沙田赣江特大桥35-38#桥墩现浇直线段及合拢段施工方案.docx

沙田赣江特大桥35-38#桥墩
连续梁边跨现浇段、合拢段施工方案
一、工程概况
沙田赣江特大桥跨赣江东大堤上部结构为(44+80+44)m连续梁，现浇直线段3.75m，合拢段2.0m。顶板宽8.94m，底板宽6.4m，梁高3.8m；边跨端顶板由42cm渐变至85cm，底板厚42～80cm，腹板厚40～75cm，梁体在支座处设端隔板，端隔板中部设有孔洞，以利检查人员通过。
二、施工组织及总体施工方案
先在35#、38#墩顶安装支座，再在35#墩与38#墩旁设置钢管型钢支架施工边跨直线段，设置型钢吊架和安装体外劲性骨架施工合拢段。合拢顺序：先合拢边跨后合拢中跨。
三、边跨直线段施工
边跨直线段利用钢管桩支架施工。支架立柱采用3根Ф529×8mm钢管桩，钢管桩支撑在承台顶面上。钢管桩之间采用槽钢缀条连接，再用槽钢缀条与边墩预埋件连接，柱底和柱顶焊接600×600×20mm钢板。内外模采用木板，并采用扣件式支架作支撑架。其工艺流程为：搭设支架→铺设平台→安装支座→锁定临时支座并设置预偏量→布置墩顶及铺设底模→安装外模及支架→安装底腹板钢筋及预应力管道→安装内顶板模及支架→安装顶板钢筋及横向预应力筋→安装内腹板模及拉杆→安装端隔墙模板及拉杆→安装预埋件及预留孔→检查、调整→浇筑砼、养护。直线梁段砼采用一次灌筑成型。(支架计算书见附件三，支架设计图见附图—沙田赣江特大桥35、38号桥墩边跨现浇段支架设计)。
四、合拢段施工
先现浇直线段，待悬臂施工至9#节段，拆除边跨端挂篮。安装吊架、体外劲性骨架进行合拢段的施工。合拢段施工工艺流程：安装吊架→铺设平台及底模→锁紧吊杆→安装外模→安装底、腹板钢筋及预应力孔道→安装内顶板模及支架→安装顶板钢筋及横向预应力束→安装体外劲性骨架→张拉临时锚固束→浇筑砼养护→等强，拆除体外劲性骨架→张拉临时束至设计值→拆除边跨支架→解除35、38#墩上支座的临时约束→安装中跨合拢段→安装中跨体外劲性骨架→张拉临时锚固束→浇筑中跨合拢段→等强，拆除体外劲性骨架→张拉临时锚固束至设计值→拆除主墩临时支座，完成体系转换→按设计图顺序张拉剩余钢束
合拢后张拉顺序为先长束后短束，每次对称张拉两束，顶底板交错进行。采用二次张拉时记录好伸长量。
1、吊架施工
(1)吊架计算书见附件二，吊架设计图见附图—沙田赣江特大桥35、38号桥墩合拢段吊架设计。
(2)安装吊架横梁,吊架横梁用D32精轧钢筋吊在已浇筑的悬臂段上或横梁支垫梁上。
(3)安装底板纵梁、外模支撑梁和底模板。
(4)测量、调整标高，锁紧吊杆。
2、钢筋安装、波纹管定位
(1)纵向钢筋一端绑扎，一端焊接。
(2)波纹管接头要求30cm以上，待临时束张拉完成后，用二层胶布将接口处缠5cm宽，管道之间的连接应确保其密封性。波纹管安装完成后要进行一次检查，确认数量、位置、布置形式符合设计要求后，方可浇筑混凝土。
3、体外劲性骨架施工
(1)体外劲性骨架计算书见附件一，体外劲性骨架安装位置见沙田赣江特大桥35、38号桥墩合拢段吊架设计图。
(2)合拢段长2.0m,共设四处支撑梁,同时张拉4束临时锚固束。
(3)临时锚固束张拉力：12-15.2,N=656.21KN。
(4)预埋件安装时应与预应力孔道、钢筋同时考虑，且精确定位，局部钢筋与预埋件相碰时，可适当移动钢筋或断开，预埋件定位后再加强连接。
(5)待钢筋、模板、预应力孔道、临时张拉束全部安装完毕，再安装体外劲性骨架，劲性骨架支撑梁与顶托之间留有20mm的间隙，用钢楔打紧，张拉临时束，焊接支撑梁，先底板、后顶板，张拉完毕即可浇注混凝土，宜在本日最低气温进行。
(6)体外劲性骨架拆除时间：待砼强度和弹性模量达设计值90%。拆除体外劲性骨架，拆除后张拉临时锚固束至设计值。
4、合拢段施工关键控制环节
合拢段施工是悬灌施工技术一道非常关键的工序，因为砼从浇筑到其达到设计强度，直至张拉预应力束，需要一定的时间，在此期间内，由于昼夜温差的变化，新浇砼的早期收缩，梁段砼产生的收缩和徐变，结构体系的变化、施工荷载及外力变化等原因，在结构中要产生变形和内力，这对未达到强度的合拢段砼质量有直接影响。为保证桥梁工程质量，从合拢段砼开始灌筑至达到设计强度并张拉部分预应力钢筋之前，既保持新浇砼不承受任何外力，又要使合拢段所连接的梁体在各种因素影响下变形协调，为此，要注意以下几点控制环节。
(1)合拢段的砼选用早强、高强砼，以使砼尽早达到设计强度，及早施加预应力，完成合拢段的施工。
(2)为了保证结构按设计要求合拢，在合拢段设置临时体外劲性支撑，以保证合拢前、后结构变形协调，严格按设计图设置。
(3)张拉部分预应力钢筋，以承受合拢段施工时悬臂两端的张力，待合拢段砼达到张拉强度后，张拉连续束，实现体系转换。
(4)采取低温合拢。为避免新浇砼早期受到较大拉力作用，合拢段砼浇筑时间，应选在当天气温最低时刻，使气温最高时，砼本身承受部分应力。
(5)加强砼养护，使新浇箱梁砼在达到设计强度前处于潮湿状态，以减少箱梁顶面因日照不均所造成的温差。
5、其余施工与节段施工工艺相同。
五、安全措施
(1)各类物质应按品种、规格堆码整齐、稳妥，不得乱堆乱放和超高堆放。
(2)机械设备使用前应经过调试、检测，确认技术性能和安全装置状态良好后方准使用；操作人员应熟悉机械的性能和操作方法，并具有对机械发生事故时采取紧急措施的能力；操作人员不得擅自离开工作岗位，严禁疲劳作业，严禁机械带故障作业。
(3)起重指挥应由技术培训合格专职人员担任。作业前，应对起重机械设备、现场环境、行驶道路、吊重物等情况进行了解，确定吊装方法。
(4)用电设备应实行一机一闸一漏(漏电保护器)一箱(配电箱)；漏电保护装置应与设备相匹配。不得用一个开关直接控制二台及以上的用电设备。
(5)张拉预应力砼钢筋时，预应力张拉区应有明显标志，非操作人员不得入内，构件两端不得站人。
(6)现场施工应掌握风力预报，在危及施工和作业安全时应采取措施或停工；当风力达到6级时，应停止露天起吊、装卸、高处作业、泵送砼等作业。
(7)高处作业中的安全标志和各种用于高处作业的设施，使用前应检查；高处作业中所用的物料，应堆放平稳，不得妨碍通道，高处拆下的物件、余料和废料，不得向下抛掷；高空作业必须系安全带，安全带应挂在牢固的物件上，严禁在一个物件上栓挂几根安全带或一根安全绳上栓几个人，临边作业应设置防护围栏和安全网，悬空作业应有可靠的安全防护设施。
(8)高温天气，应按劳动保护规定做好防暑降温工作。
六、高温季节砼浇筑质量保证措施及安全措施
高温季节砼浇筑质量保证措施
1、降低大体积混凝土的绝热温升
(1)选用水化热低的水泥（如矿渣水泥）。因招标供应采用普通硅酸盐水泥，可要求供应商降低对水化热影响较大的水泥中C3A的含量。
(2)降低混凝土入模温度，规范要求混凝土入模温度≤30℃，夏期施工时，必须对砂、碎（卵）石进行降温。采用不高于20℃的地下水或冰水拌合。
(3)掺加缓凝减水剂。
(4)采用蓄水法养护，并加以覆盖。
(5)采取降低拌合物温度。
2、采取现场温控措施
(1)水泥:水泥使用温度不得超过40℃，否则必须采取措施降低水泥温度。水泥应使用有一定休整期和冷却降温时间的储存水泥，禁止使用刚进场的高温水泥，防止其安定性、初凝时间不合格，水泥应分批检验，质量应稳定。
(2)砂:采用中粗砂。细度模数为2.3～3.1，属Ⅱ级配范围，含泥量≤2%，入场后应分批检验。
(3)石:石子颗粒级配为5～40mm连续级配或二级配。石子必须分批检验严格控制其含泥量不超过1.5%。
(4)外加剂:掺加缓凝型高效减水剂。外加剂在使用前称量分包，在砼搅拌过程中采用后掺，配制应有专人负责，做好配制记录。
(5)砼配合比：夏期施工调整混凝土的配合比，砼初凝时间应大于10h。
3、现场砼浇筑温度的控制
(1)在每次开盘之前，试验室要量测水泥、砂、石、水的温度，专门记录，计算其出机温度，并估算浇筑温度。
(2)严格控制砼原材料的温度，水泥要求水泥厂家出厂前放置一段时间；砂、石料要采取遮阳措施，防止太阳直晒。
高温季节砼浇筑安全措施
(1)坚持“安全第一，预防为主”的基本方针，切实做好高温季节的安全生产工作，预防生产安全事故的发生，确保安全度夏。
(2)各部门提高对夏季安全生产工作特殊性和重要性的认识，把夏季安全生产工作列入当前工作的重要内容。
(3)开展安全生产宣传教育工作，增强作业队伍的防范意识和自我保护能力。
(4)加强安全检查，杜绝各种隐患。
(5)落实各种防暑降温措施，确保作业人员吃好、工作好、休息好。
(6)落实应急预案，以防万一。
(7)建立网路，确保信息畅通。

附件一：沙田赣江特大桥35—38号桥墩合拢段劲性骨架计算书
一、计算说明
一个合拢段共设四处劲性骨架，同时张拉四束临时锚固束。假定四束锚固束张拉力使四处劲性骨架均匀受力。
二、计算荷载
一束临时锚固束张拉力为：
30%σk=0.3×1302×140×12=656208N=656.21KN
三、计算内容
1、劲性骨架主梁
[36a:A=60.89cm2 Ix=11874.2cm4 Wx=659.7cm3 ix=13.97cm
Iy=455cm4 Zo=2.44cm
主梁为格构式组合截面，对于虚轴惯性矩为：
Iy1=2×[455+60.89×(18-2.44)2]=30394.6cm4>2Ix=23748.4cm4
由此实轴x轴为弱轴方向，ix=13.97cm
L=212cm(按两端铰接考虑)
λ=L/ix=212/13.97=15 按b类截面查表得φ=0.983
σ压=65621/(0.983×2×60.89)=548kg/cm2＜1400kg/cm2 (满足要求)
2、顶托焊缝
焊缝为贴脚焊缝，焊角高度为hf=8mm，焊缝为双侧连续焊，lw=2×4×48=384cm(贴脚焊缝的计算长度=60hf=60×0.8=48cm)
焊缝能承受的剪力
0.7hf·lw·fwf=0.7×8×3840×160=3440640N=3441KN>656.21KN
(满足要求)
3、预埋件与顶托焊缝
焊缝为双侧连续贴脚焊缝，焊角高度为hf=8mm，焊缝长度lw=8×7×2×2+48×2=320cm(贴脚焊缝的计算长度=60hf=60×0.8=48cm)
焊缝能承受的剪力
0.7hf·lw·fwf=0.7×8×3200×160=2867200N=2867.2KN>656.21KN
(满足要求)
4、预埋件抗剪
B22钢筋28根，□16×360×622mm一块
抗剪截面总计=0.25×3.14×222+16×622=10332mm2
τ=65621/103.32=635kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)

附件二：沙田赣江特大桥35—38号桥墩合拢段吊架计算书
一、计算说明
1、设计计算中假定翼缘板荷载通过外模传递给外模支撑梁，空腔处顶板荷载通过内模和内模支撑架通过底模传递给底模纵梁，腹板和空腔处底板荷载通过底模传递给底模纵梁。外模支撑梁和底模纵梁荷载传递给横梁，横梁荷载通过吊杆传递给已浇筑成型的悬浇段或现浇直线段横梁上。底模纵梁中跨合拢段工况最不利、横梁边跨合拢段工况最不利。多跨连续梁采用结构力学求解器解算。
二、计算荷载
混凝土容重：2.65t/m3
施工平台、防护等附属荷载：0.1t/m2
施工荷载：0.3t/m2
模板自重：0.3t/m2(包括底模、内外模及内外模钢管架)
三、计算内容
合拢段长度为2m，合拢段截面如下图所示(单位:cm)

1、中跨合拢段纵梁
(1)腹板纵梁
I22a:A=42cm2 Ix=3400cm4 Wx=309cm3 G=0.033t/m
Ix/Sx=18.9cm d=0.75cm
荷载计算
混凝土荷载q1=1.53×2.65=4.05t/m
模板自重和施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×0.4=0.28t/m
腹板纵梁自重q3=0.033×4=0.132t/m
q=q1+q2=4.33t/m L=4m
荷载模型

+

求得：Mmax=6.67t·m Qmax=4.59t fmax=4mm
σmax=Mmax/(4×WX)=539kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=81kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=4mm＜L/400=10mm (满足要求)
(2)底板纵梁
荷载计算
顶底板混凝土荷载q1=0.65×2.65=1.72t/m
模板自重和施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×0.7=0.49t/m
底板纵梁自重q3=0.033t/m
q=q1+q2=2.21t/m
荷载模型

+

求得：Mmax=3.34t·m Qmax=2.28t fmax=7.5mm
σmax=Mmax/WX=1080kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=160kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=7.5mm＜L/400=10mm (满足要求)
(3)外模支撑纵梁
箱梁单侧翼缘板砼通过外侧模由四根纵梁承受
荷载计算
翼缘板混凝土荷载q1=0.74×2.65=1.96t/m
模板自重、施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×1.27=0.889t/m
外模支撑梁自重q3=0.033×4=0.132t/m
集中荷载P=(1.96+0.889)×2=5.7t
均布荷载q3=0.033×4=0.132t/m
按最不利情况考虑，假定总荷载通过1个外模竖楞加载于纵梁中心位置。
计算模型

求得：Mmax=5.96t·m Qmax=3.11t fmax=3mm
σmax=Mmax/(4×WX)=482kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=55kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=3mm＜L/400=10mm (满足要求)
2、中跨合拢段横梁
I28a:A=55.45cm2 Ix=7114.14cm4 Wx=508.15cm3 G=0.0434t/m
Ix/Sx=24.62cm d=0.85cm
荷载计算
腹板处荷载q1=4.59/0.33=13.9t/m
底板处荷载P1=2.28t
外模支撑梁荷载P2=3.11/2=1.6t
横梁自重q2=0.0434×2=0.0868t/m
计算模型

+

求的Mmax=MC=MD=5.53t·m Qmax=QC=QD=9.89t
RB=RE=4.68t
RC=RD=15.43t
Fmax=2mm
σmaxMmax/(2×WX)=544kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=236kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=2mm＜440/400=11mm (满足要求)
RB=RE=4.68t、RC=RD=15.43t为吊杆反力，均小于50t，满足要求。
3、边跨合拢段横梁(靠现浇段侧)
I45a:A=102cm2 Ix=32240cm4 Wx=1430cm3 G=0.0804t/m
Ix/Sx=38.6cm d=1.15cm

255RA=185q(285-185/2)
求得RA=140q
RA/185q=0.76 1.85/2=0.925
荷载计算
腹板处荷载q1=13.9×2×0.925×0.76=19.6t/m
底板处荷载P1=2.28×2×0.925×0.76=3.21t
外模支撑梁荷载P2=1.6×2×0.925×0.76=2.25t
横梁自重q2=0.0804×2=0.161t/m
计算模型

+

求的Mmax=39.77t·m Qmax=20.6t fmax=19mm
RB=RC=23.01t
σmax=Mmax/(2×WX)=1391kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=232kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=19mm＜8000/400=20mm (满足要求)
RB=RC=23.01t为吊杆反力，均小于50t，满足要求。
4、横梁支垫梁
I28a:A=55.45cm2 Ix=7114.14cm4 Wx=508.15cm3 G=0.0434t/m
Ix/Sx=24.62cm d=0.85cm
荷载计算
外模支撑梁荷载P=23.01t
横梁自重q1=0.0434×2=0.0868t/m

计算模型

求的Mmax=15.41t·m Qmax=17.16t fmax=5mm
R1=17.16t R2=6.15t
σmax=Mmax/(2×WX)=1516kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=410kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=5mm＜3450/400=9mm (满足要求)
5、边跨合拢段横梁(靠悬浇段侧)
I28a:A=55.45cm2 Ix=7114.14cm4 Wx=508.15cm3 G=0.0434t/m
Ix/Sx=24.62cm d=0.85cm

255RA=185q(285-185/2)
求得RA=140q
RA/185q=0.76 RB=1-0.76=0.24 1.85/2=0.925
荷载计算
腹板处荷载q1=13.9×2×0.925×0.24=6.2t/m
底板处荷载P1=2.28×2×0.925×0.24=1.01t
外模支撑梁荷载P2=1.6×2×0.925×0.24=0.71t
支垫梁传递荷载R2=6.15t
横梁自重q2=0.0434×2=0.0868t/m
计算模型

+

求的Mmax=3.14t·m Qmax=7.99t fmax=2mm
RB=RE=10.5t RC=RD=7.02t
σmax=Mmax/(2×WX)=308kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=191kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=2mm＜4400/400=11mm (满足要求)
RB=RE=10.5t、RC=RD=7.02t为吊杆反力，均小于50t，满足要求。

附件三：沙田赣江特大桥35—38号桥墩边跨现浇段支架计算书
一、计算说明
1、设计计算中假定翼缘板荷载通过外模传递给外模支撑梁，空腔处顶板荷载通过内模和内模支撑架通过底模传递给底模纵梁，腹板和空腔处底板荷载通过底模传递给底模纵梁。外模支撑梁和底模纵梁荷载传递给横梁，横梁荷载传递给钢管桩。多跨连续梁采用结构力学求解器解算。
2、计算时以最重空腔块截面计算，偏于安全。
二、计算荷载
混凝土容重：2.65t/m3
施工平台、防护等附属荷载：0.1t/m2
施工荷载：0.3t/m2
模板自重：0.3t/m2(包括底模、内外模及内外模钢管架)
三、计算内容
节段截面如图所示(单位:cm)

1、纵梁
(1)腹板纵梁
I22a:A=42cm2 Ix=3400cm4 Wx=309cm3 G=0.033t/m
Ix/Sx=18.9cm d=0.75cm
荷载计算
混凝土荷载q1=3.07×2.65=8.14t/m
模板自重和施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×0.8=0.56t/m
腹板纵梁自重q3=0.033×4=0.132t/m
q=q1+q2+q3=8.832t/m
荷载模型

求得：Mmax=2.55t·m Qmax=8.58t fmax=1mm R3=1388t
σmax=Mmax/(4×WX)=206kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=151kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=1mm＜L/400=4mm (满足要求)
(2)底板纵梁
荷载计算
混凝土荷载q1=1×2.65=2.65t/m
模板自重和施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×0.7=0.49t/m
底板纵梁自重q3=0.033t/m
q=q1+q2+q3=3.173t/m
荷载模型

求得：Mmax=0.92t·m Qmax=3.08t fmax=1mm R3=4.98t
σmax=Mmax/WX=298kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=217kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=1mm＜L/400=4mm (满足要求)
(3)外模支撑纵梁
箱梁单侧翼缘板砼通过外侧模由四根纵梁承受
荷载计算
翼缘板混凝土荷载q1=0.74×2.65=1.96t/m
模板自重、施工及附属荷载q2=(0.3+0.1+0.3)×1.27=0.889t/m
外模支撑梁自重q3=0.033×4=0.132t/m
集中荷载P=(1.96+0.889)×1.77=5.1t
均布荷载q3=0.033×4=0.132t/m
按最不利情况考虑，假定总荷载通过1个外模竖楞加载于纵梁中心位置。
计算模型

求得：Mmax=2.31t·m Qmax=2.67t fmax=1mm
σmax=Mmax/(4×WX)=187kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=47kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=1mm＜L/400=4mm (满足要求)
2、横梁
I45a:A=102cm2 Ix=32240cm4 Wx=1430cm3 G=0.0804t/m
Ix/Sx=38.6cm d=1.15cm
荷载计算
腹板处荷载P1=13.88/0.33=42.1t
底板处荷载P2=4.98t
外模支撑梁荷载P3=2.67/2=1.34t
横梁支垫梁荷载P4=17.16t
横梁自重q=0.0804×2=0.161t/m
对横梁荷载分布模型如图所示

+

求的Mmax=M2=M4=26.55t·m Qmax=Q2=Q4=34.09t
R2=R4=53.62t
RC=8.3t
选用2I45a
σmax=Mmax/(2×WX)=928kg/cm2＜1800kg/cm2 (满足要求)
τmax=Qmax·Sx/(Ix·δ)=384kg/cm2<850kg/cm2 (满足要求)
fmax=4.5mm＜L/400=5.5mm (满足要求)
3、钢管桩
φ529×8mm钢管柱：I=44439cm4 A=130.9cm2 i=18.4cm
(1)整体稳定性检算
从钢管柱构造知，纵向截面比较不利，检算纵向截面
i=18.4cm
λ=L/i=2249/18.4=122<[λ]=140 (满足要求)
(2)局部稳定性计算
由上述计算知：边桩受力最大，R=53.62t。
L=649cm i=18.4cm
λ=L/i=649/18.4=35<[λ]=140 (满足要求)
按B类截面查表得：φ=0.918
σ=Nmax/(φ·A)=446kg/cm2＜1700kg/cm2 (满足要求)