大跨度大吨位T型刚构梁支承及沉降控制技术

1、 岩溶区大跨大吨位T型刚构桥转体法成桥关键技术 文件三 鉴 定 文 件技术报告之二岩溶区大跨度大吨位T型刚构梁支承及沉降控制技术中铁十一局集团有限公司中铁十一局集团第三工程有限公司二一四年八月 岩溶区大跨大吨位T型刚构桥转体法成桥关键技术 文件三3 岩溶区大跨度大吨位T型刚构梁支承技术梁体下部的支撑体系是保证梁体浇筑质量，控制不均匀沉降的关键所在，同时还要兼顾经济合理性及避免影响既有线的运营。本章结合工程所在地质状况、梁体的结构特点和工期需要，通过分析CFG桩配合满堂支架、打入钢管桩接长配合满堂支架及墩梁式组合体系等几种支撑体系的各自优点，最终确定选用针对不同梁段的复合支撑体系。3.1 支承方

2、案工程所在区域地面24m以下，溶洞比较发育，地面至24m范围内，基本为黏土及细沙，承载能力较低。跨转体T型刚构桥先在京广铁路上、下行铁路之间的夹心地带支架上现浇梁体，脱架后转体，根据场地情况，采用不同的支架结构方式。T型刚构梁第一梁段：主墩承台基坑范围内采用主墩承台或承台支护冠梁+钢管柱+工字钢横梁+纵向桁架分配梁；主墩承台基坑范围外采用管桩基础+钢筋混凝土承台+钢管柱+工字钢横梁+纵向桁架分配梁。其他梁段采用管桩基础+钢筋混凝土承台+钢管柱+工字钢横梁+纵向贝雷梁+碗扣支架。现浇支架搭设完毕后，对支架进行预压，测出支架的沉降量，设置支架预拱度（图3.1-1）。图3.1-1墩柱支架里面布置图3

3、.2支承体系设计与分析3.2.1支撑体系设计一、支架设计1、第一梁段临时支架：钢管柱顶设置63a工字钢纵梁，其上布置45a工字钢横梁（3根工字钢一组），纵向间距60cm，共设置11根横梁，45a工字钢横梁上配置自制桁架，悬臂部分间距60cm,共计6片，腹板间距30cm，共计6片，底板间距30cm，共计13片。从基础至上部结构依次为：1) 管桩，桩径500mm，桩长根据计算长度设17m，但实际成桩过程时要求以“三控”为成桩标准：计算桩长、贯入荷载大小、即将成桩时最后1m贯入时每次的贯入度。注：第二-五梁段管桩成桩时桩长方式要求均以第一梁段的成桩标准成桩。大小里程侧管桩布置见图3.2.1-1（图中

4、红色圆圈表示该管桩计算时未予考虑，仅有利于承台受力）。图3.2.1-1 小里程第一梁段基础管桩布置图2）钢筋混凝土承台基础(管桩伸入承台10cm，因紧靠抗滑桩位置，此处将承台同抗滑桩边成一体)，大小里程侧布置详见图6-1，6-2，图中洋红色区域即为第一梁段承台设置方式。3）630mm钢管柱，大小里程侧布置方工见平面图6-3，6-4。钢管柱之间采用L756作为平联和横联。4） 纵桥向63工字钢+横桥向45a型工字钢+16槽钢组成的桁架结构+纵铺25a工字钢+1414cm方木(横桥向布置，间距30cm)+1.8cm竹胶板。其中槽钢桁架的横向布置间距为：（2*60cm+30cm+3*40cm+70c

5、m+5*60cm+70cm+3*40cm+30cm+2*60cm），共计18片桁架，桁架的竖杆间距均为60cm。2、第二梁段临时支架采用立柱，贝雷梁，3根45a工字钢横梁，碗扣支架构成，从下往上为管桩（桩长17m直径0.5m，承台下方按38布置）+钢筋混凝土承台基础（管桩伸入承台10cm，长11.5m宽2.5m高1.5m）+纵向8排630mm钢管柱（横断面单排6根，其中同湿接缝C搭接处钢管柱同合拢段C下钢管柱共同搭设在一个承台上，钢管柱之间采用L756作为平联和横联） +横桥向45a工字钢+单层加强型贝雷梁(贝雷梁间距30cm)28a工字钢碗口支架纵向、横向方木1.8cm竹胶板。其中贝雷梁横向

6、布置间距为：（38*30cm），共计39片贝雷梁，其中一片贝雷梁纵向由7片基本贝雷片连接而成。3、第三梁段临时支架采用立柱，贝雷梁，3根45a工字钢横梁，碗扣支架构成，从基础至上部依次为：管桩（桩长17m直径0.5m，承台下方按38布置）+钢筋混凝土承台基础（管桩伸入承台10cm，长11.5m宽2.5m高1.5m）+纵向9排630mm钢管柱(横断面单排4根，其中同合拢段B搭接处钢管柱同合拢段B下钢管柱共同搭设在一个承台上，钢管柱之间采用L756作为平联和横联)+横桥向45a工字钢+单层加强型贝雷梁（贝雷梁间距30cm）28a工字钢碗口支架纵向、横向方木1.8cm竹胶板。其中贝雷梁横向布置间距为

7、：（38*30cm），共计39片贝雷梁，其中一片贝雷梁纵向由8片基本贝雷片连接而成。4、湿接缝B+第四梁段+湿接缝A+部分第五梁段（15m）采用立柱，贝雷梁，3根工45a横梁，碗扣支架构成，第四、五梁段从基础至上部依次为：管桩（桩长17m直径0.5m，承台下方按38布置）+钢筋混凝土承台基础（管桩伸入承台10cm，管桩伸入承台10cm，长11.5m宽2.5m高1.5m）+纵向10排630mm钢管柱（横断面单排4根，其中最后一片贝雷梁直接搭设于梁端处钢筋混凝土柱上，钢管柱之间采用L756作为平联和横联）+横桥向I45a型工字钢+单层加强型贝雷梁（贝雷梁间距30cm)28a工字钢碗口支架纵向、横向

8、方木1.8cm竹胶板。其中贝雷梁横向布置间距为：（4*60cm+9*30cm+2*60cm+9*30cm+4*60cm），共计29片贝雷梁，其中一片贝雷梁纵向由14片基本贝雷片连接而成。钢管柱之间采用L756作为平联和横联。二、临时支墩设计因临时支墩位置的重要及支架设置的独特性，临时支墩设置作单独考虑。梁端处(转体前的主梁梁端)设置临时支墩，支墩纵向支承点距梁端1.0m，横向与主梁腹板中心对齐；单侧梁端临时支墩承受不少于8000KN的竖向荷载（单侧梁端两道腹板合计8000KN，一道腹板4000KN，全桥44000KN，此数值不包含施工设备重，未考虑预应力钢束张拉及落梁过程支架逐步拆除时的受力情

9、况，支架设计按照不小于10000KN考虑，图3.2.1-3）。图3.2.1-3 梁端临时支承示意图转体前(支架现浇时)主梁梁端临时支墩设置：采用管桩基础(40根，桩径500mm)+承台(管桩伸入承台10cm)+钢筋混凝土柱+两层I63工字钢上铺两层14mm厚钢板，钢板上放置混凝土预制块支撑。混凝土预制块中心位置距梁端1m，沿纵、横桥向对称分部于梁腹板位置(共四个位置，如图中所示)，预制块采用不同高度块体共同叠加而成，单个位置块体数量以施工时实际要求为准，混凝土预制块上放置钢板，钢板同梁底模板接触，以减小混凝土预制块顶面同梁底模间产生的纵向或横向摩擦力(混凝土预制块只作为轴向抗压，而在梁段施工过

10、程中会因支架搭设、混凝土施工、预应力筋张拉产生纵桥向或横桥向力，从而影响混凝土预制块稳定)。梁端钢筋混凝土柱临时支承，用以支承梁端腹板压力，以防止主梁落梁后梁端以较快速度下挠，进而影响梁体。3.2.2支撑体系分析1荷载选取永久荷载：包括作用在模板支架上的结构荷载、组成模板支架结构的杆系自重、配件自重。可变荷载：包括人群、混凝土振捣、模板重、风荷载，根据规范碗扣支架安全技术规范(JGJ166-2008)，考虑梁顶宽9m，支架顺桥向间距的30cm以及60cm，计算后加入模型。施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取1.0 KN/。振捣混凝土时产生的荷载标准值可采用2.0 KN/。模板重取0.75 K

11、N/。作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：Wk = 0.7zsWo式中：Wk为风荷载标准值（KN/m2）；z为风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定采用；s为风荷载体型系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）竖直面取0.8；Wo为基本风压（KN/m2），按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定采用。计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以永久荷载的分项系数1.2，可变荷载的分项系数1.4。2砼浇筑顺序墩顶第一节段混凝土以墩中心为起点，对称浇筑成型。考虑到第一节梁段

12、同第二节梁段之间未设置湿接缝，顺序浇筑第二梁段；第一阶段开始施工时开始对距第一梁段最远的第五节梁段对称浇筑，浇筑顺序为以当前梁段中心线为中心，采用两台泵车，依次从中心线往两侧进行，严格控制对称梁段浇筑完成时间，完成时间相差最大不得超过一周，保证各节对称梁段完成养护后强度相同以及主梁整体稳定性，从而利于保证湿接缝的顺利浇筑和全梁段的整体性；在第一、第五梁段养护过程中浇筑第三梁段及第四节梁段后，开始浇筑合拢段A、B、C，浇筑前严格控制两即将合拢梁段的对接位置标高、两对接位置混凝土浇筑前的接缝处理、同时严格照图施工钢筋、结于合拢段B有腹板张拉槽口的提前考虑，以保证主梁整体线形。保证二同三、三同四及四

13、同五各节梁段顺利对接，最终完成完成整梁的混凝土浇筑（图3.2.2-1）。图3.2.2-1 梁体浇筑分段简图3受力分析利用Midas /Civil建立分别建立主梁计算模型和支架计算模型。（1）主梁计算模型：建立全桥上部结构计算模型，模拟全桥混凝土浇注、预应力张拉、拆除支架等施工过程。支架对主梁弹性支撑模拟：在主梁节点下方对应位置建立刚性约束节点，两节点间用弹性连接模拟支架对梁的支撑作用。弹性连接的刚度取值：在支架模型相应位置作用单位力，用计算出的位移值反算支架刚度。计算能反映整个施工过程梁体受力及对支架的作用。（2）支架计算模型：建立支架三维模型，施加主梁计算模型导出的在各施工阶段产生的支架最大

14、反力，及人群、混凝土振捣、模板重等可变荷载对支架进行验算。支架模型分为四个部分建立，包括小里程第一梁段支架、大里程第一梁段支架、第二梁段支架模型图、合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段支架模型（图3.2.2-2图3.2.2-6）。图3.2.2-2 小里程第一梁段支架图图3.2.2-3 大里程第一梁段支架图图3.2.2-4 小里程第二梁段支架图图3.2.2-5 大里程第三梁段支架图图3.2.2-6 （合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段）支架模型图3模拟结果（1）应力云图图3.2.2-7 小里程第一梁段支架整体应力图（单位：Mpa）图3.2.2-8 大里程第一梁段支架整体应力图（单位

15、：Mpa）图3.2.2-9 小里程第一梁段支架碗扣部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-10 大里程第一梁段支架碗扣部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-11 小里程第一梁段支架自制桁架部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-12 大里程第一梁段支架自制桁架部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-13 小里程第一梁段支架钢管柱部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-14 大里程第一梁段支架钢管柱部分应力图（单位：Mpa）图3.2.2-15 第二梁段支架总体应力图（单位：MPa）图3.2.2-16 第二梁段支架碗扣部分应力图（单位：MPa）图3.2.2-17 第二梁段支架贝雷梁部分应力图（单

16、位：MPa）图3.2.2-18 第二梁段支架钢管柱部分应力图（单位：MPa）图3.2.2-19 第三梁段支架总体应力图（单位：MPa）图3.2.2-20 第三梁段支架碗扣部分应力图（单位：MPa）图3.2.2-21 第三梁段支架贝雷梁部分应力图（单位：MPa）图3.2.2-22 第三梁段支架钢管柱部分应力图（单位：MPa）图3.2.2-23支架总体应力图（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位：MPa）图3.2.2-24支架碗扣部分应力图（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位：MPa）图3.2.2-25支架贝雷梁部分应力图（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位

17、：MPa）图3.2.2-26支架钢管柱部分应力图（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位：MPa）（2）屈曲模态图3.2.2-27 小里程第一梁段支架一阶屈曲模态图（系数：7.738）图3.2.2-28 小里程第一梁段支架二阶屈曲模态图（系数：7.749）图3.2.2-29 小里程第一梁段支架三阶屈曲模态图（系数：10.91）图3.2.2-30 大里程第一梁段支架一阶屈曲模态图（系数：7.764）图3.2.2-31 大里程第一梁段支架二阶屈曲模态图（系数：7.776）图3.2.2-32 大里程第一梁段支架三阶屈曲模态图（系数：10.96）图3.2.2-33 第二梁段支架一阶屈曲模态图

18、（系数：5.167）图3.2.2-34 第二梁段支架二阶屈曲模态图（系数：5.173）图3.2.2-35 第二梁段支架三阶屈曲模态图（系数：5.262）图3.2.2-36 第三梁段支架一阶屈曲模态图（系数：6.940）图3.2.2-37 第三梁段支架二阶屈曲模态图（系数：6.940）图3.2.2-38 第三梁段支架三阶屈曲模态图（系数：7.328）图3.2.2-39 支架一阶屈曲模态（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，系数：5.151）图3.2.2-40 支架二阶屈曲模态（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，系数：5.183）图3.2.2-41 支架三阶屈曲模态（合拢段B+第

19、四梁段+合拢段A+部分第五梁段，系数：5.184）（3）反力反力包括人群机具，模板以及上部箱梁传递给支架的支架反力：图3.2.2-42 小里程第一梁段支架反力图（单位：KN）图3.2.2-43 大里程第一梁段支架反力图（单位：KN）图3.2.2-44 第二梁段支架模型底座反力（单位:KN）图3.2.2-45 第三梁段支架模型底座反力（单位:KN）图3.2.2-46 支架模型底座最大反力（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位:KN）（4）贝雷梁剪应力图图3.2.2-47 第一梁段支架自制桁架剪应力图（单位：MPa）图3.2.2-48 第二梁段支架贝雷梁剪应力图（单位：MPa）图3.2

20、.2-49 第三梁段支架贝雷梁剪应力图（单位：MPa）图3.2.2-50 支架贝雷梁剪应力图（合拢段B+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段，单位：MPa）4结果分析根据建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范中规定Q235A强度设计值（f=205MPa），钢结构设计规范GB50017-2003中规定Q345A强度设计值（f=295MPa）。（1）大里程第一梁段支架一、二、三阶屈曲模态特征值分别为7.764、7.776、10.96，大于4，满足稳定性要求。支架最大拉应力为69.9Mpa，最大压应力为123.7Mpa均小于Q235强度设计值（f=205Mpa），满足强度要求。小里程第一梁段支架一、二、三阶屈

21、曲模态特征值分别为7.738、7.749、10.91，大于4，满足稳定性要求。支架最大拉应力为46.2Mpa，最大压应力为123.1Mpa均小于Q235强度设计值（f=205Mpa），满足强度要求。（2）第二梁段支架一、二、三阶失稳特性值分别为5.167，5.173，5.262，大于4，稳定性满足要求。碗扣支架最大拉应力为79.40MPa，最大压应力为120.0MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；钢管柱的最大拉应力为21.8MPa,最大压应力为52.7MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；贝雷梁最大拉应力为189.5MPa,最大压应力为192.9MPa，均

22、小于Q345A强度设计值（f=295MPa）。复合地基处的单柱最大反力为1024.2kN（3）第三梁段支架一、二、三阶失稳特性值分别为6.940，6.940，7.328，大于4，稳定性满足要求。碗扣支架最大拉应力为83.90MPa，最大压应力为158.07MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；钢管柱的最大拉应力为26.9MPa,最大压应力为109.2MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；贝雷梁最大拉应力为200.90MPa,最大压应力为217.81MPa，均小于Q345A强度设计值（f=295MPa）。复合地基处的单柱最大反力为1156.6kN（4）合拢段B

23、+第四梁段+合拢段A+部分第五梁段支架一、二、三阶失稳特性值为5.086，5.086，5.121，大于4，稳定性满足要求。碗扣支架最大拉应力为110.76MPa，最大压应力为176.77MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；钢管柱的最大拉应力为13.36MPa,最大压应力为136.48MPa，均小于Q235A强度设计值（f=205MPa）；贝雷梁最大拉应力为110.90MPa,最大压应力为275.07MPa，均小于Q345A强度设计值（f=295MPa）。复合地基处的单柱最大反力为1401.6KN。3.3管桩基础沉降分析3.3.1 模型建立1支架作用在基础承台上的荷载参数采用

24、荷载计算值：根据施工方案中上部支架结构计算结果，各支墩下方承台荷载取计算值， 各承台对应计算荷载值如表3.1.1-1所示。表3.1.1-1 承台计算荷载值梁段承台编号荷载值（kN）118211.8224317.134822.644637.654181.364077.873823.583655.5392160.2102475.0112549.6122645.0132979.8143647.8153717.6164572.74173361.4184160.0193459.9204100.35213467.5224177.1233383.3243383.3253383.3263383.3在主梁和支架

25、自重荷载作用下，沿主梁轴线和横断面方向，支架基础的受力变形可以简化为平面应变问题，因此可以简化为2D模型进行计算分析，并考虑纵向和横向两种计算简化模式，横向距离较短，沉降均匀，以纵向分析为主。采用上部支架荷载计算值，分别计算各段支架基础沉降和基础内力，对应的地基计算模型见图3.3.1.1。支架基础管桩桩径500mm，壁厚100mm，混凝土强度等级C80，桩长15m（进入砂层1m），间距1.5m。承台C30混凝土，厚1.5m。桩基础与承台之间的连接均按铰接考虑。图3.3.1-1 纵向计算模型地基模型计算单元网格见图3.3.1-2 图3.3.1-2 纵向计算单元网格（1）纵向模型计算步骤：阶段1：

26、管桩及承台的建造，共20d。 阶段2：1.2倍使用荷载预压1、5梁段，预压10d。阶段3：1.2倍使用荷载预压2、4梁段，预压10d。阶段4：1.2倍使用荷载预压3梁段，预压10d。阶段5：施工1、5梁段，养护10d。阶段6：施工4梁段，拆1梁段支架，养护10d。阶段7：施工3梁段，养护10d。阶段8：施工2梁段，养护10d。阶段9：拆2梁段支架，3、4、5梁段养护10d。阶段10：3、4、5梁段养护20d。3.3.2结果分析1沉降计算成果承台沉降计算结果汇总。纵向模型各承台沉降计算结果(mm)施工过程梁段编号阶段5（10d）阶段6(10d)阶段7(10d)阶段8(10d)阶段9(10d)阶段

27、10(10d)沉降量沉降差沉降量沉降差沉降量沉降差沉降量沉降差沉降量沉降差沉降量沉降差1123.7223.72支架拆除52625.909.56.3320.892.696.462.433.235.676.194.373.862531.398.504.012.736.615.182434.3911.105.283.307.716.012335.3814.536.494.018.956.802235.4019.487.734.8110.337.552130.6327.229.155.6611.868.2342036.887.8711.1117.116.313.1813.565.438.820.891

28、937.2614.177.2915.399.281836.5119.308.3517.289.601729.3928.229.4918.999.7131642.5121.1411.0125.7419.9015.369.656.491544.8912.0819.909.271444.9013.2919.838.691343.2115.0519.07.891239.6617.7017.176.881135.3721.6914.045.711030.2527.639.204.44923.7636.754.543.162847.6213.96支架拆除752.52654.27554.26453.1134

29、8.92240.31最大值35.4023.7237.2620.8944.9021.1454.2725.7419.9015.369.716.49各施工阶段支架基础及地基变形计算结果如图3.3.2-13.3.2-6所示：图3.3.2-1 阶段5支架基础及地基变形图图3.3.2-2 阶段6支架基础及地基变形图图3.3.2-3 阶段7支架基础及地基变形图图3.3.2-4 阶段8支架基础及地基变形图图3.3.2-5 阶段9支架基础及地基变形图图3.3.2-6 阶段10支架基础及地基变形图2地基超孔隙水压力计算结果如图3.3.2-7图3.3.2-7所示。图3.3.2-7 阶段5地基超孔隙水压力云图图3.3

30、.2-8 阶段6地基超孔隙水压力云图图3.3.2-9 阶段7地基超孔隙水压力云图图3.3.2-10 阶段8地基超孔隙水压力云图图3.3.2-11 阶段9地基超孔隙水压力云图图3.3.2-12 阶段10地基超孔隙水压力云图3 计算结果分析（1）各梁段施工后最初10d内沉降速率最大，以后沉降速率逐渐减小至2mm/d以内，有利于后期梁段拼装。（2）在纵向计算模式下，各梁段施工时相邻梁段之间存在相互影响。与整体一次加载计算结果相比，分段施工加载计算得到的支架基础沉降明显减小，有利于结构施工，且先施工的梁段沉降小，后施工的梁段沉降大。根据施工顺序，各梁段计算结果为：第1梁段混凝土浇注10d后，支架承台沉

31、降量为23.72mm，与桥墩（假定不动）差异沉降23.72mm。 第5梁段混凝土浇注10d后，支架承台最大沉降量为35.40mm，梁段差异沉降9.5mm。第4梁段浇注10d后支架承台最大沉降量为37.26mm，梁段差异沉降7.87mm。第3梁段浇注10d后支架承台最大沉降量为44.90mm，梁段差异沉降21.14mm。第2梁段浇注10d后支架承台最大沉降量为54.27mm，梁段差异沉降13.96mm。4应对措施第1梁段与主桥墩之间由于刚度悬殊的差异沉降最明显，将第1梁段支架承台与第2梁段支架承台连成整体，形成大承台，支架荷载传至更大范围，则作用在承台的荷载相应减少至67%。承台中心桩桩长增加，

32、从15m增大至17m，进入砂层3m，大规模减少沉降。第一及第二梁段荷载较大，承台做预压处理，消除沉降变形。3.4 基础及加固验算3.4.1 复合地基处应力检算按照45度扩散角扩散到混凝土垫层底面，单柱子的作用面积为1.81.8m的正方形，最大单柱反力为1398.4KN，应力为：1398.4*1.2/1.8/1.8=517.9KPa;大于粉质黏土：0=120KPa。地基承载力不满足要求，需要加固。3.4.2 地基加固 地基加固拟采用混凝土搅拌桩复合地基加固，经过计算，采用桩径0.6m，桩长15m，桩间距0.7m，三角形布置时，复合地基承载力为：347KPa，依然满足不了要求满足承载力要求。面积置

33、换率为0.26986。当桩间距过小时，受力后桩与桩之间相互影响严重，不利于发挥单桩的承载力。故选用管桩加固地基。3.4.3临时管桩基础加固检算1 小里程第一梁段临时管桩基础加固检算现在采用17根直径为500mm的管桩、8根直径为1000mm的抗滑桩与承台相连作为上部支架的基础，上部支架传递给基础的反力为6043.1KN，承台自重2261.25KN。（1）管桩验算图3.4.3-1 小里程第一梁段基础管桩计算图（2）抗滑桩验算图3.4.3-2 小里程第一梁段基础抗滑桩计算图2 大里程第一梁段临时管桩基础加固检算现在采用10根直径为500mm的管桩、9根直径为1000mm的抗滑桩与承台相连作为上部支

34、架的基础，上部支架传递给基础的反力为3884.7KN，承台自重1725KN。（1）管桩验算图3.4.3-3 大里程第一梁段基础管桩计算图（2）抗滑桩验算图3.4.3-4 大里程第一梁段基础抗滑桩计算图上部传递给基础的力通过承台均分给管桩与抗滑桩，经过计算管桩与抗滑桩均满足单桩承载力要求3第二、三、四、五梁段临时管桩加固地基验算现在采用28根直径为500mm的管桩与承台相连作为上部支架的基础，上部支架传递给基础的最大反力为4528KN，承台自重1080KN，根据地质资料将桩持力层选择在粉质粘土（软塑），桩端进入持力层大于两倍的桩径，取5.13m，根据第一梁段与第二梁段衔接处的临时管桩基础加固检算

35、可知：F=415KN（4823+1080）/16=368.9KN，此时桩长理论取为17m。4临时墩处管桩地基验算临时墩处承台需改成如图所示两墩下承台相连的形式，并采用85根直径为500mm管桩的布桩形式，具体如附图所示。通过全桥模型中支座反力的最大值5126.2KN，其中临时支墩由两个分离的方形钢筋混凝土柱共同承担受力，传到桩基的力为14458.2KN，均分给40根桩后的桩顶外荷载为361.5KN，计算地基承载力见下图：图3.4.3-5 单桩承载力计算图计算结果为：计算表明：采用桩径0.5m，桩长15m，按85根的布置能满足要求，而且每根桩的外荷载小于单桩承载能力，根据计算结果承台尺寸以及桩基

36、布置进行调整（图3.4.3-6）3.4.3-6 桩基布置图承台尺寸为127.5m，桩中心间距1.5m，桩距承台外缘净距0.5m，按85根等距布置。5结论及注意事项根据以上计算及检算结果，可得出以下主要结论：（1）碗扣支架应力及稳定性满足要求，表明支架方案可行。（2）地基应力不满足承载力要求，需要加固。（3）地基加固采用水泥搅拌桩复合地基加固，桩径0.6m，桩长15m，桩间距0.7m，三角形布置时，复合地基承载力为：347KPa，依然不满足承载力要求。复合地基处的加固方案不可行。（4）第一梁段与第一梁段衔接处三排钢管柱采用管桩加固的区域采用38根直径为500mm的预制管桩，持力层进入粉质粘土（软

37、塑）5.13m的时候，能满足上部传递给基础的力。（4）第二、三、四、五梁段单排钢管柱采用管桩加固的区域采用28根直径为500mm的预制管桩，持力层进入粉质粘土（软塑）5.13m的时候，能满足上部传递给基础的力。（5）基础预压（作为验证试验）1）、单桩预压：由于采用静压管桩成桩方式，采用建筑基桩检测技术规范中慢速维持荷载法，直接采用静压管桩设备及其配重作对反力装置，进行单桩承载力检测，检测过程及结果分析需满足规范要求。2）、管桩上部承台施工完成后预压：以上部传递下的最大荷载的1.2倍，采用钢锭预压。以第二梁段横桥向第一排承台为例。从钢管柱向下传递荷载为：431.7吨(已乘以1.2的系数)。钢锭每

38、层0.5m，承台大小11.5*2.5，需铺设钢锭4层，高2m。3）、通过基础预压，减少后期塑形变形及沉降。3.5梁体浇筑及预应力施加3.5.1浇筑方案T构转体桥梁体相关参数如表5.2.1-1所示：表5.2.1-1 T构转体桥梁体参数第一段第二段湿接缝C第三段湿接缝B第四段湿接缝A第五段长度(m)2621321321330.8方量(m3)600.5556465.5374.242.3259.732.8361.7底板面积(m2)54126181261812618184.8最大截面积(m2)51.8753917.52717.52214.26213.87811.80211.6重量（t）1729.5816

39、24.3188.641077.7121.82747.9494.461041.7（1） 墩身及第一梁段施工；（2）第二梁段施工；（3） 三、四、五节段的混凝土施工；（4）湿接缝、穿束张拉第三、四、五节段；（5）拆除支架、临时支墩支撑连续梁；（6）转体、转体到位后封铰固定；（7）边墩临时支承顶梁、施工支撑垫石、安装支座、去除顶梁设备、全桥张拉；（8）施工边墩不等高侧部分。3.5.2支架预压为了检查支架的承载力，减少和清除支架的非弹性变形及地基的沉降量。预压重量按支架所承受最大施工荷载的60%100%110%分三次逐级加载。即先铺设一定层数的钢锭，达到荷载要求的60%后预压，预压过程中按规范要求严格

40、监控沉降量，全部完成后；再铺相应层数钢锭，达到施工荷载的100%，同时监控；最后将荷载加载至最大施工荷载的110%，并做好监控记录。预压时每跨5个断面，每个断面设6个观测点。其中底模板上设置3个，支架底基础上设置3个。同时，在钢管支墩处各布置一个观测断面。支架预压以第二梁段为例：第二梁段总重1624t，底模方木铺设完毕后先进知60%总荷载等级预压，即974.4t。底模面积126m2，每层钢锭以50cm计，则第一级预压层数2层。同理，第二、三层层预压层数分别为3.3层、3.6层。采用钢锭预压，预压荷载的分布较易控制，可确保同支架施工荷载分布基本一致，加载重量偏差控制在同级荷载5%以内。支架预压完

41、成后，根据预压所得数据通过顶托调整底模板，以重新调整预拱度，对因预压造成底模变形、破损的及时更换。3.5.3模板设计及验算1模板设计全梁段底模采用木模。梁段外侧模板利用钢模板，梁段内模板用竹胶板，以内、外模桁架及20精轧螺纹钢筋组成模板支撑体系；先立外模板，绑扎腹板、横隔板及底板部分的普通钢筋，并布放竖向预应力筋和纵向、横向预应力波纹管；再立内模板及内隔板模板；安装顶模架、顶板模板和预应力管道。安装底模时，于距梁端2.5m范围内单独制做钢模，并将钢模固定于梁端上，支架及模板拆除时该段模板不拆除，保证钢模稳定与梁接触紧密，以满足落梁时千斤顶顶力、转体后千斤顶上顶的整体性。2 模板验算因该连续梁模

42、板种类较多，不能一一验算。在连续梁模板中编号为b1的模板面积最大使用最广跟其他模板的结构构造也基本一致，固只对b1进行验算。其图纸如下。 3模板材料面板采用=5mm，横筋均采用8#，背架采用10#，竖筋采用=6mm扁钢，法兰采用=10mm，对拉杆采用直接为20mm的精轧螺纹钢。4荷载计算对竖直模板来说，模板承受的力有新浇筑的混泥土侧压力、振动器产生的荷载、倾倒混凝土产生的冲击荷载。 P=P混+P振+P倾当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧模板的压力按下式计算： P混=Kh当v/T0.035时： h=0.22+24.9v/T当v/T0.035时： h=1.53+3.8v/TP混新浇筑混凝

43、土对模板的最大侧压力（kn/m ）。h有效压头高度。T混凝土入模时的温度。取T=30K外加剂影响修正系数；不加是时，K=1;掺缓凝剂时K=1.2 -混凝土的重力密度（kn/m ）,取=25kN/m3v混凝土浇筑速度（m/h），取v=2m/h。H混凝土浇筑层（在水泥初凝时间以内）的高度在本工程中v/T=2/30=0.0670.035 h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8*0.067=1.785mP混=Kh=1.2*25*1.785=53.55KN/对模板的总压力P= P混+P振+P倾=53.55+4+4=61.55 KN/为方便计算取P=62 KN/=0.062N/m5强度计算1）面板计

44、算面板横筋竖筋间距均为400mm，采用5mm钢板。Ly/Lx = 400/400=1.0 ,查附表二（路桥施工计算手册）得KMx0 =-0.0600, KMy0=-0.0550, KMx =0.0227, KMy=0.0168, Kf=0.0016.取1mm宽面板为计算均布载荷 qP* l0.06210.062 N/mm求支座弯矩：Mx0 = KMx0 qlx2=-0.060.0624002=-592Nmm My0= KMy0qly2=-0.0550.0624002=-545.6 Nmm截面模数 ： W=bh2/6 =1*5*5/6=4.167 mm3则x= Mx0 /Wx=592/4.167

45、=142 N/mm2215 N/mm 满足要求。求跨中弯矩求支座弯矩： Mx= KM qlx2=0.02270.0624002=225Nmm My= KMyqly2 =0.01680.0624002=166.7 Nmm钢材泊松比=0.3，故需换算为：Mx（v） = Mx+My=225+166.7*0.3=275 Nmm My（v）=Mx +My =225*0.3+166.7=234 Nmm应力为 y= My0 /Wy =275/4.167=66 N/mm2215 N/mm 面板的强度设计能满足要求。扰度计算：查“结构静力计算表”得 max=0.0016 ql4/K 而K =Eh3b /12(1

46、-r2)=2.1105531/12(1-0.30.3)=24.54105 则max=0.00160.0624004/24.54/105=0.75mm1/500=0.8mm面板的刚度设计能满足要求。2）横筋计算横筋间距400，采用8其截面系数W=25.3103mm3,惯性矩=101.3104m3荷载：q=Ph=0.062400=24.8N/mm采用迈达斯软件计算其结果如下：由弯矩图可得最大弯矩Mmax=1.16106N/mm应力max=Mmax/W=45.8N/mm 215 N/mm 悬臂部分挠度验算：=q*l4/8/E/I=0.3mml/500=0.8mm跨中部分验算=q*l4/384/E/I

47、*（5-242）=0.293mml/500=0.8mm竖筋满足要求3）竖向背架计算：竖向背架间距750，选用210,以三道对拉杆为支撑点，W=79.4103mm3，I=396104m3荷载：q=Ph=0.062750=46.5N/mm采用迈达斯软件计算其结果如下：由弯矩图可得最大弯矩Mmax=2.61106N/mm应力max=Mmax/W=32.8N/mm 215 N/mm 悬臂部分挠度验算：=q*l4/8/E/I=0.027mml/500=0.5mm跨中部分验算=q*l4/384/E/I*（5-242）=0.8mml/500=1.5mm竖向背架满足要求。4）对拉杆的验算：对拉杆横向间距750

48、，竖向间距750，采用直径为20的精轧螺纹钢。对拉杆承受的拉力F=0.062*750*750=34875N对拉杆截面面积S=10*10*3.14=314mm对拉杆受拉应力=F/S=111 N/mm2 500 N/mm2 。模板符合连续梁施工要求。3.5.4立模标高主梁支架现浇过程中，通过已经建立好了的有限元模型，将各个施工阶段的主梁变形值统计好，再计算得出每个梁段的立模标高，通过计算分析可以得出混凝土浇筑前后、预应力钢束张拉前后各个梁段的挠度位移值。转体时最大悬臂状态以及施加二恒后的主梁竖向位移变形图如图5.2.4-1、图5.2.4-2所示。图5.2.4-1 转体时最大悬臂状态竖向位移变形图（

49、单位：mm）图5.2.4-2 施加二恒后竖向位移变形图（单位：mm）在主梁的支架现浇过程中，梁段立模标高与主梁线形是否平顺密切相关。立模标高并不等于桥梁的设计标高，一般要设置一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形，余家湾特大桥主桥立模标高由下式确定： （4.1）式中：阶段立模标高；阶段设计标高；阶段计算所得的预拱度；阶段自重、预应力等合计荷载引起的挠度；支架弹性变形值；支架地基沉降；在立模标高计算中，与在倒退分析计算中已经加以考虑，而表示的支架弹性变形值由支架预压试验来估算，表示的地基沉降，通过两支架承台的沉降来推算各点的沉降值。通过模型分析及同类桥梁施工的经验，最终采用的立模标高值见表5.

50、2.4-1。表5.2.4-1 立模标高值（单位：m）梁节段里程距离梁底板高程预拱度值支架变形值地基沉降量立模标高1026.35535.810260.000000000.000813660.0000000035.81107366第五梁段1.61027.95535.829460.000402950.001035610.0001100035.831008563.51031.45535.871460.002356270.001903510.0001300035.875849781.21032.65535.885860.003247270.002451360.0002300035.891788633.1

51、1035.75535.923060.005699940.002703540.0005700035.932033483.11038.85535.960260.008574840.002963160.0005600035.972358003.31042.15535.983860.011655180.002919850.0005500035.9989850231045.15535.985860.014471250.003034910.0005200036.0038861631048.15535.970860.017303300.002861340.0005000035.9915246331051.1

52、5535.940860.020064340.003025490.0006700035.9646198331054.15535.896860.022593670.002963170.0008200035.9232368431057.15535.839860.024690440.003180360.0007500035.8684808031060.15535.768860.026438360.002994820.0006900035.79898318第四梁段31063.15535.684860.027953960.003210680.0006600035.7166846431066.15535.5

53、88860.029076810.002991180.0006400035.6215679931069.15535.479860.029991840.003205680.0006300035.5136875231072.15535.359860.030304170.002807850.0006100035.3935820231075.15535.227860.030338750.002531680.0006500035.2613804331078.15535.083860.029964100.002100000.0007100035.1166341031081.15534.929860.0292

54、32280.002041320.0008500034.9619836031084.15534.763860.028091350.001911070.0010200034.79488241第三梁段31087.15534.586860.026920240.002503690.0006200034.6169039331090.15534.398860.025184790.002249740.0009200034.4272145331093.15534.200838550.023512510.001803650.0008100034.2269647131096.15533.990192050.0219

55、02670.001460620.0006900034.0142453431099.15533.769645550.020167550.001533930.0007700033.7921170331102.15533.537199050.018323830.001335120.0007600033.5576179931105.15533.293852550.016546160.001326680.0003400033.3120653931108.15533.038606050.014499600.001260390.0008400033.05520604第二梁段31111.15532.77345

56、9550.012583820.001558250.0007700032.7883716131114.15532.496413050.010641680.001572600.0003900032.5090173331117.15532.209466550.008805290.001554790.0004600032.2202866431120.15531.910620050.007092910.001729110.0003600031.919802073.51123.65531.54932830.005353640.001868010.0009200031.557469952.51126.155

57、31.283227050.004103970.001641050.0009600031.2899320731129.15530.952680550.002840700.000338700.0007300030.95658995第一梁段1.71130.85530.76070470.002253480.000870810.0000000030.7638289831133.85530.41474820.001549700.001889210.0000000030.418187113.51137.35529.897661450.000949160.000000000.0000000029.898610

58、600.81138.15529.647641050.000971870.000000000.0000000029.648612921.81139.95529.660861150.000710590.000000000.0000000029.661571730.81140.75529.666632750.000789410.000000000.0000000029.667422161.41142.15529.676579050.000000000.000000000.0000000029.676579051.41143.55529.686329350.000789410.000000000.00

59、00000029.687118760.81144.35529.691812950.000710590.000000000.0000000029.692523531.81146.15529.703917050.000971870.000000000.0000000029.704888920.81146.95529.965192650.000949160.000000000.0000000029.966141803.51150.45530.53152090.001549700.001889210.0000000030.5349598131153.45530.91968440.002253480.0

60、00870810.0000000030.922808681.71155.15531.135577550.002840700.000338700.0007300031.13948695第二梁段31158.15531.508331050.004103970.001641050.0009600031.515036072.51160.65531.80960480.005353640.001868010.0009200031.817746453.51164.15532.220138050.007092910.001729110.0003600032.2293200731167.15532.5611915