某高速公路大橋主梁中邊跨合攏段施工方案

PAGEPAGE22某高速公路大橋主梁中、邊跨合攏段施工方案一、工程概況：某大橋長1390.5m，設(shè)22墩(含2個輔助墩)2臺。主橋?yàn)殡p塔斜拉橋，主橋橋跨組合為156.5+324+156.5m，主橋長637m；結(jié)構(gòu)形式采用雙塔、雙索面、密索、對稱扇形布置，預(yù)應(yīng)力砼分離式三角形箱型斷面主梁、塔梁分離的半漂浮體系。主梁中心高3m，箱梁全寬25.4m，主梁從索塔處開始分塊，0#塊長9m；主梁標(biāo)準(zhǔn)塊件每6m為一節(jié)段，節(jié)段重約280噸，全橋共（2×26+2×24個標(biāo)準(zhǔn)段）+（3個合攏段）+（2個現(xiàn)澆段）。斜拉索采用Φj15.24高強(qiáng)度低松弛度鋅鋼絞線成品索，全橋共2×2×26+2對斜拉索。索塔采用“H”形索塔、空心薄壁箱形截面，主塔高158.65m。南引橋采用10×40m的T形預(yù)制簡支梁，橋?qū)?2.5m～38.94m，橋長408m。北引橋橋?qū)?2.5m，橋長338米，橋跨組合為5×40m＋3×46m的T形預(yù)制簡支梁。二、合攏順序：三、合攏段設(shè)計簡介：1、中跨合攏段：中跨合攏段長3.0m，橫斷面上設(shè)30根合攏預(yù)應(yīng)力鋼束（27φj15.24,預(yù)應(yīng)力布置見圖a）,混凝土48.8m3，重127t，合攏前安裝槽鋼勁性骨架(如圖b)。（圖a）中跨合攏段預(yù)應(yīng)力布置圖（cm）（圖b）中跨合攏段勁性骨架布置圖2、邊跨合攏段邊跨合攏段長3.0m，橫斷面上設(shè)50根預(yù)應(yīng)力鋼束（見圖c），混凝土80.5m3，重209.3t，設(shè)計采用與中跨相同的勁性骨架合攏。（圖c）邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力布置圖（cm）四、中跨合攏施工方案及方法1、合攏支架中跨合攏段采用掛籃底模平臺作吊架施工。掛籃底模平臺翼緣模板和支架不作改動，只需拆除掛籃主桁平臺前端橫隔板和3.0m長的內(nèi)模板及支架。26#段施工完成后，采用橋南的掛籃作主掛籃、橋北的掛籃作副掛籃進(jìn)行合攏，施工方法及順序如下圖（圖d）示。（圖d）中跨合攏施工順序圖（cm）2、調(diào)索、加設(shè)配重當(dāng)合攏段掛籃吊架走行到位后，在既定的合攏時間、合攏溫度下(最低溫度)，先觀測合攏段兩邊懸臂端高差是否達(dá)到合攏條件，若達(dá)不到合攏條件，可通過調(diào)索或加設(shè)水箱配重調(diào)節(jié)主梁標(biāo)高，使其達(dá)到合攏要求（設(shè)計要求合攏段合攏時兩端豎向誤差≤1cm、軸向偏位≤1cm），調(diào)索及加設(shè)配重量由監(jiān)控單位提供數(shù)據(jù)。3、勁性骨架及臨時鎖定合攏臨時鎖定有兩個步驟：首先是焊接鎖定勁性骨架，然后張拉臨時預(yù)應(yīng)力束。勁性骨架用來連接兩端梁，保證合攏段凈空，防止在澆筑合攏段砼的過程中及合攏段砼未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)過程中梁兩端錯動，同時用來抵抗合攏段因溫度升高而產(chǎn)生的壓應(yīng)力及梁體可能錯動而起的豎向剪應(yīng)力。勁性骨架按設(shè)計布置，先將勁性骨架一端與預(yù)埋型鋼焊接牢實(shí)，再在另一端將楔塊（楔塊由2-3塊2cm厚鋼板焊成）打入頂緊，并將楔塊與預(yù)埋型鋼及勁性骨架焊接牢實(shí)。勁性骨架鎖定時間內(nèi)，溫度要求相對穩(wěn)定，勁性骨架焊接時間選擇在晚上的12點(diǎn)～第二天清晨6點(diǎn)。由于勁性骨架采用焊縫連接，焊縫抗拉能力低，故采用臨時預(yù)應(yīng)力來抵抗合攏段兩端梁體因溫度降低收縮而在合攏段砼中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。臨時張拉采用原設(shè)計的N26、N27合攏鋼束，共6根，臨時張拉束布置見圖（e）。根據(jù)砼因溫度降低而產(chǎn)生的拉應(yīng)力確定每根束臨時張拉預(yù)應(yīng)力，臨時預(yù)應(yīng)力束張拉力未達(dá)到設(shè)計張拉力，待合攏施工完成、合攏段砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，再將其補(bǔ)拉至設(shè)計噸位。（圖e）中跨合攏段臨時預(yù)應(yīng)力布置圖（cm）4、加設(shè)換重在其他所有工序完成后，開始灌注砼前，在南北岸26#段梁梁端各加設(shè)水箱配重與合攏段砼換重（每端水箱裝水重量與吊點(diǎn)承受的重量一致，水箱重心位置與吊桿合力作用點(diǎn)重合）。在澆灌合攏段砼時,根據(jù)砼澆筑量,邊澆筑砼邊放水，放水速度根據(jù)砼澆筑速度而定，原則是使同一時段內(nèi)澆筑的砼重量盡可能與放出的水重量相等（灌注砼前先要在水箱上作好標(biāo)志，以便控制放水量，放水量與合攏段混凝土澆筑量相差不超過5噸）。通過水箱放水使合攏段兩端懸臂在砼澆灌過程中受力保持一致,從而使合攏段兩邊懸臂高差始終保持不變，盡可能避免因施工原因而使結(jié)構(gòu)引起附加應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)“無應(yīng)力”合攏。5、砼灌注因混凝土抗壓能力強(qiáng)，抗拉能力低，為避免因溫度降低而使砼受拉，混凝土澆筑時間定在全天最低溫度、溫差變化小的時段進(jìn)行，一般選擇在晚上的12點(diǎn)～第二天清晨6點(diǎn)。6、施工注意事項(xiàng)⑴合攏前全橋進(jìn)行一次索力和線型的調(diào)整(根據(jù)監(jiān)控單位確定)。⑵合攏前幾天連續(xù)觀測晝夜溫度變化、合攏口高程變化、合攏口長度變化、拉索索力變化，確定溫度變化與高程、長度、索力及梁溫的關(guān)系，選定適當(dāng)?shù)氖┕r間。⑶確保勁性骨架焊縫質(zhì)量。⑷勁性骨架鎖定及砼灌注快速、對稱，盡量縮短施工時間。⑸合攏段砼加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和覆蓋。⑹合攏段砼達(dá)到規(guī)定的時間及強(qiáng)度后應(yīng)盡快張拉預(yù)應(yīng)力。⑺合攏前，清除梁上多余的材料、機(jī)具，盡量使南北兩岸梁上的施工荷載相差不大。合攏梁段澆筑砼后至縱向預(yù)應(yīng)力索張拉前應(yīng)禁止施工荷載的超平衡變化。五、邊跨合攏施工方案及方法1、合攏支架在邊跨24#段懸灌施工完成后，將掛籃前移，采用掛籃懸灌邊跨25#合攏段。施工方法及順序如下圖（f）示。（圖f）邊跨合攏段施工順序圖（cm）2、邊跨現(xiàn)澆段施工及脫模卸架邊跨現(xiàn)澆段長4.54m、砼226.7m3、重590t墩頂設(shè)計為拉壓支座，支座可以縱向自由移動（最大變位±32cm）?，F(xiàn)澆段施工時，墩側(cè)懸壁部分支撐在三角架牛褪上，墩頂部分直接支撐在墩及支座上，邊跨現(xiàn)澆段支架如圖（g）示。在現(xiàn)澆段施工完成后，為保證邊跨合攏段不裂,使現(xiàn)澆段梁體能隨溫度變化而縱向自由移動，在邊跨合攏段勁性骨架鎖定、臨時預(yù)應(yīng)力束張拉完成后，將現(xiàn)澆段支架前端多余部分支架拆除并脫掉端模及底模，采用千斤頂抽換的辦法將現(xiàn)澆段懸臂部分重量逐個落在可以縱向移動的型鋼支撐架上（6個支撐架分別支撐在6個三角架牛褪上，型鋼支撐擱放位置及構(gòu)造如圖（h）（i）示）。（圖g）邊跨現(xiàn)澆段支架圖（圖h）型鋼支撐位置圖(cm)（圖i）型鋼支撐構(gòu)造圖（cm）3、調(diào)索、加設(shè)配重同中跨合攏段，配重重量由監(jiān)控單位提供數(shù)據(jù)。4、勁性骨架及臨時鎖定邊跨合攏臨時鎖定同樣有兩個步驟：首先是焊接鎖定勁性骨架，然后張拉臨時預(yù)應(yīng)力束。勁性骨架設(shè)計及安裝同中跨合攏段。邊跨合攏段在鎖定勁性骨架后也采用臨時預(yù)應(yīng)力束張拉，臨時張拉采用原設(shè)計的N12、N18、N20、N21合攏鋼束，共8根，臨時張拉束布置見圖（j）。根據(jù)砼因溫度降低而產(chǎn)生的拉應(yīng)力確定每根束臨時張拉預(yù)應(yīng)力，臨時預(yù)應(yīng)力束張拉力未達(dá)到設(shè)計張拉力，待合攏施工完成、合攏段砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，再將其補(bǔ)拉至設(shè)計噸位。（圖j）邊跨合攏段臨時預(yù)應(yīng)力布置圖（cm）5、加設(shè)換重同中跨合攏段。6、砼灌注同中跨合攏段。7、施工注意事項(xiàng)⑴型鋼支撐處的梁底面預(yù)埋1cm厚鋼板及鋼筋網(wǎng)片。⑵施工時將支撐架的頂面鋼板與梁頂預(yù)埋鋼板點(diǎn)焊，鋼筋滾筒下的鋼板與三角架牛褪槽槽焊接。⑶掛籃底模后吊點(diǎn)處的梁頂面加設(shè)鋼板及雙層鋼筋網(wǎng)片。邊跨合攏時掛籃三角架受力計算取一集中荷載P=90t（前面已計算結(jié)果為90.8t，此處近似按90t計算）作用于主桁三角架縱梁上，距三角架立柱中心距離2.3m?？v梁慣性矩I=1.5×109mm4，經(jīng)軟件計算，縱梁最大彎矩Mmax=884.8KN.m，最大組合應(yīng)力σmax=168.7MPa＜210MPa，f=10mm=L/555＜L/400,可以!詳見下圖示。（a）彎矩圖（b）應(yīng)力圖（c）位移圖主梁邊跨現(xiàn)澆段支架(復(fù)核)計算書1、荷載計算作用于支架的荷載包括砼自重、施工人員及機(jī)具重量、模板及支架重量這三部分組成，砼自重按現(xiàn)澆支架所承受梁的最大截面來計算，砼密度按26kN/m3、模板重量取0.75kpa（包括組合鋼模、連接件及鋼楞）；施工人員及機(jī)具重量按2.5kpa計算。荷載橫向分部見下圖：B-B截面砼自重（KN/m2B-B截面砼自重（KN/m2）模板重量（KN/m2）施工人員及機(jī)械重量（KN/m2）2、建立模型建立支架模型時，牛腿斜桿采用桿單元，其余采用梁單元，荷載作用于后面三根橫梁，通過橫梁傳遞到縱梁、斜桿。縱梁計算模型橫梁斜桿縱梁計算模型橫梁斜桿3、受力及變形檢算算3.1荷載工況況工況一：砼自重重＋模板及及支架＋施施工人員及及機(jī)具。工況二：砼自重重＋模板及及支架。受力檢算時采用用工況一，變變形計算時時按工況二二采用。3.2受力檢算算支架的牛腿斜桿桿、縱梁采采用32aa][、橫梁采采用32aaⅠ。彎距圖彎距圖由彎距分布圖可可知，橫梁梁的跨度即即牛腿的間間距不太合合理，導(dǎo)致致橫梁負(fù)彎彎距過大，而而正彎距很很小。正應(yīng)力圖正應(yīng)力圖橫梁正應(yīng)力最大大值發(fā)生在在第二根橫橫梁與縱梁梁交接處，最最大值為，該該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于規(guī)范規(guī)規(guī)定的允許許應(yīng)力。剪應(yīng)力圖剪應(yīng)力圖剪應(yīng)力最大值發(fā)發(fā)生在第二二根橫梁與與縱梁交接接處，最大大值為，該該值滿足規(guī)規(guī)范要求。橫梁正應(yīng)力圖橫梁正應(yīng)力圖縱梁正應(yīng)力最大大值發(fā)生在在第二根橫橫梁與縱梁梁交接處，最最大值為，該該值大于規(guī)規(guī)范規(guī)定的的允許應(yīng)力力，但小于Q235鋼材的屈屈服應(yīng)力。斜桿應(yīng)力圖斜桿應(yīng)力圖牛腿斜桿為受壓壓桿件，按按受力檢算算最大壓應(yīng)應(yīng)力為,按穩(wěn)定檢檢算時，查查表ψ＝0.7669,按穩(wěn)定計計算時的最最大應(yīng)力為為,滿足規(guī)范范要求。3.2變形計算算變形圖變形圖由變形圖可知，除除第二根橫橫梁兩端的的懸臂端變變形較大，變變形值為44.9cmm，其余部部分變形都都很小，滿滿足要求。4、支座反力及焊縫縫檢算4.1支座反力力由上圖可知，牛牛腿上面預(yù)預(yù)埋件所受受的最大外外力為253kkN↓，394kN→；下面的的預(yù)埋件所所受最大外外力為349kkN↓，251kN←。4.2焊縫受力力檢算預(yù)埋件的布置見見下圖，焊焊腳尺寸取取，焊縫的的強(qiáng)度設(shè)計計值取為。上部預(yù)埋件下部預(yù)埋件下部預(yù)埋件（1）上部預(yù)埋件焊焊縫受力檢檢算受拉時，能承受受的最大拉拉力為：安去系數(shù)為：因?yàn)樵O(shè)置了預(yù)埋埋墊板，故故不需檢算算焊縫的受受剪承載力力。（2）上部預(yù)埋件焊焊縫受力檢檢算受壓時，能承受受的最大壓壓力為：安去系數(shù)為：4.3連接板受受力檢算（1）上部預(yù)埋件的的連接板受受力檢算：：（1）下部預(yù)埋件的的連接板受受力檢算：：由上面的計算分分析可知，該該預(yù)埋件部部分滿足規(guī)規(guī)范要求。5、結(jié)論本計算中所采用用的砼自重重為按支架架上最大的的梁截面計計算所得，結(jié)結(jié)果稍偏大大；如果取取支架上現(xiàn)現(xiàn)澆梁段的的中間截面面，結(jié)果值值約為按最最大截面的的0.84倍。通過過以上的分分析可知，橫橫梁及縱、梁梁受力不滿滿足要求，尤尤其是橫梁梁，建議要要么增大截截面，或者者減小橫梁梁間距來解解決，預(yù)埋埋件滿足受受力要求。注：公司科技技部復(fù)核檢檢算時，荷荷載按橫梁梁間距0..5米取值計算算的。主梁邊跨現(xiàn)澆段段施工時(交界墩偏偏心檢算)主橋現(xiàn)澆段采用用支架施工工時，北引引橋T梁已架設(shè)設(shè)，不存在在偏心受壓壓，南引橋橋側(cè)預(yù)制梁梁還未架設(shè)設(shè)，使墩身身處于偏心心受壓狀態(tài)態(tài)。一、澆注邊垮現(xiàn)現(xiàn)澆段時，此此時合攏段段砼未施工工，未考慮慮合攏段重重量，其重重量由掛籃籃承受；托架重量及托架架段砼偏心心取托架反反力作用點(diǎn)點(diǎn)距墩中心心的距離。壓壓力N及彎距M的檢算