门式墩刚构连续梁综合施工技术.doc

跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术技 术 报 告中铁十局集团有限公司二一三年十二月- 2 -目 录1课题研究依托的工程背景11.1工程概况11.2工程主要特点及施工难点22施工技术方案研究32.1国内现状的调查32.2施工技术方案的比选32.3施工技术方案的确定53施工方案设计及实施53.1跨多线特大桥预应力混凝土“门式墩刚构连续梁”新型梁型的设计研发53.2跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁安全防护体系的设计及施工技术研发103.3特制短顶张拉设备及张拉工艺创新333.4上跨既有铁路线桥梁贝雷梁支架的拆除装置系统“移梁作业平台”及施工技术的研发374工程应用和经济技术分析455结论46 附件：跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁支架检算资料471课题研究依托的工程背景1.1工程概况宁启复线电化工程跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁位于江苏省海安县，距离新建海安县火车站1.7km，为跨越正元港务专用线、既有新长线、既有宁启线而设，梁全长为134.7m，线路纵坡11.5，墩号20#-24#，跨度为32.15m+234.7m+32.15m。21#、23#墩为简支门式墩，22#墩为刚构门式墩。门式墩盖梁最大跨度26m，梁高最大3.5m。连续梁梁体为单箱单室直腹板、等高度、变截面结构，梁高2.5m，梁顶宽11.4m，底宽5.6m，梁底距轨顶约8.5m。由于线路纵坡和铁路限界因素的制约，采用梁体嵌入门式墩盖梁的结构形式，结构新颖。该门式墩刚构连续梁小里程侧为40m现浇梁，大里程侧为（75+125+75）m悬臂浇筑连续梁。图1.1跨多线特大桥预应力混凝门式墩刚构连续梁效果图为确保本工程安全、质量、工期、环保等各项目标的实现，确保施工过程中的营业线行车安全，中铁十局宁启复线电化工程跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁工程，通过对国内外先进技术经验的学习，同时科学组织，精心施工，建立一套较完善的施工工艺，经总结形成了“跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术”，在施工过程中取得了非常好的效果。该门式墩刚构连续梁于2012年3月7日正式开工，2012年12月20日完工。1.2工程主要特点及施工难点（1）宁启复线电化工程为时速200km的客货共线铁路，根据设计规范要求线路纵坡最大能取到11.5。跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁设计目的为跨越距海安县火车站中心仅1.7km处的正元港务专用线、既有新长线、既有宁启线，该三股线路目前为非电气化铁路，规划改造为电气化铁路，电气化铁路竖向限界高度为7.56m。为确保刚构连续梁满足运营线限高要求，除了线路设计纵坡取到最大值外还需要尽量减小跨铁路的梁体横断面高度。（2）跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁跨越正元港务专用线、既有新长线、既有宁启线等多股铁路运营线，梁底距轨顶约8.5m。由于跨越多股线路，设计门式墩盖梁最大跨度达到26m，为确保运营线正常运营，支架跨度势必很大。又因为铁路限界限制，施工时无法通过加大支撑体系的截面高度来增加支架的承载能力。施工中既要保持施工连续性，保证施工进度，又要确保运营线正常运营，安全风险非常大。（3）跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁小里程侧为40m现浇梁，大里程侧为（75+125+75）m悬臂浇筑连续梁。设计40m现浇梁采用单侧张拉，门式墩刚构连续梁和（75+125+75）m悬臂浇筑连续梁仍需要采取两端张拉。在门式墩刚构连续梁和悬臂浇筑连续梁的共用边墩处设计考虑悬臂浇筑连续梁留出45cm的后浇段，加上粱缝25cm，两者间距离仅70cm，不满足普通穿心千斤顶张拉所需空间距离。（4）跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁跨越多股既有营业线，拆除支架在线路和施工完成的连续梁之间进行，施工空间狭小且支架构件较重，拆除过程中除了要确保支架不坍塌，还需要避免碰撞下方既有线路设备和上方施工完成的连续梁，一般条件下的拆除工艺很难满足要求。2施工技术方案研究2.1国内现状的调查我国国内对于连续刚构和门式墩单独施工的施工工艺已经比较成熟，且在国内各桥梁施工中成功运用，也取得了较好的效果。但不同的施工环境、可以利用的施工资源、管理部门的差别，会造成施工方法存在较大差异。宁启复线电化工程跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁由于线路纵坡和铁路限界因素的制约，采用梁体嵌入门式墩盖梁的结构形式，结构新颖；刚构连续梁跨越多股铁路，铁路限界的要求不能过大增加支架系统的截面尺寸，但施工支架的跨度很大，施工支架的设计极为复杂；施工中既要保持施工连续性，保证施工进度，又要确保运营线正常运营，施工中安全风险非常大；刚构连续梁大里程侧为悬臂浇筑连续梁。两者间距离仅62cm，预应力张拉施工空间狭小；拆除支架在线路和施工完成的连续梁之间进行，施工空间狭小且支架构件较重，拆除过程中除了要确保支架不坍塌，还需要避免碰撞下方既有线路设备和上方施工完成的连续梁，其拆除工艺有别于一般条件下的拆除工艺。2.2施工技术方案的比选69表2.2 宁启复线电化工程跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁施工方案比选表序号比选项目方案一方案二方案三方案四方案五评价1方案类型变更梁型满堂脚手架法斜拉立模法跨三股线路的型钢组合支架法跨两股线路的型钢组合支架法方案一节约成本，但不满足铁路规划要求。方案二工艺简单，但成本巨大，工期长。方案三工艺复杂，成本大，工期长。方案四工艺简单，但对既有线影响大。方案五虽然成本略高，但施工工艺合理可行，对既有线影响小。2方案简介 设计刚构连续梁嵌设在门式墩盖梁内，盖梁与墩柱为刚结。考虑如下变更：门式墩盖梁预制，在墩柱顶设支座，盖梁采用吊车或架桥机架设在墩柱上，再在盖梁上部设支座，纵梁采用简支梁，用吊车或架桥机架设。 门式墩盖梁和连续纵梁施工支架采用满堂脚手架，由于跨三股运营线，若搭设满堂脚手架需临时改移该三股线路 门式墩盖梁跨度大，自重大，由于受铁路限界限制不能过大增加支架截面高度，为解决这个问题，模板支撑系统采用斜拉索加固，需要在门式墩立柱外侧增加斜拉索塔。 为了减小支架搭设跨度，在两股铁路运营线线间增加支撑立柱。 为了减小支架搭设跨度，并将对铁路运营线的影响降到最小，通过增加道岔，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路，支架采用钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系。3方案优缺点 优点：将连续梁变更为简支梁，采用吊车或架桥机架设,减少了支架搭设，有利于节约成本和工期。 缺点：原设计梁底距轨顶约8.5m，若变更成简支梁，截面高度增加3m左右，由于纵坡限制，梁顶标高不变，那么梁底距轨顶仅5.5m，不满足电气化铁路限界7.56m的要求。 优点：支架搭设简单，容易施工，安全压力小。 缺点：需临时改移三股铁路运营线，过渡费用大，对铁路运营影响大，工期长。 优点：支架跨度大，对既有铁路运营影响小。 缺点：需要增加斜拉索塔和拉索，工艺复杂，费用大，工期长。 优点：施工工艺较简单。 缺点：两股铁路运营线线间距仅5.3m，铁路限界4.88m，故能够增加的支撑立柱截面尺寸不能超过42cm，支架设计难度大，对铁路运营影响大，工期长。 优点：施工工艺较简单，对既有铁路运营影响小。 缺点：成本较高。4与设计要求与设计不符符合设计意图符合设计意图符合设计意图符合设计意图5工期情况有利于缩短工期工期长工期长工期较长工期较长6成本支出低高高中中7安全情况不安全安全较安全不安全安全8综合方案选择根据安全可靠、经济合理的原则，选择成本略高，但施工工艺合理可行，对既有线影响小的方案五。2.3施工技术方案的确定我们公司经过反复研究，根据安全可靠、经济合理的原则，选择成本略高，但施工工艺合理可行，对既有线影响小的方案五：通过增加道岔，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路，支架采用钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系，很好地解决了既有运营线上方搭设大跨度支架的难题。该支架体系设计合理，所有连接均为刚性连接，结构刚度大，强度高，整体性好。H型钢纵梁上满铺方木、竹胶板，很好的对既有运营线进行了防护，保证了行车安全，对跨多股铁路运行线桥梁施工具有很强的适用性。3施工方案设计及实施3.1跨多线特大桥预应力混凝土“门式墩刚构连续梁”新型梁型的设计研发宁启复线电化工程为时速200km的客货共线铁路，根据设计规范要求线路纵坡最大能取到11.5。跨新长线特大桥20-24#墩距海安县火车站中心仅1.7km，需要跨越正元港务专用线、既有新长线、既有宁启线，该三股线路目前为非电气化铁路，规划改造为电气化铁路，电气化铁路竖向限界高度为7.56m。为确保刚构连续梁满足运营线限高要求，除了线路设计纵坡取到最大值外还需要尽量减小跨铁路的梁体横断面高度。对于跨越既有铁路的刚构连续梁若采取门式墩盖梁作为纵梁的支点，再在门式墩盖梁上进行刚构连续梁施工，当纵梁顶标高受限时，若降低盖梁标高，势必减小了盖梁底与既有铁路限界之间的竖向空间，当竖向空间不足时，就会造成盖梁侵入铁路限界，危及铁路行车安全。若采用提篮拱桥跨越既有铁路，虽然能够保证铁路限界，但跨度过大，需达到140米左右，施工工期长，对铁路运营影响大，由于位于既有铁路上方，施工及维修均不方便。表3.1宁启复线电化工程跨新长线特大桥20-24#墩梁型比选表序号比选项目方案一方案二方案三评价1方案类型门式墩盖梁预制，在盖梁上部设支座，纵梁采用简支梁提篮拱桥门式墩刚构连续梁方案一节约成本，但不满足铁路安全限界要求。方案二能够保证铁路限界，造型美观。，但成本巨大，工期长，维修不便。方案三能确保铁路限界要求和行车安全，同时减少了砼和钢筋用量，节省了成本。2方案优缺点 优点：将连续梁变更为简支梁，采用吊车或架桥机架设,减少了支架搭设，有利于节约成本和工期。 缺点：原设计梁底距轨顶约8.5m，若变更成简支梁，截面高度增加3m左右，由于纵坡限制，梁顶标高不变，那么梁底距轨顶仅5.5m，不满足电气化铁路限界7.56m的要求。 优点：能够保证铁路限界，造型美观。 缺点：跨度过大，需达到140米左右，施工工期长，对铁路运营影响大，由于位于既有铁路上方，施工及维修均不方便。 优点：在刚构连续梁和门式墩盖梁的结合处，刚构连续梁嵌设在门式墩盖梁内。该梁型可减小盖梁和连续刚构占用的竖向空间，确保铁路限界要求，保证行车安全，同时减少了砼和钢筋用量，节省了成本。 缺点：相较方案一成本略高。3工期情况有利于缩短工期工期长工期长4成本支出低高低5安全情况不安全不安全安全6综合方案选择根据安全可靠、经济合理的原则，选择成本较低，对既有线影响小的方案三。经过方案比选，发明“一种门式墩刚构连续梁”，其梁型新颖，特别适用于涉及跨越既有铁路线的桥梁，其包括刚构连续梁和设在刚构连续梁下部的门式墩盖梁，其特征是：在刚构连续梁和门式墩盖梁的结合处，刚构连续梁嵌设在门式墩盖梁内。该梁型可减小盖梁和连续刚构占用的竖向空间，确保铁路限界要求，保证行车安全，同时减少了砼和钢筋用量，节省了成本。下图中，1、刚构连续梁，2、门式墩盖梁，3、门式墩。如下图所示，是一种跨越既有铁路线的门式墩刚构连续梁，其纵向为刚构连续梁1，其下部支撑结构采用门式墩3，门式墩3上部是横向设置的门式墩盖梁2。在刚构连续梁1和门式墩盖梁2的结合处，刚构连续梁1嵌设在门式墩盖梁2内，刚构连续梁1与门式墩盖梁2由混凝土浇筑为一体，刚构连续梁1的上表面与门式墩盖梁的上表面平齐或刚构连续梁的上表面高于门式墩盖梁上表面。图3.1.1门式墩刚构连续梁横断面图图3.1.2门式墩刚构连续梁立面图图3.1.3门式墩刚构连续梁平面图图3.1.4 跨多线特大桥预应力混凝土“门式墩刚构连续梁”成桥后照片3.2跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁安全防护体系的设计及施工技术研发跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁由于跨越多股铁路运营线，且梁体下部受铁路限界限制，支架搭设十分困难，经过公司和项目部反复研究，通过增加道岔，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路，支架采用钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系，很好地解决了既有运营线上方搭设大跨度支架的难题。该支架体系设计合理，所有连接均为刚性连接，结构刚度大，强度高，整体性好。H型钢纵梁上满铺方木、竹胶板，很好的对既有运营线进行了防护，保证了行车安全。3.2.1正元港务线临时过渡在既有宁启线（里程K204+306.579处）和既有正元港务线（里程ZYK0+404.85处）各接入一组12#道岔，将既有正元港务线临时转入既有宁启线，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路。图3.2.1.1 正元港务线过渡前平面图图3.2.1.2正元港务线过渡后平面图图3.2.1.3 正元港务线过渡前现场照片23#墩22#墩21#墩图3.2.1.4正元港务线过渡后现场照片图3.2.1.5正元港务线过渡施工现场照片3.2.2基础及支柱设计及施工由于海安地区地质多为粉砂土，而支架要求的地基承载力较大，所以基础采用30m的钻孔桩，上部用钢筋砼系梁连接。系梁上预埋钢板，支撑采用大直径钢管立柱，立柱与预埋钢板焊接。钢管立柱上方采用砂箱来调整标高以便脱模，砂箱上方采用H型钢短横梁连接以便安放跨铁路横梁。图3.2.2.1钢筋砼系梁图3.2.2.2钢管立柱支撑承台及系梁施工完成后，将承台及系梁顶部预埋钢板打磨、清理干净。钢管立柱进场后，由试验室配合物资部对钢管进行检测，检测合格后，报请监理工程师检查验收。在钢管立柱底部开一直径不大于1cm的孔，以备管内灌砂注水时排水，然后对钢管立柱进行编号，放置在指定位置准备吊装。加工砂箱时，先根据砂箱的设计高度在砂箱内部标出装砂高度，装砂高度宜比理论装砂高度高3-4mm，装砂完成后将砂表面抹平，然后将砂箱上部安放到位。利用50t千斤顶将砂箱压实，然后将砂箱四角处的螺栓拧紧。对砂箱进行编号，将砂箱放置在指定位置，准备安装。吊装钢管立柱，先在钢管立柱上部焊接两个临时挂耳，挂耳位置距钢管立柱顶部约为四分之一钢管长度，两个挂耳分别连接一条直径为8mm的钢丝绳，钢丝绳长度约为20m。吊装时，利用25t吊车按编号将钢管吊至对应位置，将钢管立柱底部钢板螺栓孔与预埋钢板螺栓对齐。落下钢管立柱，安装螺帽临时固定钢管立柱并临时固定钢丝绳。临时固定好钢管立柱后，安排人员在钢管立柱上部安放两个垂球，量取垂线上部和下部与钢管立柱之间的距离后，根据垂线上下距离之差确定钢管立柱的垂直度。待垂直度调整好后，安排两名焊工对称焊接钢管立柱底端钢板与预埋钢板。相邻两根钢管立柱安装完成后，即开始焊接柱间支撑，待柱间支撑焊接完成后，对钢管内进行灌砂同时灌水保证管内灌砂密实，管内黄砂灌满后，焊接十字加劲肋及钢管立柱顶部钢板，顶部钢板焊接时注意控制其平整度。钢管立柱安装完成后，利用水准仪准确测量每根钢管立柱顶端标高，根据实际标高与设计标高之差确定砂箱实际高度，然后对应编号。利用25t吊车将对应编号的砂箱吊装至对应钢管立柱顶部，砂箱与钢管立柱顶部钢板之间进行焊接，焊缝长度为每条边10cm。为保证砂箱在拆除支架时能够顺利下沉，必须在砂箱内管外壁涂抹一层黄油。图3.2.2.3钢管立柱施工照片3.2.3横、纵梁及防护设计及施工跨铁路横梁要求跨度大，截面简单，便于安装，最终选用军用贝雷梁作为跨铁路横梁，盖梁下部采用单层贝雷梁16片，中间8片每片长22.5m，由7节3m的标准贝雷片加上1节1.5m的异形贝雷片拼装而成，外侧8片每片长36m，由12节3m的贝雷片拼装而成。每片贝雷梁之间间距25cm，采用八字斜撑连接，标准斜支撑要求每片贝雷梁间距45cm，故需要定制专用斜支撑。图3.2.3.1 1.5m长异形贝雷片图3.2.3.2 特制斜支撑纵梁采用HW400*400，腹板下部并排4根，底板及翼缘板下部间距90cm，长度均为9m。盖梁下部纵梁采用间距120cm的HW400*400，21#、23#墩下部纵梁长度8m，22#墩下部纵梁长度9m。HW400*400纵梁上满铺15cm方木全封闭对下部既有铁路进行防护。图3.2.3.3 H型钢纵梁图3.2.3.4 线路防护设计H型钢横梁安装利用25t汽车吊将指定H型钢吊装到位，保证H型钢与砂箱中心线重合。同时，利用水准仪对H型钢顶标高进行复测，如有偏差，利用薄钢板进行调整，保证同一H型钢下部砂箱与H型钢之间接触牢靠，H型钢两端标高与设计标高一致。H型钢与砂箱顶板之间采用焊接连接，每边焊缝长度宜为10cm。 H型钢纵梁安装利用50t汽车吊将对应长度的H型钢纵梁吊装到位。相邻两H型钢之间采用帮条焊，即先将两H型钢的腹板及翼缘焊接，然后在腹板两侧靠上部分各帮焊一块长30cm、高20cm、厚1cm的钢板。 贝雷梁拼装时，现在场地内铺设方木作为支垫，将四（五）片贝雷片利用支架连接牢固，然后依次拼装剩余贝雷片，贝雷片纵向之间的连接采用轴销连接。贝雷梁采用200t汽车吊吊装，吊装前将贝雷梁各杆件连接完毕。支撑连接结构有斜撑、桁架螺栓、弦杆螺栓、斜撑螺栓等多种构件。贝雷梁吊装前先在横梁上定出贝雷梁准确位置，就位后立即用U型卡将贝雷梁与横梁连接固定。吊装前要进行试吊装，整个吊装过程根据试吊确定的参数进行。图3.2.3.5 贝雷梁吊装图3.2.3.6 纵、横梁安装成型图3.2.3.7 方木安装成型图3.2.3.8砼浇筑 图3.2.3.9 支架及防护体系全景图3.2.4落砂箱及底模拆除拧开砂箱的螺丝，轻轻敲击砂箱将砂箱内的沙子掏出，使整个模板平稳安全的脱离梁底。落砂箱采取分段分区间落砂箱，每次落砂箱时应在当天的封锁点内落至预定位置，落砂箱时H型钢短横梁应与下部立柱做临时焊接，确保拆除过程中支架的整体稳定。降落砂箱时若出现沙子清不出来，可以采用切割使其降落至所需的标高。人工配合25t吊车拆除底模竹胶板和方木，远离线路的方木和竹胶板拆除在行车间隙时间内进行；在既有线上方的方木和竹胶板拆除在封锁点时间内进行。具体操作步骤：首先应对线路的钢轨，通信设备和电缆进行防护，钢轨采用篷布覆盖钢轨的方式；通信设备采用预制的槽钢焊制的框架；电缆采用木板覆盖。若砂箱落下来后出现底模不脱膜情况时可以采用人工使用撬棍来使其脱模，保证方木和竹胶板顺利拆除。盖梁及纵梁底板与竹胶板的空间竖向较小，可以采用人工逐块（根）的往外抽到翼缘板外采用吊车吊离，或者可以采用卷扬机将方木竹胶板整体移出梁体的下方，采用吊车吊离。3.2.5HW400*400型钢纵梁拆除H型钢拆除前，首先应将贝雷梁与H型钢接触的表面打磨光平，滑移前还应在贝雷梁的表面涂油，以减少滑动阻力，使支架更加趋于稳定，确保支架拆除整体的稳定性。（1）纵梁底部H型钢纵梁拆除首先采用人工配合25t吊车拆除翼缘板下的H型钢纵梁，然后在远离既有线侧的横梁端部上方设置限位装置，再用卷扬机通过悬挑梁放置滑轮将梁体下部的H型钢整体（一跨）缓慢拉出，解体，而且应在其反方向设置反向牵引，然后人工配合吊车吊装拆除。采用卷扬机时所有操作应同步，采用对讲机协调作业和人员指挥，确保H型钢拆除的同步性，杜绝了H型钢高空坠落的可能性。 图3.2.5.1 H型钢纵梁吊装步骤图（2）盖梁底部H型钢纵梁拆除首先利用卷扬机或倒链将盖梁下部H型钢缓慢从盖梁底滑出，滑出2m后用吊车吊住,继续滑动，滑动一半后再增加一个吊点再继续滑动,继续滑动至还剩余2m时，将纵梁临时固定，然后将第二个吊点移至距纵梁尾端2m处，待两个吊点全部固定好后利用吊车将H型钢纵梁全部吊出。为防止倾覆，设置反向牵引，采用绳索在H型钢的另一端系死。同时处于盖梁和纵梁下方的H型钢应先横移再纵移，横移时两台卷扬机应同时同步，现场采用对讲机配合作业，盖梁下方设专人指挥，确保H型钢同步横移；纵移时同上。吊装步骤图如下： 图3.2.5.2 盖梁底部H型钢纵梁拆除步骤图 图3.2.5.3 H型钢纵梁拆除照片3.2.6贝雷梁横梁拆除详见3.4上跨既有铁路线桥梁贝雷梁支架的拆除装置系统“移梁作业平台”及施工技术的研发。3.2.7钢管立柱及H型钢短横梁拆除钢管立柱及H型钢短横梁拆除时，先人工配合吊车将短横梁拆除，然后将吊车的吊钩与钢管立柱顶端连接并使钢管立柱受力，再安排人工将钢管立柱底端钢板与预埋钢板分开，利用吊车将钢管立柱吊至指定位置。图示如下：图3.2.7 钢管立柱拆除示意图 3.3特制短顶张拉设备及张拉工艺创新跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁小里程侧为40m现浇梁，大里程侧为（75+125+75）m悬臂浇筑连续梁。设计40m现浇梁采用单侧张拉，门式墩刚构连续梁和（75+125+75）m悬臂浇筑连续梁仍需要采取两端张拉。在门式墩刚构连续梁和悬臂浇筑连续梁的共用边墩处设计考虑悬臂浇筑连续梁留出45cm的后浇段，加上粱缝25cm，两者间距离仅70cm，不满足普通穿心千斤顶张拉所需空间距离，因此只能采用非常规张拉。通过研究，改变顶距可以完成目标值。最终我们联系厂家专门定制行程10cm的短顶张拉设备，该设备长31cm，最大伸长量仅为70mm，所以张拉过程中需要多次倒顶张拉以达到设计要求。 图3.3.1 悬臂浇筑段后浇段示意图 设计张拉应力和伸长量见下表：表3.3.1 设计张拉应力和伸长量表 特制短顶简图及技术参数如下： 图3.3.2 特制短顶简图1、后压盖，2、穿心套，3、后端盖，4、活塞，5、缸体，6、回程端盖基本尺寸：代号ABCDEFG数值（mm）190270295473270295310表3.3.2 特制短顶基本尺寸表额定张拉力： 5000 KN 额定压力： 53 MPa张拉面积： 94021 mm2张拉行程： 100 mm回程油压： 10 MPa重量： 300 Kg通过比对设计要求的张拉应力、伸长量和特制短顶的技术参数可以得出如下结论：（1）特制短顶的额定张拉力5000KN满足设计张拉应力2646KN要求；（2）特制短顶张拉行程100mm，满行程安全张拉一次预计能达到的伸长值约为70mm（千斤顶使用时严禁超行程，为安全起见所谓满行程张拉其真实行程达不到100mm），故一次满行程张拉不能满足设计要求，需要多次满行程张拉才能达到设计要求，这与开阔空间条件下普通千斤顶的张拉施工工艺区别较大。根据特制短顶张拉行程较小的特点特制订如下张拉施工方案：第一步：根据设计张拉伸长值估算需要满行程张拉的次数，以F1刚束为例，需要张拉356*1.1/70=5.6次（设计伸长量乘以1.1是考虑到钢绞线的松弛系数），也就是说在第6次张拉时才有可能达到设计要求的控制应力。第二步：安装配套锚具，带好夹片，将钢绞线从千斤顶中心穿过，安装千斤顶工具锚、工具锚夹片，调整好千斤顶的位置后在统一指挥下开动油泵开始第一次张拉，当千斤顶活塞行程达到70mm左右时停止供油。测量千斤顶活塞精确伸出长度、夹片外露长度和预施应力值一起记录在张拉记录表中。第三步：完成上次张拉记录后油泵回油，重新安装工具锚、工具锚夹片进行第二次张拉，当千斤顶活塞行程达到70mm左右时停止供油。测量千斤顶活塞精确伸出长度、夹片外露长度和预施应力值一起记录在张拉记录表中。第四步：重复第三步至第六次张拉，第六次张拉开动油泵开始第张拉，当张拉应力达到设计要求的应力时停止供油（末次不再以伸长量控制，改由张拉应力控制）。测量千斤顶活塞精确伸出长度、夹片外露长度和预施应力值一起记录在张拉记录表中。第五步：根据6次张拉记录数据计算刚束实际伸长值，与设计伸长值比较，若相差在6%范围说明本次张拉合格。第六步：切割钢绞线、压浆、封锚。图3.3.3 特制短顶照片3.4上跨既有铁路线桥梁贝雷梁支架的拆除装置系统“移梁作业平台”及施工技术的研发为了提高在线路封锁点内的劳动效率，缩短贝雷梁拆除时间，减少人员和物资的投入，发明了一种新型的支架拆除办法，其在跨越既有铁路线和既有桥梁净空不够的条件下，安全吊出贝雷梁，确保行车安全。本发明是通过如下技术方案来实现的:用H型钢在既有线旁边搭设临时作业平台，将钢轨铺设在临时作业平台上。将滑梁小车安放在钢轨上，利用钢轨做为轨道为滑梁小车提供行走条件。将贝雷梁吊至滑梁小车，这样施工时可将贝雷梁的吊装空间增大而且提供了一种便捷的滑移通道，既保证了行车安全的要求，又保证了贝雷梁拆除的工期要求。下图中，1、贝雷梁，2、滑梁小车，3、钢轨，4、螺栓，5、临时支墩，6、梁体，7、楔块，8、吊车，9、吊车，,10、吊车，11、H型钢,12、枕木。如下图所示，是一种上跨既有铁路线下穿既有桥梁贝雷梁（1）拆除示意图，其最上部为梁体（6），紧着为贝雷梁（1），H型钢横梁。作业平台从上往下布置为:滑梁小车（2），钢轨（3），螺栓（4），楔块（7），临时支墩（5）。地面放置3台吊车（8）、（9）、（10）。首先利用两台吊车（8）和（9）将钢轨在封锁点内吊装在临时支墩（5）上，滑梁小车（2）就位，将贝雷梁（1）吊装到作业平台上，利用一台吊车（9）作为支点缓缓移出贝雷梁（1），就位后用楔块（7）将贝雷梁（1）停下利用两台吊车（9）和（10）将贝雷梁（1）吊到预定位置。图3.4.1移梁作业平台施工立面图图3.4.2移梁作业平台施工横断面图 图3.4.3移梁作业平台施工立面图 上述施工技术适用于盖梁两侧贝雷梁拆除。待盖梁两侧四组贝雷梁全部吊出后，准备吊装盖梁下部两组贝雷梁。先在两组贝雷梁下的H型钢短横梁端部设置定位装置，利用倒链将两组贝雷梁依次牵引至H型钢短横梁端部，然后用类似盖梁外侧的吊装方法吊出贝雷梁。贝雷梁的拆除布置图和步骤图如下： 图3.4.4盖梁下部贝雷梁拆除步骤图图3.4.5贝雷梁拆除施工照片4工程应用和经济技术分析跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁施工中采取了多项自主研发的综合施工技术，提高了施工效率，缩短了施工工期，安全环保，经济可行，确保了工程的施工安全和质量目标的实现，得到了上海铁路局宁启建设指挥部的高度评价和认可。该技术是支架设计、支架搭设、支架拆除、预应力张拉一体化的综合施工技术，其工艺新颖、安全系数大、质量稳定，创造了较好的技术效益和社会效益。该项技术可广泛使用于跨交通线路桥梁或构筑物的施工并有着非常强的适用性、优越性和广泛的借鉴、推广应用价值。中铁十局宁启复线电化工程项目二分部已经顺利完成了门式墩刚构连续梁的施工。通过对施工方案的详细认真的研究，研发了跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术，该施工技术先进有效，很好的解决了跨多线施工的支架设计、搭设、拆除等重大难题，把原设计的满堂脚手架施工方案优化为钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系，为今后的类似工程施工提供了参考，体现了公司施工技术的先进性，得到了建设单位、设计单位的认可，为工程创优和全线的顺利了开通做出了积极的贡献。新工艺采用大跨度支架代替门洞式支架，取消了中间支墩，节省了1.0m钻孔桩20根，合计600m；系梁钢筋砼120m；426mm钢管立柱40根，合计约400m；HW400*400型钢7根，合计84m。以上合计节约费用(600*1491+120*95+400*102.59*6.887+84*172*6.887)/10000=128.8万元。要点施工节约工期23天，节省各项费用：1.人工费：23*150*20=69000；2.机械费：4*2500*23=230000；3.管理费用近20万元，以上合计49.9万元。共计节约费用128.8+49.9=178.7万元。5结论(1)我们通过自主设计，自主施工形成了“跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术”，该项技术适应于跨线大型桥梁与建筑物施工，特别是对繁忙干线上跨结构的施工，其安全及社会效益十分显著。(2)我们自主设计，自主施工的“跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术”是集梁型设计、支架设计、搭设、拆除、预应力张拉一体化的综合施工技术，解决了跨多股既有线桥梁工程支架搭设难、安全压力大的问题。确保了工程的施工安全和质量目标的实现。(3)“跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁综合施工技术”中短顶张拉设备的使用解决了空间受限条件下的张拉施工难题，为业内类似施工提供了参考。(4)通过该工艺的研究，完善了该工艺的施工理论，保障了施工安全和工程质量。附件：跨多线特大桥预应力混凝土门式墩刚构连续梁支架检算资料1.支架总体布置及计算依据1.1支架总体布置支架总体布置平面图如图1.1所示，其余布置图详见设计图。图1.1 支架总体布置平面图1.2计算依据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）混凝土结构设计规范（GB500010-2002）钢结构设计规范（GB500017-2003）建筑结构设计术语和符号标准(GB/T50083-97)钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程(JGJ82-91)以及施工单位提供支架设计详图和大桥施工图。2.支架检算的内容根据支架的总体布置情况，分析认为验算的构件有：1）2-2剖面至3-3剖面之间的纵梁；2）3-3剖面处的柱顶横梁3）4-4剖面处的贝雷梁4）5-5剖面处的贝雷梁5）5-5剖面处的贝雷梁6）6-6剖面处的贝雷梁7）7-7剖面处的贝雷梁8）10-10剖面处的贝雷梁9）11-11剖面处的贝雷梁10）21#墩处支承贝雷梁的柱顶纵梁11）9-9剖面和10-10剖面之间支承贝雷梁的柱顶纵梁12) 钢管柱的稳定性13）基础验算支架的其余部分不起控制作用，不予计算。3. 2-2剖面至3-3剖面之间的纵梁检算纵向实际布置了17片HW400*400的型钢，假设位于底板下的纵梁只承受底板范围内的梁体混凝土重量，位于翼缘板下的纵梁只承受翼缘板范围内的梁体混凝土重量，位于翼缘板下的纵梁受力要小得多，故不予计算，只检算底板下的纵梁即可。底板范围内的梁体混凝土重量按图1所示箱形梁B区段的面积计算，面积为7.4m2, 则梁体的分布荷载为：7.4*26.5=196kN/m。考虑到梁上施工荷载以及模板自重等不利因素，计算取235 kN/m。图3-1 箱形梁截面区段划分底板下布置了11片纵梁，则每片纵梁所承受的荷载为235/11=21kN/m。取9.0 m简支梁作为计算图式，如图3-2。计算采用MIDAS/CICIL软件进行。 图3-2纵梁计算模型位移结果如图3-3。图3-3 纵梁位移结果最大位移为14.6mm9000/400=22.5mm。满足要求。纵梁弯曲应力计算结果如图3-4。 图3-4 纵梁弯曲应力计算结果绝对值最大应力为68.7MPa210 MPa。满足要求。剪切应力计算结果如图3-5。 图3-5最大剪应力18.34MPa，小于抗剪强度设计值125MPa，满足要求。反力计算结果如图3-6，最大反力102.1 kN。图3-64 3-3剖面处的柱顶横梁检算选择受力最大的横梁进行计算，通过比较，3-3剖面上的横梁所受的力最大。根据分配横梁的支承情况及其上所受到的荷载（主要是分配纵梁传来的力），取连续梁形式作为横梁的计算图式。横梁采用1片HW400*400型钢，横梁上布置了17根HW400*400的型钢纵梁，但每个纵梁传递给横梁的力并不相同，在横梁的检算中对荷载的取值方法是，位于主梁腹板下方的11根纵梁传递给横梁的荷载按纵梁最大支反力的2倍取值，其余位置的集中力按作用位置适当加载取值。计算采用MIDAS/CICIL软件进行。有限元模型如图4-1 图4-1位移计算结果如图4-2。 图4-2最大位移2.9mm3200/400=8mm.满足要求。弯曲应力计算结果如图4-3 图4-3最大弯曲应力107MPa210MPa。满足要求。剪切应力计算结果如图4-4 图4-4最大剪应力110.2MPa，小于125MPa。剪切强度满足反力计算结果如图4-5。图4-5最大反力1024.7kN。5. 4-4剖面处的贝雷梁计算4-4剖面处的贝雷梁只承受纵梁传来的力，按连续梁结构体系进行计算。荷载的分配方法是先按4片贝雷梁平均分配，在适当考虑荷载分配不均匀的增大系数（取1.2)，计算采用有限元方法，利用Midas/civil软件进行建模计算，模型如图5-1。图5-1变形计算结果位移如图5-2。 图5-2最大挠度8.4mm7000/400=17.5mm。满足要求。应力计算结果最大正应力如图5-3图5-3绝对值最大应力161MPa，小于抗弯强度设计值210MPa,满足。反力计算结果反力结果如图5-4。图5-4最大支反力为216.7 KN。6. 5-5剖面处的贝雷梁计算5-5剖面处的贝雷梁只承受21#墩盖梁混凝土重量及其支承架重量，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度为4.7+13.6+6.35+5.5m。21#墩盖梁混凝土重量估算为：W1=1.2*3.3*3.5*29*26.5=10651.4kN混凝土的重量是通过底模及其支撑短纵梁分配给贝雷梁的，对贝雷梁而言是集中荷载。但由于支撑短纵梁排列较密，按分布荷载计算。首先按贝雷梁平均分担混凝土重量计算，再适当考虑荷载分配的不均匀性，支撑门式墩横梁的贝雷梁总数为16片，则分配给每片贝雷梁上的线荷载为10651/29/16=23kN/m 图6-1变形计算结果变形如图6-2 图6-2最大挠度20mm13600/400=34mm。应力计算结果如图6-3。 图6-3最大应力175MPa210MPa反力计算结果反力如图6-4。图6-4最大支反力为252.5KN。7. 6-6剖面处的贝雷计算6-6剖面处的贝雷梁只承受21#墩盖梁混凝土重量及其支承架重量，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度为13.6+5.86m。支撑门式墩横梁的贝雷梁总数为16片，则分配给每片贝雷梁上的线荷载与5-5剖面处的贝雷梁相同。计算采用MIDAS/CICIL软件进行，有限元模型如图7-1图7-1 6-6剖面处的贝雷梁计算模型位移计算结果如图7-2 图7-2 位移计算结果最大位移23.3mm13600/400=34mm应力结果如图7-3 图7-3最大应力197MPa210MPa.满足要求。反力计算结果如图7-4 图7-4最大反力288.1KN。8. 7-7剖面处的贝雷计算7-7剖面处的贝雷梁只承受纵梁传来的力，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度取13.77+7.2m，荷载的分配方法是先按4片贝雷梁平均分配，在适当考虑荷载分配不均匀的增大系数（取1.2)，每个集中力的大小估算为：1.2*4.9*21/4=30.87 KN。计算采用有限元方法，利用Midas/civil软件进行建模计算，模型如图8-1。位移计算结果位移如图8-2 图8-2最大位移11.7mm13770/400=34mm应力结果如图8-3 图8-3最大应力207.7MPa210MPa.满足要求。反力计算结果如图8-4 图8-4最大反力314.5KN。9. 10-10剖面处的贝雷计算10-10剖面处的贝雷梁只承受纵梁传来的力，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度取13.76+5.04m，荷载的分配方法是先按4片贝雷梁平均分配，在适当考虑荷载分配不均匀的增大系数（取1.2)，每个集中力的大小估算为：1.2*4.9*21/4=30.87 KN。计算采用有限元方法，利用Midas/civil软件进行建模计算，模型如图9-1。位移计算结果位移如图9-2 图9-2最大位移21mm13760/400=34mm应力结果如图9-3 图9-3最大应力215MPa，略大于210MPa.可。反力计算结果如图9-4 图9-4最大反力395.1KN。10. 11-11剖面处的贝雷计算11-11剖面处的贝雷梁只承受纵梁传来的力，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度取4.8+13.75+7.35+3.9m，荷载的分配方法是先按4片贝雷梁平均分配，在适当考虑荷载分配不均匀的增大系数（取1.2)，每个集中力的大小估算为：1.2*3.28*21/4=21 KN。计算采用有限元方法，利用Midas/civil软件进行建模计算，模型如图10-1。位移计算结果位移如图10-2 图10-2最大位移21.9mm13750/400=34mm应力结果如图10-3 图10-3最大应力180MPa，小于210MPa，满足要求。反力计算结果如图10-4 图10-4最大反力219.7KN。11. 13-13剖面处的贝雷计算13-13剖面处的贝雷梁只承受纵梁传来的力，按连续梁结构体系进行计算。计算跨度取7.73+13.63+4.76+3.9m，荷载的分配方法是先按4片贝雷梁平均分配，在适当考虑荷载分配不均匀的增大系数（取1.2)，每个集中力的大小估算为：1.2*3.7*21/4=23.3 KN。计算采用有限元方法，利用Midas/civil软件进行建模计算，模型如图11-1。位移计算结果位移如图11-2 图11-2最大位移22.9mm13750/400=34mm应力结