1、(40m+72m+40m)连续梁边跨、中跨合拢段 连续梁合拢段施工方案京沪高铁南京相关枢纽工程町-3标 五工区石干特大桥(40m+72m+40m)连续梁边跨、中跨合拢段施中铁四局南京铁路相关工程町-3标项目经理部五工区二00九年九月冃录1 工程概况2 合 拢 段 设 计 简介3 、合拢顺序4 合拢施工方合拢施工步骤及施工方法(1) 合 拢 吊 架 平 台 搭设(2) 加设配重(3) 钢筋绑扎、预应力安装、模型安装及加固合拢撑架安装、锁定及拆除(5) 临 时 预 应 力 朿 张拉(6) 加设换重(7) 轻浇注及养生 预 应 力 张 拉、 压浆(9)支架、挂篮拆除6、 合拢施工需注意的其它事 附件2、一:72连续梁合拢吊架受力检算书附件二：72连续梁边跨现浇段及合拢段设计构造图附件三：72连续梁合龙撑架设计图附件四：72连续梁设计施工步骤图附件五:72连续梁合拢施工顺序流程图附件六：72连续梁合拢吊架施工步骤图石干特大桥(40+72+40) m连续梁边跨、中跨合拢段施工方案1、工程概况石干特人桥连续梁跨度为40+72+40m,共两联，京沪与沪汉蓉 各一联，主梁上跨改移后的大周路。本方案按京沪连续进行编制。连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12m, 底宽6. 7m,顶板厚4050cm,按折线变化，腹板厚度486090cm,按折 线变化，底板厚40、100cm,按曲线变化,底板3、设30*60梗肋，顶板设 30*90梗肋。在端支点、中支点共设四个横隔梁,隔板设有孔洞，供检 查人员通过。中支点横隔板厚2.4m,端支点横隔板厚1. 15mo桥面宽 度：防护墙内侧净宽8. 8m,桥上人行道栏杆内侧净宽119m,桥面板宽 12. 0m,桥梁建筑总宽度1228叫梁全长为153. 5m,计算跨度为 (40+72+40)m, +支点截面屮心梁高6. 2m,跨屮2.0m直线段及边跨 4. 75m直线段截面中心梁高为3. 6m,梁底按R217. 117m圆曲线变化, 边支座中心线距梁端0. 75m。支座横桥向中心距均为5. 6mo京沪高速铁路右干特大桥53#、56#墩及沪汉蓉铁路右干特大4、 桥50#53#墩上部结构采用(40+72+40) m预应力钢筋殓悬臂浇筑连续 箱梁施工。悬灌梁段长3. 0叭3. 5 m,合拢段长lm和加。一个 构共有18个悬灌梁段,边跨现浇段长4. 75m, 1号块为最大重151to 箱梁设纵向、横向和竖向三种预应力,横向、纵向预应力管道采用金 属波纹管，竖向预应力管道采用铁皮管。预应力筋采用标准公称直径 15. 24mm,强度级别为1860MPa的低松弛钢绞线及25精轧螺纹，墩顶 支座为球形支座。连续梁主墩施工完后，在承台顶安装落地钢管支架，进行预压 并施工0#块，张拉预应力束,完成墩梁临时固结;之后在0#块上拼装 挂篮，开始对称悬臂浇筑1#9#标准节5、块，并保证主“T”构端基本同 步施工，最大不平衡重量不超过设计值8t;标准节块施工的同吋，完成 边跨现浇段支架搭设、混凝土浇筑，最后按照先边跨合拢、再中跨合 拢的顺序，完成连续梁的主体施工。连续箱梁采用三角形挂篮悬臂灌注施工工艺。本桥共计配备 4只挂篮。2、合拢段设计简介(40+72+40)m连续梁合拢段共计3个，其中边跨合拢段2个, 中跨合拢段1个。边跨合拢段长lm,屮心梁高3. 6m,底板宽6. 7m,厚0. 4m;顶板 宽12m,厚0. 40. 75m;腹板为单箱直腹板结构形式，厚0. 6m。梁体采 用C50高性能耐久殓，殓设计方量11. 03m3,钢筋2. 49t。边跨合拢段横断面上共6、设有纵向合拢钢束14孑L,其中备用束2孑L,横向、竖向预应力设置同其它节段。边跨合拢段梁体结构及合 拢钢束设计详见下图：中跨合拢段长2m,中心梁高3. 6m;底板宽6. 7m,厚0. 4m;顶板 宽12. 0m,厚0. 20. 538m;腹板为单箱直腹板结构形式，厚0. 6m。梁体 采用C50高性能耐久碇，碇设计方量22. 06m3,钢筋5. 45t。中跨合拢段横断面上共设有纵向合拢钢束26孑L,其中备用束 2孑L,横向、竖向预应力设置同其它节段。中跨合拢段梁体结构及合 拢钢束设计详见下图：边跨、中跨合拢段均设置体外合拢撑架，每个合拢段4道，分 别位于腹板上方顶板顶面和内箱底板下倒角顶面。体外7、合拢撑架采用 2根I40a工字钢制作，施工采用8根长3. 0m(2. Om)的140工字钢钢作 为刚性支撑焊接其上进行锁定，工字钢钢号为16Mnq,以承受温度升高 使悬臂纵向伸长产生的压应力，并穿以部分纵向预应力束，以预应力 来抵消两端因温度降低而缩短所产生的拉力o工字钢与梁体采用每端 预埋4根42的预埋螺栓进行栓接，预埋螺栓钢号同工字钢，为16Mnq, 地脚螺栓长415mm,预埋深度为315mm。合拢撑架布置详见下图：3、合拢顺序(40+72+40)m连续梁合拢顺序为先边跨后屮跨,根据设计施工 步骤,具体合拢顺序如下：4、合拢施工方案合拢施工方案的重点在合拢吊架的设计，其它如配重、换重的 设8、置、合拢撑架的安装与锁定、预张拉临时预应力束、合拢段碗浇注 时间及温度的控制、合拢钢束的张拉与压浆等关键步骤，均严格按照 设计要求及施工规范要求执行。钢筋绑扎、预应力安装、张拉及压浆、 模型安装及加固、支架及操作平台搭设等通用工序，均和正常悬灌、 边跨现浇段要求相同，在此不再赘述。合拢吊架的设计关键在于如何利用既有挂篮和支架,根据设 计耍求，结合工地现场既有材料、机具等实际情况，边跨合拢利用落地 支架配合边跨挂篮底模作为支撑，纵、横铺设方木平台进行施工;中跨 合拢利用中跨一侧幅挂篮底、侧模作为支撑进行施工。中跨、边跨挂 篮在悬灌完9#段后，中跨一侧挂篮解体，另一侧挂篮前移2m,通过调 节挂篮底9、模前吊杆、后吊带，随后提升挂篮底模平台，将挂篮底模前吊 杆、后吊带打紧锁死,使合拢段底模紧贴已浇注的9#段底板確底面, 形成合拢吊架平台。合拢吊架平台形成后，同其它段一样绑扎钢筋、安装预应力、 安装模型及加固、搭设内箱支架、浇注碇。5、合拢施工步骤及施工方法(1) 合拢吊架平台搭设边跨合拢段边跨合拢利用落地钢管支架配合边跨挂篮底模作为支撑，横 向铺设lOXIOcm方木形成支架平台进行施工。其具体施工步骤分以 下三步：第一步:按正常悬灌程序悬浇边跨9#段。张拉、压浆完成后, 拆除边跨两幅挂篮的前端张拉平台和底模操作平台。第二步：调节边跨两幅挂篮的底模前吊杆和后吊带，其余吊 杆、模型及拉杆均保持不10、动，将边跨两幅挂篮的底模平台整体下降 60cm。第三步：由于挂篮底侧模吊挂系统需向边跨方向移动，移动前, 将三角形主桁进行拆除，另将现浇段纵向120 T字钢影响底模系统前 移长度割除，底模及侧模滑道用现浇段预埋吊挂杆进行吊挂，后与正 常悬臂段施工方法同。中跨合拢段中跨合拢利用中跨两幅挂篮底模下降作为支撑，纵铺T20a工 字钢、横铺20X 14cm方木形成吊架平台进行施工。其具体施工步骤 分如下五步：第一步:按正常悬灌程序前移中跨两幅挂篮并锚固，悬浇中跨 14#段并张拉、压浆。 第二步：中跨14#段张拉、压浆完毕后，拆除 中跨两幅挂篮的前端张拉平台和底模操作平台;按正常悬灌程序前移 中跨两幅挂篮11、并锚固，悬浇中跨15#段并张拉、压浆。 笫三步：同步 调节中跨两幅挂篮的底模前吊杆和后吊带，其余吊杆、模型及拉杆均 保持不动，将中跨两幅挂篮的底模平台整体下降60cm。 第四步:按 照屮跨合拢吊架平台立面图所示间距和数量，在屮跨两幅挂篮的 底模平台纵梁位置，纵向铺设300cm长的I20a工字钢，在I20a工字钢 上按中对中间距27cm横向铺设20 X 14cm方木，再在20 X 14cm方木上 铺设18nun厚胶合板作为底模及翼缘板支架平台。纵铺工字钢和胶合 板底模至少伸入合拢口两端挂篮底模50cm进行搭接。第五步:底模及翼缘板支架平台铺设好后，同步调节中跨两幅 挂篮的底模前吊杆和后吊带，将中12、跨两幅挂篮的底模平台整体提升 18cm,使中跨合拢段底模紧贴两端已浇注的15#段底板桧底面，再将中 跨两幅挂篮的底模前吊杆和后吊带打紧锁死。中跨合拢吊架平台形 成。经过上述五个施工步骤,最终形成的中跨合拢吊架平台如下 图所示：(2) 加设配重加设配重目的有二，一为平衡中墩两端梁体不平衡荷载及弯 矩，二为调整合拢标高误差。由于合拢时边跨、中跨挂篮均锚固在15#段不再前移,能够保 持78#、79#中墩两端梁体荷载、弯矩完全对称、平衡,经与监控单位 沟通,采用上述合拢方案可以取消不平衡配重。在已确定的合拢时间、合拢温度下，全桥拉通测量合拢段两边 梁端高差是否满足合拢精度要求合拢前两悬臂端相对高差W113、5mm,轴 向偏差W 15mm),视具体合拢标高误差决定是否加设配重，配重重量及 分布由监控单位通过计算确定。就冃前梁体的线形偏差来说，标高及 轴线误差均只有5mm左右。(3) 钢筋绑扎、预应力安装、模型安装及加固合拢吊架平台形成后，同边跨现浇段一样铺设底模、绑扎钢 筋、安装预应力、安装腹板模型并加固，同时搭设内箱及翼缘板支架。合拢段底板及翼缘板底模、腹板外模均采用18mm厚胶合板, 内模采用3015小块钢模;底板底模下按中对中间距30cm铺设14X 12cm(中跨合拢段20X 14cm)承重方木；内、外模竖背杠采用10X 10cm 方木，中对中间距30cm;横背杠采用214,竖向共设5道，每14、道间距 100cm;腹板、横隔板穿墙拉杆釆用25圆钢加工制作，沿214横背 杠按照100X 100cm间距设置，对腹板、横隔板进行对拉加固。关于纵向预应力安装，有一点需耍特别说明，由于所有边跨合 拢钢束均在边跨现浇段梁端采用P型锚具单端张拉、锚固，浇注边跨 现浇段栓前，必须将所有边跨合拢钢束先穿束并单头锚固，边跨合拢 段部分波纹管必须提前安装，将边跨合拢钢朿提前在其中穿过。钢筋绑扎、预应力安装、模型安装及加固的其它具体要求, 均和边跨现浇段相同，在此不再赘述。(4) 合拢撑架安装、锁定及拆除合拢撑架用于连接和支撑合拢段两端梁体，保证合拢段净空, 防止合拢段两端梁体在浇筑合拢段栓过程中，以及合拢15、段碇尚未达到 设计强度之前发生错动，同时也用于抵抗合拢段两端梁体因温度升高 膨胀而在合拢段桧中产生的压应力，并抵抗合拢段两端梁体可能错动 而引起的竖向剪应力。每个合拢段设置有4道双32a槽钢合拢撑架，在浇注边跨现 浇段、15#段栓前，需提前在腹板上方顶板和内箱底板下倒角处预埋 20mm钢板和20锚筋，合拢撑架锁定吋将安装到位的双32a槽钢同 预埋钢板焊接即可。预埋、安装合拢撑架时，可以适当挪动梁体普通 钢筋,但应避免触碰预应力管道。焊接锁定合拢撑架前，需通过测量对合拢条件进行确认，当梁 体标高、轴线偏差满足合拢精度要求吋,立即对合拢撑架进行焊接锁 定。锁定时间选择在浇注合拢段栓前，焊接锁定过程16、中，要求环境 温度相对稳定。锁定温度同浇注合拢段栓一样,选择在一天中温度最 低且温差变化最小的时候，当地符合条件的时间一般在凌晨 2:006:00。焊接合拢撑架时，采用4台电焊机同时对每个合拢段的4 道合拢撑架进行焊接，防止因锁定时间不一致造成梁体线形、应力变 化。合拢段碗浇注完成，并养生等强至设计强度后，即可对体外合 拢撑架进行拆除，拆除时注意对切割的预埋件进行封闭处理。(5) 临时预应力束张拉由于合拢撑架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力较低，故通过预张 拉临时预应力朿，用来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢 段殓中产生的拉应力。合拢撑架焊接锁定完成后，即可预张拉临时预应力束。边跨合 拢临时17、张拉预应力束为T16、DO,底板、顶板各2束，每束临时张拉力 400KN;屮跨合拢临时张拉预应力束为T18、B1,底板、顶板各2束，每 束临时张拉力400KNo合拢前预张拉的临时预应力束,其临时张拉力未达到设计张 拉力，待合拢段確强度达到设计强度后，在张拉合拢钢束时再将其补 拉至设计吨位。(6) 加设换重在合拢前的其它所有工序完成后，在开始浇注合拢段殓前，在 合拢段两端梁体端部对称施加合拢段节段换重。边跨合拢段换重共计 746KN,边跨15#段梁端和边跨现浇段梁端各373KN;中跨合拢段换重 共计1174. 8KN,中跨两个15#段梁端各587. 4KN。合拢段节段换重采用水箱注水设置。在浇注18、合拢段碇时，根据 栓浇注速度及数量，边浇筑栓边放水，放水速度与栓浇注速度基本保 持一致，原则是同一时段内浇筑的碗重量尽可能与放出的水重量相等, 其重量差不得超过5吨。浇注碇前，先在水箱上作好水位标记，以便随 吋计算和控制放水量。通过水箱放水，使合拢段两端悬臂在栓浇注过程中受力保持 一致，从而使合拢段两端悬臂高差始终保持不变；同时尽最大可能避 免因施工原因造成结构产生附加应力，从而实现“无应力”合拢。(7) 栓浇注及养生因桧抗压能力强，抗拉能力低，为避免因温度降低梁体收缩而 使合拢段婭受拉破坏，合拢段栓浇注时间定在全天气温最低、且温差 变化最小的时段进行，合拢温度要求在515C之间。当地符合条件19、的 合拢时间一般在凌晨2:006:00,在计划合拢的7刀屮、下旬，当地夜 间最低气温一般在12、16C之间，可以满足设计合拢温度要求。合拢段碇采用水平分层、左右对称一次浇注完成。確标号较 设计提高一级，掺加适量微膨胀剂防止確收缩，同时应具有良好的和 易性和流动性。合拢段碇浇注后，需特别加强覆盖和洒水养护,防止合拢段栓 因内外温差过大开裂。(8) 预应力张拉、压浆合拢段栓浇注完成后，采用覆盖土工布洒水养护。当合拢段轮 强度及弹性模量达到设计值的90%,且栓龄期在5天以上后，拆除体外 合拢撑架，开始按照设计张拉顺序张拉合拢钢束，同时将预张拉的临 时预应力束补张拉至设计吨位,然后对合拢段横向、竖向预20、应力进行 张拉、压浆。预应力张拉、压浆的其它通用要求均和正常悬灌节段、 边跨现浇段相同，在此不再赘述。(9) 支架、挂篮拆除边跨合拢段栓浇注完毕，边跨合拢钢束、横向、竖向预应力张 拉并压浆结束后，即可拆除边跨现浇段、边跨合拢段支架。78#、79# 墩临时支座及墩旁钢管支撑，安排在边跨合拢完成后、中跨合拢开始 前拆除。挂篮拆除全部安排在中跨合拢完成后，边跨挂篮就地拆除下 放至地面；中跨挂篮利用悬灌节段既有预埋孔道，后退至青银高速公 路范围外的平坦地形处拆除。支架、挂篮拆除时,尤其是中跨合拢吊架拆除时，需特别注意 施工安全，防止材料、机具等物体从高处坠落，打击过往车辆和行人。6、合拢施工需注意的其21、它事项合拢前全桥拉通进行一次线形的测量和调整。(2) 合拢前三天，连续观测昼夜气温变化，观测合拢口高程、长 度及轴线变化，确定气温变化与高程、长度、轴线及梁温的关系，选定 最佳的合拢施T时间。(3) 确保合拢撑架预埋及焊接质量。(4) 合拢撑架焊接锁定、合拢段栓浇注,应尽量快速、对称, 尽量缩短合拢施丁吋间。(5) 合拢段碇达到设计张拉条件后，应尽快张拉合拢钢束。(6) 合拢前，清除梁上多余的材料、机具，尽量使合拢口两端的 施工荷载平衡。合拢段径浇筑后至合拢钢束张拉前，禁止施工荷载的 超平衡变化。5.合拢段施工1合拢段施工工艺体系转换是悬浇施工中的一个重要环节，其施工质量对成桥 的质量有较大影22、响。为此合拢段的施工应周密组织，精心施工,控制合 拢段的施工误差，使其满足设计的受力要求和保持梁体线形。体系转换步骤为：边跨合拢段施工f解除临时锁定和临时支 座f形成两个单悬臂静定体系f屮跨临时锁定f屮跨合拢段施工f 中跨预应力施工f完成连续梁体系转换，连续箱梁合拢段施工工艺流 程合拢段施工采用8根长3. 0m(2. Om)的140工字钢钢作为刚性 支撑焊接其上进行锁定，工字钢钢号为16Mnq,以承受温度升高使悬臂 纵向伸长产生的压应力，并穿以部分纵向预应力束，以预应力来抵消 两端因温度降低而缩短所产生的拉力。合龙段长2m/lm,重551. 5kN,合拢前调整中线和高程，使两 悬臂端临吋连接，23、保持相对固定，以防止合拢混凝土在早期因为梁体 混凝土的热胀冷缩开裂。同时选择在一天中的低温、变化较小时进行混凝土施工，保证 混凝土处于温升、在受压的情况下达到终凝，避免受拉开裂。临时刚性连接采取既撑又拉的办法，将两端连成整体。先在合 拢段两侧箱梁的顶底板预埋钢板,通过设置承受压力及拉力的装置使 合拢段混凝土得到保护。锁定前，应先将刚性支撑的一端与梁端预埋钢板焊接,锁定时 再对称迅速的将刚性支撑的另一端与梁端预埋钢板焊接。刚性支撑联 结后将临时预应力筋按设计要求张拉力值快速张拉，形成临时锁定。2边跨合拢段施工在完成悬臂箱梁和边跨现浇段施工(指混凝土灌注、预应力束 张拉)后，开始边跨合拢段施工。施24、工现浇段时，在现浇段靠近合拢段端头预埋挂篮侧模和底 模吊杆预留孔，待现浇段栓强度达到设计强度的90%时,将现浇段端头 模板和支架部分拆除，露出预留孔，即边跨合拢段的底模和侧模直接 采用挂篮的底模和侧模，内模采用竹胶板。边跨合拢段钢支撑应在一天屮温度最低的时间段内安装，并 临时张拉预应力束2B21及两2T11,单根钢束张拉力800kNo栓的浇筑应在一天温度最低吋进行。为保证合拢段始终处于 稳定状态，边跨合拢段混凝土浇筑前，要在中跨悬臂端顶部中央处设 配重水箱，水箱重心距悬臂外端部加，灌注混凝土过程中，依据灌注混 凝土的速度向水箱中加设同等质量的水,水箱及水重为1/2G（G为边 跨合拢段碇的重量）25、。合拢段施工完毕后，栓强度达到100%且龄期达到6天后即可 张拉边跨剩余预应力束并补张拉临时束到设计吨位。然后拆除边墩临 时锁定和边跨现浇段支架,保留中墩临时固结。3中跨合拢段施工待两端边跨合拢全部完成后进行中跨合拢段的施工。中跨合 拢段施工前需要拆除边跨合拢吊架及边跨现浇段支架,并拆除55#、 54#墩支架，保证连续梁在体系转换时不受约束处于自由状态。中跨合拢段施工采用挂篮底模及两侧箱梁外模。施工时首先 将一侧挂篮主桁后移，拆除其底模和内、侧模及滑道。另一侧挂篮主 桁前移、锚固，将底侧模悬挂于箱梁混凝土上,前移侧模滑道，锚于两 个相邻节段混凝土箱梁上,放松底侧模落于侧模滑道上，采用倒链拖 移26、底、侧模前移就位，提升底模横梁使其与梁体密贴，外侧模也通过提 升滑道使密贴于梁体表面。绑扎箱梁底板及横梁钢筋，搭设内模支架, 安装箱梁内侧模及横梁侧模板，并用对拉拉杆进行加固。安装预应力 管道，穿临时索钢绞线。在一天是最低温度时焊接合拢锁定型钢支撑,并临时张拉预 应力束2Z7及2T13,单根钢束张拉力800kNo选择当天最低温度，灌注 合拢段混凝土，与边跨合拢段施工步骤相同，但在中跨合拢碇灌注过 程中，同步排放配重水箱里的水，保证磴的灌注重量等于水的排放重 量，中跨合段碇灌注结朿时配重完全拆除。待合拢段达到设计强度后 按顺序张拉中跨各预应力束，最后拆除临时锁定装置和m架。4体系转换边跨体系转换27、：当边跨合拢段混凝土灌注完毕，强度达到设计要求时,对称张 拉合拢钢朿至设计张拉力，并复张拉临时朿至设计吨位，拆除边墩临 吋锁定和边跨现浇段支架,形成单跨悬臂结构。中跨体系转换：中跨合拢段施工前需要拆除54#、55#墩临时支座，保证连续 梁在体系转换时不受约束处于自由状态。当中跨合拢段混凝土灌注完 毕,强度达到设计强度的90%后，解除支座上下垫板的纵向约束，让其 自由滑动。对称张拉预应力钢束至设计吨位，并张拉临吋束。活动支 座位置受张拉压缩及收缩徐变作用，逐步移向墩理论中心。最后拆除 中墩临时锁定和合拢吊架,结构体系由两个单跨静定悬臂转换为一个 三跨超静定连续梁,完成结构体系转换。5合拢段施工时28、需注意的问题 调度部门及吋掌握合拢期间的气温预报情况，并迅速反馈 给各施工班组，选择日气温较小、温度变化幅度较小时进行临时锁定 装置的安装。临时锁定装置安装快速、对称进行，先将刚性支撑一端 与梁端部预埋铁件焊接，再将刚性支撑另一端与梁连接、临时预应力 束也应随之快速张拉。在合拢段锁定后，立即释放侧的固定约束, 讣梁一端在合拢段锁定的连接下，能沿支座自由收缩。 为了减小混凝土灌注时悬臂端混凝土和合拢段混凝土温差 引起的沿梁纵向的轴向力，合拢段混凝土灌注时选择当天温度最低的 时间但合拢温度最佳温度在1520。C之间,口应与锁定时温度相同。 合拢前将现浇段和悬臂灌注梁段上的杂物清理干净，此时 除加压等物体外应将施工机具等全部清除或移至0#块顶部，保证应力 状态与设计相符。 合拢前,精确测量合拢段两侧两个梁段的顶面高程并进行 对比，如果其高差10nun则按照计算使用配重，将水箱放置在梁上的 指定位置，再进行合拢施工。 待合拢段混凝土强度达到90%强度后，张拉顶底板纵、横向 钢索和竖向预应力筋并压浆。合拢朿张拉顺序为弯起朿一顶板朿一底 板束，先长束后短束。