京石客專(zhuān)懸澆梁合龍段施工中勁性骨架的應(yīng)用

1、京石客專(zhuān)懸澆梁合龍段施工中勁性骨架的應(yīng)用摘要： 懸澆梁合龍段施工所涉及到的工藝繁瑣，其中勁性骨架施工是合龍段施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文結(jié)合京石客運(yùn)專(zhuān)線牛家堡48+80+48m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂法施工實(shí)踐，針對(duì)合龍段施工中勁性骨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)進(jìn)行了必要的分析和闡述。Abstract: Construction of the closure sector of cantilever beams involves complex technique process. The construction of the stiff skeleton is a key technology to

2、construction of the closure sector of cantilever beams. Combining with the practice of Niujiabao 48+80+48 meters long cantilever beams of Beijing-to-Shijiazhuang passenger dedicated line, the article analyzes and presents the stiff skeleton structural design and the main point of the construction of

3、 the closure section.關(guān)鍵詞： 京石客專(zhuān)；合龍段；勁性骨架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工要點(diǎn)Key words: Beijing-to-Shijiazhuang passenger dedicated line；closure section；stiff skeleton；structural design；main point of construction中圖分類(lèi)號(hào)：U215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）11-0091-021 概述隨著鐵路、公路、市政工程的蓬勃發(fā)展，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其中懸臂法施工是現(xiàn)階段采用的一種最常用的施工

4、工藝，這種工藝中合龍段施工是關(guān)鍵，其質(zhì)量直接影響到橋梁的后期正常運(yùn)營(yíng)，而勁性骨架施工又在這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)中起著控制性作用。1.1 工程概況 京石客運(yùn)專(zhuān)線牛家堡特大橋48+80+48m連續(xù)梁梁體設(shè)計(jì)使用年限為100年，共10個(gè)懸臂澆筑段，邊跨合龍段2梁段，中跨合龍段1梁段，長(zhǎng)度均為2m，合龍段梁高3.85m，頂板寬度為12m，底板寬度為6.7m，合龍段梁體最大自重（中跨）為92t，采用C55微膨脹砼。連續(xù)梁合龍段施工順序?yàn)椋合群淆堖吙纾俸淆堉锌?。合龍溫度?yīng)符合設(shè)計(jì)要求，合龍段兩端懸臂標(biāo)高及軸線應(yīng)符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。1.2 勁性骨架的作用 首先勁性骨架主要起到保證合龍段養(yǎng)護(hù)階段混凝土質(zhì)量的作用，當(dāng)合

5、龍段混凝土澆筑后，強(qiáng)度尚在增長(zhǎng)過(guò)程中，強(qiáng)度較低，由于環(huán)境溫度的變化、施工中的外力影響，橋梁結(jié)構(gòu)就會(huì)在合龍段處可能產(chǎn)生拉力、壓力、彎矩、剪力和扭矩作用，勁性骨架恰好保證了合龍段混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中盡可能排除內(nèi)外界因素的干擾。其次，使兩側(cè)懸臂端高差固定在澆筑合龍段的過(guò)程中，保持合龍?zhí)巸闪憾藷o(wú)相對(duì)位移，從而保證合龍段砼與兩懸臂梁端之間不產(chǎn)生裂紋，并更加有利于保證線形美觀。2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 材料選取 勁性骨架的型鋼一般選取工字鋼和槽鋼（槽鋼需要兩塊并排焊接使用），其抗拉、壓以及抗彎和抗剪性能比較好。本工程根據(jù)現(xiàn)有材料和力學(xué)分析計(jì)算，擬選取40a工字鋼來(lái)實(shí)施勁性骨架。2.2 構(gòu)造形式選取 勁性骨架的

6、設(shè)置方式分為內(nèi)置和外置兩種形式，內(nèi)置是將勁性骨架作為永久性結(jié)構(gòu)埋設(shè)到合龍段內(nèi)，主要工藝是在最后兩塊懸澆段的端頭預(yù)埋鋼板，然后在合龍段內(nèi)再將型鋼焊接到鋼板上；外置就是將勁性骨架設(shè)置在頂板面板上部或下部以及底板上部，其主要工藝同內(nèi)置，主要是型鋼采用外露焊接到反力座鋼板，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，準(zhǔn)備實(shí)施預(yù)應(yīng)力筋張拉前再解除勁性骨架約束。勁性骨架內(nèi)置形式的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)化了合龍段梁體的強(qiáng)度，也不影響梁體的外觀質(zhì)量，缺點(diǎn)是梁體內(nèi)鋼筋密，再加上勁性骨架的設(shè)置不便于混凝土的搗鼓，容易出現(xiàn)空洞，且浪費(fèi)材料。勁性骨架外置形式，施工方便，無(wú)論是勁性骨架的預(yù)埋、骨架的焊接、普通鋼筋的放置以及混凝土的振搗，都明顯優(yōu)于內(nèi)

7、置式。缺點(diǎn)是影響橋梁的外觀質(zhì)量。本工程勁性骨架采用的是外置形式，每處合龍段共設(shè)置4組勁性骨架，每組進(jìn)行骨架由兩根40a工字鋼組成，兩工字鋼之間留有足夠空隙以便工人進(jìn)行與下部鋼板進(jìn)行焊接。施工時(shí)，首先在懸澆段最后一個(gè)澆筑段頂板頂部和底板頂部預(yù)埋分別對(duì)稱(chēng)預(yù)埋4塊20mm厚Q235反力座鋼板（圖3），每塊20mm厚鋼板下焊接4塊10mm鋼板，每塊20mm厚鋼板穿6根20光圓鋼筋并與工字鋼捆綁焊接,每塊10mm厚鋼板穿4根20帶肋鋼筋，帶肋鋼筋與梁體鋼筋形成骨架結(jié)構(gòu)。2.3 設(shè)計(jì)檢算 依據(jù)中跨勁性骨架計(jì)算，對(duì)邊跨合龍偏安全。由于合龍段砼澆筑時(shí)選在一天中溫度最低時(shí)段（凌晨24點(diǎn)）進(jìn)行澆筑且采用的微膨脹砼

8、，則可不考慮合龍段自身砼的收縮變化，在勁性骨架鎖定前將一側(cè)主墩的滑動(dòng)支座解鎖、解除臨時(shí)固結(jié)措施，則此時(shí)勁性骨架主要承受溫度變化時(shí)梁體伸縮與滑動(dòng)支座之間所產(chǎn)生的摩擦力。則合龍段所受的外力:Ng=FyNG?滋（當(dāng)溫度上升時(shí)符號(hào)為“+”，反之為“-”）Ng合龍口勁性骨架所受拉壓力；NG合攏跨半跨及相連自由伸縮段梁自重，為33912kN；?滋支座摩阻系數(shù)，常溫型球形鋼支座取0.03；Fy預(yù)應(yīng)力臨時(shí)張拉束的預(yù)壓力（T14,B11B14號(hào)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)張拉30%為5885kN）；計(jì)算有：Ng=5885339120.03=6902kN4868kN，由此可知梁體在升降溫時(shí)均受壓力，所以只要溫度升高時(shí)勁性骨架滿足力

9、學(xué)要求即可。勁性骨架有效長(zhǎng)度2.7m，則根據(jù)=97.5，對(duì)應(yīng)查表得折減因數(shù)=0.669=80.2MPa（查表40a工字鋼A=86.110-4m2）=0.669160=107.1=80.2MPa，所以是安全的。3 合龍段施工時(shí)勁性骨架施工控制要點(diǎn)3.1 勁性骨架的鎖定 勁性骨架鎖定前，合龍段每一側(cè)梁體應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓配重，重量為合龍段重量的一半，勁性骨架工字鋼安裝時(shí)，一端焊接后，另一端應(yīng)選在凌晨1：003：00左右氣溫較低時(shí)焊接鎖定。然后再進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)根據(jù)砼澆筑也選擇在一天中溫度最低氣溫段（凌晨1：003：00）進(jìn)行澆筑。除了自身必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性外，還應(yīng)保證其與兩端梁

10、體預(yù)埋件的焊接質(zhì)量，以滿足勁性骨架的抗剪切要求，焊接應(yīng)對(duì)稱(chēng)、迅速地進(jìn)行。3.2 體系轉(zhuǎn)換 合龍段的體系轉(zhuǎn)化主要通過(guò)配、換重和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束以及勁性骨架等措施，實(shí)現(xiàn)施工線形向成橋線形的轉(zhuǎn)換。首先，邊跨合龍段張拉壓漿完畢后，中跨合龍段預(yù)壓配重結(jié)束后，勁性骨架鎖定前，及時(shí)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。解除滑動(dòng)支座的鎖定和主墩的臨時(shí)錨固措施，再進(jìn)行勁性骨架的鎖定和預(yù)應(yīng)力束的臨時(shí)初張拉，完成梁體的第一次體系轉(zhuǎn)換。然后在中跨合龍段強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度，且在全部預(yù)應(yīng)力初張拉前，解除勁性骨架的約束，完成第二次體系轉(zhuǎn)換。4 結(jié)束語(yǔ)該橋主橋的合攏段勁性骨架的設(shè)計(jì),滿足了施工階段和使用階段的受力需要，全橋順利合龍。由于本橋?yàn)榉莿倶?gòu)連續(xù)梁，所以在進(jìn)行骨架鎖定的穩(wěn)定性分析時(shí)沒(méi)有考慮溫度應(yīng)力對(duì)骨架的影響，但有的連續(xù)梁施工由于工期緊，在混凝土澆筑前沒(méi)有解除臨時(shí)固結(jié)措施或解除支座約束，這樣很可能破壞勁性骨架的穩(wěn)定，影響合龍段的施工質(zhì)量，有的甚至造成墊石或支座的破壞，所以施工時(shí)必須按照施工方案的施工順序進(jìn)行施工，以免造成梁體線形不順和其他質(zhì)量問(wèn)題。本文比較詳細(xì)地探討了懸澆梁合龍段施工中勁性鋼骨架的施工技術(shù)問(wèn)題。論述了勁性骨架設(shè)置形式以及受力分析、施工方法；提出