客專鐵路（高鐵）488048m連續(xù)梁懸臂施工合攏段勁性骨架設(shè)計方

本文格式為Word版，下載可任意編輯——客專鐵路（高鐵）488048m連續(xù)梁懸臂施工合攏段勁性骨架設(shè)計方高速馬路雙線特大橋(48+80+48)m連續(xù)梁

勁性骨架設(shè)計方案

1合攏方式與擬定的鎖定技術(shù)

合攏段施工是懸灌梁體施工的一道關(guān)鍵工序，在主梁懸臂灌注完畢后均應(yīng)盡快完成與邊跨現(xiàn)澆段的合攏和中跨合攏段的現(xiàn)澆施工，使主梁由雙臂狀況轉(zhuǎn)化為連續(xù)整體，結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，在合攏段施工過程中，因砼自重、溫度變化、施工荷載的作用，在懸臂梁端產(chǎn)生位移，影響合攏段砼懸臂梁端的連接，易產(chǎn)生裂紋，施工中尋常采用勁性骨架支撐和臨時預(yù)應(yīng)力的撐拉作用將合攏口鎖定，同時在灌注砼時在合攏口處增減等載壓重，保持合攏口兩梁端無相對位移，在灌注砼時從而保證合攏段砼與懸臂梁端之間不產(chǎn)生裂紋。

根據(jù)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的不同，其合攏方式和順序亦不同，由此引起的結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力不同，體系轉(zhuǎn)換時由徐變引起的內(nèi)力重分布也不一致，本橋連續(xù)梁合攏段施工順序為：先合攏邊跨再合攏中跨。

由于合攏期短，可不計砼的徐變，由于溫度升高將會產(chǎn)生數(shù)千噸的溫度內(nèi)力，剛性支撐無法承受，由于先邊跨合攏后將邊跨支架底模脫離開梁體后，中跨合攏段由于6＃墩為固定支座，只能通過主墩7＃和8＃墩的活動支座移動，故為便利施工，在邊跨合攏段勁性骨架鎖定后馬上釋放一端梁（5#或8＃墩）的滑動支座約束。待邊跨合攏張拉完成后用勁性骨架對中跨合攏段進行鎖定，然后對7＃墩的臨時固結(jié)裝置進行解除，對7＃墩梁體滑動支座約束解除后，合攏段剛性支撐受力狀況發(fā)生變化：箱梁在溫度變化時引起的熱脹冷縮產(chǎn)生的軸向應(yīng)力一部分會由于支座的活動得以釋放。

本橋合攏口的鎖定擬定采用4根2[40C槽鋼組合，焊接為勁性鋼骨架支撐（臨時外支撐）和張拉合攏口一定范圍內(nèi)的頂?shù)装迮R時預(yù)應(yīng)力束外拉的方式，再將兩端懸臂臨時聯(lián)結(jié)共同鎖定用剛性支撐抗爭砼升溫時產(chǎn)生的壓力，用預(yù)應(yīng)力抗爭降溫時產(chǎn)生的拉力，以保護合攏段混凝土的完整。

剛性支撐設(shè)置：邊跨現(xiàn)澆段及11#塊端部頂?shù)装甯黝A(yù)埋4根400mm的槽鋼，槽鋼根部加焊錨筋進行加強，沿梁頂?shù)装蹇v向設(shè)4根400mm的槽鋼支撐。

邊跨合攏段張拉頂板束為T14，底板束為B13；中跨合攏段為張拉頂板束為

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T13，底板束為B7。

2勁性骨架鎖定分析計算

由于合攏期短，可不計砼的徐變，對中、大跨度的橋梁，箱梁斷面較大，由于溫度升高將會產(chǎn)生數(shù)千噸的溫度內(nèi)力，剛性支撐無法承受，故為便利施工，宜在合攏口鎖定后馬上釋放一端梁的滑動支座約束，當梁體滑動支座約束解除后，合攏口剛性支撐受力狀況發(fā)生變化：當升溫Δt時，N=Q×f+NY；當降溫Δt時N=NY-Q×f式中：N為合攏口剛性支撐所受壓力；f為支座摩阻系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場進場材料說明取0.05；Q為支座上的梁體重量；NY為預(yù)應(yīng)力束的張拉力。由以上分析可見，合攏口剛性支撐是升溫時控制。

當降溫時令N=NY-Q×f＝0NY＝Q×f當升溫時

N=Q×f+NY由于NY＝Q×f故N=2（Q×f）據(jù)此選定剛性支撐斷面或者驗算勁性骨架。

箱梁因溫度變化產(chǎn)生的軸向應(yīng)力即等于二倍支座的摩擦力。根據(jù)上述分析則：N=2（Q×f）將先邊跨合攏時：

根據(jù)設(shè)計圖紙現(xiàn)澆段梁重取Q＝2504.27kN，f＝0.15帶入Q×f=2504.27×0.15=375.641（kN）,N=2*Q×f=751.282（kN）

待邊跨合攏后梁重為T構(gòu)重與邊跨現(xiàn)澆段和合攏段重

依據(jù)圖紙取Q＝33892.27（kN），f＝0.05同理帶入Q×f=33892.27×0.05=1694.614,N=2×Q×f=3389.228（kN）2.1勁性骨架容許應(yīng)力計算

槽鋼[40C截面特性

A=9105mm2Iy0=688×104mm4Iz0=19700×104mm4a=10cm槽鋼2[40C組合截面慣性矩

A=18210mm2Iy=Iy0+A（a/2+z）=31300×104mm4Iz=2×Iz0=39400×104mm4

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圖1勁性骨架截面組合圖

組合截面的勁性骨架采取外鎖式，其預(yù)埋在邊跨現(xiàn)澆段與邊跨懸臂端（當主跨合攏時，其預(yù)埋在11號梁段端頭，其壓桿長度取2.4m進行兩端焊接，視為兩端固定），故勁性骨架μ=0.5進行壓桿驗算。2.1.1組合截面最大臨界應(yīng)力柔度???li,i?IA通過計算得出??9.16

a??s?61.6,b經(jīng)查表?s?238MPa,a?304MPa,b?1.12MPa?s?由于?＜?s，所以該構(gòu)件是短粗桿，不存在穩(wěn)定性問題只有強度問題。根據(jù)??9.16查表的該構(gòu)件中心受壓折減系數(shù)為??0.996所以臨界應(yīng)力

Fcr???A???0.996?0.01821?215?106?3899kN

則支撐力N=4×3899kN=15596kN＞3389.228kN即滿足安全，安全儲存K=4.6

根據(jù)以上驗算選擇的槽鋼組合具有較大的安全貯備，安全滿足要求。2.1.2在組合槽鋼預(yù)埋位置剪力計算

τ＝N/Am＝3389.228kN/（0.01821×4）=46.53MPa≤125MPa

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根據(jù)以上驗算預(yù)埋的槽鋼抗剪承載力具有較大的全儲存，安全滿足要求。2.2預(yù)應(yīng)力張拉臨時束張拉力計算

邊跨合攏段張拉頂板束為T14（15－7Φ5）左右各一束，底板束為B13（15－7Φ5）左右各一束；

則張拉力值取：375.641kN/4=93.910kN。

中跨合攏段為張拉頂板束為T13（15－7Φ5）左右各一束，底板束為B7（17－7Φ5）左右各一束；

則張拉力值?。?694.614kN/4=423.654kN。

3合攏段施工方案建議

合攏段施工是連續(xù)梁橋施工中的一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是“T構(gòu)〞體系轉(zhuǎn)換成連續(xù)梁體系，由靜定結(jié)構(gòu)向超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的過程，在體系轉(zhuǎn)換過程中其受力狀況繁雜，抗拉抗壓又抗剪，故合攏方式的選擇、合攏段施工質(zhì)量對結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量有著很大的影響，在施工前應(yīng)根據(jù)合攏段主要施工環(huán)節(jié)進行有針對性的準備。合攏段施工主要環(huán)節(jié)如下：

張拉完成最終節(jié)段預(yù)應(yīng)力束→對稱拆除節(jié)段施工用掛籃及梁段上不必要的施工荷載→在各懸臂端頭對稱加載配重→安裝合攏段吊架及模板→綁扎底板、腹板、頂板鋼筋→焊接勁性骨架→張拉臨時預(yù)應(yīng)力束→澆筑混凝土并同步卸載配重→養(yǎng)護→底板穿束、張拉。其中應(yīng)特別注意勁性骨架的焊接、合攏段臨時束的張拉及混凝土澆筑的先后順序及緊湊性。3.1配重的加載

底模板及外側(cè)模安裝完成后，在各“T構(gòu)〞懸臂端同步加載配重，即1/2合攏段重量（設(shè)置配重水池并注水），并對各合攏段兩端進行高程測量，如合攏段兩端存在較大合攏誤差時，可根據(jù)實際狀況進行局部調(diào)整配重，使各合攏段合攏精度滿足設(shè)計及規(guī)范要求。3.2合攏段鋼筋綁扎

加載配重完成后，緊固準備施工的合攏段模板并做全面檢查，再進行合攏段底板、腹板、頂板鋼筋的綁扎及預(yù)應(yīng)力管道的布設(shè)，并完成合攏段臨時束的穿束、張拉準備工作和勁性骨架一端的焊接及合攏段混凝土澆筑前的其他準備工作。

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3.3勁性骨架的鎖定

勁性骨架的鎖定是連續(xù)梁橋合攏段施工中的重要環(huán)節(jié)，是結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的標志。特別在邊跨合攏段，由于現(xiàn)澆段是在支架上完成，其相對較為穩(wěn)定，而懸臂端由于溫度變化的影響會產(chǎn)生下?lián)匣蛏下N并伴有軸向變形，在混凝土早期強度不高未進行張拉前，這些變形簡單導(dǎo)致合攏段混凝土開裂，故必需在合攏口設(shè)置剛性支撐。本橋采用4根2[40C槽鋼組合作為勁性骨架，每個合攏段頂板、底板各設(shè)置2根體外支撐，預(yù)報槽鋼時要考慮避免與豎向預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生沖突。合攏段勁性骨架應(yīng)提前完成一端的焊接工作，并在一天中最低溫度時進行另外一端的焊接以完成鎖定，焊接支撐時，注意采取溫控措施，避免燒傷波紋管。3.4臨時束張拉

勁性骨架焊接完成后盡快依照設(shè)計要求噸位完成合攏段臨時束的張拉，張拉后澆筑合攏段混凝土。待合攏混凝土達到設(shè)計強度的90%且養(yǎng)護齡期不少于7天后，張拉合攏段縱向束，臨時束補拉到設(shè)計噸位。對于邊跨合攏段，在合攏口鎖定后即釋放現(xiàn)澆段固結(jié)約束，使現(xiàn)澆段在合攏口鎖定連接下能夠沿支座自由伸縮。對于中跨合攏段，在合攏口鎖定后即釋放7#主墩固結(jié)約束，使現(xiàn)澆段在合攏口鎖定連接下能夠沿支座自由伸縮。3.5合攏段混凝土澆筑

合攏段混凝土要求采用收縮性小或略微膨脹的混凝土，施工方應(yīng)提前完成合攏段混凝土協(xié)同比的調(diào)整及試驗，要求混凝土具備早強、緩凝、低收縮的特性。合攏段混凝土澆筑應(yīng)盡量選擇在溫度變化較小的時段進行（一般為每日凌晨），混凝土澆筑應(yīng)在一天中最低氣溫時開始，使整個混凝土初凝過程處于升溫狀態(tài)，保證混凝土早期強度較低時不承受拉應(yīng)力；合攏段混凝土澆筑依照先底板、再腹板、后頂板的順序在盡可能短的時間（一般要求應(yīng)在4小時以內(nèi)）內(nèi)完成；混凝土澆筑過程中施工方應(yīng)安排專人對合攏段兩端配重進行對稱、同步卸載，使懸臂端在整個合攏段施工過程中處于動態(tài)平衡，以防混凝土的開裂；為防止?jié)仓拱鍟r底板翻漿，請施工方注意在倒角處設(shè)置壓板；加強混凝土振搗，特別注意管道密布區(qū)域和勁性骨架附近混凝土品質(zhì)，防止出現(xiàn)空洞或蜂窩麻面；混凝土澆筑時注意管道的保護，避免振動棒長時間擊打波紋管造成管道破壞；混凝土澆筑完成后，應(yīng)加強混凝土的早期養(yǎng)護，保持混凝土各外露面有足夠的濕度。

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3.6底板預(yù)應(yīng)力張拉

底板束張拉依照先張拉長束、后張拉短束的原則進行，為確保張拉安全，建議底板預(yù)應(yīng)力張拉分兩批分級、對稱、均衡地進行，張拉采用跳張的方式進行，即張拉在先長后短的原則下，張拉最長束后隔斷進行張拉，張拉完成后馬上灌漿、封錨。施工過程中特別注意壓漿工作必需在張拉完成后馬上進行，采用真空輔助壓漿的施工工藝確保注漿質(zhì)量、密實度。