高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)1

1、高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)【內(nèi)容摘要】重慶奉云高速紅石梁1#橋主橋?yàn)殡p幅(寬212.25m)三跨(100m + 180m + 100m)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，主橋設(shè)計為雙向四車道，分左右兩幅，上部結(jié)構(gòu)為分離式單箱單室結(jié)構(gòu)，本為主要結(jié)合該橋上部結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際，對連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析、總結(jié)?！娟P(guān) 鍵 詞】大跨徑 連續(xù)剛構(gòu) 上部結(jié)構(gòu) 施工 關(guān)鍵 總結(jié)0引言紅石梁I號特大橋?yàn)橹貞c奉節(jié)至云陽高速公路B18合同段內(nèi)的一座特大型橋梁，主橋上部構(gòu)造為分幅式(212.25m)三跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)“T”形剛構(gòu)，每個“T”構(gòu)縱橋向劃分為19個對稱梁段，上部箱梁采用單箱室截面，頂寬

2、12.25米，底寬7米，支點(diǎn)處箱梁高為10.5米，中跨跨中及現(xiàn)澆段梁高為3.5米，頂板厚28cm，腹板厚由跨中處的50cm變到支點(diǎn)處的80cm，底板厚度由跨中處的30cm變到支點(diǎn)處的120cm ，梁高和底板厚均按1.8次拋物線變化，采用不等高腹板形成橋面橫坡。箱梁設(shè)計為縱向、橫向、豎向三向預(yù)應(yīng)力體系。針對該橋的實(shí)際情況，我們采取了如下施工方案，箱梁0#塊長12m，箱高10.5m，采用托架現(xiàn)澆施工，T構(gòu)縱橋向劃分為19個對稱梁段，采用掛籃懸臂澆筑施工，全橋共4個邊跨合攏段和2個中跨合攏段，合攏段長度均為2m，高度3.5m；每邊跨現(xiàn)澆段長8.84m，高度3.5m。邊跨現(xiàn)澆段采用落地支架澆注，再利用

3、掛籃作施工吊架分別澆筑邊跨合攏段和中跨合攏段。1 0#塊施工托架設(shè)計及大體積混凝土澆注1.1 0#塊概述全橋共計4個0號塊，每個0號塊長12m，中心處高10.5m，頂板寬12.25m，厚0.6m，并設(shè)3%的橫坡，每個0號塊底板寬7m，厚1.5m，腹板厚0.8m，另外，每個0號塊設(shè)1m厚的橫隔板兩道，并在橫隔板上設(shè)有1.8m1m的人孔，0號塊采用C55混凝土，單個0號塊混凝土方量為447m3。1.2托架設(shè)計 0號塊采用在墩身上預(yù)埋牛腿及型鋼，并搭設(shè)托架的方式進(jìn)行施工。0#塊底模平臺支架采用I32b、I36b及三角形支撐托架（25b）形式，其中最底層兩組I36b（兩根一組）穿過墩身（在墩身澆注最后

4、一節(jié)砼時留鋼盒子，并此處墩身鋼筋要加強(qiáng)，拆模后分段穿I36b工字鋼。0#塊內(nèi)模支架采用扣件式鋼管腳手架，外側(cè)模支架利用側(cè)模上的排架；底模采用鋼模板，直接鋪設(shè)于最上一層底模平臺分配梁上。0#塊底模分配梁（最底一層與第二層）之間應(yīng)設(shè)置有斜度的墊塊（1：31：4）以便脫模方便。計算荷載 、砼自重：截面為變化截面，由于截面變化不大，偏安全的取最大截面，墩中心截面最大斷面：， 、底模：、側(cè)模及支架：、內(nèi)模及支架：、施工荷載：排架計算、底模排架,K1及K1荷載：砼自重荷載分配：根據(jù)主梁斷面，按照等間距原則，將砼自重分配到各片排架，K1及K1上；按等間距分配的原則，將底模、側(cè)模、內(nèi)模及施工荷載分配至各組排架

5、，K1及K1上，與砼荷載組合后，即為各種排架，K1及K1的計算荷載。分組情況如圖2，荷載組合情況如表1所示： 表1分組砼面積（）砼荷載（kN/m）模板荷載 (kN/m)施工荷載(kN/m)計算荷載(kN/m)K1(外)0.52713.74.03.220.9K1(內(nèi))0.69418.032.752.223.0排架11.74245.22.820.8748.9排架2(K1)1.231.23.361.636.2、排架1,2,K1,K1受力圖排架1，2采用桁架形式，上、下弦及豎桿用型鋼 14b，斜桿用型鋼10；K1和K1均采用工32b型鋼，計算簡圖如圖3所示：、計算結(jié)果： 見下表： 排架計算結(jié)果表 表2

6、排架內(nèi)力支反力最大饒度Mmax(kNm)max(MPa)Qmax(kN)max(MPa)4 (MPa)R1(kN)R2(kN)fmax(mm)K1(內(nèi))82.2113.182.826.412213812K1(外)74.7102.875.2424.0110.9125.410K197.1133.684.026.8-94.749排架1弦桿5.9167.932.535.091.055.043.71.5腹桿Nmax=46.9kN，max36.8MPa排架2弦桿4.3850.324.125.967.440.732.41.0腹桿Nmax=34.75kN，max27.3 MPa分配梁K2及K2計算分配梁K2采

7、用2工36b型鋼，K3采用2工32b型鋼，分配梁所受荷載即為上面排架1,排架2，K1，K1傳遞下來的支反力，其值已在上面計算排架時求出（見表2），分配梁K2及K2計算簡圖如圖4所示：計算結(jié)果見下表3： 分配梁K2及K2計算結(jié)果表 表3排架內(nèi)力支反力最大撓度Mmax(kNm)max(MPa)Qmax(kN)max(MPa)換算應(yīng)力(MPa)R1=R2(kN)Fmax(mm)K2227.4123.5189.525.8284.28K2(內(nèi))148.5102.2165.026.3111.9287.15.3K2(外)111.776.9130.820.884.9228.04.2牛腿計算：牛腿承受分配梁K1

8、傳遞的支反力（見表2），托架受力如圖5所示： 計算結(jié)果：橫梁內(nèi)力：Mmax48.71 kNm，Qmax97.4kN，Nmax141.1 kN 橫梁采用225b型鋼： 換算應(yīng)力： OK！斜桿內(nèi)力：Nmax218 kN（壓力） 斜桿采用220b型鋼，ix=8.02cm，自由長度L=2.63m，長細(xì)比：，查表得到穩(wěn)定系數(shù) K3，K4計算：K3，K4整體承受分配梁K2，K2傳遞的支反力（見表3），其受力情形如下：計算結(jié)果：K3內(nèi)力：Mmax175.4 kNm，Qmax284.2kN，N172.3kN K3采用2工36b型鋼： 換算應(yīng)力： OK！K4內(nèi)力：Nmax295 kN（壓力） 斜桿采用225b型

9、鋼，ix=11.2cm，自由長度L=3.08m，長細(xì)比：，查表得到穩(wěn)定系數(shù) 支反力：R1x=172.2kN，R1y239.2 kN銷軸計算：銷軸承受的剪切力Q為K4所受的壓力N295 kN，銷軸直徑D=80mm抗剪計算：承壓計算：預(yù)埋件M1計算：預(yù)埋件承受斜桿K4的支反力R1x=172.2kN ，R1y239.2 kN，受力情況及截面如圖7所示： 預(yù)埋件采用228b型鋼計算結(jié)果：Mmax74.1 kNm，Qmax239.2 kN，N172.2kN，支反力R=346.7kN 換算應(yīng)力： OK！混凝土局部承壓應(yīng)力：1.3大體積砼澆注 0#塊高度高，混凝土方量大，鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋密集，混凝土澆注時，考

10、慮到其較大高度將對腹板側(cè)模產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，而其較大的自重也將對托架產(chǎn)生不利影響，故0號塊混凝土考慮采取兩次澆注，第一次澆注高度5.5m，計235.2m3，第二次澆注高度為5m，計211.5m3。2 掛籃懸澆施工21概述紅石梁1#特大橋掛籃懸澆施工分段情況從1#節(jié)段開始至19#節(jié)段依次為2.5m+33.5m+54m+105m,最重節(jié)段為5#節(jié)段、單塊重量達(dá)225.58t。掛籃結(jié)構(gòu)上部主縱梁采用菱形桁架（其下依次設(shè)前移滑道及鋼枕支墊；桁架上部前端設(shè)置前上橫梁）；懸掛系統(tǒng)由吊帶、底模（含底?？v梁，由桁架組成）、底模前后下橫梁、后短吊帶、外導(dǎo)梁、內(nèi)導(dǎo)梁等，內(nèi)、外側(cè)模通過前后吊帶吊掛于菱形桁架前上橫梁

11、及已澆段頂板上。模板系統(tǒng)全部采用新制大面積鋼模板（內(nèi)?？勺兌斡媒M合鋼模板）。2.2 掛籃設(shè)計技術(shù)參數(shù)（1）適應(yīng)最大節(jié)段梁重：231t,（2）適應(yīng)梁長：5m,（3）掛籃自重：110t,（4）傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2以上,（5）采用無平衡重行走方式2.3 掛籃選型及構(gòu)造結(jié)合本工程箱梁特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較篩選，提出了掛籃設(shè)計的指導(dǎo)思想是：（1）掛籃結(jié)構(gòu)形式合理，受力明確。（2）施工工藝簡單，現(xiàn)場操作方便可行，盡量提高機(jī)械化程度。（3）整體結(jié)構(gòu)安全可靠，穩(wěn)定性好。（4）經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在保證剛度和穩(wěn)定性的前提下，盡量減輕掛籃自重。設(shè)計時最終確定采用優(yōu)化的菱形桁架結(jié)構(gòu)。（其具體構(gòu)造見圖八） 圖八2.3 掛籃荷載試驗(yàn)

12、試驗(yàn)荷載選取為懸澆段最大梁重的1.2倍，采用200t千斤頂張拉精扎螺紋鋼來實(shí)現(xiàn)，加荷在底板上均勻?qū)ΨQ地進(jìn)行，壓載順序與混凝土澆筑順序相同，即底板荷載腹板荷載頂板荷載安全系數(shù)荷截（0，2F0,4F0.8F1.0F1.2F），加載過程中觀察并記錄吊桿、底模、前后下橫梁及上橫梁的豎向變形，并觀測后錨點(diǎn)變形情況。加載完成后，分級卸載，卸載后觀測并計算非彈性變形，最后分析計算各測點(diǎn)各級荷載彈性變形值，結(jié)合各節(jié)段混凝土自重、收縮徐變、預(yù)應(yīng)力張拉、溫度變化等推算出掛籃各節(jié)段所需設(shè)置的預(yù)拱度值。以保證箱梁具有良好的線型。2.3 箱梁混凝土施工箱梁混凝土采用C55混凝土，用混凝土輸送泵將混凝土輸送入倉。箱梁0#

13、塊頂板安裝三通泵管，確保兩對稱節(jié)段對稱澆注混凝土，不平衡重嚴(yán)格控制在單個節(jié)段底板砼的重量以內(nèi)。2.3 箱梁預(yù)應(yīng)力施工箱梁設(shè)計為三向預(yù)應(yīng)力，縱向采用15.24鋼絞線，兩端對稱張拉。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用32mm高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，梁頂單頭張拉。橫向采用315.24鋼絞線，單端單根張拉。所有預(yù)應(yīng)力管道均采用塑料波紋管成孔。縱向管道安裝時嚴(yán)格按設(shè)計的坐標(biāo)定位，每50cm設(shè)一道定位網(wǎng)片，定位網(wǎng)片固定在頂板或腹板鋼筋上，要求焊接牢固可靠，以保證管道順暢，位置準(zhǔn)確。管道接頭采用外接頭，并與波紋管纏密實(shí)，不得使用內(nèi)接頭，為保證管理暢通，在縱向管道安裝完畢后，穿入比其直徑略小的PVC管在混凝土澆注時應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動，以免

14、漏漿堵塞，縱向管道每隔30m設(shè)一出漿孔，以保證壓漿通暢；豎向預(yù)應(yīng)力管道施工時均應(yīng)預(yù)先將預(yù)應(yīng)力筋放置在波紋管內(nèi)一起埋入。豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋如果長度不夠時，需用連接器接長，嚴(yán)格保證上、下段鋼筋各伸入連接器一半長，豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋及管道安裝時，每隔1m設(shè)置定位筋保證粗鋼筋位置準(zhǔn)確。預(yù)應(yīng)力粗鋼筋施工時嚴(yán)禁電氣焊。預(yù)應(yīng)力管道施工是預(yù)應(yīng)力施工的重點(diǎn)之一，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，稍有疏忽，不但影響工程質(zhì)量，而且還會嚴(yán)重的影響工期，因此采取了以下的控制措施：（1）預(yù)應(yīng)力管道位置準(zhǔn)確牢固，當(dāng)普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道沖突時，以預(yù)應(yīng)力管道為主。（2）波紋管口接頭密實(shí)，不得漏漿。（3）波紋管安裝前應(yīng)仔細(xì)檢查有無孔洞，砂眼，發(fā)現(xiàn)問題，立

15、即處理方可使用。（4）波紋管安裝時應(yīng)仔細(xì)檢查前一箱梁節(jié)段的管道內(nèi)是否有雜物。（5）壓漿管牢固通暢，錨墊板必須垂直波紋管。（6）混凝土振搗時，嚴(yán)禁碰撞波紋管?；炷吝_(dá)到85%設(shè)計強(qiáng)度后才予以張拉，張拉采用張拉控制力與伸長值雙控法分級張拉。優(yōu)化水泥漿的配合比，采取二次壓漿工藝，保證管道壓漿飽滿密實(shí)。3 現(xiàn)澆段及合攏段施工3.2主橋箱梁現(xiàn)澆段施工現(xiàn)澆段施工采用落地支架下部結(jié)構(gòu)由兩排鋼管柱組成，每排兩根630x8鋼管，一排落于邊墩承臺上，與承臺上的預(yù)埋件相連，一排的基礎(chǔ)為1.0m的鋼筋砼樁基，鋼柱間設(shè)平聯(lián)，并設(shè)附墻與邊墩身相連。鋼管柱上設(shè)2H588的型鋼組合截面的橫向分配梁，其上設(shè)貝雷片縱向承重梁，再

16、上小橫肋采用I16b型鋼，其上搭設(shè)底模及外模排架?，F(xiàn)澆段支架施工時必須嚴(yán)格控制好支架的垂直度及焊縫是否符合相關(guān)規(guī)范要求，現(xiàn)澆段支架需待邊跨合攏段施工完成并縱向預(yù)應(yīng)力張拉完成后方可進(jìn)行拆卸。能利用塔吊的支架應(yīng)從上至下進(jìn)行拆卸。3.2主橋箱梁合攏段施工主橋箱梁采取先兩邊跨合攏，再中跨合攏的施工方法。無論進(jìn)行邊跨箱梁現(xiàn)澆段施工，還是邊跨合攏段施工，在中跨相應(yīng)位置均采用平衡配重，確保主墩T構(gòu)兩端重量保持平衡。邊跨合攏段施工邊跨合攏段采用吊架法施工。安裝合攏段水平剛性聯(lián)結(jié)骨架，邊跨現(xiàn)澆段與懸臂梁端固結(jié)，并同時鎖定墩頂永久支座。安裝內(nèi)模、外側(cè)模，綁扎合攏段鋼筋，布置底、腹板預(yù)應(yīng)力管道，安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼

17、筋，布置預(yù)應(yīng)力管道，以檢查合格后澆注砼。選擇設(shè)計合攏溫度中的較低溫度進(jìn)行合攏，澆筑合攏段砼，同時逐級解除配重。待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%以上且齡期5天時，按順序張拉合攏段預(yù)應(yīng)力束。張拉順序?yàn)榭v向（按從長束到短束順序張拉邊跨底板束、腹板束）、橫向、豎向。張拉完成后，可拆除模板。中跨合攏段施工（1） 中跨一端掛籃后退，另一端掛籃前移，完成合攏段底、外模的安裝。 （2）在中跨兩懸臂端用水箱注水配重，并在當(dāng)天最低溫度時安裝合攏段勁性骨架，完成合攏段模板、鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的安裝。（3）選擇當(dāng)天最低溫度，澆筑合攏段砼，在澆筑過程中將壓重逐級解除，使其保持在不變荷載下澆筑合攏段砼。（4）待合攏段砼達(dá)到85%

18、設(shè)計強(qiáng)度且齡期5天后，按順序張拉預(yù)應(yīng)力束，張拉時先長束后短束，最后拆除施工掛籃，進(jìn)行橋面系施工。 4主橋箱梁變形監(jiān)測與監(jiān)控4.1變形影響因素懸臂箱梁在懸澆法施工過程中，隨著懸臂長度的不斷增加，懸臂上的荷載愈來愈大，在重力的作用下，懸臂箱梁不可避免地存在下?lián)献冃?；而每施工一塊箱梁，就要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的穿束、張拉工作，隨著張拉力的增加，兩端的懸臂承受向上的提升力（0#塊則承受向下的壓力），從而使箱梁出現(xiàn)上撓變形；張拉后，掛籃要前移而進(jìn)入下一塊箱梁的施工位置，由于掛籃重量和懸臂長度的作用，使得懸臂箱梁又有下?lián)献冃蔚内厔?。另外，由于跨度大和懸臂長，在白天太陽的照射和溫度的作用下，箱梁的頂?shù)酌嫘纬蓽夭?，頂面溫度高，混凝土膨脹，相對而言，底面溫度低，混凝土收縮，從而使懸臂箱梁有下?lián)系淖冃乌厔?。到黑夜，則相反，頂面散熱快，溫度下降迅速，而箱內(nèi)由于空氣不流通、散熱慢，溫度下降慢，因而箱內(nèi)外形成溫差，箱內(nèi)溫度高，砼膨脹，而