板石沟高架桥科研成果汇报.pptx

板石沟高架桥连续钢构现浇段施工技术,华北公司图珲项目部2010年12月,汇报材料,工程概况,工程概况,尊敬的各位评委，各位领导：,大家下午好！现在由我把板石沟高架桥连续钢构现浇段施工技术进行汇报，请予审核！,图们至珲春高速公路起点位于延吉至图们段高速公路终点处，与延吉至图们高速公路顺接，至本路段终点珲春市板石乡西炮台附近，与珲春至圈河口岸公路相接。路线全长左幅62.731公里，右幅62.726公里。由我公司施工的02合同段起点桩号为K352+800，终点桩号为K369+700,全长16.87597Km。工程项目主要有东南里隧道、黄家店隧道、板石隧道、凉水服务区、凉水互通、石头河大桥、黄家店沟高架桥、板石沟高架桥、羊草甸子沟高架桥、小桥1座、涵洞30道、通道4道、改河改路及路基挖方149.1819万方，填方197.536万方、沥青路面37.1957万平方米等。,工程总体概况,板石沟高架桥为双幅分离式桥，左幅跨径（130+440）+（80+120+80）米，桥梁全长479.02米，位于直线与半径R=2950米的左偏圆曲线内；右幅跨径（340）+（80+120+80）米，桥梁全长405.42米，位于直线与半径R=2500米的左偏圆曲线内。上部结构主桥为80+120+80米预应力混凝土连续刚构，下部结构主桥主墩为双薄壁墩，与主梁固结；主桥边墩为2.21.9米双柱墩。板石沟高架桥目前为东北第一高桥，墩身最高达70.6米，沟底距桥面高达103米；主跨跨度在吉林省已建成的同类桥梁工程中跨度最大，被业主列为全线重点控制工程。,板石沟高架桥概况,荷载等级：公路级。设计洪水频率：1/100。桥梁净宽：该桥位于分幅路基段落内，单幅桥梁全宽：0.65米+净10.95米+0.65米=12.25米。桥面横披：单向横坡2.0%。抗震等级：根据国家地震局和建设部发布的中国地震动参数区划图（2002年）和吉林省吉林省地震动参数区划图，本桥位于基本烈度度区（0.05g），按照公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）进行设防。耐久性：桥涵结构设计基准期为100年，所处地区环境类别为类，结构预应力混凝土最大氯离子含量0.06%，最小水泥用量350Kg/m3,最低混凝土强度等级为C50，特大桥和大桥混凝土中最大碱含量不宜大于1.8Kg/m3。,设计标准,板石沟高架桥纵断面布置,主桥横断面为两幅分离的单箱单室箱梁，单幅箱梁全宽12.25米，桥面横披由箱梁顶板自倾形成。箱梁纵向为变截面，主墩墩顶处箱梁梁高6.00米，跨中及边跨支点处箱梁梁高2.80米。111号块及0#块部分箱梁梁高按1.8次幂抛物线变化，其余箱梁梁高为等高度。箱梁0#块长度为12米，悬浇段长度52.5米，共分12块，每块长度3.75米或4.5米，中孔合拢段长度3.0米，边孔合拢段长度1.5米，边孔现浇段长度19.92米。箱梁除台顶设置横隔板外，边孔、中孔合拢段各设置一块横隔板。,主桥上部结构设计,主桥箱梁设置纵、横、竖三向预应力。纵向预应力采用7s15.20、12s15.20钢绞线束；横向预应力钢束基本布置间距为0.75米，采用3s15.20钢绞线束；竖向预应力布置间距为0.51.0米，采用JL25精轧螺纹钢筋；隔板横竖向预应力钢筋均采用JL25精轧螺纹钢筋。,板石沟高架桥横断面布置,板石沟高架桥共4个主墩，最高墩为70.6米，均采用9根1.8m群桩+承台基础，最大设计桩长为29米，承台高3米。主桥主墩为双薄壁墩，与主梁固结；主墩双肢间每2325米设一道横系梁。主桥边墩为2.21.9米双柱墩，引桥桥墩为双圆柱墩。,主桥下部结构,施工情况及特点,1.菱形挂篮悬浇施工板石沟高架桥的梁部施工共分4个T构同时进行，其0#段砼体积达324m3，分二次浇筑完成，在墩内安装托架预埋件，将托架临时锚固在墩壁上进行施工；悬臂节段1#12#节段采用挂篮现浇施工，合拢段采用吊架施工。2.边跨现浇段支架施工边跨现浇段施工是板石沟高架桥的重难点控制性工程。边孔现浇段长度19.92米，采用螺旋钢管框架式支架浇筑。图们（起点）侧边跨现浇段位置较高，最高达46.6米；珲春（终点）侧边跨现浇段位于约50陡坡上，纵向高差最高达25.1米。,板石沟高架桥连续刚构边跨现浇段施工，经项目部技术人员的技术攻关，并邀请有关专家进行现场指导，右幅边跨现浇段于2009年10月6日浇筑完成，中跨于2009年10月28日顺利合拢。左幅边跨现浇段于2010年5月28日浇筑完成，中跨于2010年6月18日顺利合拢，施工监测监控工作于2010年9月10日完成。主要研究内容如下：,主要研究内容,一、高净空、陡坡段连续刚构长大现浇段支架选型与设计研究二、连续刚构边跨现浇段支架监控与受力状态研究三、连续刚构边跨现浇段支架预压技术四、连续刚构高性能泵送混凝土设计与机械配套研究,主要内容,一、高净空、陡坡段连续刚构长大现浇段支架选型与设计研究,1、主要研究内容,板石沟高架桥不仅有高达46.6米的左幅第六跨连续刚构边跨现浇段，而且有位于隧道口陡坡上左幅第八跨、右幅第六跨连续刚构现浇段。通过科技攻关，我们设计出了适应于高净空及陡坡段的螺旋钢管框架式支架体系，确保其强度及稳定性满足规范要求。选用科学、合理的地基加固方案，确保现浇段支架基础满足承载力要求。螺旋钢管框架式支架体系，具有造价低、工效高、适应不同地形等优点，节省了投资，实用性较强，取得了重大的技术经济效益。,九华山山体隧道纵断面示意图,左幅第6跨现浇段支架，高46.6米,左幅第8跨现浇段支架位于50陡坡上，纵向高差25.1米。,右幅第6跨现浇段支架位于约50陡坡上，纵向高差23.56米。,右幅第4跨现浇段支架，高29.43米。,安全的原则在计算荷载作用下，按受力程序验算其强度和稳定性；结构简单，制作、装拆方便；经济实用的原则。,支架设计原则,一、支架的设计，按公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025）和公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）的有关规定执行。二、设计荷载考虑如下：（1）模板、支架自重；（2）新浇钢筋混凝土的重力；（3）施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的何载；（4）其他可能产生的荷载。,支架设计荷载,一、边孔现浇段长度19.92米，图们侧边跨现浇段左幅位置最高，达46.6米，右幅29.43米；珲春侧边跨现浇段位于陡坡上，左幅纵向高差达25.1米，右幅23.56米。现浇段横断面为单箱单室箱梁，单幅箱梁全宽12.25米，桥面横披由箱梁顶板自倾形成。箱梁纵向为变截面，箱梁梁高2.80米。二、边孔现浇段钢筋混凝土165.87m3，重431.26T。,现浇段基本概况,桥梁混凝土现浇施工，国内通行的支架方案有以下几种：钢管满堂支架法（如普通钢管脚手架、北京安得固脚手架）、门式支架法（如军用墩结合军用梁门式支架法、螺旋钢管结合军用梁门式支架法）、螺旋钢管结合工字钢梁框架式支架法、移动模架法、挂蓝悬臂浇筑法等。钢管满堂支架法：适用于桥梁较低、地形较平坦、基础较好的桥梁现浇施工。钢管满堂支架法施工方便，应用广泛。门式支架法：适用于桥梁较高、不影响河流通航、车辆通行的桥梁现浇施工。军用墩、军用梁为战备物资，分节拼装，快速方便。缺点是重量大，成本高。,现浇段支架方案分析与对比1、国内通行的支架方案种类及适用范围,挂蓝悬臂浇筑法：适用于大跨度、高净空桥梁刚构悬浇施工，目前已广泛应用于公路、铁路、市政等各领域桥梁施工。移动模架法：适用于现场浇灌大型多跨简支或连续箱梁。移动模架造价高，常用于多跨特大铁路桥梁施工。螺旋钢管结合工字钢梁框架式支架法：螺旋钢管作为一种轻型材料，广泛应用于桥梁栈桥及施工平台钢管桩施工。作为搭设支架材料，目前应用还不算广泛。螺旋钢管配合工字钢梁框架式支架，基础处理较少，适用于地形复杂、净空较高的桥梁现浇施工。,2、板石沟高架桥边孔现浇段特点,边孔现浇段长度较长一般情况下，连续钢构现浇段在10米之内，板石沟高架桥连续钢构现浇段长19.92米。边孔现浇段较高板石沟高架桥连续钢构左幅6#边跨现浇段高度达46.6米，右幅4#现浇段达29.43米.坡度极陡，地形条件恶劣板石沟高架桥左幅8#、右幅6#边跨现浇段位于隧道口下陡坡上。左幅8#现浇段纵向高差达25.1米，右幅6#边跨现浇段纵向高差达23.56米，坡度约50。,3、支架方案的选择,根据板石沟高架桥连续刚构边跨现浇段以上特点，钢管满堂支架法、挂蓝悬臂浇筑法、移动模架法不适合本工程施工。门式支架法采用军用墩、军用梁搭设，重量大，成本高，且军用墩、军用梁为战备物资，不宜筹集。螺旋钢管结合工字钢梁框架式支架法适用于净空较高、地形复杂地区支架搭设施工，且螺旋钢管、工字钢等物资较易筹集，成本适中，经研究决定采用螺旋钢管结合工字钢梁框架式支架法施工。,框架式支架设计方案1、总体设计方案,根据板石沟高架桥大跨径、高净空、陡坡地形施工的特点，经过技术经济比选，连续刚构现浇段采用螺旋钢管框架式支架施工方案。支架体系由桩基础（扩大基础）、螺旋钢管立柱、角钢联系杆件、工字钢横梁、工字钢纵梁及调平钢楔组成。钢管立柱通过预埋螺栓与法兰盘连接在一起，直接作用在桩基或桩基系梁上。钢管立柱间采用联结系角钢L125连接成整体。梁分为横梁和纵梁。横梁采用采用双肢36a工字钢，单根长度12.25米，与立柱法兰盘焊接；纵梁采用36a工字钢，放在横梁之上，桥轴线方向一致，纵梁间采用22螺纹钢焊接连接，间距1.21.5米。在现浇段施工中，支架的关键指标之一是标高的控制。标高的精调采用钢锲进行，同时兼作卸落设备。,（1）基础：左幅6#、左幅8#、右幅6#现浇段采用C25混凝土桩基础，左幅6#采用150cm，其余采用130cm。为增强其稳定性，C25混凝土桩设置系梁进行连接。右幅4#现浇直线段位于持力层较好、地势较平坦的地基上，直接采用C25混凝土扩大基础。（2）钢管立柱：采用63012mm螺旋钢管，材质为Q235钢，节间采用法兰盘连接。钢管间采用L12510mm等边角钢系杆连接，以增强其稳定性；（3）横梁：采用双肢36a工字钢，单根长度12.25米；（4）纵梁：采用36a工字钢；高度采用钢锲调节。现浇段支架设计见下页。,2、支架各部设计方案,板石沟高架桥左幅6号现浇段支架设计,板石沟高架桥左幅8号现浇段支架设计,板石沟高架桥右幅4号现浇段支架设计,板石沟高架桥右幅6号现浇段支架设计,支架模型建立及验算,1、工字钢横梁模型建立及验算,横梁采用12.25米长双肢I36a工字钢，放置在螺旋钢管立柱之上，纵梁以下，主要承受由纵梁传递的压力。工字钢的横梁模型的建立：取其中一根工字钢，加最不利的荷载。根据设计图纸,用Midas2006建立模型如下图所示：,由模型可以看出整个现浇段的重量主要通过横梁传到下方的钢管立柱承受。钢横梁的应力较小。具体应力如下图所示：,由图可知其最大应力167.1MPa【】=170MPa，强度满足要求。,最大变形位于跨中位置，fmax=8.7mm,小于【f】=L/400=13.5mm。I36a钢横梁挠度满足要求。,钢横梁的变形如下图所示:,因左幅6号现浇段最高，支架计算取左幅6号现浇段进行计算，用Midas2006建模，将现浇段的自重及工字钢的自重，按结构以节点力的形式分配给各个钢管立柱。2.1钢管立柱建模角钢连接为桁架单元，钢管为梁单元。具体模型如右图：,：,2、钢管支架模型建立及验算,2.2钢管变形计算,经过计算其变形如下图所示，其中钢管顶部的位移最大为7.5mm。,梁单元的应力图形如图所示，其中最大的应力为-44.3Mpa，小于其容许应力值170Mpa，钢管受力是安全的。各个钢管对于桩基础的反力最大为899.3KN。,2.3钢管应力计算,桁架单元的应力如右图示，其中最大的应力为-13.1Mpa，小于其容许应力值170Mpa，系杆是安全的。,2.4角钢系杆应力计算,2.5支架稳定性验算,支架稳定性问题，实质来说是钢管立柱框架稳定问题。钢管立柱属于轴向受压杆件，当细长压杆所受压力达到临界值时，横截面上的应力远远小于材料的允许应力值时，就会突然变弯，在某薄弱环节处被折断。钢管立柱采用法兰盘与基础间预埋螺栓连接，钢管立柱间采用L12510mm角钢连接，形成稳定的空间框架结构。左幅6#现浇段位置最高，立柱高为40.92米，右幅4#现浇段立柱高为30.26米，左幅8#现浇段立柱最高为19.71米，右幅6#现浇段立柱最高为19.91米。对左幅6#现浇段立柱进行验算，如经验算左幅6#现浇段立柱稳定性满足要求，右幅4#现浇段、左幅8#和右幅6#现浇段立柱稳定性也满足要求。,对于钢管的稳定性来说，其屈曲模态中最危险的如图所示。其稳定系数为32，大于规范的规定1.3，支架是安全的。,2.6桩基础受力计算,左幅5#现浇段采用150cmC25混凝土桩基础，S=3.14*1.52/4=1.766m2max=N/A=899.3/1.766=0.509MPa左幅8#、右幅6#现浇段采用130cmC25混凝土桩基础S=3.14*1.32/4=1.327m2max=N/A=899.3/1.327=0.678MPa基础最大应力均小于9.6MPa，桩基础应力满足要求。备注：C20混凝土轴向压缩允许应力9.6MPa，C30混凝土轴向压缩允许应力14.3MPa,二、连续刚构边跨现浇段支架受力状态研究,1、连续钢构现浇段支架体系组成,螺旋钢管框架式支架体系采用桩基础（除右幅4#现浇段采用条形混凝土基础外）、螺旋钢管立柱、角钢联系杆件、工字钢横梁、工字钢纵梁及调平钢楔组成。钢管立柱通过预埋螺栓与法兰盘连接在一起，直接作用在桩基或桩基系梁上。钢管立柱间采用联结系角钢L125连接成整体。挖孔桩深度以挖到基岩上为宜，本方案要求挖孔桩底面需进入弱风化板岩2.0米。梁分为横梁和纵梁。横梁采用双肢36a工字钢，单根长度12.25米，与立柱法兰盘焊接；纵梁采用36a工字钢，放在横梁之上，与桥轴线方向一致，纵梁间采用22螺纹钢焊接连接，间距1.21.5米。在现浇段施工中，支架的关键指标之一是标高的控制。标高的精调采用采用钢锲进行，同时兼作卸落设备。,2、支架特点,边孔现浇段长度较长一般情况下，连续刚构现浇段在10米之内，板石沟高架桥连续刚构现浇段长19.92米。边孔现浇段较高连续刚构左幅6#边跨现浇段高度达46.6米，右幅4#现浇段达29.43米.地形条件恶劣板石沟高架桥左幅8#、右幅6#边跨现浇段位于隧道口下陡坡上。左幅8#现浇段纵向高差达25.1米，右幅6#边跨现浇段纵向高差达23.56米，坡度约50。现浇段长度之大，支架高度之高，支架地形之陡，在我公司承建施工的同类公路桥梁施工项目中，尚数首次，在国内同类公路桥梁施工项目中也很罕见。,根据板石沟高架桥边跨现浇段长度长、支架高、地形陡的特点，支架设计原则“安全第一”。本工程边跨现浇段采用螺旋钢管框架式支架方案，其中桩基础、工字钢横梁、工字钢纵梁按设计施工，一般不会出现问题。研究的重点应是支架的整体稳定性和螺旋钢管的受力状态。为此，选择最高的左幅6#现浇段支架和处于陡坡地形上的左幅8#现浇段支架为对象进行研究。为此，我们选用长沙金码高科技实业有限公司生产的JMZX3001综合测试仪配合JMZX-212AT型表面智能数码弦式应变计使用。通过科学的监测手段,对支架（特别是螺旋钢管立柱）的变形和稳定情况进行观测，分析受力状态，及时进行分析，验证支架设计的合理性和安全性。,3、研究对象和研究重点,JMZX3001综合测试仪由长沙金码高科技实业有限公司生产，具有检测速度快、精度高、使用简单方便等特点。仪器体积小、重量轻，采用可充电电池供电，使用携带极为方便。该仪器配合本公司生产的智能型传感器使用。能在传感器内自动记录传感器编号、系数，自动计算应变、自动检测温度的结果并作温度修正，保存记录测试结果，供以后查阅或送计算机处理。,4、综合测试仪性能及特点,因螺旋钢管根部受轴向压力最大，为了解支架螺旋钢管的受力状态，并便于日常测量工作，将应变计安装在螺旋钢管距桩基顶部约1.0米处。应变计方向为竖向安装，应变计轴线与钢管受力方向一致。并选取有代表性的联系杆（角钢），布置应变计，测定系杆的受力状态。为防止应变计在施工过程中被破坏，应变计外侧安装金属保护罩。,4、应变计安装及测点布置,支架钢管应力应变的测量频率根据施工的阶段而定，分为支架搭设完毕、钢筋绑扎及模板安装、第一次混凝土浇筑、第二次混凝土浇筑、边跨合拢段浇筑等不同荷载阶段。支架搭设完毕后，测设第一次数据，以后每个阶段施工完毕后，均进行数据采集。,5、应变计安装及测点布置,应变计安装,金属保护罩,左上：左幅6#支架应变量测,左下：左幅8#支架应变量测,右上：应变量测仪器操作,6、支架变形及受力分析,6.1支架主要杆件允许应变、最大应变计算63012螺旋钢管及联系杆件角钢材质为Q235钢，E=2.05105MPa，=170MPa，螺旋钢管允许应变：=/E=825.2根据边跨现浇段支架设计方案及荷载情况，钢管按轴心受压构件计算，最大应力:max=N/A=910.16/0.0233=39.06MPa受力后最大应变为：max=max/E=189.6在施工过程中，如果螺旋钢管及连接角钢实测应变均小于允许应变，则认为支架是安全的。支架杆件在受力后，实际最大应变与计算最大应变相比较，以验证设计荷载及受力状况与实际受力状态的相似度。,6.2、支架受力情况分析,经现场实际测量，支架在边跨现浇段合拢后，钢管立柱出现应变最大值。左幅第6跨应变最大值为-243和13，左幅第8跨应变最大值为-188和237，均小于允许形变825.2，支架是安全的。左幅第6跨压应变最大值为-243大于计算最大应变189.6，经分析原因在于该最大值发生在边跨合拢后进行测量。边跨现浇段支架验算时，只考虑了合拢前支架所受的荷载作用。左幅第8跨压应变最大值为-188，该最大值在现浇段浇注完毕进行测量，和计算最大应变189.6非常接近。左幅第6跨现浇段支架只有一根钢管立柱出现了拉应变，在编号为911398应变计测得，数值较小，为13。说明该支架受力较均衡，稳定性好。左幅第8跨支架钢管立柱在施工各阶段出现拉应变频率较高，大小不尽相同。最大值为237，数值较大。虽然未超过允许应变值825.2，但是其危害性极大，易发生倾覆失稳现象，必须注意防范。,7、总结与体会,7.1通过板石沟高架桥高净空大跨度支架、位于陡坡地形支架受力状态的研究，不难得出以下结论：一般说来，通过科学的计算与验算，支架强度能够满足设计与施工要求。支架的稳定性受各种不对称荷载、施工因素、自然条件、地形的影响，往往起控制作用。7.2位于陡坡地形的支架受力更为复杂，钢管立柱出现拉应力的频率更高，出现失稳的可能性大。为此，支架施工质量要求必须严格。为此，本项目采取了以下措施，防止钢管立柱出现拉应力失稳：钢管立柱在安装过程中，严格控制竖直度；现浇段施工过程中，严格对称施工，使支架受力均匀；,安全可靠的连接方式。在桩基础内预埋螺栓，与钢管法兰盘连接；钢管节间用法兰盘连接；钢横梁与螺旋钢管法兰盘焊接连接；螺旋钢管立柱间采用角钢联系杆连接，形成稳固的空间框架结构。为平衡风力等恶劣自然条件的影响，在支架左右两侧各设两道揽风绳地锚固定。与墩台连接。每隔3米左右用槽钢与预埋在墩身内的钢板焊接连接，与相邻的钢管连接在一起，增强整体稳定性。通过以上综合措施的采用，克服了陡坡地形等不利因素的影响，安全、优质的完成了现浇段施工，积累了在不利地形条件下修建高净空大垮度现浇桥梁的经验。,7、总结与体会(续）,三、连续刚构边跨现浇段支架预压技术,前言,本项目选择最高的左幅第六跨现浇段支架预压进行总结。结合现场实际情况，在支架搭设及底模安装完毕后，对支架进行等载预压。为近似模拟实际荷载分布，将支架预压分为6个不同区域，根据区域计算荷载确定各区预压重量。在预压前、预压中、卸载后均应对支架进行观测，观测完毕后，计算出支架的弹性变形及非弹性变形，作为预留支架变形量的依据。同时，通过在支架预压过程中，对支架的变形状态进行监控，及时进行分析，防止支架失稳。,1、支架体系组成,根据板石沟高架桥大跨径、高净空、陡坡地形施工的特点，经过技术经济比选，连续刚构现浇段采用螺旋钢管框架式支架施工方案。支架体系由桩基础、螺旋钢管立柱、角钢联系杆件、工字钢横梁、工字钢纵梁及调平钢楔组成。钢管立柱通过预埋螺栓与法兰盘连接在一起，直接作用在桩基或桩基系梁上。钢管立柱间采用联结系角钢L125连接成整体。梁分为横梁和纵梁。横梁采用采用双肢36a工字钢，单根长度12.25米，与立柱法兰盘焊接；纵梁采用36a工字钢，放在横梁之上，与桥轴线方向一致，纵梁间采用22螺纹钢焊接连接，间距1.21.5米。在现浇段施工中，支架的关键指标之一是标高的控制。标高的精调采用采用钢锲进行，同时兼作卸落设备。,检验支架的承载能力是否安全、是否能满足施工要求；检验支架的整体稳定性；测出支架的弹性变形，提供底模预抬值；消除支架的非弹性变形和地基的不均匀沉降。,2、支架预压目的,根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）的有关规定，荷载要考虑：（1）模板、支架自重；（2）新浇钢筋混凝土的重力；（3）施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；（4）其他可能产生的荷载。现浇段C50钢筋混凝土设计165.87m3，重431.26T；箱梁模板及支撑60T；其他施工荷载2.5KN/m212.25m19.92m=610.05KN=61T，现浇段支架荷载合计552.26T。考虑到预压前底模以下部分安装完毕，实际预压重量为537T。,3、预压荷载的计算,由于纵向箱梁断面的不同，同一断面箱室和翼缘板重量的不同，为近似模拟实际荷载分布，将支架预压分为不同区域，根据区域计算荷载确定各区预压重量。本桥根据箱梁横断面变化，将支架预压分为6个区，根据计算，每个区预压荷载分别为：1区：梁端到正常断面过渡段箱室部分，长5.92m,荷载144.6T。3区、4区：梁端到正常断面过渡段翼缘板部分，荷载分别为20.6T。2区：正常断面至边跨合拢段箱室部分，长14m,荷载为263.1T。5区、6区：正常断面至边跨合拢段翼缘板部分，荷载分别为44.1T。具体分区见附图板石沟高架桥现浇段预压分区及布点示意图。,边跨现浇段纵、横断面图,左幅6#现浇段支架预压分区及布点示意图,结合现场实际情况，在支架搭设及底模安装完毕后，对支架进行等载预压，支架预压采用砂袋预压的方法。砂袋按预压分区均匀摆放在支架上。在预压前、预压中、卸载后均应对支架进行观测，观测完毕后，计算出支架的弹性变形及非弹性变形，作为预留支架变形量的依据。4.1预压设备及测量仪器预压设备：TC5013塔机一台、吊车一台，电子秤一台、ZLD50装载机一台、砂袋750条。测量仪器：精密水准仪一台、钢尺一把。4.2观测点布置及数据测量观测点在压载前布设，支架压载观测点共布置4排，每排设置在钢管立柱横断面上。每排在支点处、跨中位置，在底模上横向布设3个点，用红油漆标明点位。观测分压载前、压载过程中、卸载后3个阶段进行。观测点布置详见板石沟高架桥现浇段预压分区及布点示意图。,4、支架等载预压,4.3施加荷载、数据测量加载顺序为从支座或（支点）向跨中依次进行。分别量测各级荷载下支架的变形值。然后再逐级卸载，卸载顺序为从跨中向支座或（支点）依次进行。当支架的沉降量偏差较大时，要及时对支架进行调整。第一步，预压准备阶段。在底模上按要求布置点位，并测量出加荷载前的顶面高程作为初始高程；预先将砂运至现浇段附近，并装好砂袋；第二步，预压砂袋吊运。用塔吊或吊车将砂袋吊到支架上，在砂袋吊运预压过程中吊重20%、40%、60%、80%分别测量支架的变形量，每级持荷时间不少于10min。当预压达到设计的100%时再测量三次，分别为达到设计荷载100%持荷10min后，24H后、48H后；第三步，荷载卸载。压载完毕后进行卸载，卸载时在同跨内先中间、后两边对称同时进行。在荷载卸完后，测量出托架底板各点的最终高程。,5、数据计算,根据预压结果计算出托架的弹性变形量d1=c-b和非弹性变形量d2=a-c，为底模安装提供预抬值。a加载前初始读数b加载100%稳定后读数c卸载后最终读数根据测量计算成果，支架测点弹性变形在613mm之间，最大弹性变形13mm；非弹性变形在13mm之间，最大非弹性变形3mm。具体数据详见板石沟高架桥左幅6#现浇段支架预压测量成果表。,经过等载预压，支架总体弹性变形在13mm之内，非弹性变形在3mm之内。根据预压结果，采用弹性变形值对底模板标高进行调整。标高的调整采用布置在纵梁下方的钢楔进行。,6、底模板标高的调整,四、连续刚构高性能砼设计及配套机械施工研究,前言,连续刚构泵送高性能混凝土性能不仅包括强度、和易性、泌水性、保水性等施工性能，还包括耐久性指标。本项目从配合比设计、原材料选择、施工机械设备的配备等方面进行研究，把现浇段打得内实外美、混凝土表面未出现贯通裂缝，达到了预期目的。,1、板石沟高架桥设计标准,荷载等级：公路级。设计洪水频率：1/100。桥梁净宽：该桥位于分幅路基段落内，单幅桥梁全宽：0.65米+净10.95米+0.65米=12.25米。桥面横披：单向横坡2.0%。抗震等级：根据国家地震局和建设部发布的中国地震动参数区划图（2002年）和吉林省吉林省地震动参数区划图，本桥位于基本烈度度区（0.05g），按照公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）进行设防。混凝土标号：连续刚构C50。,2、泵送高性能混凝土总体要求,2.1、泵送混凝土坍落度要求为达到高效快速浇筑混凝土，满足混凝土和易性、泌水性、保水性等施工性能；同时为能起到保护混凝土输送泵的要求，在配置高性能C50泵送混凝土时，坍落度设计为：160180mm。2.2、泵送混凝土强度要求板石沟高架桥连续钢构混凝土强度等级为C50。根据现代混凝土配合比设计手册一书可知，在配制C50高性能泵送混凝土时，掺入高效减水剂，使混凝土在保证坍落度要求的前提下大幅降低水灰比，从而起到提高混凝土强度的要求。,2.3、泵送高性能混凝土耐久性基本要求预应力混凝土构件中的最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350Kg/m3,最高水泥用量不宜超过500Kg/m3,最低混凝土强度等级为C50。特大桥和大桥（以单孔跨径确定）混凝土中最大碱含量不宜大于1.8Kg/m3。2.4、外观质量要求不允许出现贯穿裂缝，表面裂缝宽度0.2mm。,首先进行新拌混凝土工作性试验，经多次尝试、调整混凝土配合别，选出按不同类型外加剂区分的代表性配合比，进行混凝土基本性能试验。在上述试验的基础上，继续对配合比进行微调，考察混凝土其它重要性能，比如决定混凝土结构体积稳定性的混凝土材料收缩变形等。3.1、原材料的选择(1)水：在配置高性能泵送混凝土过程中，对于水的选择很关键，如果选择的水中含有过量的酸、碱、盐都会对混凝土及其中的钢筋起到不利的影响。在施工前对工地现场的水进行检验得PH=7.2，表现为极弱碱性，其中的活性钙、镁等离子含量符合高性能混凝土配合比设计用水要求。,3、泵送高性能混凝土配合比设计,(2)砂子：在配置高强度混凝土过程中，对于砂子的要求是选择细度模数：Ms=2.33.0的中砂。为了减少混凝土浇筑过程中表面的细微施工裂纹，施工中选择经试验室检验的图们江砂，细度模数Ms=2.7。含泥量0.7%1.550=75Mpa,符合碎石抗压强度大于1.5倍C50混凝土强度值。根据高强混凝土性能要求，碎石最大粒径不大于25mm，所以碎石采用4.75-9.5;9.5-19两个粒级掺配而成，根据碎石筛分曲线，确定碎石掺配比例为：4.75-9.5:9.5-19=4:6。碎石进行碱集料反应试验，测试值为0.05，小于0.1时为无潜在碱-硅酸反应危害。碎石含泥量小于1%，针片状颗粒含量小于5%。满足高强混凝土的要求。,(4)水泥：汪清庙岭水泥厂位于延吉境内，离图珲高速公路最近，一般都采用庙岭水泥。但经试验对比发现，庙岭高标号水泥性能不稳定，早期强度低，且碱含量较高。为了高效快速进行悬臂浇筑施工中张拉作业，水泥采用了性能相对稳定的长春亚泰鼎鹿牌P52.5硅酸盐水泥。经试验检验水泥的富余系数rc=1.12。(5)外加剂：外加剂采用北京奥通高效减水剂（JFL-5）型。,3.2、配合比设计3.2.1、按强度要求确定水灰比施工中各项原材料的质量能否保持均匀一致，混凝土配合比能否控制准确，拌和、运输浇筑、振捣及养护等工序是否正确，都会影响混凝土的质量。考虑到实际施工条件与试验室条件的差别，混凝土试配强度（fcu,o）应比设计有所提高，可按下式计算：fcu,o=fcu,k+1.645(3-1)=50+1.6456=59.87Mpa式中：fcu,o混凝土配制强度（Mpa）；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）；混凝土强度标准差（Mpa），当无统计资料计算标准差时，参考下表取值。标准差取值表3-1,根据fcu,o水泥实际强度及粗集料种类，对于采用碎石配制的高强度混凝土公式计算水灰比，可按下列关系式计算:碎石混凝土：fcu,o=0.304fce(C/W+0.62)(3-2)其中水泥实际强度：fce=rcfce,g(3-3)式中：fce,g水泥强度等级值；rc水泥强度等级值的富余系数，亚泰水泥富余系数取1.12。有上(3-2）、(3-3)式可知灰水比C/W=2.7293(3-4)所以得：W/C=1/2.7902=0.37。3.2.2确定用水量（mw0）在满足施工和易性的条件下，当水泥用量维持不变时，用水量越少，水灰比越小，混凝土的质量越好；当水灰比保持不变，用水量越少，水泥用量越少，同时混凝土的体积变化越小。因此，在混凝土配合比设计时，应力求用水量最少。对于配制高性能混凝土的用水量可参考如下表3-2：,推荐用水量表3-2,石子最大粒径为20mm，坍落度为160-180，以表3-2中坍落度90的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，初步确定用水量为235kg。经试验确定，掺入1.8%外加剂，减水率为22.5%，根据公式mwa=mw0（1-）mwa-掺外加剂混凝土每立方混凝土用水量；-外加剂减水率；mw0-未掺外加剂混凝土每立方混凝土用水量；mwa=mw0（1-）=235（1-22.5%）=182kg,3.2.3计算水泥用量（mc0）：根据上式水灰比值及用水量可以算出C50高性能混凝土水泥用量mc0：mc0=mw0/（W/C)(3-5)由上式(3-5)可得水泥用量：mc0=182/0.37=492kg(3-6)根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）对于配制高性能混凝土要求水泥用量不宜超过500Kg/m3，水泥与混合材料的总量不超过550600Kg/m3。满足耐久性要求。3.2.4确定砂率(s)：砂率是砂子质量与砂石质量的百分数。可通过下列方法确定：s=mso/(mso+mgo)(3-10),式中：s砂率（%）；mso混凝土中砂子用量（Kg/m3）；mgo混凝土中石子用量（Kg/m3）。混凝土拌和物的合理砂率是指在一定用水量及水泥用量的情况下，能使混合物获得最大流动性，且能保持粘聚性及保水性能良好时的砂率值。根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）对于泵送高性能C50预应力混凝土砂率宜控制在40%50%，考虑到预应力混凝土早期强度要求及所用碎石最大粒径为19.5mm等关系，在配置板石沟高架桥主桥悬浇段的C50预应力混凝土时采用砂率：s=40%(3-9),3.2.5、确定石子用量（mgo）：用体积法计算时，可以用以下两个关系式(3-11)解此联立方程组，求得砂子、石子的用量。查找工地试验室资料可知：水泥的视密度：c=3.1g/cm3、水的视密度：w=1.0g/cm3、砂子的视密度：s=2.51g/cm3、石子的视密度：g=2.69g/cm3。C50高性能预应力混凝土为不加引气剂，所以有=1.0。有上式(3-10)、(3-11)及试验数据，可得砂子、石子用量：(3-12),3.2.7得出初步配合比由式(3-3)、(3-4)、(3-6)、(3-12)可得C50高性能预应力混凝土个原材料用量：492：182：679：1018：8.8(3-13)或1：0.37：1.38：2.07：1.8%(3-14)为提高混凝土强度达到密实效果，石子采用两种粗集料进行掺配。其中石子粒径为（4.759.5）：（9.519.5）=4：6。3.3试配与调整，得出试验室配合比：根据上式计算得出的C50高性能泵送预应力混凝土进行试配，作为基准配合比。同时，根据要求上下调整水灰比0.02配制一个水灰比为0.35和一个水灰比为0.39的C50配合比并适当调整砂率保证混凝土的体积不变，作为试配。进行混凝土坍落度、泌水性及棍度试验，其中水灰比为,0.37的坍落度：170mm；水灰比为0.39的坍落度：175mm，均满足要求，工作性也满足要求；水灰比为0.35的坍落度的水泥用量超过500Kg不予配制。分别对水灰比为0.37和0.39的混凝土各制作2组标准试块进行7天和28天抗压强度试验得下表：水泥混凝土抗压强度值表3-4由表3-4可确定C50高性能泵送混凝土的最终水灰比：0.37，混凝土中各原材料用量如下表所列：,材料用量表表3-53.4碱含量计算验证长春亚泰水泥P52.5硅酸盐水泥碱含量为0.29%，北京奥通JFL-5型高效减水剂碱含量为3.67%,总碱含量=0.29%492+3.67%8.8=1.751.8，满足碱含量耐久性要求。,3.5施工配合比确定试验室所得的配合比是在原材料完全理想状态下拌制的。而在实际施工过程中，配合比所用砂、石料本身的含水量不可能为0，因此，在施工过程中，所用原材料的含水量要根据实际情况进行调整。假定现场实际测定砂子的含水量为：a%、石子的含水量为：b%，为使实际施工的配合比与试验室设计配合比达到基本一致。所以实际施工配合比所用水泥：m，co、砂子：m，so、石子：m，go、用水量：m，wo与试验室配合比所用水泥：mco、砂子：mso、石子：mgo、用水量：mwo有如下关系：(3-15),4配套机械设备选型4.1混凝土搅拌站选择混凝土拌合站选型受混凝土用量、施工场地、履约及技术要求等多种因素的影响。板石沟高架桥混凝土用量大，全桥混凝土用量为25652m3。桥梁上承台、扩大基础、悬臂梁等工程混凝土一次浇筑量都超过100m3；其次，板石沟高架桥跨越峡谷，峡谷内施工现场狭小，不便于安装特大型搅拌站；再次，板石沟高架桥有6235.64m3C50高性能预应力混凝土。综合以上因素，为达到快速浇筑，使混凝土在浇筑过程中减少不必要施工缝，且混凝土性能符合设计要求及浇筑要求，施工中选择了华翔JS1000型自动搅拌站，配料机为HP1200型微机控制,其生产能力为25m3/h。,4.2配套设备选择4.2.1、进料方面为达到快速、高效加料，为不影响拌合站的正常运转工作，为JS1000型拌合站提供一台ZLD50E型带侧翻斗柳工装载机。4.2.2、出料方面考虑到混凝土运输距离、输送泵的浇筑功率及搅拌站的出料功率等因素，工地上配制了两台全新的斯太尔后双桥混凝土搅拌运输车，平地最大混凝土容量：9m3、最高车速：80Km/h、接近/离去角度：25/20。4.2.3供电方面为能全面满足施工及生活要求，施工现场安装了一座500Kw变电站，同时为了防止在浇筑混凝土过程中出现停电现象，工地上配制了一台200Kw发电机，以备后用。,4.3洗石机的选择为了提高混凝土的粘聚性、强度及耐久性，现场使用了2台XS-50型洗石机分别对粒径为(4.759.5)mm、(9.519.5)mm的两种碎石进行洗石,以减少碎石中的含泥量和粉尘颗粒。,4.4混凝土输送泵的选择由于板石沟高架桥座落与两座山之间，山坡陡峭，在安放混凝土输送泵时，考虑到混凝土运输车的行车安全及施工便道的不稳定性，不能将输送泵直接安置在输送管道安装最短、管道安装弯角最少、管道垂直高差最小位置。安装输送泵的最佳位置距离桥面垂直高程达103m、管道水平折算距离达到180m,且管道安装过程中弯道较多。主桥面混凝土浇筑最多一次达172m3。为了能满足板石沟高架桥主桥面高性能的C50混凝土浇筑的正常进行，混凝土输送泵选择了一辆三一重工的HBTS60-13-90和一辆备用的久润HBTS60-13-90型高压混凝土输送泵车。三一的HBTS60-13-90混凝土输送泵主要性能如下：最大理论砼输出量（高压/低压）：66/40(m3/h)；最大泵送砼压力（高压/低压）：13/7(Mpa)；最大理论输送泵距离垂直/水平：270/1200(m)；混凝土坍度：120230(mm)；,C50高性能混凝土混凝土和易性良好，塌落度控制在1618cm。,C50高性能混凝土端头凿毛后，混凝土非常密实，石子均匀分布，7d强度达到50Mpa以上，满足节段循环10d的要求。,建成后的板石沟高架桥,建成后的板石沟高架桥,建成后的板石沟高架桥,建成后的板石沟高架桥,建成后的板石沟高架桥,汇报完毕，谢谢大家！不足之处，请各位领导、专家批评指正！二0一0年十一月华北公司图珲项目经理部,