跨海大桥建设项目北引桥挂篮悬臂浇注法合拢段施工方案[优秀工程方案]

1、 杭州湾跨海大 桥建设项目北引桥(50+360+50)米连续箱梁(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合同项目经理部二OO六年五月三日杭州湾跨海大 桥I合同段北引桥工程A25A30号墩上部结构为五跨一联(50+360+50)米连续箱梁,采用挂篮悬臂法施工,边跨、次中跨、中跨合拢段的 长度 均为2米、混凝土的 方量为18.7米3.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

2、60+50)米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号墩嘉兴侧挂篮合拢,K29跨采用29号墩宁波侧挂篮合拢,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、

3、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1米支架(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18.9米现浇段不受施工载荷; 悬臂端6号块箱室顶板预留一边长为30厘米的 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号墩嘉兴侧、26号墩宁波侧挂篮后,27号墩嘉兴侧、28号墩宁波侧挂篮前移到相应位置.距前悬臂端和后悬臂端50厘米位置处各设一道横

4、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号墩嘉兴侧挂篮来形成吊篮结构,27号墩宁波侧挂篮拆除,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30厘米的 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

5、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号墩、29号墩两悬臂端均配重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号墩或29号墩的 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

6、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号墩或29号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号墩嘉兴侧、26号墩宁波侧的 配重23.4吨,保留23.4吨,另外,在27号墩、28号墩的 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

7、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

8、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号索、底板为18号索,次中跨、中跨合拢段的 临时预应力束号为：顶板为23号索,底板为14号索.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

9、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18.7米3,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

10、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.

11、(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

12、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880米pa,大 大 超过了 劲性支撑的 容许应力205米pa.因此,在边跨合拢后,必须拆除26号墩、29号墩的 钢支点.须拆除26号墩、29号墩钢支点还有以下原因：本联连续箱梁25号墩、26号墩、29号墩、30号墩为活动支座(可沿纵向方向在一定范围内滑动),而27号墩、2829号墩为固定支座,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

13、性支撑的 收缩产生的 支顶力下产生裂缝.26号墩、29号墩的 钢支点拆除时间为：边跨合拢后,张拉、压浆完毕.27号墩、28号墩的 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

14、满足要求.附录1：(50+360+50)米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号墩嘉兴侧、29号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

15、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号墩嘉兴侧、26号墩宁波侧挂篮拆除,27号墩嘉兴侧、28号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

16、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号墩宁波侧挂篮拆除,28号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