q合拢段施工方案.doc

杭州湾跨海大桥建设项目北引桥(50+3×60+50)m连续箱梁(挂篮悬臂浇注法)合拢段施工方案浙江省交通工程建设集团有限公司杭州湾跨海大桥I合同项目经理部 杭州湾跨海大桥I合同段北引桥工程A25A30#墩上部结构为五跨一联（50+3×60+50）m连续箱梁，采用挂篮悬臂法施工，边跨、次中跨、中跨合拢段的长度均为2m、混凝土的方量为18.7m3。连续箱梁悬臂施工时，合拢段施工是整个施工过程中的关键之一。合拢段施工的质量易受昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系的转换及施工载荷等因素影响。为保证本标段（50+3×60+50）m连续箱梁合拢段施工质量，特编制此合拢段施工方案。1、合拢段施工顺序及施工方法的选择 1.1 合拢段施工顺序及流程图 合拢段施工顺序为先边跨、再次中跨，最后进行中跨合拢段施工。合拢时进行预应力张拉前均预先拆除箱体多余水平约束。1.2 边跨合拢所有边跨均采用挂篮合拢，其中K25跨采用26#墩嘉兴侧挂篮合拢，K29跨采用29#墩宁波侧挂篮合拢，挂篮的底模、外侧钢模保留，芯模采用搭设支架铺设竹胶板。挂篮的总重量为53.0吨，挂篮的底模及外侧模的一端挂在现浇直线段箱梁的端部，另一端挂在悬臂端菱形挂篮上,施工时拆除其他设备和杂物。另外，边跨施工时需注意以下问题：预留吊带孔图1、图2分别为直线段预留前吊带孔和悬臂端预留吊带孔示意图。直线现浇段浇筑好后，靠合拢段一端需要沿纵向长拆除1m支架(经计算支架仍能满足施工荷载承载要求,为增强其稳定性要求,在箱室下面增设两道纵向剪刀撑),以满足合拢段施工的空间要求。合拢段施工时，必须保证18.9m现浇段不受施工载荷； 悬臂端6#块箱室顶板预留一边长为30cm的方孔，用于浇注底板混凝土。1.3 次中跨、中跨合拢次中跨合拢时采用吊篮结构合拢。挂篮的底模、外侧钢模保留，芯模采用搭设支架铺设竹胶板。拆除29#墩嘉兴侧、26#墩宁波侧挂篮后，27#墩嘉兴侧、28#墩宁波侧挂篮前移到相应位置。距前悬臂端和后悬臂端50cm位置处各设一道横梁，逐根解除挂篮前吊点精轧螺纹钢筋，纵向设置的纵梁固定在横梁上。用短精轧螺纹钢筋将底模前端固定在纵梁形成吊点。全部解除后，拆除挂篮桁架，形成吊篮结构状态。中跨合拢段用28#墩嘉兴侧挂篮来形成吊篮结构，27#墩宁波侧挂篮拆除，吊篮结构形成方法与次中跨方法相同。另外，次中跨、中跨施工时要注意以下问题： 注意吊带孔的准确性，图3为次中跨、中跨合拢悬臂端预留吊带孔示意图；顶板预留一边长为30cm的方孔，用于浇注合拢段底板混凝土。2 合拢前顶面标高及轴线的观测 在合拢以前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化。连续观测时间我们确定为48小时，其时间间隔为每3小时一次。3 合拢段混凝土浇注的配重控制在合拢段混凝土浇注时，为保证挂篮施工箱梁两悬臂始终处于稳定状态和更好控制悬臂端的预抛高，在浇注之前，各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重。根据浇注混凝土的数量可计算出配重大小为：边跨合拢段施工时，26#墩、29#墩两悬臂端均配重46.8吨。图4是边跨合拢段施工时的配重图。从图4可知，在K25、K29边跨合拢段劲性支撑安装之前，先在26#墩或29#墩的两悬臂端分别配重46.8吨，配重方式采用水袋或土袋。而在浇注边跨合拢段混凝土时，再严格根据混凝土的浇注量、浇注速度分5次卸掉靠合拢段侧悬臂端的配重46.8吨，卸配重一定要控制好，混凝土浇注完，靠合拢段的配重也应卸完，这样做的目的是使26#墩或29#墩两悬臂在浇注混凝土及混凝土初期硬化过程中始终保持稳定，同时悬臂挠度也得到控制。待边跨合拢段混凝土强度达到设计要求后,预应力束道张拉、压浆完毕,再分别卸掉29#墩嘉兴侧、26#墩宁波侧的配重23.4吨，保留23.4吨，另外，在27#墩、28#墩的两悬臂端分别配重23.4吨。次中跨合拢段合拢施工时配重状态见图5，而在浇注中跨合拢段混凝土时，再根据中跨合拢段混凝土的浇注量、浇注速度分5次卸掉两悬臂端的配重23.4吨，混凝土浇注完毕，配重也应同时卸完。中跨合拢段施工时配重状态见图6，其卸载方法与次中跨相同。值得强调的是，加配重时横向一定要以桥轴线对称加载，纵向要以桥墩为中心对称加载。4 合拢段劲性支撑及预应力束道的施工合拢段劲性支撑按照施工设计图纸加工，劲性支撑不宜安装得太早，在浇灌混凝土之前几天安装上劲性支撑。值得注意的是，劲性支撑须在配重完毕后方能安装，这样做两大好处：1）抵消悬臂的预抛高，否则，易造成桥梁线性不柔顺；2）防止劲性支撑受过大剪应力。由于合拢段施工中，预应力束道的施工工程量大、数量多，为了能够在混凝土强度和弹性模量达到张拉要求后，做到及时张拉，在合拢段波纹管安装好后，将所有钢绞线全部提前穿入各自孔道。这样做有两点好处：1）可以防止混凝土浇注后穿钢绞线可能有困难、影响及时张拉；2）为临时预应力合拢束的张拉创造条件。浇注合拢段混凝土前，在安装好劲性支撑的情况下，立即张拉顶、底板劲性支撑钢管中的合拢段临时预应力合拢束各两根，其中，边跨合拢段的临时预应力束号为：顶板为24#索、底板为18#索，次中跨、中跨合拢段的临时预应力束号为：顶板为23#索，底板为14#索。临时预应力的张拉吨位初步定为50吨，如果合拢时的气温骤然变化，张拉吨位有可能要改变，具体改变需根据温度应力影响来定。待合拢段混凝土强度达到85%设计强度和弹性模量达到设计的80%时，对称张拉合拢段的底板预应力钢束，先长束后短束，并派专人观测顶、底板齿块，看是否有裂缝等异常现象产生，如果有异常现象产生要立即上报。纵向预应力束道张拉完毕后，再依次张拉合拢段及直线段竖向、横向预应力束道。最后补拉先期的顶板、底板临时预应力束到位。5 合拢段混凝土的施工在灌注合拢段混凝土之前几天不断湿润合拢段两端交接面的混凝土。交接面的凿毛也需要严格控制，要到位。合拢段混凝土浇注时间应选在一天气温中最低的时间，浇注完毕后气温开始回升,这样混凝土膨胀受压比较有利。本联箱梁边、中跨合拢段混凝土的方量为18.7m3，混凝土浇注可在1.5小时完成。根据当地昼夜气温分布规律和混凝土浇注所需时间，我们最后确定了混凝土浇注的时间区段为2：003：30。合拢段混凝土灌注完毕后，需对合拢段混凝土进行覆盖养护，合拢段左右各2-3米范围内也应一起洒水养护，箱内箱外均应不间断洒水，养护时间不少于7天。强调一点的是：合拢段混凝土浇注后，需要对该跨的顶板采取些隔热措施，以免箱梁顶底板温差变化太大。合拢段混凝土收浆后，再予以覆盖和洒水养生，如混凝土面有模板覆盖时，在养护期间应使模板保持湿润。6 合拢时的体系转换6.1 体系转化的验算及要求中跨合拢时，假设无约束条件下，两悬臂端自由伸长量为： （1）式中：无约束条件下，两端悬臂梁自由伸长量；混凝土的热膨胀系数； 每端悬臂梁长，； 悬臂梁中各分段梁某i号梁梁段长； 温度升高值。 （2）式中：两端悬臂梁在劲性骨架支顶力作用下的压缩量； 劲性骨架支顶力； 混凝土的弹性模亮； 悬臂梁中各分段梁某i号梁梁段面积；这样，两端悬臂梁在劲性支撑约束下，由于梁内升温引起的伸长量为： （3）劲性支撑总的缩短量为: (4)式中：中跨合拢段劲性支撑的截面积；中跨合拢段劲性支撑的长度； 中跨合拢段劲性支撑的弹性模量； 中跨合拢段劲性支撑的支顶力； 劲性支撑的热膨胀系数，它与混凝土基本一致。则劲性支撑的截面应力： （5） 根据截面应力条件，则有 (6) 根据合拢段变形协调条件，联立公式（1）、（2），则有： （7） 由（ 4）、（5）两式解得： (8) 根据本工程的实际情况,公式(1)(8)中的参数我们取:、，有了这些参数，便可计算出式(8)中右端的值为。由于合拢段施工的时间相对于混凝土收缩徐变来说还是短的，因此，劲性支撑的压力约为。若水化热温升为15，根据式（5），劲性支撑的截面应力为880Mpa,大大超过了劲性支撑的容许应力205Mpa。因此，在边跨合拢后，必须拆除26#墩、29#墩的钢支点。须拆除26#墩、29#墩钢支点还有以下原因：本联连续箱梁25#墩、26#墩、29#墩、30#墩为活动支座（可沿纵向方向在一定范围内滑动），而27#墩、2829#墩为固定支座，钢支点的顶部通过钢板与箱梁连成一体，钢板与箱梁连接处极易在箱梁和劲性支撑的收缩产生的支顶力下产生裂缝。26#墩、29#墩的钢支点拆除时间为：边跨合拢后，张拉、压浆完毕。27#墩、28#墩的钢支点拆除时间为：次中跨合拢后，张拉、压浆完毕。钢支点拆除后，梁体落到永久支座上，实现了边跨的体系转换。四个钢管桩的拆除尽量做到同时、同步。拆除方法采用电焊机离底板底面40厘米处截断。6.2 临时预应力束道张拉力的验算 经进一步计算，临时预应力束道的张拉总力为2000KN是足够的。如果天气情况等没有骤然变化，临时预应力束道的张拉总力确定为2000KN，反之，则要重新进行计算，再确定临时预应力束道的张拉力。6.3 劲性支撑安全性验算经计算，劲性支撑也能满足要求。附录1：(50+3×60+50)m合拢段施工流程图直线段砼浇注、养生3dStep 1边跨合拢前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测48小时(时间间隔3小时)Step 226#墩嘉兴侧、29#墩宁波侧挂篮前移就位 （另一侧挂篮不动）所需时间：1dStep 326#、29#墩的两悬臂端配重46.8吨 所需时间：2d安装劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间：1d绑扎底板、腹板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线 所需时间：1dStep 4Step 5Step 6安装芯模 所需时间：1dStep 7绑扎顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所需时间：1dStep 8一边浇注合拢段混凝土（凌晨2:003:30）一边卸掉靠边跨合拢段悬臂端的配重 Step 9混凝土养生 所需时间:大约4d Step 10张拉所有预应力束道，并补拉临时预应力束道到位 所需时间：2d预应力管道压浆 所需时间:1d拆除26#、29#墩临时钢支点，同时拆除边跨合拢段使用的所有挂篮Step 11Step 12Step 13次中跨合拢前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测48小时(时间间隔3小时)Step 1429#墩嘉兴侧、26#墩宁波侧挂篮拆除，27#墩嘉兴侧、28#墩宁波侧挂篮前移就位，并拆除挂篮的桁架等，保留挂篮的底模、外侧钢模保留，形成吊篮结构状态所需时间：2dStep 15安装劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间：1dStep 16绑扎底、腹板板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所需时间：2dStep 17安装芯模 所需时间：1dStep 18绑扎顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所需时间：1dStep 19一边浇注合拢段混凝土（凌晨2:003:30）一边卸掉两悬臂端的配重Step 20混凝土养生 所需时间:大约4dStep 21张拉所有预应力束道、并补拉临时预应力束道到位、压浆 所需时间：4dStep 22拆除吊篮结构Step 23中跨合拢前对箱梁顶面标高及轴线进行统一的观测48小时(时间间隔3小时)Step 2427#墩宁波侧挂篮拆除，28#墩嘉兴侧挂篮前移就位，并拆除挂篮的桁架等，保留挂篮的底模、外侧钢模保留，形成吊篮结构状态所需时间：2dStep 25安装劲性支撑及张拉临时预应力束道 所需时间：1dStep 26绑扎底、腹板板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所需时间：2dStep 27安装芯模 所需时间：1dStep 28绑扎顶板钢筋及安装其预应力管道、穿其钢绞线所需时间：1dStep 29一边浇注合拢段混凝土（凌晨2:003:30）一边卸掉两悬臂端的配重Step 30混凝土养生 所需时间:大约4dStep 31张拉所有预应力束道、并补拉临时预应力束道到位、压浆 所需时间：4dStep 32拆除吊篮结构Step 33(50+3×60+50)m一联箱梁合拢完毕Step 3411