斜拉桥主梁合拢段施工方案-1

湖南路桥建设集团公司热烈欢迎和衷心感谢各位领导及专家对株洲建宁大桥斜拉桥主梁合龙段的施工进行指导！株洲建宁大桥合龙段施工方案介绍湖南路桥建设集团公司株洲建宁大桥A标项目经理部2005年7月9日目录一、斜拉桥主梁合龙段概况二、合龙段施工的准备工作三、合龙段施工方案一、合龙段概况1、工程简介株洲建宁大桥主桥为独塔单索面预应力砼斜拉桥，采用塔墩梁固结体系，主桥长457.7m，其中主跨240m，边跨217.7m，在边跨设二个辅助墩，斜拉索采用双排锚于主梁中室索锚区上，呈扇形布置，在0#、2#、3#、4#墩各设两个纵向活动支座，梁端与引桥衔接处设位移量为320mm的伸缩缝。4#墩3#墩2#墩1#墩0#墩0#01#02#03#04#05#06#07#08#09#010#011#012#013#014#015#016#017#018#019#020#021#022#023#024#025#026#027#028#029#030#031#0#1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#16#17#18#19#20#21#22#23#24#25#26#27#28#29#30#31#边跨合龙段（H2)032#主跨合龙段（H1)主跨合龙段（H1)32#株洲建宁大桥斜拉桥主桥桥型布置图主梁采用C50砼倒梯型箱梁，梁高3.5m，桥面宽30m,单箱三室，三向预应力体系。全桥主梁有31对斜拉索，总共124根，主梁每边各分34节段，其中标准节段长7m。斜拉桥主梁共设有两个合龙段，其中主跨合龙段H1位于悬浇段E31与现浇段E32之间，边跨合龙段H2位于悬浇段E031与现浇段E032之间。2、基本数据名称梁段号砼标号长度（m）宽度（m）砼方数（m3）梁重（T）主跨合龙段H1C501.23019.351边跨合龙段H2C501.23021.456合龙段施工前的准备工作是非常必要且不可缺少的，需从现场数据采集、合龙方案设计、优化砼配合比、施工现场清理、机械设备、材料等各方面作准备。二、合龙段施工的准备工作1、优化砼配合比，增强砼抗裂性能因温差、风振等因素极易引起斜拉桥主梁位置和索力的变化，在合龙段砼浇注前，优化砼配合比，增强砼抗裂性能对保证合龙段施工质量，防止砼开裂是极其重要的，因此在合龙段施工前一个月，由实验室对砼配合比进行相应调整，并做成试件对其性能进行测试，根据当时施工实际情况，可采取加入适量的缓凝早强剂和膨胀剂，减少裂缝产生的几率。2、现场数据采集在主梁悬浇段E31(E031)和现浇段E32(E032)节段施工完后，由测量人员对上述节段进行24小时观测，白天每1小时观测一次，夜间每2小时观测一次，测出梁体的温度及线型变化规律，和索塔偏位情况，采集数据，找出一天中主梁变化最稳定的时段，以确定挂篮锁定时间、调整底模标高时间、劲性骨架最终锁定时间、砼浇注时间等，为精确安全合龙提供依据。•观测的内容如下：•①、梁体温度与大气温度的滞后规律；•②、梁体标高在不同时间及温度的变化情况；•③、梁体纵向伸缩量（合龙口长度）与温度和时间的关系；•④、索塔在不同日照及温度下的偏位情况；•⑤、索力在不同索塔偏位、不同主梁标高及日照影响下的变化规律。三、合龙段施工方案根据本桥设计要求及主梁结构形式，斜拉桥主桥合龙的顺序为先边跨合龙，再主跨合龙。主边跨合龙段长度均为1.2米，为了顺利地完成合龙段的施工，保证合龙段的施工质量，施工中准备从施工控制目标、施工工艺流程、合龙现浇吊架、调整合龙口标高、劲性骨架安装及锁定、合龙砼浇注、跟踪监测等方面严格控制，具体如下：1、合龙施工控制目标在进行合龙段施工过程中应避免各种不利因素影响，严格控制好砼的配合比、梁体砼的浇注时间，采取必要的缓凝早强及温控措施和变形控制措施，保证达到以下控制目标：①、合龙施工中，合龙模架能够承受各种因素可能引起的弯距、剪力、轴力等影响；②、避免因新浇砼收缩及温差影响使未达到强度的砼开裂或受挤压破坏，从而影响合龙段砼质量及与两侧梁体的结合；③、减少结构体系转换过程中因挠曲变形或相邻两侧梁体变动引起高差过大，保证线形平顺。合龙前的准备前移挂篮至合龙口挂篮转换（悬臂变简支）安置压重水箱2、合龙段施工工艺流程①、边跨合龙段施工工艺流程：水箱灌水共26T调整标高解除边墩支座附近的水平约束安装合龙口劲性骨架并锁定绑扎钢筋、安装预应力管道、装模浇注砼并在水箱内同步等效放水砼养护、待强张拉合龙预应力钢束T6（先张拉）、B12—B15填余下的压重砼（E1、E2、B1～B5）拆除边跨现浇段临时支架合龙前的准备前移挂篮至合龙口挂篮转换（悬臂变简支）安置压重水箱水箱灌水共26T①、主跨合龙段施工工艺流程：调整标高解除边墩支座附近的水平约束安装合龙口劲性骨架并锁定绑扎钢筋、安装预应力管道、装模浇注砼并在水箱内同步等效放水砼养护、待强张拉合龙预应力钢束T1、T2、T5张拉合龙预应力钢束B1～B3、B6张拉合龙预应力钢束B4、B5拆除主跨现浇段临时支架拆除边、主跨挂篮并解除劲性骨架连接3、合龙现浇吊架两个合龙段都采用调整现有挂篮作为合龙现浇吊架，其中边跨挂篮往前移1.4米(以E031梁段线为准)，主跨挂篮往前移2.4米(以E31梁段线为准)。挂篮前移就位后，用精扎螺纹钢筋穿入两边梁段预留孔中，把挂篮与两边梁段锁定在一起，同时挂篮一端搁在现浇支架钢管桩上，其支顶时间应选择在连续观测主梁标高的高位值时，使挂篮以两端简支的方式作支架完成合龙段的浇注。这里存在挂篮调整转换的过程，即将原后锚点挂篮从悬臂受力状态转换为简支受力状态。边跨合龙现浇吊架施工方案图一水箱压重26t吊杆三50挂篮底支座239.43吊杆一吊杆二77.77挂篮吊架502080100100100505070708070斜拉索141214141403.77加长前横梁4I36工字钢16米长，拆支架工字钢边跨合龙现浇吊架施工方案图二主跨合龙现浇吊架施工方案图吊杆一吊杆二挂篮底支座挂篮吊架70189.61152.6121水箱压重26t254.71185.899510027.4吊杆三1001005050701001007070调整后的挂篮简支在合龙段两边梁段上，这样可使模板在混凝土的浇注过程中紧贴两边的梁段。于是合龙段与两边梁段的接合必然平顺。后锚点挂篮由悬臂受力转换为简支受力，其承载和抗变形能力大大加强。挂篮简支支点的受力分配要从全桥施工控制的角度综合考虑，合龙段挂篮支点受力，基本上按两边各一半的分配原则，其中主跨每边受力为68T，边跨为75T。挂篮的简支支座是可纵向移动的，以便劲性骨架锁定前有利于两边梁段的自由变形。合龙时现浇吊架施工图如下：4、调整合龙口标高合龙口标高可采用水箱配重和挂篮主纵梁锚固加载调整这两种方法，对于株洲建宁大桥合龙段的施工，首先考虑水箱配重调整标高，只有在合龙口靠岸侧的现浇段标高低于设计标高时，才考虑采用挂篮主纵梁锚固加载这种方法，这两种方法具体如下：①、水箱配重水箱配重前须计算出合龙段混凝土体的质量在两边梁段上的分配，根据分配的质量可计算出两边梁端的挠度，按挠度等效原则在合龙段两边梁上设置水箱并确定加水量，每边需配重26T。全桥准备四个钢护筒，主边跨各两个，每个护筒计划配重13T左右，按编号进行摆放。水箱放置于E31和E031梁段最后一道横隔梁上，分别位于挂篮2#和3#、4#和5#主纵梁之间。压重水箱配置图2Φ240㎝水箱共26T水箱压重纵断面图平面图原设计合龙段两端均压重，但合龙段的岸侧已浇梁段由于采用现浇支架施工，其支架承载能力较强，合龙挂篮在其上的支承可视为刚性支承，因此合龙段岸侧梁段上不必设水箱，故建议取消岸侧现浇梁段的压重。②、挂篮主纵梁锚固加载法当在合龙口靠岸侧的现浇段标高低于合龙设计标高，而悬浇段的标高高于设计标高时，这时可考虑采用挂篮主纵梁锚固加载调整法，即使用YC60预应力千斤顶在挂篮悬臂端主纵梁上加力，通过主纵梁的传递，在标高低的现浇梁端产生一个向上的拉力F上，在主梁悬浇梁端产生向下的压力F下，这样现浇段的标高升高，而悬浇段的标高降低，通过这一办法，可基本消除合龙口两边高差。挂篮主纵梁锚固加载调整受力示意图吊杆一吊杆二给悬浇段向下的F下主纵梁前端支座后锚点70合龙段悬浇梁段10010010050现浇梁段5070100100给现浇段向上的F上YC60千斤顶水箱压重70705、劲性骨架的安装①、劲性骨架结构：合龙段施工时，为了使两边梁体尽可能协调变形，以保证混凝土接合顺畅以及为了保证两边梁段的稳定，在合龙段两边的梁端底板与顶板设置了18根长2.4米的I36型钢，通过与预埋在两端梁段内预埋板焊接在一起，起刚性连接的作用。型钢的两端在梁的纵墙周围及斜腹板与顶板交接处，为平行的型钢。劲性骨架结构图②合龙劲性骨架的焊接：合龙口标高达到监控及设计要求后，进行合龙劲性骨架的锁定，采用与预埋钢板焊接形成锁定，锁定时间宜选在当天凌晨温度最低时进行。为力争在最短的时间内同时焊接完成，首先进行单端焊接，在合龙段的配重水箱注水完成以后开始另一端的焊接，焊接时至少用6台以上的电焊机同时作业，这样刚性连接保证其合龙时及在合龙段混凝土形成强度前不受拉只受压。通过挂篮及劲性骨架与两边梁段连在一起后，在砼浇注前，主梁在结构上已经合龙了，从而确保合龙砼在基本不受力的情况下养生。在劲性骨架焊接完成前，拆除现浇段墩顶支座附近的所有水平约束，保证主梁向边墩侧自由伸缩。③合龙劲性骨架受力分析：劲性骨架主要承受日照，温差变化，索力不对称水平分力等引起的轴向压力，主梁标高变化引起的剪力和弯矩，温差越大受力越大，反之则小。当砼达到设计强度而进行一部分预应力筋张拉后，因砼本身逐步具备承压能力，桁架的承载负荷减少，因此应以合龙段没浇砼前的桁架受力作为控制设计。①、合龙砼浇注时间的选定当合龙段钢筋、模板和预应力均安装完成后，在合龙砼浇注前，应充分考虑已完成的主梁因受日照后和大气温差的作用而伸长或缩短、标高变化及主塔偏位等因素，根据以往施工经验，合龙段砼浇注最好选在阴天，温差比较小的天气进行。但受工期影响，一般情况下，应先选择在一天中的最低和较稳定的温度时间内进行，这时间根据测量人员二天的连续24小时的观测确定，这样做的目的在于使混凝土在早期凝结过程中处于升温的受压状态，不出现拉应力，避免砼出现裂缝。6、合龙砼浇注合龙段的砼浇注时间应尽量短，宜控制在３h内浇完，在合龙段浇注一定量的混凝土时，则按一定比例关系放出同等重量的水，这样使合龙段标高情况始终控制在允许范围（正负标高控制在3mm以内）。同时当混凝土快浇注完后，马上对先浇的主梁底板、斜腹板砼进行二次振捣，这样能有效减少砼裂缝出现的几率。②、合龙砼浇注③、混凝土缓凝早强合龙段在混凝土浇完以后，为尽量避免已完成结构混凝土的收缩、结构体系的变化及其他施工荷载等的影响，其混凝土应能快速达到强度，并在此前提下及早施加预应力。因此，应在混凝土中掺加高效能混凝土减水剂，掺量在1%左右，初凝时间控制在5h左右。④、混凝土的养护在合龙段混凝土浇注完成，但其还未达到足够强度以前，为避免日照引起温升加剧，造成合龙段混凝土产生收缩裂纹，在混凝土表面满铺麻袋，并以长流水养护，使合龙段混凝土保持水湿适温状态。为减少在日照下，主梁顶板和底板的温差，可对主梁现浇段及悬臂端前5个节段桥面洒水降温，但应注意洒水时不要对桥面增加过多的荷载。⑤、采集数据，严格监测在合龙段开始施工前，监测与合龙段施工有关的各部位的初始状态，如合龙段的标高、塔墩的变位情况、索力、临时墩的持力表现和温度场的变化等，如果发现有异常现象，分析原因，并采取措施恢复正常。在合龙用的挂篮移出时，即已开始了合龙段施工。在合龙段施工中，进行对上述监测对象的跟踪监测，以指导合龙段施工各工序，在浇合龙段砼时，要严格监测两端梁段标高的变化，尤其是严格水箱配水、混凝土浇注与放水的同步等。7、施工注意事项①、对水箱施加平衡压重，焊接合龙段劲性骨架，浇注合龙段砼，均应在一天中日照温差影响较小的时间进行；②、同一合龙段的刚性连接应同时对称进行，合龙口锁紧时间紧，必须在一天晚上内完成；③、焊接合龙段劲性骨架