1、11連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)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(gòu)連續(xù)剛構(gòu)為工程背景，詳細闡述了連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)，以期對同類剛構(gòu)合攏施工提供參考和借鑒。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)合攏頂推勁性骨架施工技術(shù)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(xiāng)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(yù)應(yīng)力砼簡支箱梁+（68+128+68）m 預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)+224m，全長 1039m。連續(xù)剛構(gòu)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(nèi)側(cè)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 4290c
3、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(nèi)側(cè)凈寬為 4.46m，橋上人行道欄桿內(nèi)側(cè)凈寬為 8.3m，橋面為 8.3m。中跨合攏段全長 2.0m，該處箱梁設(shè)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(shè)計對多種合攏順序進行研究，通過結(jié)構(gòu)變形、剛構(gòu)恒載內(nèi)力分布及施工穩(wěn)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(gòu)在較小撓度變化及受力較為合理的狀態(tài)順利合攏。在兩懸臂面之間設(shè)置千斤頂，對兩側(cè) T 構(gòu)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(zhuǎn)移至撐桿，并對稱張拉頂板束 2N40，底板束 2N41 預(yù)應(yīng)力筋，每束張拉力為設(shè)計張拉力的 20%。通過對不同合攏的支架系統(tǒng)進行經(jīng)濟及技術(shù)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(nèi)模及內(nèi)滑梁，分別錨于兩 T 構(gòu)的 16 號節(jié)段，安裝部分不影響頂推與鎖定的鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道。即在 13 號、14 號墩跨間的連續(xù)剛構(gòu) 16 號節(jié)段施工完成后，一個掛籃后退一個節(jié)段，一個掛籃前進一個節(jié)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(jiān)測是關(guān)鍵控制點，頂推施加力時派專人負責(zé)觀察墩頂位移量。位移的觀測分為單個 T 構(gòu)位移的絕對值及兩個 T 構(gòu)位移的相對值。因此，在中跨合攏段兩側(cè)對稱的 16號節(jié)段頂板、底板沿橫斷面方向各布設(shè)預(yù)埋兩個鋼筋點并做相關(guān)標識，直接用鋼尺量測控制位移相對值。為監(jiān)測單個 T 構(gòu)位移的絕對值，通過在另外半幅墩頂設(shè)置觀測點，架設(shè)全站儀觀測 T 構(gòu)位移的絕對值。如果監(jiān)測的位移值與設(shè)計值存在差異，要進行原因分析，采取對應(yīng)措施進行處理。2）T 構(gòu)頂推力施加根據(jù)設(shè)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(cè) T構(gòu)端部施加頂推力 F2000KN（根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)計算所得)），以調(diào)整墩梁內(nèi)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(gòu) 16 號節(jié)段砼時，在底板及頂板處分別預(yù)埋 4 塊 40040020mm 鋼板，作為4 個頂推著力點，鋼板具體埋設(shè)位置見圖 1 所示，預(yù)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(nèi)適當(dāng)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(yù)埋件鋼筋布置圖鋼板預(yù)埋件鋼筋鋼板鋼筋鋼板鋼板預(yù)埋件33圖 1中跨合攏頂推預(yù)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(jù)油頂標定數(shù)據(jù)表提前計算各級應(yīng)力所對應(yīng)的油表讀數(shù)，頂推時分階段觀測墩頂偏移量，達到設(shè)計頂推力時與設(shè)計要求的位移控制數(shù)據(jù)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(zhì)量，施工前需形成臨時剛性，本項目設(shè)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(shè)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 2I3
8、6a 工字鋼與底板、頂板的頂面預(yù)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(jié)段預(yù)埋 4 塊。勁性骨架結(jié)構(gòu)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(nèi)適當(dāng)加入井字架筋。圖 3勁性骨架預(yù)埋鋼板及鋼支撐結(jié)構(gòu)示意圖16號節(jié)段鋼支撐鋼支撐限位鋼板鋼支撐預(yù)埋鋼板 中跨合攏段16號節(jié)段鋼支撐預(yù)埋鋼板方木填塞預(yù)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(shè)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(dāng)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(yīng)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(yǎng)生至設(shè)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(yù)應(yīng)力筋的張拉，每束
10、張拉力為設(shè)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(yù)應(yīng)力鋼束張拉之前砼開裂。3.4 鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安裝由于合攏段鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道密集，應(yīng)特別注意預(yù)應(yīng)力管道的定位和密封，確保管道暢通。由于合攏段預(yù)應(yīng)力鋼束管道內(nèi)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(yù)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(yǎng)護，防止合攏段砼因內(nèi)外溫差過大開裂。3.6 預(yù)應(yīng)力束的
11、張拉、壓漿待中跨合攏段砼達到設(shè)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(yīng)及時壓漿。3.7 施工注意事項1）在合攏前 16 號節(jié)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(jié)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(xù)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(guān)系等，以確定合攏時間。553）掌握合攏期間的氣溫預(yù)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。4
12、）合攏段施工中涉及到的鋼構(gòu)件較多，按照設(shè)計要求及現(xiàn)場施工的實際需要，在 16 號節(jié)段施工時就開始注意相關(guān)構(gòu)件的預(yù)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(zhì)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(shè)計程序結(jié)束后，合攏邊跨。在 12、15 號墩上安裝永久支座，安裝時根據(jù)合攏溫度設(shè)置支座預(yù)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(wěn)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(shù)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(wěn)定性更為安全。5.2 焊縫設(shè)計工字鋼與預(yù)埋鋼板連接采用 E43
14、 型焊條手工焊，由于工字鋼翼緣厚 6mm，與預(yù)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(shè)計要求。為安全起見，2 根工字鋼端頭設(shè)置橫向限位鋼板條 4005020mm，限位鋼板與工字鋼和預(yù)埋鋼板之間焊接，限位鋼板條周邊滿焊，焊縫高度 20mm。665.3 預(yù)埋鋼板檢算勁性骨架預(yù)埋鋼板一側(cè)焊接 6 根 30cm 的 L10010010 角鋼，角鋼的參數(shù)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(yīng)力為1620007400=57.86MPa160MPa，滿足要求。6 結(jié)束語在遂渝二線薛家壩涪江左線特大橋主橋合攏施工設(shè)計中由于充分考慮了技術(shù)要求、施工機具設(shè)備及施工環(huán)境等因素，并進行了施工方案的精心設(shè)計，使連續(xù)剛構(gòu)得以順利合攏，合攏段混凝土質(zhì)量良好，各項技術(shù)指標及施工成本控制均達到了預(yù)期效果。參參參參 考考考考 文文文文 獻獻獻獻1 鮑衛(wèi)剛、周泳濤預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋梁設(shè)計施工技術(shù)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(jié)構(gòu)靜力計算手冊M北京：機械工業(yè)出版社，2009。連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)連續(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)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(shè)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(xù)剛構(gòu)合攏段頂推方案設(shè)計及勁性骨架施工技術(shù)期刊論文-城市建設(shè)理論研究（電子版）2013(9)
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