连续梁中跨合拢施工技术总结

1、连续梁中跨合拢施工技术总结武广项目 刘和平 郭成刚摘要：随着我国桥梁施工技术的不断发展，大跨度箱形连续梁悬灌技术已在公路、铁路桥梁中广泛应用，连续梁在施工在预应力混凝土连续箱梁在完成两“T”构施工后，合拢段，特别是中跨合拢段的施工方案，关系到连续梁体的施工质量，因此，如何在温度变化时，保证合拢段混凝土的质量，是合拢成功与否的关键，也是保证施工安全的关键，结合三王石特大桥悬浇预应力箱形梁中跨合拢段施工的实践以及对合拢时各工况的分析，运用应力应变条件，推导计算方法，确定出合拢技术参数。 关键词：三王石特大桥 预应力混凝土连续箱梁 中跨合拢 应力应变 1.工程概况三王石特大桥位于广东省韶关市西联镇内

2、，连续梁位于三王石特大桥的9#12#墩，梁全长177.5m，三跨一联的预应力混凝土连续箱梁，孔径布置为48m+80m+48m，连续梁箱体为单箱单室，变高度、变截面结构，箱梁顶宽13.4米，箱梁底宽6.7米，全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，中支点处梁高6.65米，跨中9米直线段及边跨13.25米直线段梁高为3.85米，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75米。纵向预应力钢束采用1×715.21860GB/152242003预应力钢铰线，锚固体系采用自锚式拉丝体系，采用两端张拉，平均控制拉力603.56kN,10号、11号墩身高度分别为11.5 m和12.5

3、米，均为实心墩，10号墩顶设固定铰支座，其余为滑动支座。2合拢段施工方案21合拢施工步骤1）三王石特大桥号大桥共计3个合拢段，在完成9号墩10号墩及11号墩12墩边跨合拢后解除10号及11号墩临时支座，形成由T构到两个简支悬臂结构的转换。 2）将一个挂蓝移动至另一个悬臂梁端，把挂蓝外模滑移纵梁拉至对面悬灌梁翼缘板下悬吊固定，再分别将底模和侧模拉过去收紧固定。在合拢段两悬臂间设置支顶钢架。合拢段混凝土浇筑后，温度上升，梁体伸长挤压合拢段混凝土，设置支顶钢架的目的就是在一定范围内代替混凝土承担梁体伸长所施加的压力。3）合拢前两端中线可能的偏差应在各节段施工中逐渐调整，到合拢前两端的高度差应小于1c

4、m，以在设计合拢温度时段测量为准，对于梁体的线形，最终的少量偏差应根据计算，采用纵向预应力备用束和设置压重调整两悬臂高程，悬臂两端临时荷载应相当，满足规范合拢锁定要求。4）现浇悬臂施工预应力混凝土连续梁的设计合拢温度是根据施工地气温变化及梁体的温差内力，考虑收缩徐变和施工荷载计算而来的。合拢施工应根据近期施工区的温度记录，选定温度变化幅度较小并接近设计合拢温度时段的进行合拢，同时分析气温与梁体温度的相互关系，选定合拢端口锁定方式作为力学检算，依计算使用千斤顶等顶撑设备撑开合拢段，使用预埋支顶钢架锁定合拢段长度。由于合拢段混凝土施工完成后，中合拢段大量的预应力钢束张拉，造成梁体压缩，需撑开合拢段

5、增加合拢段长度预以预留。5）设置用于中跨合拢锁定钢丝束。当合拢段混凝土施工完成后，温度下降时，梁体长度缩短，造成合拢段受拉，接头将产生裂纹，需要设置锁定钢丝束，将两悬臂锁定于合拢段。6）在全天梁体温度最低时，浇筑合拢段混凝土，并且在混凝土重塑时间内完成合拢段混凝土。当梁体温度开始上升时，合拢段混凝土在微弱承压的条件下硬化，有助于防止接头裂纹。7)在梁体温度下降之前，依顺序张拉临时锁定纵向钢丝束。临时锁定钢丝束可以采用永久束代替，必须在梁体温度下降前完成张拉，防止合拢段混凝土受拉。8)一定时间，截断支顶钢架。2.2施工技术参数计算及选择悬灌连续梁中跨合拢段施工，面对两个主要问题:1)合拢段新浇筑

6、混凝土在硬化过程中产生收缩，同时合拢口两端悬臂梁将随温度下降也会产生收缩，不能确保合拢段与两悬臂梁端的连接性能。2)合拢段混凝土随着温度上升，悬臂梁伸长，而过早参与体系受压，新浇筑的合拢段混凝土在短时间内未具备一定的强度，过早承压则破坏混凝土内部胶结构造，影响其强度。可见如何保证中跨合拢段混凝土质量是连续梁中跨合拢的关键。在设计上会尽可能将合拢段长度设计短一些，以减少合拢段混凝土收缩量。在施工中，采用何种钢架进行临时支撑，用哪几束钢丝束进行临时锁定,是我们中跨合拢施工的关键。结合三王石特大桥;连续梁中跨合拢段施工的实践，介绍悬灌梁中跨合拢的相关技术参数的计算。 锁定合拢段长度时，撑开量计算l=

7、 (+)/2=3.25mm其中:n一合拢段完成后中跨张拉总钢束; N一每束钢丝束张拉控制拉力(603.56kN); L一中跨跨径，平均束长取L/2二40 m; Eh一混凝土弹模取30000Mpa; Amin 、Amax一梁体最小、最大断面积，分别取10.36m2、21.04 m2，施工时，l取4 mm。 撑开梁体顶撑力计算1)假设撑开梁体时，位移量(撑开量)通过支座位移实现，则有:Nf=G··k=31181.91×O.06×1.2=2245kN。其中:Nf-顶撑力; G-简支悬臂体系自重; 自重G2倍(悬臂段重倍0#段重/2)+边跨合拢段重直线段重124

8、01.07×2+3220.86+590.32+2568.5931181.91KN -支座滑动摩擦系数取0.06; k-安全系数取1.2。 2)假设顶撑开梁体时，位移量通过11号墩身纵向变形，12号墩支座滑动实现，则有:其中:I-11号墩身断面平均惯性矩，取I=33×8.7/12=19.6m4;G12-12号台支座反力为2250Kg，N11-11号墩发生侧移时墩顶水平力; h-为11号墩身高12.5 m; f-取l/2=2.0 mm. 可见无论位移量通过支座移动还是通过墩身变形实现，顶撑力相差不大，当撑开量进一步加大时，位移量将通过支座滑动实现。施工时，采取不锁定支座，准备4

9、×80t千斤顶，用于梁体顶撑。 合拢段钢支架断面积及临时锁定束数计算1)当温度上升时:Ng= k·G·= Nf= 得Ag = =16093mm2=160.93 cm2取四根I25a工字钢;Ag=48.51x4=194.04cm2。合拢段混凝土接头收缩裂纹校核:0.0001收0.0004l收=l中·收=2000·收(mm)故：0.2l收0.8可见l压l收，合拢段混凝土处于受压状态，不会产生收缩端头裂纹，同时也说明，钢架断面积也不是愈大愈好。2)当温度下降时，临时锁定钢束除了要保证将两悬臂体系锁定于合拢段两端外，还要维持支顶钢架中原有的内压力Ng，

10、否则合拢段钢架内压力消失伸长，合拢段混凝土两端将出现裂纹，故: N临=Ng+k·G·=Nf+Nf=2Nf=2245x2=4490kN。设计预应力 预应力筋的截面积1根钢绞线的截面积需要钢绞线的根数其中:n-临时锁定钢丝束数量。选择预应力束时，选择靠近顶板（底板）与腹板交界处和较短的预应力束，以保证箱梁受力均衡，方便施工，因此中跨合拢利用T13(2束14-75)、B7(2束17-75靠近腹板侧) 作为临时预应力束,张拉时仅张拉该预应力束设计张拉力的50，以防在合拢过程中预压力束过载报废而需要重新更换新束。待合拢段混凝土强度和弹模达到设计值时，在张拉第一批永久束时，将作为临时束

11、刚束补充张拉至设计应力值，具体位置见图1。3.小结三王石特大桥在中跨合拢段混凝土浇筑完成后，温度上升时，不进行支座约束锁定，因为在梁体温度上升时，对合拢段混凝土施加的压力相差不大，因此不进行支座约束锁定。是否在合拢段两侧施加相当于合拢段混凝土重量的压重，在合拢段混凝土浇筑过程中逐步拆除和合拢段混凝土的浇筑时间有关。本桥合拢段混凝土能在混凝土能重塑的时间内完成浇筑，因此不进行压重设计，对合拢段混凝土质量影响不大。当合拢段第二次经历梁体温度上升时，此时合拢段混凝土已经具备一定的抗压能力(约20 MPa)，合拢段内支顶钢架存在很大的内力，需要再次在温度下降时张拉部分钢束后，截断支顶钢架型钢。合拢段施工前，需要掌握日气温变化规律、外界温度与梁体温度的对比关系，设计较小水灰比、早强混凝土的配合比。三王石特大桥经过荷载试验，混凝土强度、断面抗裂性