修订合拢施工技术.docx

单线铁路超高墩多跨刚构-连续组合梁合龙施工技术 一、工程概况 李子沟特大桥全长1031.86m，桥跨为732m预应力混凝土简支梁+(72+3128+72)m预应力混凝土刚构连续组合梁+832m预应力混凝土简支梁，其中主跨8#墩有活动支座，其余全为墩梁固结的刚构。主桥桥跨布置见图1 72.7m 128m 128m 128m 72.7m 7 12 8各墩情况： 9 10 117号 8号 9号 10号 11号 12号墩高：58m 70m 94.5m 107m 103m 48m承台： 4m 5m 5m 5m 5m 4m桩长：28m(161.5m);39m(451.5m); 35m(451.5m); 40m(501.5m); 37m(501.5m); 28m(161.5m)图1 主跨布置示意图梁体为单箱单室、变高度、变截面箱形结构，顶板宽8.1m，箱宽6.1m，支墩处梁高8.8m，跨中及边跨梁端处梁高4.4m，梁体下缘除中跨中部34m和边跨端部25.7m为4.4m等高直线外，其余为圆曲线。梁体为三向全部预应力，纵向预应力束共478束，竖向预应力在腹板设两排，横向预应力采用扁形锚具。 主跨主墩8#、9#、10#、11#墩高分别为70、94.5、107和103m，墩身为钢筋混凝土横向圆弧端形空心墩，在底部设5m实心墩。 本桥特点为深基超大群桩、超高墩群、大跨、长联、刚构-连续组合体系，该组合体系在铁路桥梁上是第一次采用，诸多高难度、高技术含量集于一桥的新结构梁的合拢也是无先例的。 二、合龙方案的制定 1.合龙原则 连续结构跨中合龙必须遵循低温灌注、又拉又撑的两大原则。在合龙前使悬臂端临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合龙段混凝土在灌注及早期硬化过程中发生明显的体积变形。而选择在一天之中气温较低时灌注混凝土，可保证合龙段新灌注的混凝土处于气温上升的环境中，在受压状态下达到终凝。 2.合龙顺序 多跨连续梁体系的内力及线形状态，与其组成结构的过程及施工顺序密切相关。合理的施工顺序及合龙方案应综合考虑施工所投入的机具、设备、工期、气候情况。 李子沟特大桥施工合龙顺序根据设计的不同分为三个阶段：一是技术设计，采用连续刚构形式，合龙顺序为：8#9#、10#11#墩间边主跨的小合龙，随后完成7#8#、11#12#墩间边跨的合龙段施工，最后完成9#10#墩间中主跨的合龙段施工，实现全桥合龙。二是施工设计，采用刚构连续组合梁形式，合龙顺序为：10#11#墩间边主跨的小合龙，随后完成9#10#墩间中主跨的合龙段施工，接着完成8#9#墩间边主跨的合龙段施工，最后完成7#8#、11#12#墩间边跨的合龙段施工，实现全桥合龙。三是施工过程中的方案调整。 李子沟特大桥施工合龙顺序根据施工的进展情况，作出了相应的调整安排。该桥是内昆线控制工期的关键工程，工期紧。按照施工组织设计，配置了4套墩身、梁部施工机具设备，大桥的10#、11#墩，墩身、桩基础的工程量及施工难度都大于8#、9#墩，由于地质影响施工周期较长，使10#、11#墩墩身封顶，开始悬灌梁段的时间比8#、9#墩晚3个月左右，10#、11# T构的施工是控制工程进度的主要因素，以10#、11# T构的施工为主线来制定施工合龙顺序是最有利于工期的安排。 大桥最后采用的合龙顺序为先进行8#9#墩间边主跨的小合龙，将两T构连接成稳定的“结构体系，随后完成7#8#墩间边跨的合龙段施工。在10#、11# T构完成悬灌后，即合龙10#11#墩间的合龙段，将此两T构连接为又一“结构体系，再进行9#10#墩间中主跨的合龙段施工，全桥的内力及线形状态将主要由此定型。最后完成11#12#墩间边跨的合龙段施工，实现全桥合龙。见图2。 3.合龙段顶梁措施 刚构连续组合梁由于合龙后，张拉超静定钢束等原因的影响，在混凝土长期收缩、徐变完成后，墩顶将发生纵向水平位移。此纵向水平位移，主要与墩身及基础的刚度、超静定钢束的布置及张拉力、张拉时混凝土龄期、二期恒载的大小及作用时间等因素有关。 对此位移，采用以下方法处理： (1) 在墩顶设活动支座处，通过设置支座预偏量来平衡。 (2) 在墩梁固结处，采用在合龙段合龙支架锁定前对合龙段梁端施加水平顶推力，来达到使墩顶预偏的目的，以部分抵消混凝土长期收缩、墩号：7 8 9 10 11 12跨数： 8 9 10 11 12跨度： 72 128 128 128 72 o o o o o o o o oo o oo o oo o o o 单位：m图2 主跨合龙顺序 注：完成7#墩顶梁段、8#、9#T构；第9跨合龙；第8跨合龙； 完成12#墩顶梁段、10#、11#T构；第11跨合龙；第10跨合龙； 第12跨合龙；拆除8#墩临时固接，放松为活动支座。徐变完成后，墩顶将发生的纵向水平位移。 四、合龙与顶梁关键技术 1. 合龙施工过程同时施工完成的8#、9#墩T构，直接进行小合龙。小合龙的过程为： a.合龙前一节悬灌梁预埋锁定钢构件；b.挂蓝就位；c.绑扎构造筋（一头处于自由状态）、预应力波纹管及穿索；d.低温锁定钢构件及张拉锁定束；e.构造筋完全连接并加配重；f.低温灌注混凝土并逐步卸配重；g.三天后混凝土强度达80%，解除锁定，张拉合龙段钢丝束；h.孔道注浆。 同时施工完成的10#、11#墩T构，与8#、9#墩T构存在3个月的时间间隔，由于前述的原因，主桥在进行10#11#墩间合龙段及9#10#墩间合龙段施工时，采取了对合龙段梁端施加水平顶推力的措施,即顶梁施工。其作用，一是加大了合龙段间距离，相当于降低了合龙温度；二是在9#、10#、11#墩顶设置了水平预偏量，以抵消混凝土长期收缩、徐变完成后，墩顶发生的纵向水平位移。 2.顶梁施工 以下主要介绍10#、11#T构合龙的顶梁施工。 1. 施工准备 a.合龙段为17#梁段，在10#、11#T构的16#梁段预埋钢构件（见图3），在施工16#段时，在顶板、底板各预埋构件4块，在合龙段一侧的构件后预埋顶座及后撑，用于千斤顶顶梁。 b.17#梁段结构钢筋、模板及预应力钢筋部分施工完后，可以把撑梁先焊好一端，安放千斤顶的一端暂时不焊，要注意撑梁中心与桥中心平行。其中结构钢筋一端焊接，另一端不绑不焊，纵向波纹管留一断开位置，模板除内模不滑出外，底模、外模可以滑出，但不能固定，防止产生阻力。c.观测环境温度，记录地面、梁顶、箱梁内的温度。 顶梁施工要求环境温度不高于15（设计文件说明中提供的年平均气温为1012，考虑到夏季施工，气温可适当提高，但最高不得高于15，最低不得低于10）。 后座 顶撑 千斤顶 限位装置 撑梁 预埋构件 16#段 17#段 16#段立 面 图 撑梁 千斤顶 后座 顶撑平 面 图图3 合龙段顶梁构件布置图 2.梁段配重吊装防止合龙段在浇筑过程中，混凝土有挠动、变形，影响其凝固质量，在合龙段两侧挂蓝的后部各配重25t，配重总量为合龙段混凝土总重。另外两侧挂蓝一个前移作为合龙的模板，另一个后撤留出立模位置，为了平衡由于挂蓝的位置不同造成两个16#段的挠度不一样，也必须用配重进行调整，并经过测量确定。配重采用道碴，卸载方便，且合龙后留着做桥面道碴用。 3.顶梁 经过几天的气温观测记录，发现早5:007:00气温较低，梁顶气温为15，箱梁内温度为17，可以进行顶梁施工。 顶梁施工需要做好以下工作: a.测量人员测量梁段配重前后的高程变化。 b.在顶梁过程中，测量10#T构和11#T构0#段中心的水平位移。 在千斤顶加载过程中，10#、11#T构0#段水平位移记录见表1 c.在顶梁过程中，对顶板、底板相对位移进行测量，各测点见图4。 10#、11#T构0#段水平位移测量结果 表1加载吨位（t）10#T构位移（mm）11#T构位移（mm）两T构相对位移（mm）4087155654246833308443371002342104224611221491160150=2624- 底 板 顶 板 o D3 内 D1 o d3 o 内 o d1 100 100 200 200 o D4 昆 D2 o d4 o 昆 o d2 图4 底板、顶板各测点布置图单位：cm) 安排技术人员在顶力每增加一次后，对各测点测量其距离的变化，防止在顶梁过程中，上、下游千斤顶的顶力不均，造成顶偏、错位。顶梁若发现上、下游的位移随顶力的增加变化不一致，应及时纠正，调整千斤顶的顶力，使得各测点的位移同步。测量结果见表2 从表2中数据可得出以下结论: a.顶板与底板在千斤顶作用下，每一次加压，上下游梁段位移几乎相同，说明梁段水平位移方向与梁中心线平行。b.顶板与底板位移存在差值，顶板位移速度较底板快，说明在顶梁过程中10#与11#T构为刚性转角，墩身与梁体在竖直面内同时转一角度，所以顶板位移较底板稍大，当然也会引起合龙段两侧梁顶高程偏高，与实际测量相符 c.实际顶力及梁体位移测量结果与设计数据相符，结果正确，顶梁达到预期要求。 墩、梁位移变化见图5 各测点的距离变化测量结果 表2部位测点距离变化值(cm)顶 力 （t）040566884100104112116顶板d1-d201.72.53.23.94.64.95.15.1d3-d401.72.73.24.14.54.85.35.3底板D1-D201.52.22.83.64.04.44.74.7D3-D401.52.32.93.53.94.34.64.6到预期要求。墩、梁位移变化见图5 s1 h1 h2 s2 10#墩 11#墩图5 10#、11#T构顶梁后墩梁变形图 d.顶梁结束后，锁定千斤顶油表读数，立即安排电焊工对撑梁施焊，焊缝要求:高度20mm，长度400mm，每根撑梁共4条焊缝。 e.测量顶梁后合龙段两侧梁顶高程变化，见图6、表3。10#T构 BM3 o o BM1 210 390 210 BM4 o o BM211#T构图6 合龙段两侧梁顶高程测点图 顶梁前后合龙段梁顶高程变化情况 表3测点顶梁前高程（m）顶梁后高程（m）变化总值（mm）BM12181.1742181.19218BM22181.1882181.20517BM32181.1702181.18818BM42181.1922181.20917 顶梁从5:00开始，至7:30结束，连续顶梁，千斤顶工作状态良好，指挥得当、有序，效果明显，达到设计要求，即10#T构水平位移为26mm，11#T构水平位移为24mm，最终顶力为116t。 4.浇注混凝土 a.首先内模滑出，所有吊带、吊杆打紧，模板紧贴已浇梁段混凝土。 b.穿入钢绞线，对锁定束张拉。该合龙段锁定束共4束，锁定吨位分别为:顶板每束为40t，底板每束为80t。 c.浇注混凝土，时间定于晚上8:00，气温为15。 浇注过程中，每浇注5t混凝土(一斗，对合龙段两侧配重各卸去2.5t。 浇注结束时间:23:00，施工顺利，卸载及时，测量梁段高程在浇注前后几乎无变化，达到预期效果。 5. 张拉合龙段钢丝束 经过三天养护，合龙段混凝土强度达到设计强度的80%以上，方可张拉。首先解除底板、顶板的锁定撑梁，开始对合龙束张拉，张拉吨位满足设计要求。张拉完后进行压浆。 五、实施效果 李子沟特大桥悬臂施工从1999年11月到2000年9月，历时10个月，跨越了四个季节。合龙施工从2000年6月到9月，各跨合龙温度各不相同。施工过程中，各种施工荷载及环境如温度、梁体的弹性模量等考虑周全，无论在预拱度设置，还是纵、横向变位上控制都很精确，使得全桥得以顺利合龙，合拢精度较高（见表4），合拢段混凝土质量优良。证明所制定的合拢方案是正确的，合拢措施是成功的，填补了铁路高墩大跨刚构-连续组合梁合拢技术空白，为同类桥梁施工提供了可供借鉴的经验。全桥各个合龙段合龙精度 表4合 龙 段悬臂梁端高程与设计之差（mm）两悬臂梁端相对高差（mm）模板中线与设计中线之差（mm）桥梁轴线与设计中线之差（mm）顶梁结果与设计计算偏差（mm）8#9#T构-2+2+3+5123-10#11#T构+3+6+0+11212-29#10#构+4+8+2+41220