西海特大桥跨305国道405640m合拢施工方案

西海特大桥跨305国道（40+56+40）m连续梁合拢段施工方案一、工程概况连续梁位于271#274#墩间，桥跨布置为40+56+40m，其中两个主墩272#为非固定墩，273#为固定墩，对应为两个悬臂施工的T构，两个边墩分别为271#和274#墩。0#、1#节段采用粗钢管、型钢支架现浇， 26#节段采用挂蓝悬臂对称现浇，边跨现浇段采用钢管型钢支架现浇。共两个边跨合拢段和一个中跨合拢段，合拢节段长均为2.0m、混凝土标号为C50、 21.180m3、重55.068t，腹板宽48cm，顶板、底板厚40cm。墩梁临时固结措施所能承受的最大不平衡弯矩除设计要求的19902KN.m外，还考虑了一段挂蓝突然掉落而产生的不平衡弯矩（22-1.45）*550=12952KN.m的情况，即墩梁临时固结措施所能承受的最大不平衡弯矩为19902+12952=32854KN.m。各节段情况表：二、合拢段施工总体方案悬臂端施工完成后，对称拆除挂蓝。边跨、中跨合拢段均采用吊架法浇筑，在已施工完的梁段混凝土预留吊架孔、利用吊杆（带）和挂蓝配件施工。合拢顺序为：边跨合拢拆除主墩临时固结措施中跨合拢，详见附图一：合拢施工概略流程示意图。合拢段均需采取型钢劲性骨架外置支撑，中跨合拢还需临时张拉预应力束拉结。合拢段底模、侧模均采用挂蓝上的组合钢模板。合拢时需在梁段设置配重水箱，以调整合拢两梁段标高在允许的误差范围，并控制其不上挠变形，合拢段混凝土浇注时，合拢侧配重水箱同步放水，以保证T构两侧力矩平衡。合拢段混凝土浇筑时间宜选在日照温差较小的阴天或温度变化幅度较平稳的时间段进行。三、合拢段施工方法合拢段施工前应对全桥进行联测，并密切与设计、监控单位保持联系，及时取得箱梁合拢的有关数据及资料；合拢段材料应提前准备好，特别是混凝土养生设施要完善齐全。1、边跨合拢附图二：边跨合拢段施工工艺流程图。1.1吊架设置边跨合拢采用吊架法施工，分别悬吊在已完梁体的边跨现浇梁端和悬臂梁端上。两梁端各承受合拢段一半梁体荷载。在边跨现浇段现浇支架设计时已经考虑承受合拢段一半梁体荷载，在本方案中不再检算。吊架悬吊系统设置方法采取挂蓝悬臂施工时后端预留孔和穿吊带（吊杆）相同的方法。并利用挂蓝的底横梁和悬吊系统、底模、侧模、内模系统。吊架的具体设计计算见：附件一（后附）。1.2悬臂端配重水箱设置在T构两悬臂设置配重水箱，每端两个，每个15t，共30t重，距离悬臂梁端1.5m，用钢板焊接成2.5*2.5*2.5m水箱，内能装水达15t即可。在合拢段混凝土浇注过程中，同步同量放水，保证 T构力矩平衡。配重水箱的具体设置见：附件二（后附）1.3绑扎钢筋、内模就位，安装管道，穿预应力钢束。1.4临时锁定悬臂梁段在温度变化的情况下会伸长或缩短，对合拢段混凝土造成挤压或拉伸，均不利于合拢段混凝土，临时锁定则时可克服这样的变化而保证合拢段混凝土质量。悬臂梁段为固定端，边跨现浇段为自由活动端，混凝土伸缩通过临时锁定传递至边跨现浇段，保证合拢段的相对长度。故临时锁定措施需克服边跨现浇段与模板的摩擦力即可。附图三：边跨临时锁定图。1.4.1临时锁定设计（1）劲性骨架模板与混凝土之间的摩擦系数取，则：合拢段刚性支撑所受轴力：。拟采取在顶腹板、底板位置各设置两道共四道外支撑，则每道支撑所受轴力为：504.4/4=126.1KN。若每道支撑采用两根20a工字钢焊成支撑骨架，则其所受应力：，满足要求。（2）焊接尺寸、钢板支撑骨架与预埋在梁体混凝土的钢板进行焊接。当作用力平行于焊缝长度方向时，焊缝剪力：则焊缝长经过计算，不小于150mm，两边施焊，每边不短于85mm。连接钢板暂定为300*350*10mm，短边顺桥向放置。钢板和工字钢焊接长度15cm，每骨架两条平行于作用力方向焊缝，共长30cm。（3）钢板在梁体内的连接预埋件、锚固力拟采用预埋钢筋与钢板连接，预埋钢筋采用25mm直径的螺纹钢进，弯成几字型顺桥乡与钢板焊接。锚固钢筋承受剪切荷载，每个骨架承受剪切力为：504.4/4=126.1KN。 经计算，锚固钢筋截面积不小于2251mm2，需25mm直径钢筋6根为：锚固钢筋伸入混凝土内的锚固长度为10D=250mm。锚固钢筋几字型与钢板焊接，焊缝长度200mm，双面焊。（4）临时张拉束由于总共仅有504.4KN的力，故边跨不再进行临时预应里束张拉，仅用劲性骨架焊接来抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。1.4.2临时锁定施工在合拢相邻两梁段施工时按照要求埋设预埋钢板。先将锁定的骨架一端与预埋钢板固结，另一端预先把位置调整好并临时托住，但暂不进行固结。合拢段钢筋及预应力筋安装就位后，悬臂梁端配重设置完成和悬灌梁标高调整到位并经检查合格以后，选择合适的温度（20度左右并变化不大）时间段进行劲性骨架锁定，要求安排4个熟练的焊工同时进行施做，并控制在23个小时内完成，锁定焊接操作时需在旁边准备冷水进行浇水强制降温的措施，以防止由于施焊时梁体及骨架局部伸温过大而产生膨胀使梁体上挠。锁定完毕后需仔细检查焊缝质量是否满足要求，再对两端头的梁段标高进行复测检查是否正确。劲性骨架底面应高出相应结构表面5cm，以便于合拢施工。顶、底板两劲性骨架轴线应尽量保持在同一水平线上。劲性骨架与钢板连接时，若存在较小的空隙，可利用薄钢板和环氧树脂进行垫塞，保证骨架与钢板连接紧密结合。1.5混凝土浇筑及养护1.5.1混凝土配合比设计的基本要求（1）合拢段混凝土设计标号为C50，21.18立方米；（2）要求具有早强、微膨胀的效果；（3）混凝土塌落度不大于20cm，要求拌合物和易性良好，易于泵送。1.5.2混凝土灌注（1）合拢时间确定合拢段混凝土灌注宜选择在一天中气温相对较低时(一般选择在凌晨3点左右)，尽量保证新浇的混凝土处于温度缓慢上升的环境中，在受压状态下达到终凝，以防混凝土开裂。混凝土浇筑前一天用水将全梁表面、箱内洒水保湿进行降温。收听天气预报，3d内有大风降温时，不进行合拢段混凝土浇注。（2）混凝土浇筑混凝土灌注前连接面要充分凿毛、湿润，并冲洗干净。混凝土的灌注采用输送泵泵送，施工动作应迅速地进行，尽量保证在4小时内完成，浇注顺序按底板腹板顶板的顺序。在混凝土施工中，严格控制混凝土的自由下落高度在1.0m以内，避免产生过大的梁体振动，同时控制桥面上机械设备、材料等的掉落或移动，以免影响混凝土质量。在混凝土灌注过程中应均匀、对称地布料；并安排观测人员采用精密水平测量仪器在灌注整个过程中对悬臂梁的标高随时进行测量、分析，指导压重（或配重）的调整。混凝土在灌注前先应对各种设备及机具进行认真的检查和保养，确保混凝土灌注的连续性。混凝土捣固采用插入式振捣器，混凝土的振捣需认真、仔细，以防出现漏捣的现象。1.5.2混凝土的养护合拢段混凝土灌注完毕后应及时进行抹面处理，并用麻袋或草被覆盖洒水养护，如温度过冷采用温水养护，以防形成表面干缩裂缝。当在施加预应力前的时间段内日照问差过大时，悬臂梁需进行覆盖洒水调温，以减少日照温差引起悬臂端变位对合拢段混凝土产生影响。安排专人进行混凝土测温记录。1.6预应力筋张拉、拆除墩梁临时固结措施1.6.1施工顺序（1）混凝土强度达到设计强度的100%时，拆去配重水箱，拆除劲性骨架。（2）张拉并锚固纵向预应力束T9、B9B12及横向、竖向预应力筋，孔道压浆。（3）拆除墩梁临时固结措施，落梁。（4）张拉并锚固纵向预应力束B7B8及横向、竖向预应力筋，孔道压浆。（5）拆除边跨支架，边跨合拢段施工完成。1.6.2预应力筋施工（1）孔道施工合拢段施工时两端均封闭，不能再采用在波纹管内加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：在合拢前先把钢绞线穿进孔道内；合拢段段的预应力孔道采用双层波纹管；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；每根纵向波纹管顶埋设三通排气管，以防合拢段发生赌管，影响压浆质量。（2）预应力张拉合拢段预应力施加顺序按照设计要求进行。在张拉正弯距筋（底板束）过程中，需要有专人观察记录齿板后端梁断面的变化情况，检查是否出现裂纹。（3）孔道压浆孔道压浆采用的水泥浆强度不应低于设计要求，如设计未有要求，可按照施工技术规范的要求进行配制。 压浆前应对孔道进行压水清洗干净，并对压浆设备进行全面的检查维修保养，确保压浆作业的连续性。压浆作业应从底处往高处压进，并缓慢、均匀地进行，水泥浆在使用前及压注过程中需经常地搅动，以防水泥浆析出沉淀而导致堵管。每束孔道的出浆口应确保冒出浓浆后方可封堵，并在封堵后进行加压。1.6.3墩梁临时固结拆除临时墩的拆除先用切割机切割支墩外侧钢管，然后采取人工持手提风镐凿除的方法。拆除前在主箱梁顶部设置观测点，墩顶、悬臂的1/2处和端部各设三个点（两侧翼板内50cm和中心轴心处），用于拆除中观测标高和位移的变化情况。拆除时尽量做到每个主墩的四个临时墩同步拆除（确保靠近边跨方向的临时墩比中跨方向的稍早拆除），排专人指挥、监控。在临时墩的四周搭设作业平台，用气割将钢管割断，从四周均匀向内推进，同侧两个临时墩要有专人观察、指挥控制凿除的进度，以保住凿除的同步性。观测根据凿除的进度设定观测频率，开始时观测原始数据，在钢管割除后观测一次，以后每小时观测一次，在剩余1/2断面后每半小时观测一次，均做好详细记录，发现异常情况及时通知现场指挥人员暂停凿除作业，查明原因；如在拆除中有如何异常情况将及时观测，并增加观测的频率。拆除中要保整同侧两个临时墩的同步。2、中跨合拢 附图四：中跨合拢段施工工艺流程图。2.1落地支架中跨合拢采用吊架法施工，梁段荷载通过吊架支撑在悬臂梁端上，吊架布置同于边跨合拢。2.2悬臂端压重或配重设置在合拢相玲两悬臂梁段设置配重水箱，配重重量和设置方法同边跨合拢。2.3绑扎钢筋、内模就位，安装管道，穿预应力钢束。2.4临时锁定悬臂梁段在温度变化的情况下会伸长或缩短，对合拢段混凝土造成挤压或拉伸，均不利于合拢段混凝土，临时锁定则时可克服这样的变化而保证合拢段混凝土质量。边跨合拢后，已经拆除主墩上的墩梁临时固结措施。此时，273#墩顶为固定支座，该侧梁体不能移动；272#墩顶为非固定支座，该侧梁体能沿支座水平移动。临时锁定措施需克服272#墩侧梁体与支座的摩擦力，保证梁体因温度变化而伸长或缩短但合拢段的长度固定不变。 附图五：中跨临时锁定图。2.4.1临时锁定设计（1）劲性骨架支座与混凝土之间的摩擦系数取，承重为全桥除去中跨合拢段梁体重量的1/2，则：合拢段刚性支撑所受轴力：。拟采取在顶腹板、底板位置各设置两道共四道外支撑，则每道支撑所受轴力为：1089/4=273KN。若每道支撑采用两根20a工字钢焊成支撑骨架，则其所受应力：，满足要求。（2）焊接尺寸、钢板支撑骨架与预埋在梁体混凝土的钢板进行焊接。当作用力平行于焊缝长度方向时，焊缝剪力：则焊缝长经过计算，不小于325mm，两边施焊，每边不短于180mm。连接钢板暂定为300*500*10mm，短边顺桥向放置。钢板和工字钢焊接长度250mm，每骨架两条平行于作用力方向焊缝，共长500mm。（3）钢板在梁体内的连接预埋件、锚固力拟采用预埋钢筋与钢板连接，预埋钢筋采用25mm直径的螺纹钢进，弯成几字型顺桥乡与钢板焊接。锚固钢筋承受剪切荷载，每个骨架承受剪切力为：1089/4=273KN。 经计算，锚固钢筋截面积不小于4875mm2，需25mm直径钢筋10根为：锚固钢筋伸入混凝土内的锚固长度为10D=250mm。锚固钢筋几字型与钢板焊接，焊缝长度200mm，双面焊。（4）临时张拉束按照临时张拉平直纵向预应力束以减少梁体挠度变形、张拉较短长度的预应力束以起到对合拢段更好的约束作用的钢绞线，选择张拉2T10、2B3（最外侧）纵向预应力束（下图所示），以抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。由于边跨梁体最大摩擦力为1089KN，故每束钢绞线张拉到1089/4=273KN即可，为确保不开裂，施工时对四束钢绞线临时各张拉30t（约10%设计张拉力）。待混凝土强度达到100%后，张拉完其他预应力束后，将临时预应力补拉。2.4.2临时锁定施工（1）劲性骨架施工中跨合拢段劲性骨架施工方法同边跨合拢时劲性骨架施工方法。（2）临时预应力束施工临时预应力束锁定在劲性骨架锁定后进行，张拉吨位为设计吨位的10%，采取两端对称张拉。如由于不能在设定的合适温度条件下合拢，需在温度变化较大的时段强迫合拢，因两端悬臂梁由于升温或降温产生膨胀或收缩而导致合拢口的长度产生较大的变化，需通过顶撑或拉缩来调整时，可根据实际情况对张拉吨位作相应的调整。临时预应力束张拉后暂时不灌浆，待进行补拉后在压浆。2.5混凝土浇筑及养护中跨合拢段混凝土浇筑及养护的施工方法同边跨合拢段混凝土浇筑及养护的施工方法。2.6预应力筋张拉2.6.1施工顺序（1）混凝土强度达到设计强度的100%时，拆去配重水箱，拆除劲性骨架。（2）按照设计顺序张拉并锚固预应力束，临时预应力束待其它张拉完后再补拉。（3）拆除中跨吊架，中跨合拢段施工完成。2.6.2预应力筋施工（1）孔道施工中跨合拢段孔道施工方法同边跨合拢段孔道施工方法。（2）预应力张拉、压浆中跨合拢段预应力张拉、压浆施工方法同边跨合拢段预应力张拉、压浆施工方法。四、施工技术保证措施 1、在T构悬臂两端设置配重水箱，配重水箱加重应对称平衡进行。2、加强砼养护：在砼浇筑完成后，在砼表面覆盖土工布淋水养护，使砼保持潮湿低温状态，避免日照引起温升加剧，造成砼产生收缩裂纹，同时在砼强度低于20MPa前不能扰动合拢段两端的梁，防止凝固裂纹。3、加强监测：砼浇筑前，检测与合拢段有关的各部位的初始状态，包括合拢段两边梁段的标高，以及支座、临时支撑的持力表现等，若发现有异常现场，立即组织人员进行分析原因并采取措施。在合拢段施工过程中继续对上述检测对象跟踪检测，以指导合拢段施工各道工序，尤其是砼浇筑及预压配重卸载的进行。4、加强施工组织领导4.1按计划分配人员监督前、后场的工作，后场保证砼的正常输送及计量准确，并每输送2m3砼向前场指挥报告一次，以便卸载。4.2后场必须无条件服从前场指挥领导，每没有前场指挥要求，决不允许擅自送料。4.3合拢段两端T构分别安排人员同时观测，每30分钟向前场指挥报告，有异常情况随时报告。4.4测量人员每浇筑5m3砼或每隔20min观测一次桥面标高（控制在5mm内），当超过本范围时，应及时向前场指挥及现场技术负责人汇报，及时调整砼浇筑速度。4.5合拢段施工人员需定位定岗，定时间，做到人人明白，有条不紊。五、安全、质量保证措施1、安全防护与环境保护措施1.1安排专职安全员，负责安全检查，安全设施与检修。1.2本施工属高空作业，施工平台四周设置金属护栏、挂安全网。1.3电器设备设置安全防护装置、设备保护装置、漏电保护器等。1.4施工人员戴安全帽，系安全带，闲杂人员不准上桥墩。1.5机械设备、仪器由专人操作，专人管理，高空吊装要统一指挥。1.6施工时，应随时注意桥下及四周人员的安全，禁止随意乱抛乱丢。2、质量保证措施为确保质量，现场技术员与施工员、质检员对每道工序进行自检、复检，严格按设计尺寸与规范要求仔细核对检查，确认无错无漏合格后，报请监理工程师检验，必须在合格签证后才能进行下道工序的施工。每位员工必须对本施工每一工序做到了如指掌、熟练操作，管理层制定详细的定期培训计划，定期召开技术交底会议，由主管技术负责人、现场技术员、质检员对每道必要工序进行技术、质量、安全交底，使每个参加施工人员均做到工艺清楚，责任明确，心中有数。现场施工人员及各部门必须认真做好各项原始施工记录，定期对本工程施工质量进行总结，找差距，定措施，不断优化改进。附图一：合拢施工概略流程示意图。附图二：边跨合拢段施工工艺流程图（后附）。附图三：边跨临时锁定图。附图四：中跨合拢段施工工艺流程图（后附）。附图五：中跨临时锁定图。附件一、合拢段吊架设置（后附），附件二、合拢段配重设置（后附）。附图二：边跨合拢段施工工艺流程图拆除挂篮安装吊架，安装底模、外模并预压根据预压情况调整模板；设置配重绑扎钢筋、内模就位，安装管道、穿预应力束焊死劲性骨架，合拢口锁定检查、复测标高，浇注混凝土砼养护至强度达100%，拆除劲性骨架、压重水箱张拉、锚固T9、B9B12及横向、竖向预应力筋，孔道压浆拆除主墩墩梁临时固结措施，落梁拆除边跨支架，完成边跨合拢张拉、锚固B7B8及横向、竖向预应力筋，孔道压浆附图四：中跨合拢段施工工艺流程图安装吊架，安装底模、外模并预压根据预压情况调整模板；设置配重绑扎钢筋、内模就位，安装管道、穿预应力束焊死劲性骨架，临时张拉预应力束（2T8，2B3），合拢口锁定检查、复测标高，浇注混凝土砼养护至强度达100%，拆除劲性骨架、压重水箱按照设计顺序张拉预应力束（除已临时张拉的预应力束）补张用于临时锁定的预应力束拆除中跨吊架，完成中跨合拢附件一：合拢段吊架设置 一、吊架设置1、底板、腹板部分设置吊带（两处）在底腹板倒角处（同悬臂施工时），吊起底横梁，吊点纵向距梁端0.4m，两吊点横向距离4.5m；在底横梁上设置纵梁共6根，每根长3.54m，均为36c工字钢（0#、1#段支架现浇时材料）；在纵梁上设置横向分配梁共2根，均为36c工字钢（0#、1#段支架现浇时材料），每根长3.54m；在横向分配梁上设置纵向分配梁，共7组，每根长2.1m，均为由双根14#槽钢组拼成1组；在纵向分配梁上放置底模板。吊架的具体布置见合拢段吊架布置图。2、翼缘板、顶板部分设置吊杆悬吊外侧模、内模系统，设置和材料均同于悬臂施工时采用的方法，本处不再描述。二、检算由于翼缘板、顶板部分设置方法及所用材料均同于悬臂施工，故不再检算，只检算底腹板部分。（一）横向分配梁 1、荷载 翼缘板处荷载由悬吊系统承担，不在底篮上，顶板荷载也由悬吊系统承担，故取底、腹板荷载，为方便计算，按照边跨现浇段计算横向分配梁的荷载取值转换，只取消翼缘板处向下的荷载。 P2=14.6/0.4+0.145*1=36.65 KN，P3=28.2/0.4+0.145*1=70.65KN P4=28.2/0.4+0.145*1=70.65KN，P5=27.4/0.4+0.145*1=68.65KN P6=28.2/0.4+0.145*1=70.65KN，P7=28.2/0.4+0.145*1=70.65KN P8=14.6/0.4+0.145*1=36.65KN。 说明：上述计算荷载包括了顶板荷载。施工时会减小。 2、受力模型图3、计算结果计算图： 计算结果：弯应力：=13800/902=15.3Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=808/90.7=8.91Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=0（杆端），为0.1mm，小于容许变形=2330/400=5.8mm，刚度满足要求。各支点支反力（即1.0m梁长底、腹板、顶板荷载对纵梁的压力情况）：X=2.33m，N=1.7+27.5=29.2KN，X=3.61m，N=80.8+24.5=105.3KN，X=5.26m，N=47.3+34.9=82.2KN，X=6.74m，N=34.9+47.3=82.2KN，X=8.39m，N=24.5+80.8=105.3KN，X=9.67m，N=27.5+1.7=29.2KN。（二）底横梁上纵梁1、荷载情况根据上述计算结果知，第2排纵梁承受的压力最大，即X=3.61m，N=80.8+24.5=105.3KN，故以此荷载对纵梁进行受力检算。2、受力模型3、计算情况计算图：结算结果：弯应力：=95300/902=105.7Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=1063/90.7=11.73Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=2（杆中），为2.2mm，小于容许变形=2800/400=7.5mm；X=0（杆端），为1.5mm，不大于容许变形=600/400=1.5mm，不在结构物处；刚度满足要求。（三）底横梁1、荷载情况底横梁上纵梁各点对底横梁的压力作为集中荷载对底横梁进行受力检算，各荷载从左至右为：X=0.38m，P1=30.6KN；X=1.66m，P2=106.7KN，X=3.31m，P3=83.6KN；X=4.79m，P4=83.6KN；X=6.44m，P5=106.7KN；X=7.72m，P6=30.6KN。荷载包括底横梁自重2.88KN/m。2、受力模型3、计算情况计算图：计算结果：弯应力：=70500/1140/2=30.9Mpa，小于容许，强度满足要求；剪应力：=1425/94.1/2=7.57Mpa，小于容许，截面几何型式满足要求；挠度：最大变形在X=4.05（杆中），为1.3mm，小于容许变形=4500/400=11.25mm；X=0（杆端），为0.6mm，小于容许变形=1800/400