生的應(yīng)力狀態(tài)有利，安裝了相當(dāng)跨徑（梁跨長度）的60%的導(dǎo)梁（30米）。導(dǎo)梁的主要結(jié)構(gòu)是由3.1米1.0米的變斷面所組成導(dǎo)梁本體分為4段。 導(dǎo)梁

17、的安裝用65根預(yù)應(yīng)力鋼筋埋進(jìn)梁的腹板上導(dǎo)入錨固預(yù)應(yīng)力。使與大梁本體成為一體。預(yù)應(yīng)力鋼筋的輸入力約3,900噸。外力產(chǎn)生的彎矩由預(yù)應(yīng)力鋼筋負(fù)擔(dān)，對于剪力由導(dǎo)梁本體及安裝部分的摩擦力負(fù)擔(dān)。并且在導(dǎo)梁的先端設(shè)置兩臺50噸的油壓千斤頂，導(dǎo)梁的拆卸，在構(gòu)造物推完在P1的起點方向約8米的位置之后，不能一次拆卸。這是因為P1同既設(shè)的構(gòu)造物之間事先要組成支架，要同頂推架設(shè)并行的進(jìn)行導(dǎo)梁的拆卸。（圖15） 36 臨時支柱 4跨連續(xù)梁及6跨連續(xù)梁的計算跨長度是4043米，但P6P7及P9P10間，因為橫穿都市計劃道及舊國道17號，計算跨徑用55米，在這兩跨的橋墩10米處，設(shè)置臨時支柱，是計劃減輕架設(shè)時斷面力。 臨

18、時支柱的構(gòu)造，在現(xiàn)場打設(shè)4根（1.3米）的樁作為全部支承基礎(chǔ)。柱的部分，考慮拆除可用混凝土塊墊砌用預(yù)應(yīng)力鋼筋與承臺拉緊固定。 37 支座及擋塊 支座本體的形式，用BP類型，結(jié)構(gòu)由底板，上支座及下支座組成。底板在大梁制作時埋設(shè)在支承的位置上，上支座及下支座在各橋墩的頂部事先設(shè)置。底板同上支座，傳遞剪力的結(jié)構(gòu)是采用突起的圓筒形的方法。其次底板同上支座采用4根固定螺栓錨固組成整體。 37(1) 支座的安裝 支座的安裝首先把底板安到大梁里面，安放的位置在橋墩計算跨徑的其他位置上，由于鋼筋張拉干燥收縮等決定時要考慮大梁的伸縮量，4跨同6跨連續(xù)梁最大伸縮量分別為18毫米及29毫米。 上支座及下支座用鋼板使

19、連為整體，將所需的盒、頂?shù)綐蚨枕敳?、臨時堆放，頂推架設(shè)完成之后，進(jìn)行支座的安置。 支座的安置：使埋在大梁里的底板的位置整體化，舉起上支座及下支座，在底板的孔眼上把支座嵌入進(jìn)行，使用固定螺栓調(diào)整錨緊。在調(diào)整后的支座下面及橋墩頂部，分開上支座與下支座，注入無收縮的砂漿固定支座。 37(2) 制動器的安裝 制動器的構(gòu)造由支柱部分同承受箱部分組成。所謂支柱及承受箱部分，是能分開的結(jié)構(gòu)。承受箱是內(nèi)外箱的雙層結(jié)構(gòu)，根據(jù)梁的伸縮量用鋼板固定調(diào)整移動量。 頂推施工時，分開支柱部分及承受箱部分。承受箱部分，事先臨時放置于橋墩頂部的預(yù)留堵塊孔的位置上。裝配制動器，大梁頂推接近完成時，在大梁底板下，把頂留在堵塊孔的制動器從孔里用吊吊起來，頂推大梁，大梁頂推完成之后，把臨時放在橋墩頂部的承受箱放到支柱上，作為整體。使整體制動器調(diào)整到所定位置后，灌入收縮的砂漿固定，用鋼板固定的外箱及內(nèi)箱在固定制動器的時候要分開。 3-7-(3) 正式支座的替換 支座的裝置即使完成了，但大梁主體是在滑動支承的支持狀態(tài)。 正式支座的更換，支座及制動器裝置完了之后，支座底板的無收縮砂漿達(dá)到需要的強(qiáng)度之后，可以使滑動支承撤去。 38 預(yù)應(yīng)力 上部工程的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造是使用預(yù)應(yīng)力鋼筋同預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩種。頂