瓯江主桥五跨连续梁合拢段施工

xx主桥五跨连续梁合拢段施工1工程概况xx特大桥为甬台温铁路新建工程的关键性工程，其主桥形式为（70＋3×120＋70）米预应力砼变截面连续梁，位于97#～102#墩，采用挂兰悬臂浇筑施工。箱梁为三向预应力结构，采用单箱单室截面，箱梁顶板宽13米，底板宽7米，外翼缘悬臂长3米，箱梁顶板设置成2%双向横坡。箱梁在桥轴线处截面高度由跨中或两端的5.09米渐变到墩顶截面的9.09米，为抛物线变化。五跨连续梁合拢段分为两个次边跨合拢段、两个边跨合拢段和一个中跨合拢段，长度均为2米。合拢段砼等级采用C65，其中边跨合拢段砼27.6m3，次边跨和中跨合拢段砼均为2合拢段施工连续梁的合拢过程为结构的体系转换过程，是控制全桥施工的关键工序。在合拢段施工过程中，由于昼夜温度变化，新浇砼的收缩，以及结构砼的收缩、徐变，新浇砼的水化热影响，结构体系的变化以及施工荷载等因素，对尚未达到强度的合拢段砼的质量均有直接的影响[1]，因此合拢段施工工艺必须严格控制。2.1合拢段施工施工前准备合拢施工前将桥面多余物件及机械设备等全部清除或移至0#块顶部，保证荷载工况同计算相符，并精确测量桥轴线偏位情况、合拢口在气温变化下的长度和悬臂现浇梁及直线段上的所有观测点高程，若合拢口高差超过15mm则进行标高调整。2.2合拢施工顺序xx主桥五跨连续梁合拢顺序：先次边跨合拢，再悬臂浇注边跨A16a块，然后边跨合拢，最后中跨合拢。3合拢段施工关键技术3.1合拢吊架及模板利用挂兰作为合拢吊架，挂篮底模、外侧模、内模作为合拢段模板，不仅可以减少搭设支架的投入，还可使浇筑后的砼变形与两端已浇段保持同步，但要利用挂篮作为吊架，需解决一个挂篮后退和一个挂篮前移的问题。次边跨合拢时，由于101（98）墩的施工速度较100（99）墩要快，故施工中决定101（98）墩北侧（南侧）挂篮向后退，100（99）墩南侧（北侧）挂篮向前移作为次边跨合拢吊架，边跨合拢则利用边跨挂兰前移作为合拢吊架，由于99墩施工最慢，中跨合拢则利用99墩南侧挂兰作为合拢吊架，100墩北侧挂兰后退。挂兰纵移到位后，纵梁前端在合拢口另一悬臂号块上设支点，然后收紧吊带，放松纵梁后锚，使挂兰和合拢段砼自重传递到另一悬臂号块上。3.2临时锁定合拢锁定装置采取既撑又拉的办法，将梁体连接为整体。在合拢段箱梁的端部设置连接构造作为临时支撑，以承受温度升高使悬臂纵向伸长产生的压应力，设计采用型钢劲性骨架支撑和张拉临时合拢束锁定方案。为了减少锁定时间，在锁定之前应完成临时合拢束张拉的准备工作，劲性骨架焊接完成后，临时合拢束应快速张拉至设计吨位。3.2.1合拢段锁定计算假设①以合拢段长度不变,锁定骨架支撑力能够抵消梁体温度变形引起的支座或模板体系产生的摩擦阻力即可。②边跨合拢时边跨模板与砼的摩擦系数取0.15,中跨合拢时活动支座摩擦力取0.05。3.2.2临时锁定时间选择确定临时锁定时间的原则：砼主梁的温度尽量低，从而使合拢段砼始终处于受压状态，有利于保证合拢段砼的质量。3.2.3刚性支撑设置在99、100墩浇筑15#块，98、101墩中跨侧浇筑15#块、边跨侧浇筑16#块时按设计要求在腹板内侧顶板、底板上各预埋合拢撑架预埋板，预埋板尺寸为80cm高、10cm宽、2cm厚的钢板各六块，梁体内埋设加强钢筋与砼连接增加抗拔力。刚性支撑长3.5m，用双槽32a或40a型钢焊接成口字形，顶底板各两组共计四组，待合拢段模板、钢筋、预应力束安装完成后，撑架一端先行焊接固定，在凌晨2点左右温度变化不大时,同时将四组撑架另一端迅速焊接牢固，起到支撑作用并起部分抗拉作用3.3合拢段砼浇筑合拢段砼早期受力比较复杂，故合拢段砼强度应比梁体提高一个等级，并应早强，同时掺加膨胀剂。砼浇筑时间选择一天中气温最低时进行，一般为凌晨0～2点左右，浇筑时间在4h内完成，砼浇筑前用水将全梁表面、箱内洒水保湿进行降温[2]。并且收听天气预报，3d内有大风降温时,不进行合拢段砼浇筑。3.4预应力张拉合拢段底板预应力密集，且均为双层布设，另外全桥底板线型按抛物线设置，中跨合拢段底板为最高点，预应力在合拢段出现的径向力最大，如果张拉出现问题很容易使底板砼出现开裂或者爆裂。合拢段施工时必须高度重视预应力张拉过程，并且采取以下保证措施：①合拢段底板管道安装时必须按设计要求施工，管道应顺直，相邻管道间距符合设计及规范要求；②张拉前施工千斤顶统一重新标定；③要重视防崩钢筋的安装；④对合拢束按图纸要求进行编号，对张拉人员进行技术交底，保证人人都熟悉合拢段施工张拉顺序及合拢束编号；⑤严格按设计要求的张拉顺序进行张拉，张拉下批预应力束时，上批预应力管道必须压浆且浆体强度达到85%以上。张拉时严格遵循操作规范，同时持续缓慢进行，并设专人观察梁体反应，出现异常情况立即停止张拉，查明原因后再进行。4合拢段质量控制措施及注意事项4.1合拢段线型控制控制好合拢口两悬臂端标高及轴线，是合拢时线型控制的关键，因此，对称悬浇时必须严格控制箱梁前端浇筑标高。合拢前应对梁体加强观测，对控制梁段埋设的应力传感器测设的应力数据进行分析，同时对悬臂端箱梁顶面标高进行联测，并连续观察气温变化对梁体相对标高、合拢口长度及轴线偏移量的影响。4.2钢筋安装由于合拢段和横隔板钢筋密集，加上受纵横竖三向预应力及合拢撑架影响，钢筋安装难度较大，合理调整安装顺序是钢筋安装的关键，同时注意纵向钢筋先全部采用绑扎，在合拢撑架焊接完成后再对部分搭接长度不足的部位进行焊接。4.3临时水平约束解除合拢口临时锁定完成后应立即按要求进行水平约束的解除，首先解除正式支座的水平约束，即将支座上下摆钢板间的连接螺栓切断；其次是解除临时墩水平约束，即将箱梁底预埋钢组件与钢管桩桩帽间的连接螺栓及其挡板割掉，使梁另一端在合拢口临时锁定后温度变化情况下能自由伸缩。本桥临时墩设计为柔性钢管桩支撑，温度变化引起的水平附加力可以通过钢管桩的纵向水平位移来释放。在全桥合拢段施工过程中，每个合拢口临时锁定后均连续观测24小时，每2小时测量一次，合拢口长度、两端相对高差无变化，标高最大变化仅为2mm，支座水平位移同理论计算值误差2mm，以上数据说明临时锁定后合拢口非常稳定，可以保证合拢段施工质量。4.4砼养护合拢段砼浇筑完成后，为避免日照引起的温升加剧，造成合拢段砼产生收缩裂纹，应在砼表面覆盖草袋，由专人不停的洒水养护，使合拢段砼及其前后1米范围内保持适温状态。4.5预应力张拉压浆预应力张拉包括纵向、横向、竖向预应力，先张拉纵向预应力，然后张拉横向及竖向预应力，纵向预应力束按设计要求分批次张拉，每类钢束按先长束后短束的原则，张拉后及时对孔道进行真空压浆。5合拢段施工是否压重计算结果分析根据xx主桥五跨连续梁的结构形式，简化为平面杆系结构采用桥梁博士V3.03进行结构分析，根据施工实际情况和连续梁设计截面形式，共划分172个单元，173个节点，83个施工阶段。次边跨合拢计算时，南半桥根据荷载平衡条件进行压重，北半桥不压重，边跨和中跨合拢不考虑压重，根据计算结果对连续梁合拢施工进行内力分析。计算结果如下图：图2南边压重北边不压重工况时截面上下缘正应力图单位MPa图3次边跨浇筑砼工况时截面上下缘正应力图单位Mpa图4次边跨第一批合拢束张拉工况时截面上下缘正应力图单位Mpa从以上应力图中可以看出，次边跨合拢段施工压重情况下上缘最大正应力为12.96MPa，不压重时最大正应力为13.34MPa，满足规范[3]规定要求。另外根据计算分析，次边跨和中跨合拢段砼浇注时对悬臂端产生的下挠为5mm，而边跨合拢段施工时仅为1mm。合拢段施工压重前后，主梁应力变化较小：次边跨压重后101墩顶截面上缘压应力减少0.36Mpa，100墩顶截面上缘压应力减少0.41Mpa；合拢段砼浇筑完成后101墩顶截面上缘压应力减少0.29Mpa，100墩顶截面上缘压应力减少0.4Mpa。按压重方法合拢，最大挠度变化为-9mm，压重施工完成后挠度最大改变量为-8mm，可以在对称悬臂施工时进行调节。若合龙段施工压重，梁体产生较大弯矩，对主梁受力不利，同时临时固结不平衡反力增大，在中跨合拢时最大，并且现场压重施工繁琐，由于不能准确确定已浇砼方量，同步除去合拢段配重有一定盲目性，多卸或少卸对结构反而不利。基于以上原因认为合拢时可不进