桥梁连续梁合拢段施工技术

LOGO中铁某局杭长客二〇一二年二月悬臂浇筑连续梁合拢段施工技术CompanyLogo目录合拢段施工概述一施工质量控制标准二施工关键技术问题三杭长项目合拢设计要求四施工问题原因分析及对策五安全、质量控制要点六CompanyLogo一、合拢段施工概述1、两个概念合拢段：对于悬臂浇注施工的连续梁(刚构)等桥梁结构，连接各悬臂施工结构之间或与边跨现浇段之间的节段。合拢段的长度一般为１.５～2.0m。体系转换：对于悬臂浇注的桥梁结构，按照一定的顺序施工合拢和解除支座、0#段临时固结措施，将悬臂施工的静定结构转换为成桥状态的连续梁(刚构)。CompanyLogo一、合拢段施工概述2、合拢段和体系转换对桥梁结构的影响：结构体系变化：桥梁由施工过程的悬臂静定结构转换成连续的超静定结构。结构内力变化：桥梁转换成超静定结构后，除了因合拢的顺序不同而产生不同的施工内力外，还产生结构内力的重分布和相关的次内力；这些次内力主要是结构合拢后预应力束张拉施工、混凝土收缩和徐变、温度变化以及支座沉降的影响产生。CompanyLogo一、合拢段施工概述3、合拢段和体系转换的作用：实现成桥线形：通过配、换重和临时预应力束、劲性骨架等措施，实现施工线形向成桥线形的转换。优化结构内力：通过合拢顺序优化、合拢段长度调整(顶推)和支座标高调整等措施，实现连续梁(刚构)恒载内力分布合理且尽可能缩小各项次内力的不利影响。CompanyLogo二、施工质量控制标准1、基本要求：A、合拢段临时锁定前，桥梁跨距应符合设计要求；B、合拢顺序、合拢段长度、合拢段临时锁定方法(含合拢温度)应符合设计要求；C、合拢段临时锁定及混凝土灌注均应在一天中气温最低的区段进行；D、合拢段两端换重应在合拢段临时锁定之前完成，并在混凝土浇注过程中同步撤出；合拢段混凝土宜采用微膨胀混凝土；E、合拢段临时锁定时，梁墩的临时固结约束和活动支座的临时连接的解除需满足设计要求。CompanyLogo二、施工质量控制标准2、实测项目序号项目名称允许偏差(mm)检验方法1梁段高程+15，-5测量检查2合拢前两端相对高差合拢段长度的1/100，且≯15。测量检查3轴线偏差15测量检查4相邻梁段错台5测量检查5表面平整度51m靠尺每10m检查一处高速铁路桥梁连续梁(刚构)悬臂浇筑段(合拢段)允许偏差和检验方法《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010/J1148-2011）CompanyLogo•桥面清理•测量观测•安装支架、内外模板•设置压重•钢筋绑扎及预应力穿束•合拢时机选定•合拢口锁定•测量检查复核•浇注砼•等荷卸载•过程测量观测•拆除锁定体系转换•预应力施加•完成合拢，卸架合拢准备合拢前合拢中合拢后合拢段施工工艺流程三、施工关键技术问题CompanyLogo三、施工关键技术问题1、合拢前的施工技术准备：A、连续观测合拢段两端桥梁轴线、高程及合拢段长度变化与温度变化情况；连续量测桥梁关键断面应力变化与温度变化情况；B、根据测试数据，与设计、监控及监理单位确定合拢及体系转换顺序、合拢段临时锁定方法(含合拢温度)；编制合拢段及体系转换施工组织设计、作业指导书；C、合拢段及体系转换施工组织设计、作业指导书交底。D、复查合拢段两端的施工机具、材料，不必要的应撤出；如果下一步施工需要的，应尽量调整至0#段附近对称布置；E、合拢段两端换重应在合拢段临时锁定之前完成(若在落地支架上进行合拢段施工，不必进行换重)；CompanyLogo三、施工关键技术问题2、合拢及体系转换施工顺序：A、不同的悬灌和合拢顺序，引起的结构恒载内力不同，体系转换时引起的应力重分布也不相同，因此，合拢及体系转换顺序一般由设计单位在施工图中明确。B、确定合拢顺序的一般原则：连续梁体系的恒载内力分布合理，同时还尽可能地缩小各项次内力的不利影响。CompanyLogo移动挂蓝，连续对称悬灌施工标准节段。安装边跨永久支座和临时支架，现浇边跨混凝土。拆除挂篮。安装吊架，边跨合拢施工。拆除主墩临时固结，完成第一次体系转换。安装吊架，中跨合拢施工，完成第二次体系转换。全面成桥。典型三跨连续梁合拢施工步骤流程图CompanyLogo三、施工关键技术问题3、合拢段施工的支架及模板系统：（1）、边跨合拢段支架及模板系统边跨合拢段支架系统一般有三种方案可供选择:挂篮、吊架和落地支架。①挂篮方案：采用挂篮作为合拢段施工支架时，在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道，待悬灌完成后将挂篮走行就位并锚固好。此方案应注意的问题：一是处理好挂篮底模系统与边跨现浇段支架的干扰；二是处理好合拢段底模与边跨现浇段、悬灌段梁底之间的紧密接触；三是由于边跨现浇段在落地支架上，其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形，因此，换重只需考虑悬灌段上设置。CompanyLogo三、施工关键技术问题①挂篮方案：采用挂篮作为合拢段施工支架时，在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道，待悬灌完成后将挂篮走行就位并锚固好。CompanyLogo三、施工关键技术问题②吊架方案：采用吊架作为合拢段施工支架时，在最后一个悬灌段和边跨现浇段施工时应注意预留孔道，待悬灌完成后安装吊架并锚固好。此方案应注意的问题：一是处理好吊架底模系统与边跨现浇段支架的干扰；二是处理好合拢段底模与边跨现浇段、悬灌段梁底之间的紧密接触(在混凝土浇注过程中应安排专人检查处理)；三是由于边跨现浇段在落地支架上，其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形，因此，换重只需考虑悬灌段上设置。CompanyLogo三、施工关键技术问题③落地支架方案：搭设支架方便时，可采用此方案；采用落地支架施工合拢段时，支架地基处理、搭设可参照边跨现浇段落地支架施工。此方案应注意的问题：一是处理好挂篮底模系统与落地支架的干扰；二是处理好合拢段底模与悬灌段梁底之间的紧密接触(在混凝土浇注过程中应安排专人检查处理)；三是由于合拢段段在落地支架上，其不会因为合拢段混凝土浇注影响线形，因此，不必考虑换重。CompanyLogo三、施工关键技术问题（2）、中跨合拢段支架及模板系统CompanyLogo三、施工关键技术问题（2）、中跨合拢段支架及模板系统CompanyLogo三、施工关键技术问题（2）、中跨合拢段支架及模板系统（1）底模系统：采用挂篮作为合拢段施工支架时，底模系统直接利用悬灌段施工的底模系统，随挂篮一起就位；采用落地支架施工合拢段时，底模系统一般采用木模结构（胶合板面板+方木加劲肋+分配梁），人工由下至上安装。（2）外侧模系统：外侧模系统一般情况下直接利用悬灌段施工的外侧模系统，随挂篮一起就位。（3）内模系统：内模系统在底、腹板及横隔墙钢筋、预应力管道安装完成后进行，一般采用组合钢模与木模相配合的结构，在进行安装时应注意加固，尤其时斜腹板的加固，若加固不到位，可能造成模板上浮。CompanyLogo三、施工关键技术问题4、合拢段劲性骨架及临时预应力束合拢临时锁定一般包括焊接锁定劲性骨架和张拉临时预应力束两个步骤，连续刚构桥中跨合拢有时还需要进行顶推调整结构内力。内置式劲性骨架外置式劲性骨架CompanyLogo三、施工关键技术问题4、合拢段劲性骨架及临时预应力束（1）、合拢段劲性骨架、临时预应力束的作用①劲性骨架的作用：用来连接两端梁，保证合拢段净空，防止在浇筑合拢段混凝土的过程中及合拢段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动，同时用来抵抗合拢段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而起的竖向剪应力。CompanyLogo三、施工关键技术问题4、合拢段劲性骨架及临时预应力束（1）、合拢段劲性骨架、临时预应力束的作用②临时预应力束的作用：由于劲性骨架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力低，故采用临时预应力来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢段混凝土中产生的拉应力。临时预应力竖一般采用设计的正式的合拢段预应力束。根据混凝土因温度降低而产生的拉应力确定每根束临时张拉预应力，临时预应力束张拉力未达到设计张拉力，待合拢施工完成、合拢段混凝土强度达到设计强度后，再将其补拉至设计吨位。CompanyLogo三、施工关键技术问题（2）劲性骨安装和临时预应力束张拉时应注意以下事项：①合拢时温度应在设计许可范围内，在合拢前3天连续测温，并根据测温结果确定合拢时间。在合拢段口两端部设配重，每侧重量等于合拢段混凝土重量的一半。标高调整完成后，选择一天中温度最低和温差变化最小的时间，在合拢处安装劲性骨架，将合拢段予以临时锁定，锁定时劲性骨架的支撑同时焊接,并在升温之前完成，避免由于温度不同而在构件内产生附加内力。为了减少锁定时间可使钢支撑在锁定前先焊接一侧,在锁定时焊接另一侧完成锁定。锁定前调整中线及标高。②安排技术水平高的焊工负责焊接，确保劲性骨架焊缝质量。③认真做好施工组织，尽量缩短劲性骨架的安装时间。④临时预应力束和张拉千金顶应提前安装好，待劲性骨架焊好后立即进行张拉作业。⑤劲性骨架和临时预应力束施工前必须按设计解除有关约束。CompanyLogo三、施工关键技术问题5、合拢段配重、换重设计与施工合拢段配重一般采用水箱、混凝土预制块、沙袋等重物采用水箱进行配重采用沙袋进行配重CompanyLogo三、施工关键技术问题5、合拢段配重、换重设计与施工（1）边跨合拢段换重设计①当边跨合拢段落地支架上进行时，不考虑配重、换重；②当边跨合拢段采用吊架合拢或挂篮时会造成边中跨荷载不对称，此时边中跨受力不对称，这时不仅要考虑换重的重量，还要考虑加设配重。加设配重量（G）=中跨挂篮重量-边跨挂篮重量或（吊架重量）+其他原因引起的额外配重；换重重量（G）=合拢段混凝土引起增加的悬灌段重量+临时施工施荷载。（2）中跨合拢段换重设计与检算①若采用挂篮进行中跨合拢段施工，需将另一套挂篮拆除或后移；②若采用吊架合拢，需将挂篮拆除或对称后移。无论采用挂篮合拢或吊架合拢，中跨合拢段施工一般只需换重，不需要加配重，当然，必须保证标高控制在规范允许范围，否则，为调整线形需要时应增加配重。换重重量（G）=合拢段混凝重量÷2。以上算式适用于换重重量放置位置靠近合拢段，并且重量加在桥轴线上。如换重重量放置位置远离合拢段，那么换重重量需重新计算。合拢段配重和换重应在劲性骨架锁定和临时预应力索张拉前进行。CompanyLogo三、施工关键技术问题6、主要分项工程施工（1）合拢段钢筋及预应力管道施工合拢长度设计一般为1.5～2m，其结构尺寸复杂、钢筋、预应力管道、预埋件较多，必须按照制定好的工序及工艺进行实施：1）普通钢筋在地面集中加工成型，运至合拢段绑扎安装。底板束管道安装前，试穿所有底板束，发现问题及时处理。因合拢段施工时两端均封闭，不能再采用在管道内加内衬PVC管的方法来防止漏浆堵管，为了确保孔道畅通无阻，采取以下措施：①在合拢前先把钢绞线穿进孔道内；②加强对每根管道两端头的连接密封操作及检查，增加定位架排数加强孔道定位。同时为了保证合拢段混凝土浇筑后底板束管道的畅通，合拢段底板束管道采用加厚金属波纹管。2）在波纹管接头处一定要将波纹管接口剪平后外套接头管，用胶带裹紧，以防止漏浆或在穿束时引起波纹管翻卷导致管道堵塞；3）浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形，由其是接头处是否密封好；4）浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管，以防损坏波纹管，造成漏浆堵孔。CompanyLogo三、施工关键技术问题（2）、合拢段混凝土施工1）合拢段混凝土配合比设计合拢段混凝土强度设计要求一般与其它悬灌节段强度一样，但是为了保证合拢段的施工质量，一般情况下合拢段的混凝土强度等级实际施工中要提高一个等级，并宜采用微膨胀混凝土。2）合拢段混凝土生产、运输、现场浇筑、养护合拢段混凝土采用拌合站集中生产、罐车运输，要求与一般悬灌段混凝土生产、运输相同，此处不再详述。混凝土浇筑时间定在全天最低温度、温差变化小的时段进行，一般选择在晚上的12点