1-7--独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法(中

中铁大桥局集团有限公司杨晖2019年8月9日独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法中铁大桥局集团有限公司2019/8/9汇报内容1、工法产生背景2、工法特点3、工艺原理5、工程应用情况4、关键技术创新点与施工工艺操作要点6、社会经济效益独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法中铁大桥局集团有限公司2019/8/91、工法产生背景60Km1.1工程背景嘉绍大桥是嘉兴至绍兴跨江公路通道跨越天然屏障钱塘江河口段的一座特大型桥梁，是跨越钱塘江的关键性工程。大桥桥位东距杭州湾跨海大桥约50km，西距杭州下沙大桥(钱江六桥)约60km。嘉绍大桥全长为10.137km，概算总投资63.5亿元。中铁大桥局集团有限公司2019/8/91、工法产生背景嘉绍大桥VII标段为共5Km长的北岸水中区引桥上部结构施工。其中除北副航道桥外，其余部分均为单桩独柱、连续刚构体系的节段预制拼装箱梁，其孔跨布置形式为：7×(5×70)m＋5×(5×70)m＋(6×70)m。中铁大桥局集团有限公司2019/8/91.2技术背景1）桥址位于世界三大著名强涌潮区域之一的钱塘江河口尖山起潮河段，江道宽浅，滩涂广大；潮强流急，河床冲淤剧烈，施工条件极其恶劣。2）桥址区域无法进驻大型吊装、运输船舶，无通航条件，直接影响到桥梁结构及施工方案的制定。3）连续刚构桥采用短线法节段预制结合墩梁固结的施工技术为国内首次使用，无案例借鉴。1、工法产生背景中铁大桥局集团有限公司2019/8/91、工法产生背景1.3技术水平桥址位于钱塘江口，无通航条件，大型施工船机设备无法进驻施工现场，采取节段预制、梁上运梁的方式进行拼装架设；利用架桥机在进行“T”构及边跨拼装同时，尚需用架桥机同步完成墩顶块的自架拼装施工，与国内类似桥梁施工比较，该桥施工方法对现场施工条件依赖性小、环境适应性更强、适用面更广。桥梁主体下部采取单桩独柱、上部采取连续刚构的结构形式，采用短线法节段预制结合墩梁固结的施工技术为国内首次使用。综上所述，本工法总体施工技术达到国内领先水平。中铁大桥局集团有限公司2019/8/9汇报内容1、工法产生背景2、工法特点3、工艺原理5、工程应用情况4、关键技术创新点与施工工艺操作要点6、社会经济效益独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法中铁大桥局集团有限公司2019/8/92、工法特点2.1质量、安全方面1）节段梁短线匹配预制将大规模现场作业转换成工厂化、标准化场内流水作业，施工质量可控性强。2）匹配预制、架设工艺复杂，预应力管道、预埋件、匹配面的质量控制要求高；3）采用单桩独柱、连续刚构的结构体系，墩梁固结工艺复杂、墩身高度高且刚度小，节段梁拼装线形控制难度高；4）节段梁拼装过程中多点、多工序同步施工，工序繁琐，施工环节重多且节奏紧凑，工程规模为国内同类桥梁中最大，对施工组织能力、施工质量控制、安全风险控制均要求极高。中铁大桥局集团有限公司2019/8/92、工法特点2.2工期、进度方面1）短线法预制周期短、占地小，节段梁的预制可与下部结构平行作业，大大缩短了建桥工期。2）采取提前安装横向连接钢桁梁临时替代横系梁的措施，加快了总体施工进度，实现横系梁快速同步跟进。3）0#块三维空间调整机构，实现了0#块在墩顶的快速、精确对位，使墩梁固结周期由10天缩短至7天。4）合拢段快速锁定施工技术使合拢施工周期至少缩短0.5天。2.3节约成本、经济效益方面本工法在施工过程中，结合现场实际情况，不断优化施工工艺提高施工工效，缩短施工周期，节省了大量人工及机械租赁费用，取得了良好的经济效益。共计约节约投入2675万。中铁大桥局集团有限公司2019/8/9汇报内容1、工法产生背景2、工法特点3、工艺原理5、工程应用情况4、关键技术创新点与施工工艺操作要点6、社会经济效益独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法中铁大桥局集团有限公司2019/8/93、工艺原理短线法预制、架设是将上部箱梁根据“T”构及边跨形式划分成若干节段，按照两两匹配的原则，利用已浇梁段及可调模板系统，逐节完成所有节段梁的预制；在桥位处用架桥机根据“T”构或边跨形式进行对称悬拼或悬挂拼装施工，将所有节段梁在墩顶原位“复原”形成桥梁整体结构。中铁大桥局集团有限公司2019/8/9汇报内容1、工法产生背景2、工法特点3、工艺原理5、工程应用情况4、关键技术创新点与施工工艺操作要点6、社会经济效益中铁大桥局集团有限公司2019/8/94、关键技术创新点与施工工艺操作要点4.1关键技术创新点4.1.1连续刚构桥墩顶0#块短线法预制、架桥机拼装及墩梁固结施工技术1)0#块构造优化措施⑴将墩顶横隔墙厚度减小20cm即隔墙在梁段每端各缩进10cm。缩进10cm缩进10cm中铁大桥局集团有限公司2019/8/9A—A（优化前）A—A（优化后）移动30cm移动30cm预留钢筋与系梁最小间距5cm（2）将底板小系梁向墩中线缩进30cm。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/94、关键技术创新点与施工工艺操作要点⑶在0#块底板对应的1#块底板部位设置10cm湿接缝。中铁大桥局集团有限公司2019/8/9⑷在梁面开设二次混凝土浇筑孔、洞。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/92）快易收口网模板的设计、施工技术墩顶块内模采用快易收口网模板。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/93）横隔墙二次现浇混凝土预埋构件快速施工技术将大部分钢筋后场绑扎，0#块吊装到位后再补齐剩余钢筋；体内束波纹管后场安装，现场精确定位；体外预应力管道后场精确放样、固定。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/94）设计了一套三维空间调整机构：在0#块底板系梁顶面预埋锚板，在架设前将顶梁与锚板焊接牢固，0#架设时，通过布置在墩旁托架上的三向千斤顶竖向顶升或平面移动顶梁实现0#块三维空间位置的调整。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/95）0#块竖向变形控制技术在顶面设置两根反力梁，根据箱梁变形及后浇混凝土荷载，每根反力梁两端各用1根Φ32mm精轧螺纹钢筋利用吊点孔将梁体反提，精轧螺纹钢筋预拉40t反力。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/94.1.2合拢段快速锁定技术原设计利用劲性杆件将湿接缝两侧梁段锁定的传统合拢锁定方式，操作较困难，需小型吊装机具配合，且施工周期较长。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点原设计合拢锁定布置图中铁大桥局集团有限公司2019/8/9利用合拢段宽度小的特点研究的合拢段快速锁定施工技术：通过在湿接缝位置抄垫特制钢楔块，并利用梁段上安装的胶拼用临时预应力张拉锚座，将合拢段两侧梁段对拉预定大小的临时锁定力。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点快速合拢合拢锁定布置图特制钢楔块中铁大桥局集团有限公司2019/8/94.1.3横系梁同步施工替代方案及横系梁快速跟进施工技术1）由于两幅桥架设施工不同步、墩顶作业空间不足、桥梁总体施工周期不允许等原因，横系梁与墩顶0#块施工无法同步。利用抱箍及钢管桁架在两幅桥间设置一个临时连接构件替代横系梁横系梁。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/92）后续横系梁施工时，利用贝雷梁、组合横梁、竖向φ32精轧螺纹钢筋吊杆、型钢底模平台设计一种可移动施工吊挂平台及模板系统。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/94.1.4架桥机过孔施工控制技术鉴于下部结构墩高身柔的受力特点，受架桥机顶推过孔的影响：⑴墩顶块位移过大，进而极大影响拼装线形。⑵墩身因顶推力影响，结构受力安全无法保障。故采取钢绞线对拉装置，以减小墩顶位移，确保线形及受力安全。千斤顶千斤顶4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/91）钢绞线对拉装置构造⑴已成联部分对拉装置构造由梁段上安装的临时预应力锚座、3孔扁锚锚具及钢绞线构成。1/2横断面布置图4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/9⑵架桥机拼装阶段对拉装置构造由分别焊接于钢护筒和托架上的钢锚座以及3孔扁锚锚具、钢绞线构成。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/91）0#块构造优化措施⑴将墩顶横隔墙厚度减小20cm，解决了利用0#块匹配无法进行1#块预制的问题。⑵将底板小系梁向墩中线缩进30cm，确保了墩身预埋钢筋在0#块内的锚固质量。⑶在0#块底板对应的1#块底板部位设置10cm湿接缝，解决了墩梁固结二次浇筑后无法与1#块底板匹配的难题。⑷在梁面开设二次混凝土浇筑孔、洞，解决了横隔墙砼振捣困难的问题，确保了墩梁固结混凝土施工质量。2）快易收口网模板的设计、施工技术大大减少了二次砼浇筑面处理工作量，提高了新老混凝土接合质量。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点4.2解决技术难题中铁大桥局集团有限公司2019/8/93）横隔墙二次现浇混凝土预埋构件快速施工技术，极大的提高了0#块现场墩梁固结施工效率，缩短了墩顶块施工周期。4）0#块三维空间调整机构的应用成功解决了因墩顶空间小等原因，0#块无法按照常规方式在梁底布置千斤顶进行空间调整的问题，实现了0#块快速、精确对位。5）0#块竖向变形控制技术，解决了0#块墩顶二次混凝土浇筑时因变形而造成与1#块匹配困难的问题。6）合拢段快速锁定技术成功解决了原设计合拢段锁定方案操作困难，施工周期长等问题，实现了快速合拢。7）横系梁同步施工替代方案及横系梁快速跟进施工技术解决了横系梁无法同步施工的问题，实现了横系梁快速跟进施工。8）单桩独柱墩架桥机过孔施工控制技术，有效控制了架桥机纵移过孔时墩顶水平位移及水平力，确保了结构安全。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/94.3施工工艺操作要点4.3.1节段箱梁预制4、关键技术创新点与施工工艺操作要点侧模、端模首次安装→吊入底板→匹配梁段定位→胎模上绑扎钢筋、波纹管、预埋件安装→模板打磨、刷油→钢筋骨架吊装入模→入内模→砼浇筑、养护→拆模、将匹配梁提至存梁区→新浇梁段拖至匹配梁位置→进行下一循环施工。模板首次安装匹配梁就位模板打磨钢筋绑扎钢筋骨架吊装入模内模安装砼浇筑覆盖、洒水养护拖开匹配梁段中铁大桥局集团有限公司2019/8/94.3.2节段箱梁架设1）节段箱梁拼装工法⑴墩顶块及T构悬拼⑵首边跨架设4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/9⑶架桥机纵移过孔⑷其他T构架设及合拢4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/9⑸过渡墩22#块架设及一联最后一个T构架设⑹末边跨架设4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/92）0#块架设⑴架前准备：①墩顶凿毛；②焊接支撑横梁③检查剪力槽，安装墩旁托架。④在托架上布置三向千斤顶及螺旋顶。⑵0#块架设调位：采用三向千斤顶及螺旋顶对其进行精确定位，用螺旋顶支顶，并在底板与墩身间抄垫保险。⑶0#块底板横肋底部与墩身间预留3～5cm缝隙，采用支座灌浆料填充密实，设置反拉装置。④安装钢筋、体内外预应力管道、模板后二次浇筑。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点中铁大桥局集团有限公司2019/8/9竖向锚固布置图调位装置布置图3）22#块架设⑴架前准备：垫石凿毛，安装支座，支座与垫石间灌浆，支座临时锁定。⑵墩顶布置：在墩顶浇筑砼临时支座，设置三向千斤顶及螺旋顶。⑶调位：采用三向千斤顶精确调位，调整好位置后用螺旋顶支顶。⑷支座及混凝土临时支座灌浆。⑸安装钢筋、体内外预应力管道、模板后二次浇筑。⑹在墩顶提前预埋精轧螺纹钢筋，将墩顶块锚固于墩顶临时支座及永久支座上。4、关键技术创新点与施工工艺操作要点支座临时锁定中铁大桥局集团有限公司2019/8/9⑺为保证架梁及过孔时两个22#块整体稳定和结构安全，过渡墩顶两相邻