悬灌梁合龙段施工方案.doc

山西中南部铁路通道ZNTJ-18标段

上跨京福、G104悬灌梁合拢段
专项施工方案

编制：
审核：
审批：

中铁十六局集团有限公司
二〇一一年十一月
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1、编制依据
山西中南部铁路通道实施性施工组织设计；
山西中南部铁路通道桥梁施工安全强制性规定；
施工图纸。
2、工程概况
上跨京福、G104悬灌梁位于山东省泰安市宁阳县境内，分别上跨京福高速公路、G104国道，采用（40+64+40m）悬臂现浇连续梁跨越。
本线是第一条按30T轴重设计、施工的重载铁路。
3 、施工工期
待7号段和边跨现浇段施工完毕后进行边跨合拢段施工，施工工期为2012年3月25日～2012年5月15日，边跨合拢完毕后施工中跨合拢段，施工工期为2012年4月15日～2012年5月15日。
4、合拢段施工方案
4.1合拢段总体施工方案
箱梁合拢段施工是整个箱梁施工重点部位，合拢段混凝土在一日温度最低时段（宜为温差变化较小的时间段）在尽可能短的时间内浇筑完成，并及时进行覆盖养生，在砼达到设计要求强度弹性模量后及时张拉预应力，减少或避免合拢段混凝土产生温度、收缩等破坏性裂缝。按设计要求，全桥箱梁合拢顺序为：先边跨合拢待混凝土强度达到设计强度的100％，弹性模量达到100%后，张拉边跨合拢段钢束，拆除边跨现浇段所有支架，拆除临时墩和临时垫块，然后再中跨合拢。
本工程用挂篮的模板系统作为合拢段的施工模板，挂篮外模和底模不用改动，可直接利用于合拢段的施工，挂篮内侧模拆除，用竹胶板拼装拼装内侧模板和中隔板模板。
4.2、施工工艺
4.2.1 施工工艺流程
合拢前先调整中线位置和高程，合拢口临时锁定，并按设计要求在两端悬臂用砂袋预加压重，在混凝土浇筑过程中逐步撤除。临时锁定设置由四根钢接杆组成的临时劲性支撑，分别位于箱梁顶底板靠近腹板处，钢接杆按图纸预先拼焊好后，在箱梁两端对应预埋件上就位焊接，形成顶部抗拉的近似刚性接头。利用挂篮模板作为施工模板，绑扎合拢段钢筋及对接预应力管道。

4.2.2施工工艺流程图
（1）边跨合拢段施工工艺流程图
挂篮滑移安装到位

绑扎钢筋，安装预应力管道，内模就位，配重

焊接劲性骨架

检查钢筋及预应力管道，浇注合拢段砼。

砼养护强度达至设计100％

张拉边跨合拢段预应力筋及压浆

拆除边跨现浇支架及合拢段模板

拆除临时墩约束

边跨合拢段完成

边跨合拢段施工工艺流程图

（2）中跨合拢段施工工艺流程图
利用一侧挂篮在中跨合拢

合拢段两端加配重

绑扎钢筋，安装预应力管道

内模就位

焊死劲性骨架

绑钢筋及安装空缺的模板。

浇注砼，同时两端配重等效应卸载

砼养护砼强度达至设计100％

张拉中跨合拢段预应力筋及压浆

挂篮拆除

中跨合拢段完成合拢

中跨合拢段施工工艺流程图
4.3．临时锁定
合拢段因混凝土浇筑后，气温的变化会引起梁体的伸缩变形，同时梁体左右日照温度不同还会引起梁的扭曲变形，需对合拢段进行临时锁定保持合拢段无相对变形。合拢段临时锁定要反抗温度应力、T构两端不平衡弯矩等多种外力，保证悬臂T构施工安全和合拢段不出现裂纹。
4.3.1、临时锁定计算原理
（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。
（2）边跨合拢时边跨模板及混凝土的摩擦系数取0.15，中跨合拢时活动支座摩擦系数取0.008。
4.3.2应力分析
根据计算，温度应力引起的力较大，而此时只有边跨模板对梁体有约束力，假如约束力小于梁体温度应力，梁体肯定会产生位移。只要保证合拢段临时锁定力大于模板及支座的约束力即可保证合拢段相对无变形。
4.3.3刚性支撑设置
（1）合拢段工字钢布置
合拢段分边跨合拢段和中跨合拢段两种类型，它们采用相同的临时锁定工字钢固接方案，见下图。即：分别在箱梁顶板和箱室底板上面焊接两对I30b工字钢，每对I30b工字钢及下边的d=10mm的钢板焊接成整体，钢板通过φ25mm钢筋预埋于混凝土内的连接成整体，达到合拢段锁定的目的。
I30b工字钢
60*60*0.01钢板
Φ
25钢筋
I30b工字钢
60*60*0.01钢板
Φ
25钢筋
I30b工字钢
60*60*0.01钢板
Φ
25钢筋
I30b工字钢
60*60*0.01钢板
Φ
25钢筋

临时刚性支撑工程数量表（一个）
编号
型号
单件长(mm))
件数
单件重(Kg)
共重（Kg）
N1
I30b
3400
8
52.794
1436
N2
600*600*10mm

4
28.26
113.04
N3
钢筋Ф25
21
24
3.85
19.4
合计
1568.44
（2）合拢后温升或温降产生的摩擦力计算
计算因温升或温降产生的摩擦力需分边跨合拢段和中跨合拢段两种情况，中跨合拢段混凝土浇注后即形成完整的连续梁，气温升高或降低将导致梁体的伸长和缩短，并使梁体沿纵向产生微小移动，由此产生纵向摩擦力，中跨合拢段锁定工字钢需要能完全承受该摩擦力。下图为左半桥纵断面节段图。

将跨中一侧所有梁段重量累加可得到半桥总自重为：W=21970KN，为偏于安全计，桥上机械荷载、人群荷载、挂蓝荷载可按3000KN考虑，并考虑1 .1超载系数，则半桥总荷载为：
G=1.1×（21970+3000）=27467kN
摩擦系数按支座厂家提供的数据f=0.008考虑，则因温升或温降产生的水平摩擦力为：
F=0.008×27467=219.736KN。
边跨合拢段采用刚性骨架措施锁定后,在温度变化作用下,由于中墩临时支撑尚未拆除,梁体变化引起的微小滑动,通过边跨合拢段临时固结骨架,其力主要由边跨现浇段混凝土及模板的摩擦力抵消,边跨现浇段施工完成后,边支座处支顶方木要拆除,使支座能够活动。
木模板及混凝土之间的摩擦系数取μ=0.15,则
合拢段刚性支撑所受轴力
N=μG=0.15×2121.16=318.17KN
（3）锁定工字钢的强度计算
1、锁定工字钢截面特性计算
2I30b热扎锁定工字钢的截面特性：
工字钢截面面积：A1=0.0067254m2
惯性矩I=4.22E-6m4
总截面面积A=0.0067254*2=0.0134508m2
总惯性矩：I=8.44E-6m4
2、锁定工字钢允许轴力
[N]=4×[σ] ×A=4×160E6×0.0134508=8608.512KN>F=219.736KN。满足要求
（4）连接地脚螺栓计算
单根地脚螺栓的截面积:a=3.14×0.0125^2=0.000490874cm2
总计32根Φ25的钢筋所受剪力:
τ=N/A=219.736×10^3/(0.000490874×24)= 18.65Mpa＜[τ]=180Mpa
满足要求
（5）合拢段混凝土浇注过程中锁定工字钢计算
中跨合拢段工字钢锁定后，工字钢将及左右半跨梁桥连接成整体，形成组合连续梁桥，并将共同承受中跨合拢段混凝土重量产生的内力。
此时，锁定工字钢按组合截面计算。截面特性为：
截面面积：A=0.0134508*4m2=0.0538032m2；
合拢段自重为W=472.8108Kn，为安全计，考虑超载系数1.5，则：
自重荷载为：W=1.5×472.8108=709.2162kN
分配到每组工字钢上的荷载为177.30405KN，按照均布荷载布置在工字钢上
q=88.652025KN/m

荷载布置图
1
2
( 1 )
44.326
88.652KN
1
2
( 1 )
2.00

弯矩图

跨中合拢段混凝土浇注完后，每两根工字钢组合承受的最大弯矩为ql^2/8=44.326KN.M
I30b热扎工字钢Wx=627cm3
σ=M/Wx=44326000/(2×627000)= 35.348N/mm2=35.348MPa
锁定工字钢将产生最大35.348Mpa的正应力。
温度变化引起克服纵向摩擦力所产生的截面应力为：
σ=219736/4/0.0067254=8.168MPa
σmax=35.348+8.168=43.516MPa<[σ]=160MPa; 满足要求。
（6）合拢段混临时张拉束
边跨抵抗318.17KN的力，中跨抵抗219.736KN的力，由于受力不大，因此由体外支撑进行抵消由于温度降低而产生的内应力。
本计算按双线合拢段计算，采用的I30b工字钢完全能够满足设计施工要求，故单线合拢采用相同材料的体外支撑完成能满足施工要求，因此不需再进行重复计算。
4.5合拢段配重
4.5.1、合拢段两端配重的目的
(1)合拢段两段标高找平。
(2) 减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响。
4.5.2边跨合拢时配重施工
根据标高测量结果，假如合拢段两端标高偏差在15mm以内，则不用配重找平;假如标高差在15mm以上，则在T构两侧压配重将边跨7号块端部及现浇段8号块端部标高找平。为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响，在T构两侧加相同配重，随混凝土浇筑同步取消边跨侧配重。在一个T构两侧和边跨现浇段各放置一个砂袋进行配重，配重重量为24.7t，随边跨合拢段混凝土浇筑重量同步减去边跨侧砂袋的重量，保持合拢段两侧挠度不变。
4.5.3中跨合拢时配重施工
中跨合拢段两侧标高差在15mm以内，中跨将不采用压重找平;假如偏差大于15mm，则在中跨合拢段一侧用砂袋压重，使中跨合拢段两端标高一致，待混凝土强度达到50MPa后，方可取消配重。为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响，在一个T构两悬臂端各放置一个砂袋进行配重，配重重量为24.7t，随边跨合拢段混凝土浇筑重量同步减去中跨侧砂袋重量，保持混凝土浇筑前后梁的挠度不变。
4.6合拢段混凝土施工
合拢段混凝土的浇筑选择在一天凌晨1点至5点左右气温最低时浇筑合拢段混凝土，浇筑时间在4h内完成，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。收听天气预告，3d内有大风降温时，不进行合拢段混凝土浇筑。两端的混凝土连接面要充分凿毛、湿润，并冲洗干净。采用微膨胀混凝土浇注合拢段，现场技术负责人确认，利用汽车泵送，入模混凝土坍落度不大于20cm。混凝土浇筑后专人进行洒水养护，初凝后覆盖塑料薄膜及土工布保湿养护，专人进行混凝土测温记录。
4.7钢筋施工及预应力管道
钢筋在工场制作，在就位好的梁体及外模内先绑扎底板钢筋，后绑扎肋板钢筋及竖向精轧螺纹钢筋，内模就位后再绑扎顶板钢筋。纵向预应力束道波纹管及已浇块件伸出的波纹管对接（加20cm长的接头管），并用胶布缠裹，防止漏浆。钢筋的堆放、加工制作、焊接、现场绑扎成型施工工艺及施工质量控制标准严格按照现行施工技术规范进行施工，当预应力钢束及普通钢筋位置发生冲突时普通钢筋的位置可进行适当的调整。预应力筋在加工场下料加工，现场绑扎就位，施工时注意纵向束道及竖向预应力钢筋束道的准确定位，使用“井”字形钢筋固定波纹管，曲线段加密定位网。波纹管安装前应检查其密水性，如果漏水应禁止使用。
4.8临时支撑墩的拆除
在边跨合拢完成并完成预应力束张拉后，进行主墩处临时支撑墩的拆除施工，临时墩的拆除支墩混凝土氧气、乙炔气体割除柱头方法。在临时墩的四周搭设作业平台，割除柱头钢板，解除其对主箱梁的支撑，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），专人指挥、监控。
4.9施工技术保证措施
⑴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。
⑵加强监测：砼浇筑前，检测及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。
⑶加强施工组织领导
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。
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。
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，及时调整卸载及砼浇筑速度。
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。
5、质量管理和质量控制的组织保证措施
5.1质量管理
开展全员、全过程质量管理活动，建立施工质量保证体系，并在体系运行中不断完善。
5.2质量控制保证措施
（1）推行全面质量管理，广泛开展群众性的质量小组活动。重点部位和关键工序均设质量管理点。
（2）实行逐级技术交底制度。
（3）做好生产班组自检、互检和交接检以及专检工作。施工前对工程所采用的原材料进行严格检验，并报请监理工程师审批后方可使用，施工中实行工序交接单制度，上道工序完成后经检验合格方可交接，进行下道工序的施工，并在浇筑前实行工艺检验签证制度。
（4）、加强砼质量控制，根据浇筑砼的体积大小，注意降低砼水化热，可采取砂、石材料用水冲洗并覆盖以降低其温度，加强现场砼坍落度的控制，坍落度的大小直接关系到砼强度及弹模，因此应加强抽检频率。
（5）现场备用混凝土泵及发电机，能保证混凝土在任何时候能正常浇注。
6、安全组织保证措施
6.1安全保证组织机构
建立健全管理体系，建立以项目经理为首的安全领导小组，明确管生产必须管安全的原则，建立健全岗位责任制，从组织、制度上保证安全生产，做到规范生产，安全操作。
6.2 安全技术保证措施
（1）吊车作业时，人员应站在安全半径外，指挥人员必须站在司机可以看到的安全地点，吊装时应设专人指挥，统一信号。
（2）要求机械操作人员严格遵守安全规范，按程序操作，做到文明驾驶，礼貌行车。
（3）所有特种作业人员，必须持证上岗，严禁非特种人员从事特种作业。
（4）现场架设的电力线，不得使用裸导线，临时敷设的电线不准挂在导电的现场物体上，必须安设绝缘支撑物。工地的电力设备、电线必须有电工架设及管理，匣箱、开关应防雨且安全牢固，做到“一机、一闸、一漏、一锁”，做到经常维修，保持良好状态。
（5）对从事高空作业的技术工人，上岗前要进行身体检查和技术能力考核，合格后方准上岗，高空作业时必须拴好安全带，穿防滑鞋，确保人身安全。
7、环境保护、文明施工措施
7.1环境保护措施
（1）重视环境保护工作、加强环境保护教育、贯彻环境保护法规、强化环境保护管理。
（2）施工场地和运输道路经常洒水，尽可能减少灰尘对附近居民、生产人员及其他人员造成危害及对农作物的污染。
（3）对于施工中废弃的零碎配件、包装袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境不受破坏。
7.2文明施工
（1）管理人员、现场施工管理人员一律挂牌上岗，并戴安全帽。
（2）施工现场要求各类工具、材料、模板按类整齐摆放。
（3）施工现场设置“安全生产警示牌”、“文明施工牌”。
（4）施工现场各工种（岗位）安全职责及操作规程张挂于作业地点；各机械设备的安全操作规程张挂于设备上或设备作业地点。
（5）所有宿舍、办公室、仓库等均有悬挂统一标准的牌子，以示标识。
8、夜间施工措施
连续作业的工程项目，夜间施工将采取以下措施，确保工程质量及安全。
（1）建立夜间值班制度，做好周密的组织和技术交底，配备足够的物资和照明设施，确保夜间施工顺利进行。
（2）严格检查制度，确保各项技术质量指标准确、无误，符合工程质量验收标准要求。
（3）严格隐蔽工程检查签证制度，夜间必须进行隐蔽工程施工时，应按规定提前通知监理工程师到现场检查，并办理签证手续，未经监理工程师检查签证，禁止进行下一道工序施工。
（4）安装足够的照明设备，保证夜间施工有良好的照明条件。对于在夜间施工难以保证工程质量和施工安全的项目，不得安排在夜间施工。
（5）做好夜间施工防护，在作业地点附近设置警示标志，悬挂红色警示灯，以提醒行人和司机注意，并安排专人值守。