悬灌梁合龙段施工方案

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

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

（2）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与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工字钢与下边的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。

临时刚性支撑工程数量表（一个）

（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与模板的摩擦力抵消,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。

木模板与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，工字钢将与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