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桥架梁施工组织设计说明书

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2020年4月19日
文档仅供参考

PAKSEY 桥

架梁施工组织设计说明书
(Ver 1.0)

中 铁 大 桥 勘 测 设 计 院
二 ○ ○ 一 年 九 月

目 录

一、任务依据
二、设计资料及规范
三、主要材料
四、架梁步骤及要点
五、墩顶布置
六、纵横向临时约束设计
七、墩旁托架设计
八、墩梁临时固结
九、PA、PB组拼平台
十、预制节段临时连接设计
十一、PA、PB的运输设计
十二、其它内容
附件:图纸目录

一、任务依据
根据PAKSEY桥项目经理部于 -5-28下达的任务书,我院承担架梁施工组织设计,其主要内容包括以下几项:
1．架梁施工步骤图。
2．墩顶纵、横向及水平约束结构,墩梁临时固结,PA、PB组拼平台,墩旁托架及墩顶布置设计。
3．预制节段临时连接设计。
4．PA、PB运输设计。
二、设计资料及有关规范
1．<PAKSEY桥架梁施工组织设计指导书>
2．<PAKSEY桥施工规范>
3．<美国AASHTO桥梁设计规范>
4．<公路桥涵设计规范>(合订本)
5．NRS AS”01.001-R-01”01C版文(架桥机资料)
6．NRS AS”01.001-R-04”01I版文(架桥机前鼻支承和托架的资料)
7．NRS AS”01.001-MB-059”文(关于托架的资料)
8．NRS AS”01.001-50-52”(02C版)(关于架桥机墩顶反力)
9．郑州大方公司提供的运梁车资料

三、主要材料
1．钢板:材质Q345,板厚T=10、12、16、20、24、30、32、40。
材质A3,板厚 T=10、16、20
2．型钢:材质A3,工字钢I 36a
槽钢[ 10
3．螺栓:材质Q345,规格M27、M24
材质A3,规格M24
4．预应力高强粗轧螺纹钢筋:材质按AASHTO M275或BS4486标准,极限强度1030Mpa,屈服强度835 Mpa,规格Ф36、Ф32。
5．销钉:材质40Cr,规格:Ф129.5、Ф89.5、Ф159.5
四、架梁步骤及要点
架梁的方法是采用架梁机进行预制节段拼装。架设方向由东向西进行,先利用架桥机架设P16墩的各个节段,同时在东台侧搭支架拼装AD段及E1～E4节段,然后完成东侧尾跨合龙段的施工,接着架桥机前移架设P15墩的各个节段并完成P15墩和P16墩之间的合龙段施工按此顺序直至全桥架设完毕。
在每个墩所属梁段的架设中,架桥机架设步骤如下:
1．架桥机前支腿撑于墩顶,吊装墩旁托架。
2．架桥机前支腿转移至墩旁托架上吊装墩顶设备及PA、PB节段。
3．PA、PB节段及其临时约束安装好后,架桥机前支承底梁移至PA、PB节段上准备开始架设其余节段。
4．先架设V1～V3节段,架设至V3节段时安装架桥机与V3节段之间的平衡杆。
5．平衡杆安装好后解除墩梁临时固结及墩旁托架。
6．继续向前架设至V8节段,然后安装架桥机与V8节段之间的平衡杆,然后解除V3节段的平衡杆。
7．继续向前架设至C2节段,安装架桥机与C2节段之间的平衡杆,然后解除V3节段与架桥机间的平衡杆。
8．继续向前架设至C6节段,准备合龙段施工,一个墩所属节段梁的拼装宣告结束。
在梁段架设过程中,V3节段及其之前各节段架设过程中由于节段不平衡等因素产生的不平衡 弯矩由墩旁托架与墩梁临时固结来承受,V3节段之后的架设过程中产生的不平衡弯矩由架桥机与预制梁之间增设的平衡杆来承受。
关于架设过程中的结构体系转换,为了减少东侧桥台的纵向永久偏移量,在P8墩顶节段安装之前始终保持全桥连续体系中有一个纵向约束且在P16墩顶。当P8所属节段及其合龙段施工完毕后解除P16墩顶纵向约束,保持P8墩纵向约束,且在其后的架设过程中一直保持连续体系中仅有P8一处的纵向约束,直至全桥架设完毕。
关于架设过程中的线型控制,其精度主要取决于节段预制的精度,合龙段的长度仅50cm长,对于合龙口两端高差的要求很严格,对于实际架设过程可能存在的合龙口两端较大偏差能够经过平衡杆长度的调整等措施加以消除。
五、墩顶布置
墩顶布置的的设备包括有支座、STU、1500KN千斤顶、组拼钢平台、纵横向约束及墩旁托架,在墩顶的相关操作按如下顺序进行:
1．架桥机前支腿利用墩顶预留孔与墩顶连接固定。
2．用架桥机吊装墩旁托架、横向约束及纵向约束构件。
3．解除架桥机前支腿与墩顶连接,架桥机前移与安装好的墩旁托架连接固定。
4．吊装支座、STU构件、千斤顶、螺旋顶( KN),组拼钢平台,钢平台搁在墩顶准备吊装PA、PB节段。
5．吊装PB节段,用导链将PB节段与架桥机相连以提供其侧向稳定性。
6．吊装PA节段,涂刷PA、PB间接缝环氧树脂,张拉顶板及底板预应力筋将其结合成为整体,之后将纵向约束安装好,解除PB与架桥机的导链。
7．用钢平台与PA、PB梁体底板间水平方向设置的4个500KN千斤顶,调整好PA、PB结合体位置,然后用梁底四个1500KN千斤顶将梁顶起,抽去钢平台落梁就位。
8．将支座螺栓及STU的连接完成以后张拉墩梁间临时竖向预应力,浇注PA、PB间混凝土。
9．待混凝土圆柱体强度达到30Mpa后张拉底板永久预应力粗钢筋。
10．吊机前支腿收起,主支承底梁移至PA、PB梁顶准备架设其余各节段。
六、纵、横向约束的设计计算
横向约束用以抵抗由架桥机传来的横向风力以及作用于梁体自身的横向风力,同时能够限制梁体在水平面内的转动。架桥机传来的横向力按照NRS AS”01.001-50～52”(02C版)文,最大横向力以2250KN计,作用于主梁自身的风力按200km/h风速计,此项力最大为架设至C6节段,以1250KN计,横向约束共受力3500KN。
横向力经过与梁体两侧连接的钢板传递到与墩身相连的工字型钢梁上再传递到墩身。与梁体相连的钢板是经过在PA、PB腹板外侧预埋钢板及锚栓相连接,与墩身相连的工字型钢梁是经过预埋在墩身的钢板、螺栓以及预埋在墩帽上的横桥向预应力粗钢筋来连接。
纵向约束是保证主梁在双悬臂架设过程中纵向不能发生位移同时使主梁在架设过程中能适应绕横桥向轴的转动要求,纵向约束依据NRS AS”01.001-50～52”(02C版)文中920KN的最大纵向力来进行设计。
纵向约束是经过连接在PA、PB梁腹板外侧的一块带圆弧形端面的厚钢板传递到与墩身相连的工字形梁,工字形是经过栓群将纵向力传递到墩身中。
七、墩旁托架设计
墩旁托架有两个功能,一方面用以提供架桥机前支腿在架设PA、PB节段时的支承,另一方面提供架设V1～V3节段过程中V1节段梁底的支承用以平衡此过程中由于节段不平衡、风载、临时荷载等因素产生的不平衡力。
架桥机前支腿在托架上的支承位置及其反力依据NRS AS”01.001-R-04”(01I版)文而定,托架单侧竖向反力为5000KN,纵向位置在墩中心前方2.86m处,横向位置在桥中线两侧各2m处,其与架桥机前支腿的连接经过托架上的销孔实现。
V1节段在托架上的纵向支承位置距墩中心为2.86m,横向位置在桥中线两侧各2.65m处,其反力依据架设过程中节段不平衡、风载及临时荷载产生的不平衡弯矩来确定,按最不利情况下允许承受V3节段不平衡弯矩计18792KN-M,折算到支承点的反力为6570KN。
墩旁托架为此设计了四个支点,架桥机前支腿的两个支点下设有斜撑与墩身相连,斜撑与托架纵梁以及墩身销接,纵梁与墩帽经过销钉连接。销接件在墩身内经过预埋在墩身内的锚筋以及钢构件进行锚固,销接件在墩帽内是经过予埋在墩帽内的锚筋、钢构件以及纵向予应力粗钢筋加以锚固,斜撑在横桥向设有横向连接。
在墩两侧的平衡杆安装好以后将托架的可拆部分拆走,移至另外的桥墩上使用。
八、墩、梁临时固结
墩、梁临时固结主要用于在V1～V3节段的架设过程中,此时架桥机平衡杆尚未安装,墩两侧块件处于平衡状态下,抵抗由于非托架侧节段超重、临时荷载以及风荷载产生的不平衡弯矩(托架支承为单项受力构件,不能承受此项弯矩)。
墩、梁临时固结由墩两侧各共8根Ф36预应力粗钢筋和4个螺旋顶组成,在PA、PB的结合体落梁后使4个螺旋顶与结合体顶紧,之后安装并张拉8根Ф36预应力筋,在墩两侧平衡杆安装好后将螺旋顶及预应力筋解除。
九、PA、PB组拼平台
PA、PB节段的组拼平台用以提供PA、PB节段拼装过程中的操作平台,并能对PA、PB结合体的位置进行调整,在PA、PB的结合体形成以后,利用钢平台与结合体两侧水平向设置的4个千斤顶调整位置,在位置调整好以后利用放在墩顶的四个1500KN千斤顶将结合体起顶,抽去组拼平台,然后落梁就位。
十、予制节段临时连接设计
予制节段的临时连接提供节段间胶拼缝以足够的压应力,按照PAKSEY桥施工规范中第8.13.8.8.5条规定,此项应力不得小于0.25Mpa,在设计中按照受力需要采用Ф36高强精轧螺纹粗钢筋(BS4486或AASHTO M275标准)进行连接,顶板内共布置5根,主梁断面中性轴以下的预应力经过在腹板内予埋钢板及锚栓用临时钢构件进行连接,在V型节段中每断面布置4根,在C型及AD、E1～E4节段中每断面布置2根,PA、PB节段拼接利用PA、PB间16根永久预应力粗钢筋中的4根来提供予应力。
AD段及E1～E4节段的胶拼在支架上逐段进行张拉,顶板的临时予应力接头处开有槽口以放置连接器,在边孔合龙以后并张拉完合龙束后将腹板内侧的临时预应力解除,顶板的临时予应力将永久性留在其中,槽口最后用混凝土封口。
墩顶PA、PB节段顶板临时予应力张拉后两端用连接器接长与V1节段进行连接,V1节段永久予应力张拉后将V1节段顶板临时予应力解除,之后各节段顶板予应力在相应节段的永久予应力张拉以后即行解除,PA、PB节段间顶板临时予应力将永久性地予埋在梁体内,腹板内侧的临时予应力在相应节段的永久予应力张拉完毕后解除。
十一、PA、PB运输设计
PA、PB节段的特点在于梁高7m、宽2m,自身的稳定性较差,且梁底有垫块,垫块位置不在节段中心,根据现有的运梁车资料,设计中在运梁车的四个支承座上放置支承梁,在支承梁上对应于PA(PB)节段腹板外侧底部共设置六个挡块以限制梁体的横向滑动,支承梁本身加宽并与高度超过重心位置的两个三角架相连来约束PA(PB)节段的纵向位置并提供较强的稳定性能。梁体的稳定性还可经过在顶板予应力孔道内临时穿钢丝绳与运梁车连接来保证,支承梁以及钢丝绳与运梁车的连接细节限于运梁车资料的局限性暂未给出。
十二、其它内容
在架梁施工说明书及相关图纸中提及到但并未进行设计的内容有:东西边跨的临时支架、架桥机临时基础、合龙段劲性钢骨架、予应力张拉平台。