合拢段施工方案

合拢段施工方案

1. 工程概况

碚东嘉陵江大桥主桥上部结构为三跨预应力连续刚构箱梁，孔跨布置为130+230+130m，采用菱形挂篮进行悬臂现浇施工。全桥共计3个合拢段，分别是两个边跨合拢段和1个中跨合拢段，合拢段长度均为2m，每边跨现浇段长14m。

2. 设计合拢要求（设计图纸SV-A-76）

2.1在完成两边跨现浇段及29#块后，拆除两个“T”构的挂篮（在此之前边跨现浇段砼已浇筑完成并养生至设计强度），并在“T”构中跨两悬臂端施加300吨的水平顶推力；

2.2在两个“T”构悬臂端加配重（合拢段两侧水箱容水重量相当于合拢段所浇混凝土重量）；

2.3 架立边跨合拢段模板，绑扎普通钢筋，安装边跨合拢劲性骨架并将其焊死，张拉临时合拢束SB1、SB2（顶板共8束）到150T并临时锚固，但不灌浆；

2.4 浇筑边跨合拢段砼，边浇边调整合拢段两侧的配重，砼浇注过程中，按混凝土浇筑进度卸去配重，养生砼至设计强度，张拉边跨横向及竖向预应力钢筋并锚固，张拉边跨合拢束至设计吨位，并灌浆锚固。

2.5 拆除边跨合拢段吊架。

2.6 架立中跨合拢段模板，绑扎普通钢筋，安装中跨合拢劲性骨架并将其焊死，张拉临时合拢束SS（顶板束）、DZ4、DZ4’（底板束）到150T并临时锚固，但不灌浆。

2.7浇筑中跨合拢段砼，边浇边调整合拢段两侧的配重，砼浇筑完毕时，中跨现浇段上的配重全部卸去，养生砼至设计强度。张拉中跨横向及竖向预应力钢筋并锚固。

2.8张拉中跨及边跨底板束，解除中跨临时合拢束预应力。拆除中跨合拢吊架及边跨现浇段支架。

2.9竖向预应力精轧螺纹钢二次张拉，桥面系及桥面铺装施工。

3. 合拢段施工工艺流程图

4. 边跨合拢段施工方案

4.1 概况

边跨合拢段全长2.0m，该处箱梁设计高度为4.0m，底板宽度为11.0m，顶板宽度为19.0m，腹板厚为0.5m，底板厚度为0.32m，顶板厚度为0.25m，边跨合拢段砼总方量为31.9m3。

4.2 边跨合拢段施工准备

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，尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。

4.3 合拢段吊架模板的就位

边跨合拢时用挂篮腹板外模、外模行走梁，底板29#块悬臂端侧采用挂篮底纵梁前横梁作为横梁，靠边跨现浇段一端直接利用既有满堂支架管，然后其上满铺10×15 方木，再铺2cm 厚竹胶板。为方便内模拆装，因内模行走梁太长，故本次边跨合拢段不用该梁，重新加工两组内模行走梁（可将原内模两辅助行走梁修改后使用< [ 20对拼>），内模拼好后将其锚在顶板预留孔。

4.4边跨合拢段两端平衡重的设置

施工以弯矩平衡为原则，配重重量以（边跨合拢段砼重量+边跨合拢段吊架重量）/2为标准，确保每个单“T”构的平衡。配重又分固定荷载与非固定荷载两部份，固定荷载指中跨、边跨吊架的重量，其差值有砂袋或其它材料配平衡。非固定荷载即是指边跨合拢段砼重量。本桥直接采用砂袋配重，以箱梁轴线对称均匀布设。

4.5边跨合拢段的顶推

在合拢段两端平衡重设置完成以及其它准备工作就绪后，即进行中跨合拢段的顶推，顶推采用四点法（即：用四台150T千斤顶在箱梁腹板与顶板和底板交界处）对称、均匀地对箱梁中跨合拢段两端T构进行水平顶推。因油压千斤顶很难持续稳压，故在顶推力达到300T后，保持千斤顶顶推力不变（即：保持油顶油压不变），在中跨两悬臂端间加设支撑（两腹板中间对称设置），支撑采用双I40b（两I40b并焊），直到中跨劲性骨架安装完成后再撤掉千斤顶，双 I40b支撑浇注在混凝土内。为了准确测得边跨合拢顶推时的相对位移和绝对位移，在24#、25#墩顶0#块设置顶推前后测站点。

4.6边跨合拢段钢筋、预应力管道的安装

对砼施工缝进行认真处理后，即可进行合拢钢筋的绑扎及预应力管道安装，由于合拢段钢筋、预应力管道密集，并且又增加了劲性骨架因此应特别注意预应力管道的定位和密封，确保管道畅通。由于合拢段预应力钢束管道内不能穿衬管，为安全考虑采用先穿束的方式。

4.7合拢段劲性骨架的安装

本桥合拢段劲性骨架为[40C对拼，在29#块和现浇段腹板上下倒角处预埋，外伸29.5m，合拢时中间焊接139cm 长 [40c，并将其一端加工成楔型，将楔形钢块稍稍打紧。在当晚21:00点开始安装，在合拢段的临时钢绞线束张拉前再将楔子打紧并焊死。同时，焊接时要采取温控措施，避免烧伤混凝土。合拢温度应选择18~23℃，以20℃为最佳。

4.8边跨合拢段的临时锚固

张拉边跨临时合拢束SB1、SB2到150T并临时锚固，但不压浆。

4.9边跨合拢段砼浇筑及与预应力束的张拉压浆

砼浇筑前必须对模板加固情况及总体安全性、预埋件位置进行仔细的检查，确保施工安全。在一天中温度最低时间段并且在两小时之内浇筑完成，即应在当天晚上 2:30左右结束。浇筑合拢段砼时，边浇砼边同步等效卸载。（具体操作为：指派专人根据砼浇筑速度，按每盘砼入模时间段，可知单位时间砼的入模重量，同时在该时间段卸掉“T”构悬臂端所压相同重量的砂袋。）待边跨合拢段砼达到设计强度的90%以上，且龄期达到5天以后，张拉边跨横向及竖向预应力钢筋并锚固，然后张拉边跨合拢束SB1、SB2至设计吨位，并灌浆锚固。

5．中跨合拢段施工方案

5.1 概况

中跨合拢段全长2.0m，该处箱梁设计高度为4.0m，底板宽度为11.0m，顶板宽度为19.0m，腹板厚为0.5m，底板厚度为0.32m，顶板厚度为0.25m，横隔板厚50cm，中跨合拢段砼总方量为46.72m3。中跨合拢段的施工采用已有挂篮作改动之后施工中跨合拢段。

5.2 合拢段吊架模板的就位

待29#段张拉压浆施工完毕后，遂开始拆除两个“T”构悬臂端挂篮（仅拆除菱形部份），中跨合拢利用25#主墩挂篮，外侧模及底模通过外模行走梁和底横梁锚固在29#梁段预留孔上，因中跨合拢段设50cm厚横隔墙一道，故内箱采用钢管架作支撑，钢管架按70×70cm

布置。

5.3中跨合拢段两端平衡重的设置

施工以弯矩平衡为原则，在中跨合拢段两端，再加配中跨合拢段砼重量扣除已配边跨合拢段砼重量的差额，配重采用砂袋放置于29#梁段顶板，以箱梁轴线对称均匀布设。

5.4中跨合拢段劲性骨架的安装

5.4.1中跨合拢段的顶推

5.4.1.1顶推位移观测点的设置

为了准确测得中跨合拢段顶推时的相对位移和绝对位移，在两边跨现浇段上设置测站点。

5.4.1.2中跨合拢段的顶推

调整中跨顶推千斤顶的顶推力到300T，然后重新固定双I40b支撑，待中跨劲性骨架安装完成后撤掉千斤顶，双I40b支撑浇注在混凝土内。

5.4.2合拢段劲性骨架的安装

本桥合拢段劲性骨架为[40C对拼，在29#块腹板近上下倒角处左右各对称埋置一处，外伸29.5m，为方便本桥的劲性骨架安装，在施工某一个 29#段时直接预埋长268.5cm的[40c（即合拢的139cm 长 [40c不割断，直接预埋100cm在砼，悬出168.5cm长），同时将其一端加

工成楔型，将楔形钢块稍稍打紧。在气温最低安装时，待合拢段的临时钢绞线束张拉前再将楔子打紧并点焊即可。同时，焊接时要采取温控措施，避免烧伤混凝土。合拢温度应选择18~23℃，以20℃为最佳。

5.5中跨合拢段钢筋、预应力管道的安装

对砼施工缝进行认真处理后，即可进行合拢钢筋的绑扎及预应力管道安装，由于合拢段钢筋、预应力管道密集，并且又增加了横隔板及劲性骨架因此应特别注意预应力管道的定位和密封，确保管道畅通。由于合拢段预应力钢束管道内不能穿衬管，为安全考虑采用先穿束的方式。

5.6中跨合拢段的临时锚固

在中跨顶推力撤除后应立即进行临时锚固（防止温度变化将合拢段劲性骨架焊缝拉裂），可分别对称张拉顶板、底板临时锚固索（顶板两束，底板两束对称布置），张拉力为设计张拉力的30%（即为4296.6KN×0.3=1288.98KN），作为中跨合拢段的临时锚固体系。使骨架受压，防止中跨合拢段砼在浇筑完成后，连续钢束张拉之前砼开裂，之后现浇合拢段砼。

5.7中跨合拢段砼浇筑

砼浇筑前必须对模板加固情况及总体安全性、预埋件位置进行仔细的检查，确保施工安全。在一天中温度最低时间段并且在两小时之内浇筑完成，即应在当天晚上2:30左右结束。浇筑合拢段砼时，边浇砼边同步等效卸载。

5.8合拢段预应力束的张拉、压浆

待中跨合拢段砼达到设计强度的90%以上，且龄期达到5天以后，先张拉合拢段横向及竖向预应力筋。再按照先张拉短束、后张拉长束的顺序，对称、均衡地张拉纵向底板束预应力筋。对DZ4、DZ4’张拉时应补充到设计吨位，然后解除临时合拢束SS预应力，张拉后应及时压浆。

6．合拢段施工过程中其它注意事项

6.1 合拢温度控制在17℃~23℃为宜，以20℃为最佳。

6.2 焊接合拢劲性骨架及浇筑合拢段砼宜选在气温变化不大的天气进行，并应在当天气温较低的时刻（如凌晨2点钟），并争取在两小时内浇筑完成。

6.3 中跨合拢段吊架及模板的拆除，必须要在中跨底板束张拉完成后进行。

6.4混凝土加强养护，尽量减小箱梁悬臂日照温差，为此可采取覆盖箱梁悬臂等减小温差措施，注意保温和保湿养护，以免砼开裂。

6.5应首先在中跨合拢段处用千斤顶对两侧的T构进行对顶，顶梁时也需选在日最低气温时进行。

参考文献：

1、《嘉陵江公路大桥连续刚构箱梁悬灌施工挂篮设计图》中铁十四局 2005.6

附1：临时荷载计算

一、中跨合拢吊架重量计算

1、说明：

中跨合拢段模板及支架须使用外模及外模行走梁、底模底纵向梁、底模前后横梁及3米钢板与一层10×15的方木与竹胶板。内箱因有横隔墙，故采用1.2m长组合钢模拼装，并用70×70钢管架支撑。

2、计算：

<1>、底模重量为：(假设竹胶板0.1KN/平米)

底模桁架纵梁重Q1=936.02×10=9360.2 Kg

底模前横梁重Q2=3809.42 Kg

底模后横梁重 Q3=3514.9 Kg

底模销座 Q4=223.36 Kg

底模模板重Q5=11×6×39.25×1.2（计入钢模架背肋故×1.2）+(11×2×0.1×5（方木15×10杉木）+2×11×0.1（竹胶板）)×1000/9.8=2901.24 Kg

<2>、外模重量为：

外模重量

Q6=(7623.07-178.69/12.3×9.3×6(4)-161.05/11.08×9.3×6(5)-512.4(7)-597.24(6)-2 8.2(32))×2=9727.05 Kg

外模行走梁滚轮Q7=22.77×2=45.54 Kg

外模行走梁后吊架Q8=59.99×2=119.98 Kg

外模行走梁Q9=1493.52×2=2987.04 Kg

<3>、内模重量为：

内模模板重

Q10=11.9×8×2×2(P3012 腹板部份)+（32.3×2(特2)+11.9×11×2(P3012)+32.62×2(特4)+32.62×2(特6)）×2+11.9=1306.46 Kg

横隔墙模板重量（假设为11排P3012模板，每排8张）

Q11=11.9×8×11=1047.2 Kg

内框架重（计4根）

Q12=353.28/9.91×2.11×8+234.84×8=2480.47 Kg

<4>、内箱钢管重量为：（间距70×70，立杆计14×4根 3.5m/根，平杆2×14×2 根 2.0m/根φ48×3.5）

Q12=3.84×(14×4×3.5+2×14×2×2)=1182.72 Kg

则中跨总重Q=Q1+··+Q12=38705.6 kg

二、边跨合拢吊架重量计算

1、说明：边跨合拢时须用挂篮腹板外模、外模行走梁，底板用底模前横梁作横梁，然后其上满铺10×15 方木，再铺2×11m竹胶板。

2、计算

<1>、底模重量为

方木（15×10杉木）重量Q1= 11×2×0.1×5×1000/9.8=1122.45 Kg

竹胶板重量Q2=2×11×0.1×1000/9.8=224.49 Kg

底前横梁Q3=3809.42 Kg

Q1+…Q3=5156.36 Kg

<2>、外模重量为：

外模重量

Q4=(7623.07-178.69/12.3×9.3×6(4)-161.05/11.08×9.3×6(5)-512.4(7)-597.24(6)-2 8.2(32))×2=9727.05 Kg

外模行走梁滚轮Q5=22.77×2=45.54 Kg

外模行走梁后吊架Q6=59.99×2=119.98 Kg

外模行走梁Q7=1493.52×2=2987.04 Kg

Q4+…Q7=12879.61 Kg

<3>、内模重量为：

内模模板重 (用150×30钢模)

Q8=14.91×8×3×2(P3015 腹板部份)+（39.59×3(特

1)+14.91×11×3(P3015)+38.75×3(特3)+38.75×3(特5)）×2+14.91=2417.19 Kg 内框架重（计5根）

Q9=353.28/9.91×2.11×10+234.84×10=3100.591 Kg

内模辅助行走梁（双[12加工一根，共4根，每根4米）

Q10=5.57*8*4=178.24 Kg

则边跨总重Q=Q1+··Q10=23731.99 kg

附2：中跨及边跨合拢段砼方量计算

通过CAD面域计算边跨与中跨合拢段砼方量及重量

1、边跨合拢段方量计算：

V1=（47.3966-31.45）×2=31.8932方

G1=31.8932×27/9.8=87.869 T

2、中跨合拢段方量计算：

V2=（47.3966-31.45）×2+（31.45-1.795）×0.5=46.7207 方

G2=46.7207×27/9.8=131.48 T

分别见下边跨中跨示意图

附3：中跨、边跨合拢预埋预留孔相关示意图

图一 29#块浇筑之后挂篮状态图

图二先移外模走行梁图

图三底模及外模行走梁随外模行走梁行走到位图

图四中跨合拢段顶底板预留孔示意图

图五边跨合拢段顶底板预留孔示意图

合拢段的施工方案至关重要，拟定合拢段的施工组织方案后，提交设计单位审核，经设计单位确认后方可实施。

连续箱梁合拢施工时先合拢边跨，再合拢中跨。合拢温度应符合设计要求，合拢段两端悬臂标高及轴线允许应符合设计或规范要求。

1）边跨合拢

（1）施工准备

A）悬臂梁段浇筑完毕，拆除悬臂挂篮；

B）清除箱顶、箱内的施工材料、机具，用于合拢段施工的材料、设备有序放至墩顶；

C）在“T构”两悬臂端预备配重水箱；

D）近期气温变化规律测量记录。

（2）边跨合拢段支架及模板

边跨合拢段与边跨现浇段一样，采用支架法施工。悬臂梁段浇筑完毕，拆除挂篮，接长边跨现浇段支架，搭设合拢段支架，支架的搭设与现浇段要求一样。外模及底模采用挂篮模板，内模采用组合钢模。

（3）设平衡重

采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。配重及合拢步骤见图1。

（4）普通钢筋及预应力管道安装

普通钢筋在地面集中加工成型，运至合拢段绑扎安装，绑扎时将劲性骨架安装位置预留，等劲性骨架锁定后补充绑扎。底板束管道安装前，应试穿所有底板束，发现问题及时处理。合拢段底板束管道采用钢管，以保证合拢段混凝土浇筑后底板束管道的畅通。其余预应力束及管道安装同箱梁悬灌梁段。

（5）合拢锁定

合拢前使悬臂端与边跨现浇段临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的体积改变，锁定时间按合拢段锁定设计执行，临时“锁定”是合拢的关键，合拢“锁定”遵循又拉又撑的原则，即“锁定”包括焊接劲性骨架和张拉临时预应力束。支撑劲性骨架采用“预埋槽钢+连接槽钢+预埋槽钢”三段式结构，其断面面积及支承位置根据锁定设计确定，合拢时，在两预埋槽钢之间设置连接槽钢，并由联结钢板将连接槽钢与预埋槽钢焊接成整体，同时注意焊缝应设在不同截面处。临时预应力束按设计布置，临时预应力张拉吨位按锁定设计确定，劲性骨架顶紧后进行张拉，临时束张拉锚固后不压浆，合拢完毕后将拆除。合拢锁定布置见图２。

（6）浇筑合拢段混凝土

合拢段混凝土采用微膨胀混凝土。合拢段混凝土浇筑过程中，按新浇筑混凝土的重量分级卸去平衡重（即分级放水），保证平衡施工。合拢段混凝土选择在一天中气温较低时进行浇筑，可保证合拢段新浇筑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，混凝土的浇筑速度每小时10m3左右，3-4小时浇完。

（7）预应力施工

合拢段永久束张拉前，采取覆盖箱梁悬臂并洒水降温以减小箱梁悬臂的日照温差。底板预应力束管道安装时要采取措施保证管道畅通，待合拢段混凝土达到设计规定强度和相应龄

期后，先张拉边跨顶板预应力束,再张拉底板第一批预应力束,按照设计要求的张拉吨位及顺序双向对称进行张拉。横向、竖向及顶板纵向预应力施工同箱梁悬灌梁段施工，合拢段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

2）中跨合拢

（1）吊架及模板安装

中跨合拢梁段采用合拢吊架施工，合拢吊架和模板采用施工挂篮的底篮及模板系统，施工吊架见图3。

安装步骤为：①将挂篮的底篮整体前移至合拢段另一悬臂端；②在悬臂端预留孔内穿入钢丝绳，用几组滑车吊起底篮前横梁及内外滑梁的前横梁；③拆除挂篮前吊杆；④用卷扬机调整所有钢丝绳，使底篮及内外滑梁移到相应位置，安装锚杆、吊杆和联接器将吊架及模板系统锚固稳定；⑤将主桁系统退至0＃梁段后拆除。

（2）设平衡重

采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。配重及合拢步骤见图4。

（3）普通钢筋及预应力管道安装与边跨合拢段相同。

（4）合拢锁定

合拢前使合拢段两共轭悬臂端临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的体积改变。合拢前除“T构”悬臂端按平衡要求设置平衡重外，如施工控制有要求时还将对合拢段处采取调整措施。合拢段支撑劲性钢骨架施工及临时预应力束张拉施工同边跨合拢段施工。

（5）浇筑合拢段混凝土

中跨合拢段混凝土浇筑与边跨合拢段施工相同。

（6）预应力施工

中跨合拢完成后,张拉中跨预应力束,再张拉边跨底板第二批预应力束，合拢段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

（7）拆除模板及吊架。

3）平衡设计

合拢段施工时，每个“T构”悬臂加载应尽量做到对称平衡，合拢前，悬臂受力以弯矩为主，故平衡设计遵循对墩位弯矩平衡的原则，平衡设计中考虑如下几种施工荷载：

（1）合拢吊架自重及混凝土浇筑前作用于合拢吊架的荷载。

（2）直接作用于悬臂的荷载。

（3）合拢段混凝土重。

平衡配重在合拢锁定之前加到相应悬臂端，可使合拢锁定之后骨架处于“不动”，避免薄弱处受剪破坏。

4）合拢锁定设计

合拢锁定中采用又拉又撑的方法，即用劲性骨架承受压力，用临时预应力束承受拉力。劲性骨架根据温度荷载计算其所需截面积，同时应验算其压杆稳定性；临时预应力应确保降温时劲性骨架中既不出现拉应力，又要满足升温时骨架不致受压过大而失稳，具体张拉吨位根据合拢期间可能出现的温度范围计算，合拢锁定温度选择在设计要求的合拢最佳温度范围内。

5）支座纵向预偏量

支座纵向预偏量是指支座上板纵偏离支座理论中心线的位置。设计提供了箱梁在弹性变形及收缩徐变引起的各支点处的偏移量，实际施工时，根据各跨合拢段施工时的气温，计算各支点由于体系温差引起的偏移量，按两种原因引起的偏移量的代数和设计支座纵向预偏量。