连续梁合拢段施工方案

白沙河特大桥连续梁合拢段施工方案

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中铁四局武广客运专线XXTJⅡ标项目经理部二项目队一分队

二00七年五月

白沙河特大桥连续梁合拢段施工方案

1、概述

合拢段施工是连续梁施工的一道关键工序。在主梁悬臂灌注完毕后应尽快完成与边跨现浇段的合拢和中跨合拢段的现浇施工，使主梁由悬臂状况转化为连续整体。在合拢段施工过程中，因砼自重、温度变化、施工荷载的作用，在悬臂梁端产生位移，影响合拢段砼悬臂梁段的连接，易产生裂纹。施工中通常采用刚性支撑和临时预应力的张拉作用将合拢段锁定，同时在灌注砼时在合拢段处增减等载压重，保持合拢口两梁端无相对位移，在灌注砼时从而保证合拢段与悬臂梁端之间不产生裂纹。 2、合拢方式

先中跨合拢，后边跨合拢。

按A→B→C的顺序施工，如下图所示。

ACABACA3、合拢口的锁定技术

刚性支撑和张拉临时预应力共同锁定

用刚性支撑抵抗砼升温时产生的压力，用预应力抵抗降温时产生的拉力。

刚性支撑预应力束

4、合拢力学分析

合拢口锁定主要是克服梁体温差变化产生的轴向力和合拢段砼灌注时产生的弯矩。梁体降温时，砼发生收缩变形，对合拢口产生拉力，由此确定预应力的张拉力，梁体升温时，砼发生膨胀，对合拢口产生压力，由此确定刚性支撑的断面，力学模型如下：

NLhLgLLhN

为简化计算，将温度变化产生的轴向力按线膨胀计算，箱梁分段按平均断面计，设梁升温t时产生的自由伸长量为ΔLt

则：ΔLtgtLg2thLh

g、h分别为钢材和砼的线膨胀系数。

因gh，有ΔLtht（Lg2Lh）htL 梁体砼在轴向力N作用下产生压缩量ΔLN 则：ΔLNNLgEgAg2i1nNLhi

EhAhinLhi N（2）EgAgi1EhAhiLg假设两墩身无位移，则依变形协调原理

ΔLtΔLN

则：NhtLLgEgAg2i1nLhiEhAhi

式中：N——梁因升温所受轴向力

Lh、Lg——悬臂梁段长和合拢段长 Eh、Eg——砼、钢材的弹性模量 Ahi、Lhi——第I段梁的断面积和长度

由于合拢期短，可不计砼的徐变。此连续箱梁断面较大，由于温度升高将会产生数千吨的温度内力，刚性支撑无法承受，故为方便施工，宜在合拢口锁定后立即释放一端梁的滑动支座约束。当梁体滑动支座约束解除后，合拢口刚性支撑受力情况发生变化。

当升温t时，NQfNy

式中：N——合拢口刚性支撑所受压力

f——支座摩阻系数，对盆式橡胶支座可取0.06左右

Q——支座上的梁体重量

Ny——预应力束的张拉力

当降温t时，NNyQf

由以上分析可见，合拢口刚性支撑是升温时控制，在合拢口施工设计时，依据实际情况，测得砼灌注时和砼达到足够强度时的温差t，由此计算出梁降温时产生的温度内力，若其小于Qf，则可不设或少设临时预应力束，若其大于Qf，依抗裂安全要求，可求得所需预应力值，即：

令NNy，Qf0

NyQf

考虑安全系数Kf，NyKfQf

NyKfQf

NKfQfQf（Kf1） Qf

相应的，升温时，N（Kf1） Qf 若取Kf1.2，则N2.2Qf 据此确定刚性支撑断面。 5、合拢口施工工艺及施工要点

（1）施工工艺

合拢口配载合拢口两头均配合拢段砼一半重量，可采用水箱、砂袋安装刚性支撑一天中最低温度下安装张拉临时预应力束需要时解除主墩滑动支座约束钢筋绑扎及预应力管道定位 （2）施工要点 a 施工前测试合拢段施工时期的最低温度和最高温度，确定合拢时间，并为合拢口锁定提供依据。

b 合拢口锁定应迅速，对称进行，刚性支撑安装、焊接完成

后立即张拉临时预应力束，之后释放一侧滑动支座约束。

c 合拢口每端应压载合拢口砼重的一半，并随砼的浇筑同时减载，减载量与砼的浇注量相等，可采用水箱加水或砂袋增减。

d 合拢口砼应比梁体提高一个等级，并要求早强，并在砼中加入适量的膨胀剂，浇筑时应认真振捣养生。

e 为克服合拢口合拢后砼的收缩徐变，在合拢口锁定之前可将梁预设一个ΔL值，来抵消梁后期的收缩徐变的影响，ΔL值的确定可采用降温法等效计算以模拟量的收缩徐变。 6、刚性支撑结构形式

本连续梁合拢段刚性支撑采用双拼Ⅰ40a工字钢连接两侧预埋钢板，焊缝为贴角焊缝。工字钢连接板为30010500mm的钢板。预埋钢板结构尺寸为900201350mm，通过30根Φ25钢筋锚固在合拢段两侧梁体上。每个合拢段6块预应力钢板。梁体底板预埋钢板位置采用钢筋混凝土垫高30cm。

具体结构形式，详见附图。

7、合拢段刚性支撑受力检算及预应力张拉

N=(Kf1)Qf

计算得Q=25300KN，取f=0.06、Kf=1.2 则 N=2.2Qf =2.2253000.06 =3340KN a、

工字钢所承受的压应力

Ⅰ40a A=86.07104m2

N334010364.7MPa <140MPa,满足要求。

6A686.07104b、 锚固钢筋所承受的剪应力

Ф25 A=4.9110-4m2

N334010375.6MPa85MPa,满足要求。 90A904.91104c、 焊缝受力计算

N1同N3采用贴角焊缝连接，焊缝厚度hf=6mm, 焊缝总长lf100026mm

N334010366.3MPa<85MPa 0.7hfl0.7610312000103满足要求。 d、

预应力筋张拉

设计预应力Rby1860MPa

3340103预应力筋的截面积Ay=2.39103m2 6k0.75186010N1根钢绞线的截面积A1.37104m2

2.3910318 需要钢绞线的根数n4A1.3710Ay①中跨合拢段

采用2束18-7φ5的刚铰线，预应力张拉50%。 ②边跨合拢段

采用2束15-7φ5的刚铰线，预应力张拉60%。