桥梁工程悬臂灌注混凝土施工工艺

桥梁工程悬臂灌注混凝土施工工艺（一）连续刚构主梁0段施工1、0段施工方法0段采用墩顶托架平台施工。0段节段较长，混凝土方量大，计划分两层浇注。外侧模为定型大块钢模，边角部分用组合钢模补齐；内模采用组合钢模板配以适量木模；端模采用钢木组合模板。0段分层浇注时水平施工缝要凿毛，并在上层砼浇注前撒高标号水泥净浆，提高两层砼粘结力。模板及钢筋采用塔吊提升，在井架上安装泵送管道，砼采用泵送入模，插入式振捣器振捣。2、0段施工工艺（1）施工流程安装墩顶托架平台及底模安装0段外侧模安装卸落木楔或千斤顶调整0段外侧模就位托架平台预压、卸载调整模板位置及标高绑扎底板钢筋和腹板的伸入钢筋安装底板上的预应力筋管道和预应力筋监理工程师验收安装腹板纵、横、竖向预应力管道和预应力筋安装腹板和横隔板模板监理工程师验收安装顶板底模绑扎顶板底层钢筋及管道定位筋安装顶板纵向预应力管道及横向预应力管道和预应力筋安装顶板上层钢筋网监理工程师验收浇筑0段混凝土混凝土养护拆除端模两端混凝土连接面凿毛并用高压水冲洗干净混凝土达到设计要求强度、弹性模量、龄期后张拉纵向、横向及竖向预应力筋预应力管道压浆拆除内模、侧模和底模拆除墩顶托架平台。（2）施工要点说明墩身施工完成后，在矩形空心墩墩壁之间底托采用在20MM厚的钢板，钢板横向间距10M，在钢板上安装横担工字钢后，纵向铺设工字钢，纵向工字钢上设横22，间距05M，在工字钢上安装木排架，在木排架上铺设0段底模。矩形空心墩外侧预埋万能杆件节点板，拼装万能杆件托架、横担工字钢后，安设木排架形成0段底模支承面，0段底模采用组合钢模板。托架周围安装角钢围栏，挂防护网。支架拼装好以后，采用砂袋法或水箱加水进行预压，预压荷载按0段混凝土重量及其它相关施工荷载总重量的125倍考虑。0段施工时，根据安装挂篮需求，预留好各种预留孔道及预埋筋，以便挂篮拼装时能准确就位。0段管道密集，混凝土浇筑后采用高压水管冲洗管道。竖向预应力压浆孔设在箱梁腹板内侧面，在竖向波纹管上开孔设置注浆孔，并用密封胶带密封。0段钢筋及管道密集，钢束管道位置采用定位钢筋网片固定，定位钢筋网片牢固地焊在钢筋骨架上，定位钢筋网片间距为05M，并且定位钢筋网片所焊的钢筋骨架与水平钢筋采用点焊，防止管道位置移动。当预应力管道位置与骨架钢筋发生冲突时，保持管道位置不变，适当移动普通钢筋位置。0段腹板混凝土浇筑时，在内模处留设混凝土侧窗及捣固孔，以减少混凝土自由倾落高度，防止混凝土离析和对管道的过度冲击，并避免捣固棒与管道猛烈碰撞，浇筑至预留孔位置后，封闭并加固侧窗，继续向上施工。（3）钢筋及预应力管道安装钢筋及预应力管道、预埋件在加工场集中制作。钢筋制作成钢筋网片和钢筋骨架，汽车运至施工现场，塔吊提升，人工安装。钢筋及预应力管道、预埋件安装完毕后，布置好浇筑混凝土用的漏斗和串筒。对钢筋、预应力管道及有关预埋件位置等进行自检，检查无误后报监理工程师检查，确认合格后进行混凝土灌注。（4）混凝土浇筑混凝土在搅拌站集中搅拌，使用混凝土搅拌运输车水平运输到施工地点，使用混凝土输送泵垂直、水平泵送入模。混凝土输送管道沿塔吊架敷设，管道出口采用人工辅助布料。为防止混凝土堵管和输送过程中能耗加大，使混凝土的和易性、骨料级配、砂率满足泵送技术要求，添加复合型外加剂。灌注时分层、均匀、对称进行，避免墩身承受偏心压力。先灌注底板，底板两端混凝土直接泵送入模，中部由顶板开天窗，通过串筒入模；腹板混凝土通过“天窗”泵送入模和捣固，在灌注到一定高度后，封闭“天窗”，通过顶板泵送混凝土入模；最后灌注顶板混凝土。浇筑混凝土时，严格控制分层灌注厚度和捣固质量，避免直接捣固预应力波纹管，以防管道移位、渗浆。混凝土灌注完后及时养护，当混凝土强度及相应的弹性模量达到设计要求后，按设计要求及对称同步原则张拉预应力筋，并进行压浆。用作挂篮后锚的竖向预应力筋暂不张拉，待挂篮前移后再张拉。（二）连续主梁悬灌段施工1、挂篮设计方案悬灌施工采用三角垂直轻型挂篮，该挂篮液压驱动，整体前行，主梁模板一次走行到位，结构简单，受力明确，安全可靠，操作方便。两个主墩上各安设两套挂篮，同步施工。该挂篮由下列系统组成主梁系、外侧模系、底模系、内模系、悬吊系、锚固系和走行系。锚固系包括主锚和底锚。主锚是利用箱梁腹板竖向预应力钢筋通过连接器将主梁尾端锚固在箱梁顶面上。底锚是指用后锚杆将底模后托梁锚固在箱梁底板上。走行系包括牵引油缸、轨道梁、走行轮和反扣轮。轨道梁利用竖向筋锚固在箱梁顶板上，逐节倒替依次向前移动，走行轮和反扣轮沿轨道梁前移。浇筑混凝土时，打起主梁支撑，使走行轮不受力。为保证各梁段混凝土拆模后外表光洁美观，外侧模全部采用新钢板加工制作。2、挂篮拼装及试验0段现浇完成后，进行挂篮拼装和试验工作。挂篮拼装挂篮拼装时，采用塔吊吊装小型构件，工序如下将轨道梁安装在预定位置，并调整固定好；吊装主梁，安装反扣轮和走行轮，作主梁锚固；拼装主梁的立柱桁架，安装主梁斜拉带，根据主梁预拱度张紧斜拉带；吊装后横梁、前横梁和走行桁架，使主梁构成一个稳定体系；安装前吊带；拼装底模，前托梁、后托梁和纵梁及模板组成一个底模系整体后，由两台10T卷扬机分别吊起前、后托梁的两端，一次起吊到位，前吊带与前托梁连接，后托梁则锚固在箱梁底板上（底锚）；0段脱模后，外侧模前移。安装内模及其滑梁，调整模板，整个挂篮安装完毕。挂篮静载试验方法挂篮静载试验采用底模加挂水箱逐级加载方法，墩顶两侧对称进行。选择多个受力点，用钢丝绳滑轮机构进行荷载分配，总荷载为最大节段重量的125倍。首次加载50，第二次加载至75，最后加载至100每一级加载后持荷20分钟，并对挂篮全面检查，作好记录，情况正常后，再进行下级加载。加载方式是水泵抽水进入水箱。试验人员分工负责，统一协调，遇有紧急情况，保证水箱及时放水，挂篮卸载。试验目的是检测挂篮的应力和变形，并消除挂篮非弹性变形，实测弹性变形量，同时为1段立模高程提供依据。试验时用应变仪测量应力，用水平仪观测变形，其结果符合挂篮设计要求后方可使用。3、施工工艺在0段安装挂篮，作主锚和底锚主梁打支撑（走行轮卸载）作挂篮静载试验调整模板浇筑1段混凝土纵向预应力穿束张拉前吊带、底锚杆卸载脱模板铺设轨道梁落下主梁支撑走行吊带吊起前后托梁解除主锚检查走行轮、反扣轮和液压牵引系统，清理挂篮前行障碍，做好前移准备启动油缸，T构两端两个挂篮对称前移挂篮走行到位先作主锚和底锚打起主梁支撑调模就位，绑扎钢筋、管道，浇筑混凝土预应力张拉进入下一循环。4、悬灌施工流程钢筋制作与绑扎严格按图纸及规范要求施工，钢筋无锈蚀、无污染，焊接牢固，安装位置准确，各部位钢筋保护层厚度满足设计要求，严防露筋，纵向筋各节段预留长度不小于45D（钢筋直径），接茬钢筋全部焊接并使接头错开布置。纵向波纹管逐节安装，安装时保证接头处密封严实，在接头左右各20CM宽度范围内，先缠一层黑胶布，在黑胶布上包三层塑料薄膜，再缠一层黑胶布，并用22铁丝捆扎结实。每个梁段钢筋及预应力管道完成并检查合格后，再对挂篮进行一次安全检查，特别是对各部分连接情况进行检查，并对标高、中线再进行一次复核，复核合格后进行混凝土浇筑。为保证梁体质量，每个梁段均采用一次灌注完成。采用两台混凝土输送泵平衡浇筑施工，T构两端不平衡重严格控制在25之内。浇筑梁段混凝土前，将接茬处的混凝土面凿毛后用高压水冲洗，并且使悬浇段模板与已成梁段紧密结合，浇筑混凝土时，从前端开始浇筑，在根部与已成梁段混凝土连接。并按先底板，然后腹板、顶板的顺序，左右对称浇筑。底板顶面在初凝前抹面，顶板混凝土初凝前拉毛。严格控制混凝土水灰比，每立方混凝土水泥用量不大于500KG，坍落度不大于16CM混凝土浇筑过程中，严格执行混凝土浇筑工艺。底板混凝土较厚，分两层灌注捣固，腹板、横隔板混凝土厚度较薄，高度大，且钢筋密集，混凝土入模振捣困难，采用串筒或泵管接近混凝土面和腹板内侧开侧窗灌注方法，保证混凝土自由倾落高度不超过15M，振捣厚度不超过30CM；顶板混凝土较薄，面积较大，灌注时分块进行。混凝土入模及振捣过程中，为保护波纹管不被碰瘪压扁，混凝土未振实前，不准操作人员在混凝土面上走动，避免管道下沉导致混凝土“搁空”、“假实”现象发生。梁段混凝土养护采用塑料薄膜和篷布覆盖，洒水养护。挂篮安装预埋锚栓孔保持位置准确，以保证下一循环挂篮的准确就位。5、纵、横向预应力施工当梁段混凝土达到设计要求强度、弹性模量、龄期后进行纵向预应力筋张拉，张拉顺序是先横向，再纵向，后竖向；纵向索对称中线张拉；先腹板后顶板，先下后上，先长索后短索。预应力筋的锚、夹具必须符合设计要求，在使用前，进行外观、硬度和静载锚固性能检查，要求符合现行国家标准预应力混凝土用锚具、夹具和连接器的规定，机具设备及仪表进行定期维修和校验，张拉设备配套校验期不大于6个月，油表不大于1周，千斤顶不大于1个月。在使用过程中出现反常现象时重新校验。钢绞线下料长度按照设计确定，钢绞线采用砂轮切割机下料，下料后进行梳整、编束。纵向预应力钢束穿束前采用高压水冲洗孔道内杂物，用空压机吹干孔道内水分。纵向预应力钢束穿束采用卷扬机牵引、人工配合。纵向预应力束张拉流程清理孔道穿束安装锚具张拉设备就位钢绞线整束预张拉至5控制张拉应力整束卸载整束张拉至10控制张拉应力再卸载整束张拉至10控制张拉应力（量测初始读数）分50、75、105五级张拉至控制应力并分别量测伸长值持荷5MIN并量测总伸长值锚固切除多余钢绞线移动挂篮封锚压浆。纵向预应力筋根据张拉的时间不同分为前期直束，前期下弯束和后期束，前期直束与前期下弯束在浇筑T构时进行张拉，后期束在T构浇筑完毕以后以及前期直束和前期下弯束张拉完成后，主桥合拢时进行张拉。箱梁横向预应力束在混凝土达到设计要求强度、弹性模量、龄期时，单向单根交错张拉，在张拉后及时压浆。预应力施加时，预应力筋、锚具和千斤顶位于同一轴线上，预应力张拉采用以张拉力为主、伸长量作校核的“双控”张拉法，当实际伸长量与计算伸长量之差大于6时，查明原因并及时处理。锚固阶段保证张拉端预应力筋的内缩量符合设计要求，预应力筋的断丝、滑丝数量，不超过规定数值。预应力束张拉完毕后，杜绝撞击锚具和钢束，并立即进行管道压浆。为确保本桥预应力的施工质量，施工时从施工工艺、定位钢筋、管道线型等方面严格控制。管道安装前除去管道两端的毛刺并检查管道质量及两端截面形状，管道可能漏浆时采取措施割除，管道两端截面有变形时整形后使用。接管处及管道与喇叭管连接处用胶带将其密封防止漏浆。预应力管道每50厘米设置定位钢筋网片一道，定位后的管道轴线偏差不大于05厘米。管道与喇叭管连接处，管道垂直于锚垫板。夹片用开口手柄同时将两片夹片均匀打入锚环，使两片夹片外端面处于同一平面内，两片夹片高差大于2毫米时取出重新安装。锚环使用前检查内壁有否生锈，对生锈者进行除锈处理后使用。锚下混凝土严格振实，同时在穿束前先清除锚具喇叭管内的砂浆和混凝土。合理控制限位板的限位量，合理的限位量使钢绞线没有刮痕和轻微刮痕。各种预应力筋，均采用砂轮切割机切割。针对曲线孔道的特点，原则上在每束钢束中部设置三通管，钢束长超过60M的，按相距20M的原则，在波纹管每个波峰的最高点设立泌水管，泌水管为钢管，高出混凝土面200MM6、竖向预应力施工当梁段混凝土达到设计要求强度、弹性模量、龄期时，即可进行竖向预应力筋张拉。竖向预应力钢筋采用冷拉级粗钢筋。竖向预应力筋采用镀锌双波金属波纹管成孔，千斤顶单端张拉，其上端为张拉端，下端锚固在梁体内，并按要求设置压浆孔。施工中严格控制质量，保证管道位置准确，严格按有关规程进行张拉，杜绝用电焊和氧气乙炔切割粗钢筋。使用前先进行检查，保证无锈蚀无碰伤。下料后两端带帽在张拉台上逐根预拉，预拉力为100设计张拉力。张拉前首先清除端杆、垫板上的水泥浆，检查垫板是否水平，合格后将螺母拧至根部，并将连接螺母拧紧。然后将千斤顶就位并对中，连接精轧螺纹筋。千斤顶的张拉头拧入钢筋螺纹长度不少于40MM开启千斤顶张拉预应力筋，由于竖向预应力损失较大，分多次张拉至100控制力后，持荷12MIN，拧紧螺帽后量测伸长值，与计算值相比，偏差在6之内为合格。7、压浆压浆采用注浆泵，采用灰浆搅拌机进行水泥浆搅拌。搅拌后的水泥浆符合现行有关规定，进行流动度、泌水性试验，并制作浆体强度试块。纵向预应力和横向预应力张拉完成后，切除多余钢绞线，进行封锚混凝土立模浇筑，同时用PVC管预留孔道，以便安装压浆阀门。压浆前先用高压水清洗管道，管道压浆保持密实，水泥浆标号40MPA，水灰比不大于04，水泥选用R425号普硅水泥。输浆管选用高强橡胶管，抗压能力1MPA，压力灌浆时不易破裂，保持连接牢固，避免脱管。水泥浆进入注浆泵之前通过12MM的筛网进行过滤。压浆工作在灰浆流动性下降前进行（约3045分钟时间内），孔道一次连续灌注完成。为确保悬浇节段压浆质量，上段压浆安排在下段砼浇筑完成后再进行。在锚垫板上的压浆孔上安装带丝扣的钢管和高压胶管引出砼面，在高压胶管上安装阀门。出浆孔阀门必须等到出浓浆后方能关闭，进浆口阀门必须待压力上升至0607MPA，持荷2MIN保压时间且无漏水和漏浆时才能关闭。铺设轨道梁时找好中线，铺设平整，走行之前检查每个锚固器，确保其处于正常工作状态。每次浇筑混凝土之前检查主锚、底锚、吊带、牛腿等主要受力构件，确保其工作的可靠性和施工安全。两端挂篮前移时保持同步，防止出现较大不平衡弯矩。挂篮施工时严格测量和监控，在挂篮四周系好安全网，保证桥上施工安全。待梁段混凝土达到设计要求强度、弹性模量、龄期，且纵向预应力束张拉完成后，方可转移挂篮至下一阶段。（三）边跨现浇段施工1、边跨施工方法跨314省道特大桥T构边跨梁现浇段在台部分搭设支架、在墩部分采用预埋牛腿法施工，尾端现浇段模板拼装好后，支架部分采用砂袋法预压，牛腿部分挂水箱预压，另一侧堆沙袋作为平衡重。预压重量为梁段重量和其他荷载总重的125倍，预压检查合格后，模板预留沉降量，安设堵头模板进行尾端施工。支座安装前首先测设支座十字线（按设计支座中心线预偏量测设），吊装支座前先将支座底板进行清洁，同时在垫石上刷一层1MM厚的环氧树脂，然后将支座吊装就位，确认无误后向孔内灌注环氧砂浆，插入锚栓。待锚栓固结后，用丙酮清洁支座各相对滑移面，将支座顶板安装好。此时整个支座安装完毕。2、T构梁边跨现浇段施工工艺T构边梁采用支架、预埋牛腿现浇的施工工艺。现浇段施工工艺流程平整场地拼装支架调整底模标高安装底模、外模绑扎梁体钢筋、安装波纹管及竖向预应力粗钢筋安装内模浇筑梁体混凝土，养护拆除内模待合拢张拉后、落模拆除支架。施工要点为保证现浇梁段施工质量，内模在箱梁底板浇筑前安装完毕，按“底板腹板顶板”的顺序一次连续浇筑成型。3、预应力混凝土连续T构合拢段施工要点（1）中间跨合拢在挂篮上进行，边跨合拢在支架和悬臂端之间的吊架上进行。（2）合拢段是连续刚构施工的关键。施工过程中严格控制，确保合拢口中线和高程误差在规范允许范围之内。（3）合拢前应对箱梁顶面标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化。连续观测时间不小于48H，观测间隔根据温度变化和梁体构造而定。（4）合拢口刚性支撑的设计和临时束的张拉力必须严格按设计要求实施。刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，要求在梁体相对变形最小和温度变化最小的时间区间内，对称、均衡、同步锁定。为了减少锁定时间，在锁定之前，应完成合拢临时束张拉的准备工作（如千斤顶安放就位等）。待刚性支撑焊完后，要求在1H之内张拉完按设计要求的全部合拢临时束。（1）合拢段混凝土宜比梁体提高一个等级，并要求早强，采用微膨胀混凝土。（2）全桥合拢段施工顺序先边跨后中跨（3）边跨合拢时，一端架立在边跨现浇的前排支墩横梁上，另一端利用边跨侧悬臂箱梁上预埋的吊带承受，共设置四根吊带，其中两根锚固在箱梁底板上，另两根锚固在箱梁两翼根部位置。合拢时将梁体锁定，以承受温度升高使悬臂纵向伸长产生的压应力。同时穿以部分纵向预应力连续束作为临时束进行张拉，以预应力来抵消两端因温度减低而缩短产生的拉力。为了达到锁定构造与悬臂上堆放材料及悬臂共同变形的目的，临时锁定装置的锁定应力应大于释放任何一侧各墩的活动支座的磨阻力。（4）中跨合拢段施工程序完成T构各悬浇段一侧挂篮前移，锚固在对面T构上调整挂篮模板中线、标高按设计要求绑扎底腹板钢筋安设预应力管道、竖向预应力筋安装内侧腹板模板绑扎顶板钢筋，安装横、纵向预应力筋管道施加对顶力安装合拢口支撑，对箱梁进行锁定完成合拢段混凝土浇筑砼达到设计要求强度拆除合拢口支撑张拉预应力束拆除挂篮。（5）合拢段选择在当天温度最低时等强焊接合拢口支撑、按要求对箱梁进行锁定，并且2H之内完成合拢段混凝土浇筑。同时边浇筑边将压重逐渐解除，压重选择水箱，使合拢段在不变荷载下完成混凝土浇筑。（6）合拢段混凝土强度达到设计要求强度时，按先长束后短束张拉第二批预应力束。（四）悬臂浇注梁部挠度控制1、挠度控制基本原理线型控制即在预应力混凝土连续刚构悬臂法施工阶段，对桥跨结构所发生的几何变形运用控制软件，进行矫正，使其达到设计的理想状态。线型控制的基本原理是根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化值（即竖向变形），设置施工预拱度，据此调整每块梁段模板安装时的前缘标高。用公式表示如下HIHI1F式中HI第I梁段的实际立模标高HI1第I梁段的设计标高F综合考虑各种因素的影响而增设的施工预拱度（向上为正，向下为负）。悬臂梁施工线型控制的关键是要分析每一施工阶段、每一施工步骤的结构挠度变化状态，确定逐步完成的挠度曲线。影响挠度的因素根据施工过程主要有以下几种单T形成阶段由以下因素产生的悬臂挠度梁段混凝土自重；挂篮及梁上其它施工荷载作用；张拉悬臂预应力筋的作用。合拢阶段，将继续发生以下因素产生的连续挠度合拢段混凝土重量及配重作用；模板吊架或梁段安装设备的拆除；张拉连续预应力束的作用。在以上过程中，同时还会发生由于混凝土弹性压缩、收缩、徐变、预应力筋松弛、孔道摩阻预应力损失等因素引起的挠度。2、预拱度计算基本假设混凝土为均质材料。施工及运营过程中梁体截面的应力H05RA，并可认为在这种应力范围内，徐变、应变与应力成线性关系；叠加原理适用于徐变计算，即应力增量引起的徐变变形可以累加求和；忽略预应力筋和普通钢筋对混凝土受力及变形的影响。在上述假设的基础上考虑到各节段混凝土龄期不同所导致的收缩徐变差异将连续刚构梁施工所经历的收缩徐变过程划分为与施工过程相同的时段即浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等。每一时段结构单元数与实际结构梁段数一致，在每一时段都对结构进行一次全面的分析，求出