大跨度T构梁转体0#块支撑设计及施工技术

1、    大跨度t构梁转体0#块支撑设计及施工技术    董星智摘要：以国内大跨度大角度最小曲线半径市政箱梁转体-南宁市亭洪路延长线上跨铁路立交2×80mt构转体桥为背景，介绍跨越高铁站场转体0#块支撑设计及施工技术。本桥设计纵坡3.5%，横坡2%，转体前平衡配重在大角度转体过程中易出现不平衡，可能造成双肢薄壁墩局部损伤，结合转体成功实践，简述箱梁0#块支撑系统设计、墩梁临时锁定，双肢薄壁墩钢支撑锁定等技术研究，将现浇支撑系统与锁定系统结合，增强转体过程安全储备，为类似工程提供技术参考。abstract： based on the domesti

2、c large-span large-angle minimum curve radius municipal box girder swivel： ningning tinghong road extension line cross-railway interchange 2×80mt structure swivel bridge as background， this paper introduces the design and construction technology of 0# block support across the high-speed railway

3、 station. the bridge has a longitudinal slope of 3.5% and a cross slope of 2%. the balance weight before the turning is prone to imbalance during the large-angle turning process， which may cause local damage to the thin-walled piers of the two limbs. technical research on beam 0# block support syste

4、m design， temporary locking of pier beam， steel support locking of double-limb thin-walled piers is expounded， the cast-in-place support system and locking system are combined to enhance the safety reserve of the turning process and provide technical reference for similar projects.关键词：t构箱梁;转体施工;0#块钢

5、支撑;双肢薄壁墩;临时锁定key words： t-box girder;swivel construction;0# block steel support;double-limbed thin-walled pier;temporary locking：u445.4                                     ：a          

6、                       ：1006-4311（2019）20-0163-041  工程概况1.1 工程简介南宁市亭洪路延长线上跨铁路立交工程是南宁市的重点民生工程，斜交60°上跨南化高铁站，桥上布置双向六车道，两幅设计，桥全长595.02m。主桥左幅4#、右幅1#采用2-80m“t”形刚构箱梁转体跨越南化站5股道，单幅“t”构全长160m，桥面宽19.95m，箱梁底宽19.95m，桥面纵坡3.5%，横坡2%，单箱三室结构，右幅桥的一侧

7、梁体位于半径260m圆曲线上，转体重量1.8万吨，左幅桥逆时针转体120°，右幅桥逆时针转体110°，t构梁端无合龙段转体后直接置于盖梁线位上。主桥转体平面位置及结构如图1、图2所示。t构两端9#块梁高4m，墩顶0#块梁高8.5m，梁高变化由梁底采用二次抛物线形成，0#块顶板厚30cm，底板厚100cm，腹板厚80cm，0#块梁段设置横隔板，分9節段采用满堂支架现浇施工，0#长10.8m、1#块长8.6m，9#块10m，其余节段均为8m。t构主墩采用矩形双肢薄壁墩，横向宽度19.95m，纵向宽度1.2m，墩高8.5m，设上、下承台，中间1.9m间隙安装转体球铰装置，桩基础采

8、用？准2.0钻孔灌注桩，桩长58m。设计建模考虑成桥后平衡状态，1.2m宽双肢薄壁墩满足结构设计要求，实际大跨度大角度超重转体过程不平衡力矩会随角度及时间变化，转体前的平衡配重会出现偏差，为增强转体过程双肢薄壁墩安全储备，结合0#块支撑体系安全、快速、经济施工，施工中采用0#块现浇支撑系统与锁定系统相结合的技术创新，解决悬臂结构不平衡力矩对墩的影响，确保安全、平稳转体跨越高铁站。1.2 t构箱梁0#块支撑设计及施工技术研究重点本桥0#块梁段重量达1892.6t，下承台顶至梁底距离16.4m，普通碗口支架无法满足刚度及稳定性要求，且满堂支架占满基坑内不利于对转体系统实时监控，不利于转体前对上下承

9、台进行清理等准备工作，综上方案比选采用钢柱筒型钢平台上搭设碗口支架组合形式，上部碗口支架利于落架;主桥墩身设计双肢薄壁墩，墩宽1.2m，主桥转体重量1.8万吨，为抵抗主梁拆架过程中两端不平衡弯矩、转体过程中扭矩的影响，需要采取有效的临时固结措施，在梁体与上转盘之间设？准80cm厚2cm无缝钢管混凝土柱，就位后拆除;双肢薄壁墩中间间距4m，对应箱梁腹板采用“x”形刚支撑锁定两墩，增加刚度，确保转体过程整体稳定性，方便支架搭设及过程中对上承台监控量测。2  t构箱梁0#块支撑体系设计钢管立柱采用？准630mm×10mm、？准800mm×20mm两种，？准800mm&#

10、215;20mm同时满足支撑及墩梁墩外临时锁定，支撑体系为跨越基坑设计范围含3.8m1#节段，悬臂两端对称布置。针对不同施工位置严格按照支撑设计方案进行安装，支撑检算书按规定进行专家评审及第三方监控单位核算，满足强度、刚度、稳定性要求。在主墩18.5m范围内采用型钢桁架和碗扣支架，型钢桁架坐落于钢管柱上，桥墩两侧各设3排钢管柱，第一排钢管柱与墩中心距离1.88m，钢管柱的横向步距为（3.4+4.24+4.65+4.25+3.4）m。其中，第一、二排钢管柱每排6根，采用？覫630×10mm的钢管，钢管横向间距为2.2m，钢管柱之间设横纵向加强支撑。第三排在上承台上沿横向布置4根？覫80

11、0×20mm钢管（钢混结构与梁体临时固结），钢管横向间距为（4.25+4.65+4.25）m，墩身外3.4m各布置一根630钢管柱;第四排设置在双肢薄壁墩中间，间距4m采用工字钢斜撑托架，距离墩边3.4m设置？准630×10mm钢管。钢管柱之间设横、纵向加强支撑，采用12槽钢斜向连接，与柱筒联结处焊接牢固，同时第三排钢管柱之间设横向加强支撑，加强支撑均采用？准219×4mm的钢管，钢管柱两端设20mm厚的钢板和加劲肋。下部基础形式：第一、二、三、四排钢管柱多数直接置于上、下转盘上，部分置于基坑支护冠梁上，施工混凝土时注意预埋地脚螺栓，其他设置在承台外需做条形基础，

12、基础尺寸1.8m×1.8m×1.5m，地基满足地基承载力要求。钢管柱顶型钢平台承重纵梁采用双拼56b工字钢，横梁36b工字钢，平台上搭设碗口脚手架，底模纵梁采用10×10cm方木，横梁分配梁腹板位置采用12×15cm方木，其他底板空箱室位置采用10×15cm方木。底模板、内模采用2cm竹胶板，箱梁外模采用定型钢模板，定型钢模板下采用i20a工字钢支撑。主桥0#块支撑体系设计布置图如图3、图4、图5所示。3  t构箱梁0#塊支撑体系施工3.1 墩外侧6m型钢架支架体系安装3.1.1 立柱安装支架采用30根63×1.0cm的钢管

13、立柱对称布置在墩身两侧并平行于横桥向轴线。上承台上沿横向安装4根？准800×20mm的钢管（钢混结构与梁体临时固结），承台施工时，按照立柱布置位置预埋地脚螺栓，并完成钢筋混凝土立柱钢筋预埋的施工。钢管立设时准确测量出钢管的平面位置，并用全站仪进行复核，钢管立柱用全站仪控制垂直度，以保证结构受力。钢管立柱间设置纵向、横向水平花架联杆，予以稳固，使整个竖向支撑形成一个稳定的格构式结构。3.1.2 分配梁安装第一、二、三排钢柱筒上纵梁采用双拼56b工字钢，纵梁端与墩身预埋钢板进行焊接，另一端搁置在钢管柱上，双拼工字钢间用？准20螺栓间距2m连接起来。横梁采用墩两侧单36b工字钢，长度12m

14、，安装间距60cm，为防止横梁侧向翻倒，使用u形螺栓防止两侧悬臂延伸段倾覆。3.1.3 钢平台上碗口架安装定型钢桁架模板下设间距为600mm的i20a横梁，横梁下设置11.8m碗口脚手架。梁底板位置腹板处横向间距30cm设立杆，其他位置间距为60cm，纵向立杆间距为60cm。竖向步距为0.6m，顶层步距为0.3m，底部纵横杆距离地面高度不得超过30cm。支架搭设应确保所有支架垂直，支架纵、横向之间每隔6道用斜向剪刀撑进行连接，剪刀撑用钢管和直角扣件、转角扣件与支架牢整体固连接。竖向钢管底部设置厚度为2cm钢板或厚度为5cm硬质杂木支垫，顶部设置可调平顶托，顶托上设置10cm×12cm

15、方木作为纵向分配梁，纵梁上设置中心间距为25cm的10cm×10cm方木作为支撑横梁。模板布置：采用122×244cm规格覆膜竹胶板，板厚2.0cm，竹胶板顺桥向、由桥梁中心线向两侧铺设，侧模采用定型模板，模板自带1.5m施工平台。内箱支架采用？准48mm扣件式钢管脚手架，布置大致按纵横向间距均为60cm，步距90-120cm进行，根据实际情况可适当调整。3.2 墩间4m型钢架支架体系及钢支撑锁定斜撑托架主墩双肢薄壁墩间距4m采用斜撑托架（托架利用转体时薄壁墩间抗剪斜撑i56a工字钢）支撑，“又”形托架设计：顺桥方向主墩两侧各设4个“又”牛腿支架，设置位置为对应腹板下方，“

16、×”斜撑采用单根56b工字钢，顶上采用双拼56b工字钢，斜撑中间加固钢平台，钢平台上中心位置安装？准63cm钢柱筒支撑顶上双拼56b工字钢，间距2cm。每个牛腿是通过螺杆，通长预埋在1.2m墩身内外的6根？准32精轧螺纹钢及螺帽锚固在墩两侧，再与墩身两侧预埋钢板焊接在一起，预埋钢板尺寸56cm*36cm*20mm，实现了双肢薄壁墩形成临时锁定结构，增强了整体稳定性。分配梁安装。采用36b工字钢作为支架横梁，每侧7根均匀布置，单根长度12m，间距60cm。横梁在纵梁上接触位置设置挡板和斜撑，防止横梁侧向翻倒，使用u形螺栓防止两侧悬臂延伸段倾覆。横梁与纵梁相交处用20mm钢板对工字钢腹板

17、加强，间距10cm，加强范围大于纵梁宽度20cm。横梁上按间距30cm铺设10×10cm方木。模板安装。底模采用2cm后竹胶板，侧模采用定型钢模板，在纵向上分三块，其中外侧对称两块浇筑完0#块后用于节段浇筑施工，内模采用竹胶板方木及型钢肋木加固，内模支撑采用脚手架。安装细部图如图6、图7。4  后续施工工艺流程简介t构箱梁0#块支撑体系施工完成后进行箱梁钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等施工，1-9#块采用满堂支架碗口对称浇筑，箱梁完成后拆架后预留好墩梁结合的？准80cm钢管立柱和墩间“×”形刚支撑，平衡配重后进行转体，梁端就位至盖梁上最后进行顶落梁安装支座，主桥完

18、成施工后拆除临时固结及墩间钢支撑。5  实施效果检验5.1 0#块箱梁施工阶段0#块所用？准630×10mm钢管柱、56b工字钢、36b工字钢、12槽钢是公司自有周转材料，约200吨，极大的提高公司物资的周转次数，减少了碗口支架搭设数量，节约成本，为项目创效;采用钢管立柱加型钢作为平台搭设碗口支架，安全可靠，支撑在承台上的钢管柱承受所有荷载，钢管柱具有承载力大，结构稳定，压缩量少，施工快速等特点，能够很好地适用于本桥的施工，浇筑完成0#块混凝土后整体沉降1cm，整体稳定性好。本桥上下承台中间安装转体球铰，实质是分开结构，在进行箱梁浇筑和拆架过程中要实时监控应力和位移测量，如

19、采用满堂碗口支架，监控人员是无法进入到主桥墩范围进行监控，采用钢管平台方便监控和转体前的准备工作。5.2 t构箱梁拆架阶段本桥桥梁的跨度大，梁体重，无法一次性卸支架，拆架过程必须从桥悬臂端向桥中心对称同步拆架，在拆架过程中桥梁会出现悬臂端逐渐增长的情况，从而使得桥梁的弯矩逐渐增加，梁端最大下挠量为38.5cm，如果拆架不當很可能会使桥梁的结构产生失稳的现象，损伤薄壁墩。采用？准800×20mm无缝钢管柱在墩外墩梁临时固结、双肢墩间“x”形连接的技术改进，增强了薄壁墩的整体稳定性，相当于将薄壁墩做大做强。拆架中部分不平衡力矩通过钢管柱传至下承台上，确保160m满堂支架7天内安全平稳完成拆除，梁端下挠值与建模计算值一致。5.3 t构箱梁转体阶段卸除砂箱，清理转体撑脚下部石英砂、三角撑铁块后，整个梁体处于自由状态，通过14组500吨千斤顶来回顶落上承台进行称重试验，称出梁体存在较大不平衡力矩。称重过程时间长，梁重、悬臂又长，梁体由静态到动态过程存