1、11连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术刘君（中铁 25 局集团第四工程有限公司，广西柳州545007）摘摘摘摘要：要：要：要：本文以遂渝二线铁路薛家坝涪江左线特大桥上构连续刚构为工程背景，详细阐述了连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术，以期对同类刚构合拢施工提供参考和借鉴。关键词：关键词：关键词：关键词：连续刚构合拢顶推劲性骨架施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1 工程概况遂渝二线铁路薛家坝涪江左线特大桥位于遂宁市老池乡店子村，
2、跨越涪江河，共 18 个墩台（0 号17 号），孔跨布置：224m+1064 m 预应力砼简支箱梁+（68+128+68）m 预应力砼连续刚构+224m，全长 1039m。连续刚构两个 0 号段在 13 号、14 号双薄壁墩上。梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。中跨中部 34m 梁段和边跨端部 21.7m 梁段为等高梁段，梁高 4.8m；中墩处梁高 9.2m，0 号段长度为 12m，其余变高梁段梁底曲线为圆曲线，R=212.314m，底板顶面曲线半径 R=239m，全桥除边跨端块处顶板厚由 52cm 渐变至 80cm 外，其它均为 52cm，底板厚 4290c
3、m 按圆曲线变化，边跨端块处厚度右 42cm 渐变至 80cm，腹板厚为 4070cm，边跨端块处腹板厚由 40cm 渐变至 80cm。梁体箱宽为 6.1m，防撞墙内侧净宽为 4.46m，桥上人行道栏杆内侧净宽为 8.3m，桥面为 8.3m。中跨合拢段全长 2.0m，该处箱梁设计高度 4.8m，底板宽度为 6.1m，顶板宽度为 8.3m，腹板厚度为 0.40m，底板厚度为 0.42m，顶板厚度为 0.52m，中跨合拢段混凝土总方量为 20.9m3。2 合拢方案总体设计对多种合拢顺序进行研究，通过结构变形、刚构恒载内力分布及施工稳定性的比较，确定了先中跨合拢后，再同时进行两边跨合拢的合拢顺序，确
4、保刚构在较小挠度变化及受力较为合理的状态顺利合拢。在两悬臂面之间设置千斤顶，对两侧 T 构主动施压，增大悬臂端面22之间的间距，然后锁定合拢口，拆除千斤顶，顶推力转移至撑杆，并对称张拉顶板束 2N40，底板束 2N41 预应力筋，每束张拉力为设计张拉力的 20%。通过对不同合拢的支架系统进行经济及技术分析、对比，中跨合拢段的施工采用已有挂篮作改动之后作吊架进行合拢，利用挂篮的底蓝，外模及外滑梁，内模及内滑梁，分别锚于两 T 构的 16 号节段，安装部分不影响顶推与锁定的钢筋及预应力管道。即在 13 号、14 号墩跨间的连续刚构 16 号节段施工完成后，一个挂篮后退一个节段，一个挂篮前进一个节段
5、，以利用挂篮作吊架进行中跨合拢。3 中跨合拢段施工方案31 中跨合拢段的顶推1）顶推位移观测墩顶位移量的监测是关键控制点，顶推施加力时派专人负责观察墩顶位移量。位移的观测分为单个 T 构位移的绝对值及两个 T 构位移的相对值。因此，在中跨合拢段两侧对称的 16号节段顶板、底板沿横断面方向各布设预埋两个钢筋点并做相关标识，直接用钢尺量测控制位移相对值。为监测单个 T 构位移的绝对值，通过在另外半幅墩顶设置观测点，架设全站仪观测 T 构位移的绝对值。如果监测的位移值与设计值存在差异，要进行原因分析，采取对应措施进行处理。2）T 构顶推力施加根据设计要求，中跨合拢临时锁定前，需在 720的温度条件下
6、，在中跨合拢段两侧 T构端部施加顶推力 F2000KN（根据监控数据计算所得)），以调整墩梁内力。顶推力的施加以顶力为控制指标，以合拢段两端水平位移量为校核指标。在悬浇 T 构 16 号节段砼时，在底板及顶板处分别预埋 4 块 40040020mm 钢板，作为4 个顶推着力点，钢板具体埋设位置见图 1 所示，预埋的钢板通过焊接 9 根长 35cm 的20 钢筋与梁砼连接，且在梁砼内适当加入井字架筋，以增强钢板与梁体砼连接抗拔力和梁的抗压承载力。预埋件钢筋布置图钢板预埋件钢筋钢板钢筋钢板钢板预埋件33图 1中跨合拢顶推预埋钢板示意图顶推时间需选在日最低气温时进行，采用 4 台 63t 液压千斤顶
7、施加顶推力，4 根 2I20a工字钢作顶力柱，在 4 个顶推着力点同时均匀施加。按照 020%40%60%80%100%的顺序分五级加载顶推力。根据油顶标定数据表提前计算各级应力所对应的油表读数，顶推时分阶段观测墩顶偏移量，达到设计顶推力时与设计要求的位移控制数据进行对比。3.2 劲性骨架安装、锁定为保证中跨合拢段浇筑质量，施工前需形成临时刚性，本项目设置 4 道体外合拢劲性骨架，以满足中跨合拢段临时刚性连接的要求。劲性骨架支撑采用长度为 3.4m 的 2I36a 工字钢，工字钢设缀板焊接成整体，缀板尺寸为 30020010mm，按中心距 0.6m 布置，缀板边缘净距 0.4m。钢支撑 2I3
8、6a 工字钢与底板、顶板的顶面预埋 Q235 钢板焊接，Q235 钢板尺寸为 60045020mm，边缘距离砼梁边缘 20cm，每个 16 号节段预埋 4 块。劲性骨架结构如图 2 所示。图 2劲性骨架示意图Q235 钢板通过焊接 6 根长为 30cm 的 L10010010 角钢与砼连接，如图 3 所示，并梁体内适当加入井字架筋。图 3劲性骨架预埋钢板及钢支撑结构示意图16号节段钢支撑钢支撑限位钢板钢支撑预埋钢板 中跨合拢段16号节段钢支撑预埋钢板方木填塞预埋钢板角钢I36a工字钢缀板44顶推前先将钢支撑工字钢一端与钢板焊接，顶推达到 2000KN 的设计顶推力，且梁体标高、轴线偏差满足合拢
9、精度要求，达到合拢条件后立即进行钢支撑工字钢另外一端的焊接固定，锁定合拢劲性骨架。锁定时间选择在当天温度最低且温差变化最小的时段（凌晨 2:006:00）进行。锁定时采用 4 台电焊机同时对合拢段的 4 道劲性骨架进行焊接，防止因锁定时间不一致造成梁体线形、应力变化。焊接固定后撤掉千斤顶。焊接时要采取温控措施，避免烧伤混凝土。劲性骨架拆除安排在合拢段砼养生至设计强度之后，合拢钢束张拉开始之前。3.3 临时锚固合拢劲性骨架焊接锁定完成，顶推力撤除后立即进行临时锚固（防止温度变化将合拢段劲性骨架焊缝拉裂），采用 4 台千斤顶左右对称同时进行顶板 2N40 束，底板 2N41 束预应力筋的张拉，每束
10、张拉力为设计张拉力的 20%（2352KN0.2=470.4KN，四束共 1881.6KN）。作为中跨合拢段的临时锚固体系，防止中跨合拢段砼在浇筑完成后，预应力钢束张拉之前砼开裂。3.4 钢筋、预应力管道的安装由于合拢段钢筋、预应力管道密集，应特别注意预应力管道的定位和密封，确保管道畅通。由于合拢段预应力钢束管道内不能穿衬管，为安全考虑采用先穿束的方式。3.5 砼浇筑砼浇筑前对模板加固情况及总体安全性、预埋件位置进行仔细的检查，确保施工安全。合拢段砼浇筑在一天温度最低时进行，并使砼浇筑后温度开始缓慢上升为宜。合拢段砼浇注后，加强覆盖和洒水养护，防止合拢段砼因内外温差过大开裂。3.6 预应力束的
11、张拉、压浆待中跨合拢段砼达到设计强度的 90%以上，且龄期达到 5 天以后，拆除劲性骨架，对称张拉顶板束 2N40，底板束 6N41，顶板束 2N50、2N49、4N48，张拉后应及时压浆。3.7 施工注意事项1）在合拢前 16 号节段的施工过程中，加强合拢口两端梁体的线型控制及梁端截面控制，确保合拢口两端梁体轴线、标高、节段长度等指标满足合拢精度要求。2）合拢段锁定前，需对悬臂断面进行一昼夜分时段连续观测，观测气温与悬臂端的标高变化，气温与合拢段长度的变化，气温与梁体温度的关系等，以确定合拢时间。553）掌握合拢期间的气温预报情况，选择日温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并浇注合拢段砼。4
12、）合拢段施工中涉及到的钢构件较多，按照设计要求及现场施工的实际需要，在 16 号节段施工时就开始注意相关构件的预埋，确保无遗漏并控制位置的准确性。5）合拢劲性骨架的焊接锁定，要求迅速地对称进行，同时一定要保证焊缝质量。6）中跨合拢段吊架及模板的拆除，必须要在中跨底板束张拉完成后进行。4 边跨合拢段施工方案待中跨合拢完成且按设计程序结束后，合拢边跨。在 12、15 号墩上安装永久支座，安装时根据合拢温度设置支座预偏量。在 12、15 号墩顶安装托架，同时用挂篮作为合拢支架的一部分，立模浇注 5.7m 长 17、18 号段砼，要求两边同时灌注砼。5 劲性骨架检算资料5.1 强度稳定性检算劲性骨架由
13、 8 根 I36a 工字钢承受轴向压力 2000+1881.6=3881.6KN，则单根工字钢承受的轴向力为 P=3881.68=485.2KN，工字钢计算长度 l=2.9m，已知 36a 工字钢的参数A=76.3cm2，Iy=552cm4，iy=2.69cm，wy=81.2cm3，=170MPa。=l/iy=12902.69=107.81，属 b 类截面，查表得=0.506，=P/(A)=485.21000(0.50676.3100)=125.67=170MPa以上单根工字钢计算已满足要求，施工中将两根工字钢通过缀板连接为整体，稳定性更为安全。5.2 焊缝设计工字钢与预埋钢板连接采用 E43
14、 型焊条手工焊，由于工字钢翼缘厚 6mm，与预埋钢板进行角焊缝连接时角焊缝高度按 hf=6mm 计，则焊缝厚度 he=0.7hf=4mm，焊缝允许抗剪强度为160MPa，则单根工字钢需要的焊缝长度为 4852001604=758mm，实际焊缝长度 1000mm，满足设计要求。为安全起见，2 根工字钢端头设置横向限位钢板条 4005020mm，限位钢板与工字钢和预埋钢板之间焊接，限位钢板条周边满焊，焊缝高度 20mm。665.3 预埋钢板检算劲性骨架预埋钢板一侧焊接 6 根 30cm 的 L10010010 角钢，角钢的参数为：A=19.261cm2，=Q/A=84.11MPa=100MPa，单
15、根角钢承受的剪力为 Q=485.23=162KN，角钢周边焊缝高度10mm，则焊缝的计算厚度为7mm，角钢周长为400mm，焊缝的剪应力为1620007400=57.86MPa160MPa，满足要求。6 结束语在遂渝二线薛家坝涪江左线特大桥主桥合拢施工设计中由于充分考虑了技术要求、施工机具设备及施工环境等因素，并进行了施工方案的精心设计，使连续刚构得以顺利合拢，合拢段混凝土质量良好，各项技术指标及施工成本控制均达到了预期效果。参参参参 考考考考 文文文文 献献献献1 鲍卫刚、周泳涛预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南M北京：人民交通出版社，2009。2 国振喜、张树义实用建筑结构静力计算手册M北京：机械工业出版社，2009。连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术作者：刘君作者单位：中铁25局集团第四工程有限公司刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu年，卷(期)：2013(9)引用本文格式：刘君 连续刚构合拢段顶推方案设计及劲性骨架施工技术期刊论文-城市建设理论研究（电子版）2013(9)
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