改建铁路至线扩能改造工程NLZQ-8标段附件一 ##特大桥墩梁临时固结 设计方案与检算书中铁一局南龙铁路NLZQ-8标项目经理部2015年6月附件一 ##特大桥墩梁临时固结设计方案与检算书目录一、工程概况- 1 -二、临时固结设置- 1 -三、临时固结的设计与检算- 1 -3.1荷载计算- 1 -- 2 -- 2 -3.2设计计算- 3 -3.3临时固结墩抗压强度检算- 5 -3.4临时固结墩抗倾覆检算：- 5 -3.5墩身螺纹钢锚固长度计算- 6 -3.6 梁体钢精锚固长度计算- 6 -四、临时固结解除- 8 -4.1硫磺砂浆层设置位置- 8 -4.2硫磺砂浆配比- 8 -- 8 -- 9 -- 9 -4.3硫磺砂浆的解除- 10 -- 10 -- 11 -4.4硫磺砂浆施工中的防毒措施- 11 -- 13 - / 16##特大桥(40+72+40)预应力混凝土连续梁墩梁临时固结设计方案与检算书一、工程概况二、临时固结设置本桥2#、3#主墩与梁体设计为铰接，为防止悬臂现浇梁施工前后梁段荷载不平衡产生倾斜，且在悬臂浇筑过程中，永久支座视为不受力，应设置临时支座，将临时固结设于主墩墩顶顺桥向垫石两侧，并临时将桥墩与梁体固结，临时固结结构承受悬浇荷载和不平衡倾覆弯矩。
临时固结主要承受：悬臂现浇时梁体两端不平衡重；施工荷载不平衡重，并考虑风荷载、一侧挂篮倾覆与由此引起的一端正在浇筑的混凝土全部坠落所造成的不平衡弯矩，并由此不平衡弯矩与梁自重引起的最大竖向支反力三、临时固结的设计与检算3.1荷载计算设计图纸给出各中墩采取临时锚固措施，临时锚固措施应能承受中支点处最大不平衡弯矩7485KN.m与相应竖向支反力34256KN为更加平安起见，按照施工中的极端不利因素对临时锚固措施进展检算，考虑施工中最不利倾覆工况是悬浇最后一节段〔8#节段〕刚好浇筑完成的同时，混凝土连同挂篮发生倾覆这种工况的倾覆弯矩更平安于设计提供值临时支墩所承受的竖向力为混凝土自重，考虑人群机械与冲击荷载，并取恒载系数为1.2,活载系数为1.4,那么:⑴ 梁体自重: 最大双悬臂状态下，混凝土重量为2785.2t，自重为27294.2KN；⑵ 三角挂篮与模板重量为75t,两套自重为1470KN；⑶⑷⑸那么竖向荷载为:(27294.2+1372)×1.2+163.2+190.4+152.3=34905.34KN不平衡弯矩计算时应考虑挂篮坠落的最大荷载，即考虑一侧各节段混凝土自重超重5%，以与一侧挂篮与梁段混凝土掉落，由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态。
特大桥〔40+72+40〕连续梁阶段荷载统计表梁段长度(m)体积(m³)重量〔KN〕悬臂长度(m)悬臂弯矩(KN.m)0#12278.67098.728621296.1841#352.41335.152912016.3682#349.81268.9041215226.8483#3.554.81396.30415.521642.7124#3.550.51286.741924448.065#453.21355.5362331177.3286#447.91220.4922732953.2847#444.71138.9563135307.6368#443.01095.643538347.4挂篮自重7353525725在结构最大悬臂状态，考虑一侧各节段混凝土自重超重5%，并一侧挂篮与梁段混凝土掉落，由此产生的不平衡弯矩为最不利受力状态，其弯矩为：M弯=〔21296.2 KN +12016.4 KN +15226.8 KN +21642.7 KN +24448.1KN +31177.3 KN +32953.3KN +35307.6KN +38347.4KN〕*5%+〔38347.4 KN+25725 KN +163.2KN*35m+190.4KN*35m〕*1.2=103358.8KNM3.2设计计算墩顶临时支座结构示意图、临时支座的受力结构分析如下列图所示：根据平衡条件可得：……………①由公式①可求得：…………②由公式②计算出A、B两临时支座处的反力，即混凝土的最大压应力，以确定混凝土标号；计算出竖向主筋〔墩梁锚固钢筋〕的最大压力和最大拉力，按最大值〔一般拉应力偏大〕配置墩梁锚固钢筋。
计算时，按钢筋混凝土设计规和桥梁施工技术规选取材料平安系数和抗倾覆平安系数本计算中L=1.575m，N=34905.34 kN，M=103358.8kNm，可求得注：计算结果中的力假设为负号，表示与图中所假设的力的方向相反即正号为受压的支撑力，负号为支座受拉力即最大压力为50264.9kN,最大拉力为15359.6kN3.3临时固结墩抗压强度检算临时固结墩采用C50混凝土，设计宽度：0.775m;设计长度为：1.5m.最大竖向压力为50264.9KN，C50<23.1MPa, 在不考虑钢筋的情况下即可满足要求3.4临时固结墩抗倾覆检算：考虑采用PSB785Ф32精轧螺纹钢，材料属性为：截面面积A＝804.2mm2,容许抗拉强度735MPa，弹性模量取2×105Mpa，单根力＝804.2×735＝591kN故需设置螺纹钢为：15359.6 kN /591kN =26根本桥临时支座采用C50混凝土、且每个临时支座上设置,42根锚筋就可以满足抗压、抗倾覆要求布置形式与抗倾覆平安系数：主墩单侧两个临时支座共：42根*2=84根抗倾覆平安系数：84根/52根=1.62.本连续梁墩梁临时固结采用墩顶四周设置加Ф32精轧螺纹钢的混凝土支墩形式，布置形式如下列图所示##特大桥2#、3#主墩墩梁固结钢筋布置图N1’钢筋未参与受力分析计算。
3.5墩身螺纹钢锚固长度计算Lab=a×fpy÷ft×d=0.14×735Mpa÷2.5MPa×32mm=1317mmLa=ξa×Lab=1.1×1317mm=1.5m.a: 钢筋外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14；fpy:钢筋的抗拉强度设计值ft：墩身混凝土的轴心抗压强度〔标准值〕d:锚固钢筋的直径La：受拉钢筋的锚固长度ξa：锚固长度修正系数，取1.13.6 梁体钢精锚固长度计算Lab=a×fpy÷ft×d=0.14×735Mpa÷2.5MPa×32mm=1062mmLa=ξa×Lab=1.1×1062mm=1.2m.a: 钢筋外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14；fpy:钢筋的抗拉强度设计值ft：墩身混凝土的轴心抗压强度〔标准值〕d:锚固钢筋的直径La：受拉钢筋的锚固长度ξa：锚固长度修正系数，取1.1支座与支撑垫石高度为65cm,支座与支撑垫石间砂浆厚3cm,那么临时锚固Ф32螺纹钢长度为：1.5m+1.2m+0.65m+0.03m=3.38m特大桥2#、3#主墩锚固钢筋布置图在临时支墩的顶面布设直径12mm普通钢筋网片做为构造筋防裂，间距10cm，保护层厚度为5cm;连续箱梁体与与临时支墩相接部位布设两层纵横Ф12100的钢筋网，保护层厚度为5cm，两层钢筋网间距5cm.临时支座待永久支座安装后浇筑。
为使施工中永久支座不受力，临时支座的顶面标高要比永久支座高5-10mm，施工时以绝对标高进展控制四、临时固结解除4.1硫磺砂浆层设置位置同一T构墩顶两侧的临时固结需同步进展解除,以减少对梁部应力的影响本工程采用硫磺砂浆中间埋设电阻丝的方式设置临时固结,采用通电熔解硫磺砂浆解除临时固结硫磺砂浆采用夹心的形式，设置在混凝土支墩中间，高度15cm.,在临时支墩的底面、顶面与靠垫石侧各设一层油毛毡隔离层硫磺砂浆层设置图〔单位：mm〕4.2硫磺砂浆配比硫磺砂浆是指将硫磺加热到一定温度形成液态并充分脱水后参加适当比例的水泥和粒径1.25mm以下的细骨料，形成的一种新型热塑性材料硫磺是硫磺砂浆的胶粘剂和熔化剂,选用工业粉状硫磺或块状硫磺，要求纯度高、杂质少、水份少、含量应不少于98%、水分小于1%水泥自拌合站取出后在使用前必须烘干细骨料自拌合站取出后要进展过筛清先，使含泥量不大于1%， 1.25mm筛孔筛余量不大于5%,使用前需烘干脱水配合比中水泥增加会使硫磺砂浆抗压强度增加，但会增加熔化的难度通过以前的施工经历，下面给出了三种不同的硫磺砂浆配合比〔其中2#配合比为推荐配合比〕硫磺砂浆配合比配合比编号配合比〔硫磺：细砂：水泥〕实测抗压强度〔Mpa〕1#48：38：1431.62#40：40：2043.13#35：41：2451.7实际施工前，需根据以上三种配比进展现场试验，检验强度与熔化效果。
常温下硫磺为淡黄色固体，硫磺的熔化脱水温度为130～150℃；与粉料、细砂的混合温度为140～160℃；温度低时因粘度大不能混匀，温度高达170℃以上时，熔融的硫磺,其粘度变化较为复杂因此硫磺在施工过程中温度应介于115～160℃之间，易于操作施工，其施工步骤如下：组装模具→浇筑第一层硫磺砂浆→穿电热丝并固定→浇筑第二层硫磺砂浆→冷却成型→脱模→对电热丝进展防护①先将硫磺打成2～5cm的小块，按比例称好分批放入锅中，加热130～150℃熔化，边熔边放边搅，注意防止局部过热，以到达充分脱水的目的②硫磺脱水后，分批将已搅拌均匀的130℃烘干细骨料、水泥放入锅中不断搅拌、脱水，混合均匀；注意要严格控制熬制温度，一般为140～160℃，最高不超过170℃，约熬制3~4小时③待硫磺砂浆熬制均匀、颜色一致、汽泡完全消失时，先取样检查，以确定其熬制质量，如不符合要求时，应继续熬制，直到合格④硫磺砂浆质量鉴定,在140℃时，浇入抗拉试模中观察，冷却时应无涌泡、凹陷、不密实、分层现象；将其打断观察，断面肉眼看可见小孔多于5个，说明熬制时间不够，通过延长熬制时间，直到眼见小孔小于或等于5个为止4.3硫磺砂浆的解除硫磺砂浆的清理方法有氧气烧化、预埋电阻丝电热软化以与人工凿除等。
考虑到施工过程中梁体下降的均匀性要求，我们采用预埋电阻丝通电软化的方案为防止电阻丝中连续裂，电阻丝采用并联方式布置首先将硫磺砂浆灌注至75mm高度，待其表层初步结晶后，将已事先定型好的电阻丝按设置图纸小心布置在表层，接着浇注到顶电阻丝应均匀分布，并留有一定的间隙，一般以2～4cm为宜，不宜过近或过远，以防出现短路和产热不均匀根据试验经历，硫磺砂浆中预埋96Ω电阻丝〔即500W电阻丝〕软化效果较好，此时每个临时固结埋设有15根并联的96Ω电阻丝，然后将同一墩顶的4块之间进展串联总功率为：N=U2/R=2202/〔96÷15〕×4=30250W1〕每一根电阻丝严格逐根用万用表量测，不合标准的坚决不用2〕硫磺砂浆原材料选用同一批一次性进库材料3〕硫磺砂浆熬制熔化过程中，严格控制熔化温度，专人用温度计测试，专人上下不断地翻动搅拌4〕同一墩顶4块临时支座一起一次浇注硫磺砂浆5〕浇注后，对每一块支座中的每一根电阻丝用万用表量测，数据不符的坚决不用6〕安装后的硫磺砂浆支座专人负责保护，临时固结解除前对每根电阻丝进展复测，确保合格接线时专职电工负责按方案接电7〕避开风、雨天气落梁4.4硫磺砂浆施工中的防毒措施硫磺砂浆熬制过程中会产生大量的有毒气体SO2。
因此在熬制过程中，施工人员需佩带防毒口罩以防中毒，并应将施工场地布置在通风处。