秦沈客运专线桥梁综合施工技术(3)

四、秦沈客运专线跨阜锦公路特大桥预应力砼连续箱梁施工技术1.工程概况及特点1.1工程概况跨阜锦公路特大桥位于辽宁省锦州市实验开发区境内，中心里程为秦沈客运专线DK183+547.6，桥全长879.59m。

连续梁部分为一联三孔48+80+48m预应力砼连续箱梁，全长177m，位于13—16号墩，主跨在DK183+532和DK183+561处分别与京沈高速公路匝道及阜锦一级公路交叉。

梁型为单箱单室，梁高自中支点处5.7m按圆曲线变化至端支点处的3.4m，在梁的中支点、端支点和跨中各设横隔板一道。

梁体顶板宽12.4m，底板采用12-7φ5钢绞线，腹板采用7-7φ5钢绞线，横向采用4-7φ5钢绞线，锚具采用AM锚体系，竖向彩用φ25mm冷拉Ⅳ级粗钢筋。

连续梁分两个T构，共47个梁段，采用菱形挂蓝悬臂灌注法施工。

合拢顺序为先边跨合拢，完成体系转换后中跨合拢。

连续梁自2000年5月10日开始施工以来，在各级领导的关怀和支持下，经过广大干部、职工的顽强拼搏，科学组织，精心施工，于2000年10月23日顺利合拢。

梁部合拢精度及质量均满足设计和规范要求，多次受到部领导、秦沈线总指挥部的表扬。

1.2施工特点1 、0#块梁高，体积大，钢筋密集，砼浇注振捣困难。

2、采用落地支架施工，对支架的刚度、可靠性要求严格，必须保证使用简便，易操作，拆装方便。

3、工期紧，同时又进入雨季，施工季节限制大，是整个秦沈客运专线的重点、难点、控制工程之一。

4、施工干扰大。

该桥跨越一级公路，车流量大。

施工时车辆通行净空小。

5、质量要求高。

该桥距锦州市区仅13Km，并且前后不足百米内有三座公路桥，所以它不但成为锦州一景，而且也是铁路与公路建设质量对比的代表。

2.主要施工技术跨阜锦公路特大桥连续梁面临着施工质量要求高，施工干扰大，施工工期短等不利因素。

这些不利因素要求我们的施工组织设计，要有所突破和创新，才能确保连续梁的施工安全、优质、快速的进行。

下面结合现场实际来具体说明连续梁的施工技术2.1 0#块的施工技术0#块长12m，中支点高5.7m，砼圬工为233m3。

0#块下墩身窄，墩顶无法设臵临时支座，给临时托架结构设臵带来困难；0#结构复杂钢筋稠密，管道纵横交错，这给混凝土的入模和振捣带来困难；由于砼圬工量大，浇筑时间长，如果支架变形过大，就会造成混凝土初凝后开裂，这要求0#块支架的刚度要强，稳定性要高，同时要有必要的混凝土入模速度，以保证混凝土终凝前完成浇筑；同时0#块又是整个粱部受力最集中、最复杂的部位，是粱体最易开裂和出问题的部位，这更要求0#块要有好的整体性和抗裂能力。

2.1.1 临时支墩设计方案及特点2.1.1.1 临时支墩设计要求：连续梁的临时支墩，在体系转换前是承受梁体自重、施工荷载、抵抗不平衡弯短的结构。

设计单位对临时墩的施工设计要求：①临时支墩承载压力要达到16500KN，考虑浇筑混凝土不同步，要求临时墩承受的锚固力达到2600KN，位于主墩两侧，距墩中心3m。

②设计先合拢边跨，后合拢中跨后。

边跨合拢后即拆除临时支墩，完成体系转换。

③设计应考虑纵横风力影响。

④施工中，应严格控制施工荷载产生的不平衡力，否则应增加临时墩的锚固力。

根据设计要求和现场的实际情况及以往我局在这方面的施工经验，在临时支墩的设计和施工上进行创新尝试。

2.1.1.2 临时支墩设计方案：采用钢管混凝土制作临时支墩结构由于主墩墩身矮（分别为7、8m），顶帽比较窄，临时支墩无法落于顶帽上，而是坐落在基础承台上，工程量相对较大。

同时本桥跨越一级公路和高速公路匝道，施工期间，需对道路进行管制，形成对既有线路的干扰，所以安全、快速、文明施工是选择施工方案要考虑的一个重要方面。

钢管混凝土就是在薄壁钢管内灌筑素混凝土，钢管采用螺旋焊接管。

钢管中的混凝土柱可防止管壁丧失局部稳定性，钢管可以阻止核蕊混凝土在纵向压力作用下的侧向膨胀和酥松剥落，使其处于三向受压状态，从而提高抗压强度和变形能力。

由于钢管混凝土具有的工作特点，使其在应用上具有以下优点：①钢管混凝土强度高，材料省，重量轻，塑性好，耐撞击；②在施工中可减少施工环节，无需模板的安装、拆卸工作，节省劳力，提高工作效率，还有好的外观质量。

钢管直径的大小及壁厚的确定，应保证管本身的刚度和稳定性要求。

钢管采用ф750mm×10mm，管内填充C40混凝土，每肢管内布臵3根φ32高强精轧运输线纹筋，承担施工不平衡力矩产生的拉力，使得墩与梁处于半固结状态。

2.1.1.3 临时支墩受力检算T构每侧采用2根钢管混凝土柱，柱高11m，采用φ750mm×10mm 的钢管。

①φ750mm×10mm钢管混凝土截面特性钢管截面面积：As=232.5cm2；钢管内核心混凝土截面面积：A C=4185.4cm2；钢和截面惯性矩：I S=159160cm4;钢管内核心混凝土截面惯性矩：I C=1393944cm4；杆件含钢率：P=4t/K=0.053(t为钢管壁厚，D为钢管外径)。

回转半径I=18.7cm长细比λ==29式中μ——柱的计算长度系数，取0.5；l——柱的计算长度，取1100cm；②截面验算钢管混凝土轴心受压杆件的承载力设计值按下式计算：N=φ（f·A S+K〃F C·A C）式中 N——轴向压力设计值；φ——钢管混凝土轴心受压杆件稳定系数；A S——钢管截面面积；f——钢管钢材抗压强度设计值；A C——钢管内核心混凝土截面面积；F C——混凝土轴心抗压强度设计值；K——核心混凝土轴心抗压强度提高系数。

根据杆件含钢率、杆件钢材型号、杆件混凝土称号及杆件长细比，与k、φ的相对应关系，查表可得φ取0.97，k取1.52。

杆件承载力设计值N=φ(fA S+kf C A C)=0.97(170×103×232.5×10-4+1.52×8.5×103×4185.4×10-4)=9079KN>16500KN/2=8250KN临时墩的强度和稳定性满足规范要求。

2.1.2 0#块托架的设计方案及特点0#块托架支柱由18根Φ325螺旋焊接钢管和4根Φ825螺旋焊接钢管组成，顺桥向4排，横桥向5排，支柱基础大部分落于主墩承台上，部分另浇筑混凝土为支柱基础。

支柱相互用[16槽钢连接，靠近支墩由支柱同时和预埋到交墩的[16槽钢连接。

2×I45b工字钢为纵梁，I25工字钢为横梁，为增强整个支架的稳定，纵梁为整体结构，平衡梁体斜面混凝土的水平分力。

支架完成后，以千斤顶进行等效预压，以消除支架的非弹性变形，并产生出因梁混凝土压力而产生的弹性变形，在浇筑梁体的同时，等步释放拉力，使支架在浇筑过程中承受同等压力，防止因支架变形而造成梁体混凝土开裂。

0#块采用整体一次浇筑方案，两座拌合站集中生产混凝土，混凝土罐车运输，泵车输送砼入模，确保入模速度大于每小时25m3砼。

混凝土要尽可能从多处不同的部位入模，以使得粗细骨料均匀。

底板混凝土通过顶板预留天窗经串桶滑入内，在瞻板内模上开两排窗口，间隔1m，每排6个，窗口，同时隔板每侧开两个窗口。

浇筑时，使混凝土从这些窗口入模。

混凝土的捣固以插入式捣固为主要方法，附着式捣固为附助方法。

每侧膜板靠近支座部位和张拉底座部位各安臵两台附着式振动器，12台不同直径的振动棒配合振捣，即不能漏振，也不能过振。

2.2 落梁装臵2.2.1 落梁装臵设计方案通常为了方便、可控地完成体系转换，在梁体与支墩的结合部浇筑4cm厚的硫磺砂浆，通过埋设的电炉丝熔化硫磺砂浆，过错成体系转换。

使用硫磺砂浆法的局限性在于要同时烧熔一个T构的硫横砂浆，所需电流非常大，施工现场难以满足。

同时，施工中电炉丝位臵安放得不好，电炉丝在后续的施工中被意外损坏，却容易造成硫磺砂浆不能按原意图被烧熔，而只能用人工慢慢凿除，严重影响了合拢工期。

为此，采用了钢结构落梁装臵，见图4，将临时支墩与梁体结合为一体，体系转移时，用乙炔气割断钢结构。

2.2.2 技术经济比较在满足相同承载力的情况下，采用钢筋混凝土柱，自重达2588kN，采用钢管混凝土柱仅为1006kN，虽用钢稍多，但节约混凝土63%，最大的优点还在于钢管混凝土施工工序省，施工速度快，外观质量好。

2.3合拢段的施工技术连续梁跨中合拢必须遵循低温灌注，又拉又撑的两大原则，在合拢前夕使2个共柜的悬臂端临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在灌注及早期硬化过程中发生明显的体积改变。

而选择在一天之中气温较低时，（如夜间零点左右）灌注混凝土，可保证合拢段新浇注的混凝处于气温上升的环境中，在受压状态下达到终凝。

连接锁定的支架包括顶撑和拉结两部分。

拉结一般利用体内预应力钢来临时张拉一定吨位。

顶撑方法采用体外支撑，在箱梁顶，底板顶面设臵反力座，用钢结构支撑，以后拆除反力座，撑杆压力就全部转到合龙段混凝土中。

本桥合拢拉结也是利用梁体顶板，底板各两米，钢米临时张拉80吨和100吨；顶撑是在箱梁顶，底板设臵反力座，用I45工字钢与反力座焊接。

土顶、底板各两组，每组两根I45工字钢。

钢束张拉完成后，解除焊接。

3.预应力施工技术连续梁为三向预应力体系，即纵向、横向、竖向。

其组成和张拉力分别为：纵向顶、底板为12-7φ5钢绞线、腹板为7-7φ5钢绞线，σk=0.72Ry=1339.2MPa横向为4-7φ5钢绞线，σk=0.68Ry=1264.8MPa竖向为φ25精轧螺纹钢筋，σk=0.75Ry=1395MPa张拉顺序为先纵向，后横向，再竖向。

3.1纵向预应力束的张拉：纵向筋采用φ70、φ90波纹管成孔，待混凝土达到设计强度的90%后进行张拉作业。

张拉顺序一般为先腹板后顶板，均由两侧向中间对称张拉，采用YCW250型千斤顶，AM 锚具系统。

张拉作业流程见附图3。

3.2横向预应力束的张拉：横向束采用φ21×70波纹管成孔，为单端张拉，采用YDC-240型千斤顶，AM锚具。

工艺流程见附图4。

3.3竖向筋的张拉：φ25冷拉Ⅳ级精轧螺纹钢，Ry=860MPa，钢筋冷拉至725MPa后使用，采用轧丝锚锚具，竖向筋外套内径φ50mm波纹管成孔。

张拉工艺流程见附图5。

3.4张拉数据量测与计算：钢绞线预应力施工采用应力、应变双控。

钢绞线伸长值的量测，各种资料上均有介绍，但是在初张中，我们发现以下方法可较好地与理论伸长值符合；①张拉至初应力值，记录千斤顶油缸行程L1，工具锚锲片外露量L2；②张拉至控制应力值，记录千斤顶油缸行程L3，工具锚锲片外露量L4；③则钢绞线伸长值ΔL=（L2-L1）-（L3-L4）。

3.5压浆作业①压浆的作用：一是避免空气或水对钢绞线的腐蚀；二是避免低温对钢绞线的破坏；三是减缓钢绞线的预应力损失；四是加强梁体的整体性，增强结构性能。