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1、11連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術劉君（中鐵 25 局集團第四工程有限公司，廣西柳州545007）摘摘摘摘要：要：要：要：本文以遂渝二線鐵路薛家壩涪江左線特大橋上構連續剛構為工程背景，詳細闡述了連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術，以期對同類剛構合攏施工提供參考和借鑒。關鍵詞：關鍵詞：關鍵詞：關鍵詞：連續剛構合攏頂推勁性骨架施工技術中圖分類號：TU74文獻標識碼：A文章編號：1 工程概況遂渝二線鐵路薛家壩涪江左線特大橋位于遂寧市老池鄉店子村，2、跨越涪江河，共 18 個墩臺（0 號17 號），孔跨布置：224m+1064 m 預應力砼簡支箱梁+（68+128+68）m 預應力砼連續剛構+224m，全長 1039m。連續剛構兩個 0 號段在 13 號、14 號雙薄壁墩上。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，頂板、底板及腹板局部向內側加厚。中跨中部 34m 梁段和邊跨端部 21.7m 梁段為等高梁段，梁高 4.8m；中墩處梁高 9.2m，0 號段長度為 12m，其余變高梁段梁底曲線為圓曲線，R=212.314m，底板頂面曲線半徑 R=239m，全橋除邊跨端塊處頂板厚由 52cm 漸變至 80cm 外，其它均為 52cm，底板厚 4290c3、m 按圓曲線變化，邊跨端塊處厚度右 42cm 漸變至 80cm，腹板厚為 4070cm，邊跨端塊處腹板厚由 40cm 漸變至 80cm。梁體箱寬為 6.1m，防撞墻內側凈寬為 4.46m，橋上人行道欄桿內側凈寬為 8.3m，橋面為 8.3m。中跨合攏段全長 2.0m，該處箱梁設計高度 4.8m，底板寬度為 6.1m，頂板寬度為 8.3m，腹板厚度為 0.40m，底板厚度為 0.42m，頂板厚度為 0.52m，中跨合攏段混凝土總方量為 20.9m3。2 合攏方案總體設計對多種合攏順序進行研究，通過結構變形、剛構恒載內力分布及施工穩定性的比較，確定了先中跨合攏后，再同時進行兩邊跨合攏的合攏順序，確4、保剛構在較小撓度變化及受力較為合理的狀態順利合攏。在兩懸臂面之間設置千斤頂，對兩側 T 構主動施壓，增大懸臂端面22之間的間距，然后鎖定合攏口，拆除千斤頂，頂推力轉移至撐桿，并對稱張拉頂板束 2N40，底板束 2N41 預應力筋，每束張拉力為設計張拉力的 20%。通過對不同合攏的支架系統進行經濟及技術分析、對比，中跨合攏段的施工采用已有掛籃作改動之后作吊架進行合攏，利用掛籃的底藍，外模及外滑梁，內模及內滑梁，分別錨于兩 T 構的 16 號節段，安裝部分不影響頂推與鎖定的鋼筋及預應力管道。即在 13 號、14 號墩跨間的連續剛構 16 號節段施工完成后，一個掛籃后退一個節段，一個掛籃前進一個節段5、，以利用掛籃作吊架進行中跨合攏。3 中跨合攏段施工方案31 中跨合攏段的頂推1）頂推位移觀測墩頂位移量的監測是關鍵控制點，頂推施加力時派專人負責觀察墩頂位移量。位移的觀測分為單個 T 構位移的絕對值及兩個 T 構位移的相對值。因此，在中跨合攏段兩側對稱的 16號節段頂板、底板沿橫斷面方向各布設預埋兩個鋼筋點并做相關標識，直接用鋼尺量測控制位移相對值。為監測單個 T 構位移的絕對值，通過在另外半幅墩頂設置觀測點，架設全站儀觀測 T 構位移的絕對值。如果監測的位移值與設計值存在差異，要進行原因分析，采取對應措施進行處理。2）T 構頂推力施加根據設計要求，中跨合攏臨時鎖定前，需在 720的溫度條件下6、，在中跨合攏段兩側 T構端部施加頂推力 F2000KN（根據監控數據計算所得)），以調整墩梁內力。頂推力的施加以頂力為控制指標，以合攏段兩端水平位移量為校核指標。在懸澆 T 構 16 號節段砼時，在底板及頂板處分別預埋 4 塊 40040020mm 鋼板，作為4 個頂推著力點，鋼板具體埋設位置見圖 1 所示，預埋的鋼板通過焊接 9 根長 35cm 的20 鋼筋與梁砼連接，且在梁砼內適當加入井字架筋，以增強鋼板與梁體砼連接抗拔力和梁的抗壓承載力。預埋件鋼筋布置圖鋼板預埋件鋼筋鋼板鋼筋鋼板鋼板預埋件33圖 1中跨合攏頂推預埋鋼板示意圖頂推時間需選在日最低氣溫時進行，采用 4 臺 63t 液壓千斤頂7、施加頂推力，4 根 2I20a工字鋼作頂力柱，在 4 個頂推著力點同時均勻施加。按照 020%40%60%80%100%的順序分五級加載頂推力。根據油頂標定數據表提前計算各級應力所對應的油表讀數，頂推時分階段觀測墩頂偏移量，達到設計頂推力時與設計要求的位移控制數據進行對比。3.2 勁性骨架安裝、鎖定為保證中跨合攏段澆筑質量，施工前需形成臨時剛性，本項目設置 4 道體外合攏勁性骨架，以滿足中跨合攏段臨時剛性連接的要求。勁性骨架支撐采用長度為 3.4m 的 2I36a 工字鋼，工字鋼設綴板焊接成整體，綴板尺寸為 30020010mm，按中心距 0.6m 布置，綴板邊緣凈距 0.4m。鋼支撐 2I38、6a 工字鋼與底板、頂板的頂面預埋 Q235 鋼板焊接，Q235 鋼板尺寸為 60045020mm，邊緣距離砼梁邊緣 20cm，每個 16 號節段預埋 4 塊。勁性骨架結構如圖 2 所示。圖 2勁性骨架示意圖Q235 鋼板通過焊接 6 根長為 30cm 的 L10010010 角鋼與砼連接，如圖 3 所示，并梁體內適當加入井字架筋。圖 3勁性骨架預埋鋼板及鋼支撐結構示意圖16號節段鋼支撐鋼支撐限位鋼板鋼支撐預埋鋼板 中跨合攏段16號節段鋼支撐預埋鋼板方木填塞預埋鋼板角鋼I36a工字鋼綴板44頂推前先將鋼支撐工字鋼一端與鋼板焊接，頂推達到 2000KN 的設計頂推力，且梁體標高、軸線偏差滿足合攏9、精度要求，達到合攏條件后立即進行鋼支撐工字鋼另外一端的焊接固定，鎖定合攏勁性骨架。鎖定時間選擇在當天溫度最低且溫差變化最小的時段（凌晨 2:006:00）進行。鎖定時采用 4 臺電焊機同時對合攏段的 4 道勁性骨架進行焊接，防止因鎖定時間不一致造成梁體線形、應力變化。焊接固定后撤掉千斤頂。焊接時要采取溫控措施，避免燒傷混凝土。勁性骨架拆除安排在合攏段砼養生至設計強度之后，合攏鋼束張拉開始之前。3.3 臨時錨固合攏勁性骨架焊接鎖定完成，頂推力撤除后立即進行臨時錨固（防止溫度變化將合攏段勁性骨架焊縫拉裂），采用 4 臺千斤頂左右對稱同時進行頂板 2N40 束，底板 2N41 束預應力筋的張拉，每束10、張拉力為設計張拉力的 20%（2352KN0.2=470.4KN，四束共 1881.6KN）。作為中跨合攏段的臨時錨固體系，防止中跨合攏段砼在澆筑完成后，預應力鋼束張拉之前砼開裂。3.4 鋼筋、預應力管道的安裝由于合攏段鋼筋、預應力管道密集，應特別注意預應力管道的定位和密封，確保管道暢通。由于合攏段預應力鋼束管道內不能穿襯管，為安全考慮采用先穿束的方式。3.5 砼澆筑砼澆筑前對模板加固情況及總體安全性、預埋件位置進行仔細的檢查，確保施工安全。合攏段砼澆筑在一天溫度最低時進行，并使砼澆筑后溫度開始緩慢上升為宜。合攏段砼澆注后，加強覆蓋和灑水養護，防止合攏段砼因內外溫差過大開裂。3.6 預應力束的11、張拉、壓漿待中跨合攏段砼達到設計強度的 90%以上，且齡期達到 5 天以后，拆除勁性骨架，對稱張拉頂板束 2N40，底板束 6N41，頂板束 2N50、2N49、4N48，張拉后應及時壓漿。3.7 施工注意事項1）在合攏前 16 號節段的施工過程中，加強合攏口兩端梁體的線型控制及梁端截面控制，確保合攏口兩端梁體軸線、標高、節段長度等指標滿足合攏精度要求。2）合攏段鎖定前，需對懸臂斷面進行一晝夜分時段連續觀測，觀測氣溫與懸臂端的標高變化，氣溫與合攏段長度的變化，氣溫與梁體溫度的關系等，以確定合攏時間。553）掌握合攏期間的氣溫預報情況，選擇日溫較低、溫度變化幅度較小時鎖定合攏口并澆注合攏段砼。412、）合攏段施工中涉及到的鋼構件較多，按照設計要求及現場施工的實際需要，在 16 號節段施工時就開始注意相關構件的預埋，確保無遺漏并控制位置的準確性。5）合攏勁性骨架的焊接鎖定，要求迅速地對稱進行，同時一定要保證焊縫質量。6）中跨合攏段吊架及模板的拆除，必須要在中跨底板束張拉完成后進行。4 邊跨合攏段施工方案待中跨合攏完成且按設計程序結束后，合攏邊跨。在 12、15 號墩上安裝永久支座，安裝時根據合攏溫度設置支座預偏量。在 12、15 號墩頂安裝托架，同時用掛籃作為合攏支架的一部分，立模澆注 5.7m 長 17、18 號段砼，要求兩邊同時灌注砼。5 勁性骨架檢算資料5.1 強度穩定性檢算勁性骨架由13、 8 根 I36a 工字鋼承受軸向壓力 2000+1881.6=3881.6KN，則單根工字鋼承受的軸向力為 P=3881.68=485.2KN，工字鋼計算長度 l=2.9m，已知 36a 工字鋼的參數A=76.3cm2，Iy=552cm4，iy=2.69cm，wy=81.2cm3，=170MPa。=l/iy=12902.69=107.81，屬 b 類截面，查表得=0.506，=P/(A)=485.21000(0.50676.3100)=125.67=170MPa以上單根工字鋼計算已滿足要求，施工中將兩根工字鋼通過綴板連接為整體，穩定性更為安全。5.2 焊縫設計工字鋼與預埋鋼板連接采用 E4314、 型焊條手工焊，由于工字鋼翼緣厚 6mm，與預埋鋼板進行角焊縫連接時角焊縫高度按 hf=6mm 計，則焊縫厚度 he=0.7hf=4mm，焊縫允許抗剪強度為160MPa，則單根工字鋼需要的焊縫長度為 4852001604=758mm，實際焊縫長度 1000mm，滿足設計要求。為安全起見，2 根工字鋼端頭設置橫向限位鋼板條 4005020mm，限位鋼板與工字鋼和預埋鋼板之間焊接，限位鋼板條周邊滿焊，焊縫高度 20mm。665.3 預埋鋼板檢算勁性骨架預埋鋼板一側焊接 6 根 30cm 的 L10010010 角鋼，角鋼的參數為：A=19.261cm2，=Q/A=84.11MPa=100MPa，單15、根角鋼承受的剪力為 Q=485.23=162KN，角鋼周邊焊縫高度10mm，則焊縫的計算厚度為7mm，角鋼周長為400mm，焊縫的剪應力為1620007400=57.86MPa160MPa，滿足要求。6 結束語在遂渝二線薛家壩涪江左線特大橋主橋合攏施工設計中由于充分考慮了技術要求、施工機具設備及施工環境等因素，并進行了施工方案的精心設計，使連續剛構得以順利合攏，合攏段混凝土質量良好，各項技術指標及施工成本控制均達到了預期效果。參參參參 考考考考 文文文文 獻獻獻獻1 鮑衛剛、周泳濤預應力混凝土梁式橋梁設計施工技術指南M北京：人民交通出版社，2009。2 國振喜、張樹義實用建筑結構靜力計算手冊M北京：機械工業出版社，2009。連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術作者：劉君作者單位：中鐵25局集團第四工程有限公司刊名：城市建設理論研究（電子版）英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu年，卷(期)：2013(9)引用本文格式：劉君 連續剛構合攏段頂推方案設計及勁性骨架施工技術期刊論文-城市建設理論研究（電子版）2013(9)