连续梁边跨及中跨挂篮合龙方案

附件八：中国中铁新建北京至沈阳铁路客运专线北京段站前工程潮白河特大桥跨密云桥互通匝道悬臂浇筑60+2×90+60m连续梁边跨及中跨挂篮合龙专项施工技术方案编制：复核：批准：中铁三局集团有限公司京沈客专京冀段十标项目部二〇一六年二月目录1、工程概况 142、编制依据 143、合龙施工总体方案 153.1合龙施工总体原则 153.2合龙施工总体安排 154、边跨合龙施工工艺 164.1边跨合龙施工准备 164.2边跨合龙施工配重 174.2.1边跨合龙配重原理 174.2.2边跨合龙配重设计 174.2.3边跨合龙配重卸载 184.3边跨合龙临时锁定 184.3.1边跨合龙锁定原理 184.3.2边跨合龙锁定设计 184.4.3边跨合龙锁定计算 204.4.4边跨锁定焊缝计算 205、中跨合龙施工方案 215.1中跨合龙施工准备 215.2中跨合龙施工配重 215.2.1中跨合龙配重原理 215.2.2中跨合龙配重设计 225.2.3中跨合龙配重卸载 225.4中跨合龙临时锁定 225.4.1中跨合龙锁定原理 225.4.3中跨合龙锁定计算 235.4.4中跨锁定焊缝计算 236、合龙段混凝土施工方案 247、合龙段预应力施工措施 248、合龙段砼施工养护措施 259、合龙施工质量检验标准 2610、合龙施工控制注意事项 26潮白河特大桥跨密云桥互通匝道悬臂浇筑60+2×90+60m连续梁边跨及中跨挂篮合龙专项施工技术方案1、工程概况新建北京至沈阳铁路客运专线潮白河特大桥DK72+227.66～DK72+529.36段（598#～602#）设计为（60+2×90+60m）四跨连续梁，连续梁上跨密云桥互通匝道，采用挂篮悬臂施工。连续梁0#段在墩顶采用支架现浇，1#～12#段采用挂篮悬臂浇筑，13号段为合龙段，利用挂篮吊架施工，14#段为边跨现浇段，采用支架现浇。合龙段共计4个，其中边跨合龙段2个，中跨合龙段2个。合龙段节段长2m，顶板厚度40cm、腹板厚度48cm；边跨合龙段底板厚度40cm～41.9cm、截面梁高4.85m～4.856m，节段混凝土计26.76m3，钢筋4.1t，节段重量69.58t；中跨合龙段底板厚度41.9cm、截面梁高4.856m，节段混凝土计44.11m3，钢筋8.4t，节段重量114.69t。2、编制依据《新建北京至沈阳铁路客运专线潮白河特大桥》（京沈施桥-05-Ⅰ第一册、第三册)；《新建北京至沈阳铁路客运专线潮白河特大桥598#～602#墩》（图号：京沈施桥-05-Ⅻ）；《无砟轨道预应力混凝土连续梁（双线、悬浇），跨度：60+2×90+60m（直、曲线）》（图号：京沈桥通-64）；《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011，J1325-2011)；《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》（TZ324-2010)；我项目部资源配置、施工技术水平、管理水平及常年此类工程的经验。3、合龙施工总体方案3.1合龙施工总体原则全桥箱梁合龙顺序为先合龙边跨，后合龙中跨，边跨及中跨均利用悬吊支架施工。3.2合龙施工总体安排1、连续对称悬臂施工箱梁至最后一个对称节段12#段，同时边跨现浇段浇筑完成。2、选择最佳合龙温度安装临时刚性连接构造，对边跨合龙段进行临时锁定，保持合龙段无相对变形。3、安装边跨合龙段模板（边跨一侧挂篮前进2m并锚固），并根据两端顶板高程进行适当配重。4、调整边跨合龙段模板。5、边跨合龙段普通钢筋及预应力管道安装。6、临时张拉预应力钢束T15、B10，拆除边墩水平临时约束，浇筑边跨合龙段混凝土，完成边跨合龙。7、拆除599#、601#中墩临时固结措施，启动599#、601#中墩永久支座，并将599#、601#中墩活动支座的纵向约束临时锁定。8、按顺序张拉并锚固边跨纵向预应力束及横向、竖向预应力。9、张拉（或补张拉）并锚固预应力钢束T15、B10。10、拆除598#、602#墩旁支架、边跨合龙段临时刚性连接构造。11、选择最佳合龙温度安装临时刚性连接构造，对中跨合龙段进行临时锁定，保持合龙段无相对变形。12、安装中跨合龙段模板（中跨一侧挂篮前进2m并锚固），并进行适当配重。13、调整中跨合龙段模板，并根据两端顶板高程调整配重。14、中跨合龙段普通钢筋及预应力管道安装。15、临时张拉预应力钢束T16、B1，浇筑中跨合龙段混凝土，完成中跨跨合龙。16、解除599#、601#中墩活动支座的锁定，拆除600#中墩临时固结措施。17、按顺序张拉并锚固中跨纵向预应力束及横向、竖向预应力。18、张拉（或补张拉）并锚固预应力钢束T16、B1。19、拆除中跨合龙段临时刚性连接构造。20、挂篮均移至相邻0#段，采用吊车拆除。4、边跨合龙施工工艺4.1边跨合龙施工准备1、首先完成挂篮悬浇段施工和边跨现浇段施工，然后将边跨端挂篮推进至边跨合龙段，中跨端挂篮位置不变。预先在边跨12号段和边跨现浇段箱梁施工时预留底模和侧模锚固孔，利用挂篮吊带将挂篮底模和侧模锚固在两侧已完成的箱梁上，作为合龙段施工的底模和侧模。2、清除箱梁顶面及内箱的材料设备，对于不需要的材料设备要全部清理到桥下，必须要使用的材料设备应堆放到箱梁0#段横隔板顶上，尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。3、在T构两悬臂端准备配重砂袋等材料。4、合龙前3天每隔2～4小时观测温度，记录梁端标高和合龙口长度变化，以便进行配重调整。4.2边跨合龙施工配重4.2.1边跨合龙配重原理为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响，加快浇筑速度，使变形在混凝土初凝前完成，既在T构两侧加相同配重，随混凝土浇筑同步取消边跨侧配重。在一个T构两侧各堆置砂袋进行配重，随边跨合龙段混凝土浇筑重量同步减去边跨侧砂袋的重量，保持T构两侧力矩平衡。4.2.2边跨合龙配重设计配重设计以T构中墩支座中心取弯矩保持平衡为原则，将合龙段施工过程（张拉前）中受力变化幅度减至最小（合龙段混凝土不开裂）、保证成桥线形为目标。边跨合龙段采用挂篮吊架施工，梁段的底板、腹板、翼缘板的混凝土重量荷载直接作用在底模板上，箱体顶拱混凝土重量荷载通过内吊拱架传递到悬灌梁和现浇梁的梁端上。配重重量以（边跨合龙段混凝土重量/2）为标准，参照《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）P15页表4.3.9钢筋混凝土容重取γ=26kN/m3，即配重=26.76m3×26kN/m3/2=348kN=34.8t。根据实际情况，设置配重砂袋在10#梁段上，墩中心～10#节段中心距离：14m/2+2×2.5m+2.75m+3×3m+3.25m+2×3.5m+3.5m/2=35.75m，配重距墩中心距离取值36m；墩中心～边跨合龙段中心距离：14m/2+2×2.5m+2.75m+3×3m+3.25m+4×3.5m+3m+2m/2=45m。通过力矩平衡计算，配重重量为34.8t×45m/36m=44t。配重吨包采用砂袋（根据现场实际可采用水箱、型钢、预制块配重，可自行调整），每个砂袋2t重，每处设置22个吨包。4.2.3边跨合龙配重卸载混凝土施工中配重逐级卸除，且浇筑混凝土的重量与卸除配重的重量相等，使合龙段始终处于相对稳定状态。合龙段混凝土共计26.76m3，配重采用吊车卸载，每浇筑4m3卸载一次，分五次卸载。1、混凝土浇筑4m3时，卸载4个吨包，共8吨。2、混凝土浇筑8m3时，卸载4个吨包，共16吨。3、混凝土浇筑12m3时，卸载4个吨包，共24吨。4、混凝土浇筑16m3时，卸载4个吨包，共32吨。5、混凝土浇筑26.76m3时，卸载6个吨包，共44吨。4.3边跨合龙临时锁定4.3.1边跨合龙锁定原理合龙段因混凝土浇筑后，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，需对合龙段进行临时锁定，保持合龙段无相对变形。合龙段临时锁定要抵抗温度应力、T构两端不平衡弯矩等多种外力，保证悬臂T构施工安全和合龙段不出现裂纹。4.3.2边跨合龙锁定设计临时锁定采用工字钢劲性骨架固接方案（中跨合龙与边跨相同）：分别在箱梁顶板和箱室底板上面焊接两对I32a工字钢，每对I32a工字钢分别用上、下两块1cm和2cm厚钢板焊接成整体，并焊接于下钢板的L形钢筋与混凝土连接成整体，达到合龙段锁定的目的。工字钢固结方案图焊接合龙段临时刚性支撑必须在日温度最低的时间段内进行，安装必须快速、对称进行，与预埋在边跨现浇段和悬臂端12#段的钢板等强度焊接，要求焊接劲性骨架时配4台焊机，顶、底板4对劲性骨架同时对称焊接，劲性骨架与梁体预埋的钢板必须焊接牢固，焊缝要求严格按照设计规范执行。预埋钢板大样图临时劲性骨架工程数量表材料名称单件规格一处数量一个合龙段数量I32a工字钢单根长2.5m2根长5m20m、总重1054kg上部连接钢板50cm×50cm×1cm厚2块8块、总重157kg下部连接钢板60cm×60cm×2cm厚2块8块、总重452kgΦ25精轧螺纹钢筋单根长80cm24根长19.2m76.8m、总重296kg4.4.3边跨合龙锁定计算参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P788页附表3-20：A3钢材轴向容许应力[σ]=140MPa。参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P795页附表3-31：I32a截面面积A=67.12cm2。边跨合龙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，通过边跨合龙段临时固结骨架，其力主要由边跨现浇段混凝土与模板的摩擦力抵消。已知边跨现浇段总重G=612.22t，模板与混凝土之间的摩擦系数取μ=0.15，则边跨合龙段刚性支撑所受轴力F=μG=0.15×612.22t×10kN/t=918kN，锁定总截面面积A=4接触面×2拼×67.12cm2=536.96cm2。σ=F/A=918kN/（536.96×10-4）m2=17096kN/m2=17MPa<[σ]=140MPa，故临时锁定工字钢容许轴力满足要求。4.4.4边跨锁定焊缝计算参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P422页表12-10：钢筋与钢板连接的贴角焊缝抗剪切强度计算公式：τ=N/（hu×Σlf）。参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P788页附表3-20：A3钢材剪应力[τ]=85MPa。N……作用在一根钢筋上轴向力，取因温升或温降产生的水平摩擦力F=918kN/6排=153kN；hu……焊缝的计算厚度，取0.7hf=0.7×12mm=8.4mm，实际施焊时要求焊缝缝厚度hf=12mm，且焊缝饱满。焊缝示意图Σlf……焊缝的计算长度之和，一根钢筋长度为10cm，一排共长60cm。故：τ=N/（hu×lf）=153×103N/(8.4mm×600mm)=30MPa<[τ]=85MPa，满足抗剪要求。5、中跨合龙施工方案5.1中跨合龙施工准备1、首先完成边跨合龙段施工，然后将一侧挂篮推进至中跨合龙段，另一侧挂篮相应退后2m。中跨合龙段采用挂篮吊架系统施工，外模和底模采用挂篮模板，内模采用钢管脚手架和大块钢模组合模板系。2、清除箱梁顶面及内箱的材料设备，对于不需要的材料设备要全部清理到桥下，必须要使用的材料设备应堆放到箱梁0#块横隔板顶上或现浇段处，尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。3、在T构两悬臂端准备配重砂袋等材料。4、合龙前3天每隔2～4小时观测温度，记录梁端标高和合龙口长度变化，以便进行配重调整。5.2中跨合龙施工配重5.2.1中跨合龙配重原理为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响，加快浇筑速度，使变形在混凝土初凝前完成，既在T构两侧加相同配重，随混凝土浇筑同步取消边跨侧配重。在一个T构两侧各堆置砂袋进行配重，随边跨合龙段混凝土浇筑重量同步减去边跨侧砂袋的重量，保持T构两侧力矩平衡。5.2.2中跨合龙配重设计配重设计以T构中墩支座中心取弯矩保持平衡为原则，将合龙段施工过程（张拉前）中受力变化幅度减至最小（合龙段混凝土不开裂）、保证成桥线形为目标。中跨合龙段采用挂篮吊架施工，梁段的底板、腹板、翼缘板的混凝土重量荷载直接作用在底模板上，箱体顶拱混凝土重量荷载通过内吊拱架传递到悬灌梁和现浇梁的梁端上。中跨合龙段在边跨合龙段施工时已进行配重，配重重量为44t。配重吨包采用砂袋（根据现场实际可采用水箱配重，相关事宜自行调整），每个砂袋2t重，每处设置2个吨包。5.2.3中跨合龙配重卸载混凝土施工中配重逐级卸除，且浇筑混凝土的重量与卸除配重的重量相等，使合龙段始终处于相对稳定状态。合龙段混凝土共计44.11m3，配重采用吊车卸载，每浇筑8m3卸载一次，分五次卸载。1、混凝土浇筑8m3时，卸载4个吨包，共8吨。2、混凝土浇筑16m3时，卸载8个吨包，共16吨。3、混凝土浇筑24m3时，卸载12个吨包，共24吨。4、混凝土浇筑32m3时，卸载16个吨包，共32吨。5、混凝土浇筑44.11m3时，卸载20个吨包，共44吨。5.4中跨合龙临时锁定5.4.1中跨合龙锁定原理中跨合龙段混凝土浇筑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，中跨合龙段锁定工字钢需要能完全承受该摩擦力。5.4.2中跨合龙锁定设计中跨合龙锁定设计与边跨一致，此处不累述。5.4.3中跨合龙锁定计算参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P788页附表3-20：A3钢材轴向容许应力[σ]=140MPa。参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P795页附表3-31：I32a截面面积A=67.12cm2。中跨合龙时温度应力与边跨合龙时相同,只是抵消温度变形的力主要由主墩墩顶活动支座与梁体摩擦力承担,承重荷载为跨中至主墩连续梁重量加中跨合龙段梁体重量的1/2及桥上施工机械荷载、人群荷载、挂蓝荷载。将跨中一侧所有梁段重量累加可得到半桥总自重为：W=2332t，为偏于安全计，桥上机械荷载、人群荷载、挂蓝荷载可按300t考虑，并考虑1.1超载系数，则半桥总荷载为：G=1.1×（2332t+300t）=2895t，模板与混凝土之间的摩擦系数取μ=0.05，则边跨合龙段刚性支撑所受轴力F=μG=0.05×2895t×10kN/t=1448kN,锁定总截面面积A=2×4×67.12=536.96cm2。σ=F/A=1448×103N/（536.96×102）m2=27MPa<[σ]=140MPa，故临时锁定工字钢容许轴力满足要求。5.4.4中跨锁定焊缝计算参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P422页表12-10：钢筋与钢板连接的贴角焊缝抗剪切强度计算公式：τ=N/（hu×Σlf）。参照《路桥施工计算手册》周水兴、何兆益、邹毅松编著，北京人民交通出版社2001.5ZSBN978-7-114-03855-6P788页附表3-20：A3钢材剪应力[τ]=85MPa。N……作用在一根钢筋上轴向力，取因温升或温降产生的水平摩擦力F=1448kN/6排=241kN；hu……焊缝的计算厚度，取0.7hf=0.7×12mm=8.4mm，实际施焊时要求焊缝缝厚度hf=12mm，且焊缝饱满。焊缝示意图Σlf……焊缝的计算长度之和，一根钢筋长度为10cm，一排共长60cm。故：τ=N/（hu×lf）=241×103N/(8.4mm×600mm)=48MPa<[τ]=85MPa，满足抗剪要求。6、合龙段混凝土施工方案合龙段混凝土配合比设计时提高一个等级，浇筑选择在一天中气温较低时进行浇筑，一般选在夜间浇筑，凌晨前完成初凝，可保证合龙段新浇的混凝土处于气温上升的环境中，在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂。混凝土浇筑时等效卸载配重。混凝土的浇筑速度每小时8m3左右，3～4小时浇完。混凝土浇筑时的其它事项与箱梁悬臂浇筑梁段施工相同。7、合龙段预应力施工措施当混凝土强度达设计值100%，弹模达设计值100%，且混凝土龄期达到7天以上时，按设计张拉顺序张拉纵向、竖向与横向预应力束，并对管道压浆。纵向预应力筋应两端同步且左右对称张拉，最大不平衡束不得超过1束。张拉顺序应为先腹板再顶板后底板，从外向内左右对称进行，预施应力过程中应保持两端的伸长量基本一致。竖向预应力筋应左右对称单端张拉，从已施工端顺序进行。为减少竖向预应力损失，竖向预应力筋采用两次张拉方式，即在第一次张拉完成1天后压浆前进行第二次张拉，弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失。横向预应力筋应在梁体两侧交替单端张拉，从已施工端顺序进行。孔道压浆应在预应力筋终拉后24h内完成，浆体温度应控制在5℃～30℃之间，并应按照先纵向、再竖向、后横向顺序进行施工，竖向预应力孔道应从最低点开始压浆。同一孔道压浆，应一次连续完成。8、合龙段砼施工养护措施常温状态下，梁体上表面采用土工布覆盖、人工洒水养护，梁体底面及侧面采用喷涂养护剂进行养护；同时在不同季节采取必要的保温措施。为保证养护质量，采取如下措施：1、在灌注混凝土后，及时在箱梁底板顶面及顶板顶面紧密覆盖土工布，尽量减少暴露时间，防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直到混凝土初凝为止。2、此时洒水养护，使混凝土保湿、潮湿养护，防止砼表面失水出现裂缝；养护水采用饮用水，不得被泥浆污染，确保砼外观美观。并设专人养护专人管理。3、在支架拆除后而梁片养护期尚不足时，采取在移动小车上安装水管的办法对顶板进行喷水养护；对腹板侧面采取喷涂养护液的方法进行养护，并确保不漏喷。4、在任意养护期间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15℃。5、加强混凝土温度的检测，用以指导养护方法；混凝土养护期间应注意采取保温措施，防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境的温差不宜超过15℃。6、混凝土养护期间，采用测温系统对箱梁梁端、箱体内部、箱体表面、箱体外部、外部环境等有代表性的结构进行温度监控，定时测定各部位温度、相对湿度、风速等参数及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求。在混凝土内外温差较大时，采取蓄热法养护，减少内外温差。养护时间按规范规定进行，不随意缩短。7、当昼夜平均温度低于5℃或最低气温低于-3℃时，按冬季施工处理。9、合龙施工质量检验标