预应力混凝土连续梁桥预制拼装施工方法和要点PPT

1、,2014.11,上海市城乡建设和交通委员会,钱寅泉,预应力混凝土连续梁桥预制拼装施工方法和要点,主 梁,一.造桥机工艺介绍,造桥机海上施工,造桥机推进,支撑托架,推进小车,主梁,横梁,外模,造桥机工艺介绍,推进台车,横 梁,混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁,造桥机工艺介绍,混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁,横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱,MSS向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动,造桥机工艺介绍,横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱,MSS向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动,造桥机工艺介绍,造桥机

2、工艺介绍,造桥机工艺介绍,二.桥梁预制拼装,桥梁构件节段单独预制,后张预应力串联在一起,1.逐跨拼装施工,提升并旋转节段,逐跨拼装施工,逐一提起所有节段，并将其悬挂于架桥机主梁上,逐跨拼装施工,提升所有节段，并分层悬挂,逐跨拼装施工,从一端向另一端逐一拼接节段,逐跨拼装施工,拼接完成后，穿入预应力束,逐跨拼装施工,张拉预应力，将荷载转移到支座，并放松吊杆,2.悬臂拼装施工,悬臂拼装施工,悬臂拼装施工,悬臂拼装施工,悬臂拼装施工,闵浦主桥双层钢结构双塔双索面斜拉桥，708m,三.挂蓝法施工工艺流程,墩顶长度3米用挂蓝施工的方法,第一步: 在3米长的墩顶上安装挂蓝,挂蓝法施工工艺流程,第二步: 在

3、墩顶两侧浇注混凝土,挂蓝法施工工艺流程,第三步: 将设备分开,挂蓝法施工工艺流程,第四步: 完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工,挂蓝法施工工艺流程,挂蓝法施工工艺流程,第四步: 完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工,挂蓝法施工工艺流程,第四步: 完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工,挂蓝法施工工艺流程,第四步: 完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工,挂蓝法施工工艺流程,第四步: 完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工,挂篮主要结构组成,主要施工流程： （1）完成墩顶段（0#块）现浇施工； 同步完成临时固结（临时墩）施工；,主要施工流程： （2）安装挂篮，完成荷载试验；,主要

4、施工流程： （3）挂篮悬臂对称施工节段；,主要施工流程： （3）挂篮悬臂对称施工节段(至合拢节段前)；,主要施工流程： （4）安装合龙段吊架，按先边跨后中跨的顺序完成合龙；,07年06月13日，黄埔大桥预压，支架坍塌，4人被压。 沙包压重预计万多个，放了2万多个，发生坍塌。,四,支架,2004年12月13日,广清高速公路高架桥支架发生坍塌。1人死亡，1人失踪，近30人从桥上坠下。,地基不稳造成，而不是支架不稳和水泥在浇灌时过重,事故原因： 基础施工不符合规范，钢管壁厚不够，预压范围不充分，每跨均有部分区域未压到；支架搭设过程中及完工后的验收工作草率，且无文字纪录。,2002年2月8日，自贡市某

5、大桥施工发生坍塌，3人死亡，7人轻伤。,滇池草海隧道50米顶板坍塌,3m1.8m19m,106m3,立柱中心跨度为16米,排架高15.57米，满堂钢管扣件排架,未考虑排水措施，路基在雨水浸泡。承台边1.2米在回填土上浇筑混凝土。未垫槽钢，排架立在地面,9月26日越南在建大桥坍塌(至少60人死亡）,钢管满堂支架预压技术规程 JGJ/T194-2009,边跨支架图,揽风绳,揽风绳,0、1、1#支架图,揽风绳,揽风绳,边跨支架图,边跨支架图,翼缘板处,腹板处,空腹段,腹板处,翼缘板处,钢管满堂支架预压技术规程,采用荷载预压来消除基础及支架的非弹性变形，为预拱度的确定提供依据，同时检验地基和支架的稳定

6、性。 由于施工单位在荷载预压过程中缺乏技术标准，操作中存在较大随意性，易产生安全隐患。 钢管满堂支架预压技术规程适用于建筑与市政工程中搭设钢管满堂支架现浇混凝土工程施工的支架基础与支架的预压。,现浇混凝土工程施工的钢管满堂支架预压应包括支架基础预压与支架预压 根据工程结构形式、荷载大小、支架基础类型、施工工艺等条件进行预压施工组织设计。,支架基础预压目的是为了检验支架基础的处理程度，确保支架预压时支架基础不失稳，防止支架基础沉降导致现浇混凝土结构开裂； 支架预压的目的是为了检验支架的安全性和收集施工沉降数据.,支架预压沉降变形包括基础沉降与支架沉降。支架沉降一般在混凝土初凝前已基本完成，而基础

7、沉降具有持续性，是混凝土结构施工质量的重要影响因素。 支架预压属于高空作业，施工中具有较高安全风险，且需消耗大量的人力、物力。为达到安全、经济的目的，规程提出现浇混凝土工程施工的钢管满堂支架的预压应分基础预压与支架预压两部份。,基础预压,支架预压,支架基础预压前，应查明施工区域内不良地质的分布情况。 支架基础应按不同类型分类,选择代表性区域进行预压。支架基础应设置排水、隔水措施，不得被混凝土结构养护用水和雨水浸泡。 预压前，应布置支架基础的沉降监测点；支架基础预压过程中，应对支架基础沉降进行监测,对支架基础代表性区域的预压监测过程中，当最初72h各监测点的沉降量平均值小于5mm时，应判定同类支

8、架基础的其余部分预压合格。 预压监测过程中，当满足下列条件之一时，应判定支架基础预压合格： 1 各监测点连续24h的沉降量平均值小于1mm； 2 各监测点连续72h的沉降量平均值小于5mm。,支架基础预压荷载不应小于支架基础承受的混凝土结构恒载与钢管支架、模板重量之和的1.2倍。 支架基础预压范围不应小于所施工的混凝土结构工程实际投影面宽度加上两侧外各扩大1m的宽度,支架预压应在基础预压合格后进行。 不同类型的支架应根据支架高度、基础情况等选择具有代表性区域进行预压。支架预压加载范围不应小于现浇混凝土结构物的实际投影面。支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和1.1倍。 支架

9、预压前，应布置支架的沉降监测点；支架预压过程中，应对支架的沉降进行监测.在全部加载完成后,当满足下列条件之一时，应判定支架预压合格：,各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm； 各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。,五 要点,1、灌浆密实应引起足够的重视,管道压浆不饱满,100,2011版公路桥涵施工技术规范：将压浆质量提高到了前所未有的高度。 总的目标:低水胶比、高流动度、零泌水率 从两个方面来保证目标的实现： 1、对压浆材料提出了严格的技术要求； 2、采用先进的压浆工艺,大循环智能压浆工艺,管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，

10、通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。,气泡排出,2、预加应力不足引起裂缝 预加应力不足，会导致预应力混凝土结构出现裂缝。扁锚横向预加力不足，桥面板易产生纵向裂缝。,中山西路三号桥由于预加应力不足，引起箱梁底板下缘裂缝,a、原因：张拉机具用油压表读数，很粗略；油泵工作时，油压表指针抖动，难以读准；操作难以监测，不易规范。 伸长值校核，综合反映了张拉力是否足够，孔道摩阻情况，预应力筋是否正常。,通过对1200多片简支梁和七座连续刚构预应力检测数据分析，传统张拉存在问题：,a、 张拉力控制误差过大,达15%； b、伸长值测量不及时、不准确，未能

11、实现 张拉力和伸长值的双重同步控制； c、张拉过程不规范； d、 两端对称张拉不同步,结构受力不均； e、 人工记录数据，质量隐患被掩盖。,109,智能张拉仪,张拉系统控制平台,智能千斤顶, 预应力智能张拉系统主要功能, 能精确控制有效预应力力值大小。 准确、实时测量预应力钢筋伸长量。 实现张拉过程智能控制，不受人为、环境因素影响；保 证张拉同步、停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合规范要求。 对称同步张拉 智能控制张拉过程，减少预应力损失 实现远程监控,3. 多跨预应力混凝土连续梁长曲索预加应力要引起重视 设计要考虑预加应力的充分性，必要时预留备用索。 施工要使波纹管正确就位，防

12、止穿索时钢绞线缠绕，采用塑料波纹管能减小摩阻。 对重要结构的长曲索，应实测孔道摩阻，并由设计签字认可。,4、锚下混凝土压碎,锚垫板后砼不密实或有空洞，锚垫板下陷，破裂,5、预加应力不足，引起梁体下挠,6.梁的裂缝 斜裂缝 a简支梁 斜裂缝长度及数量发展较快，一旦出现，应加强观测； 斜裂缝限在受拉区，已趋稳定，尚可容忍； 斜裂缝发展至受压区，或裂缝范围向跨中区域发展，则严重，需加固。,B 连续结构,红岭高架桥,跨径75m+3130m+75m，总长540m；墩高35m、45m、39m、24m；挂篮悬臂浇筑混凝土每个T墩14个节段（013号），合拢段为14号纵向、横向、竖向空间三向预应力体系,裂缝宽

13、度在0.15mm-0.90mm之间，在活荷载作用下裂缝变宽； 裂缝方向沿15 45方向分布； 裂缝主要分布在边跨支点（8#-13#块）及中跨的跨中范围（6#-14#块）； 箱梁内比箱梁外裂缝多，开裂程度严重。,腹板斜裂缝（箱外）,斜截面抗剪强度、抗剪尺寸、使用阶段主拉应力控制欠缺,腹板主拉应力超限 腹板抗剪强度不足 腹板抗剪尺寸偏小 竖向预应力有效发挥差 箍筋直径偏小,腹板斜裂缝（箱内）,承载能力极限状态610号节段混凝土斜截面抗剪强度计算不满足规范要求. 承载能力极限状态610号节段混凝土的抗剪截面尺寸不满足规范要求.,病害案例,对长沙月亮岛大桥（主跨7 96.0m预应力混凝土箱梁）进行检测

14、：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝194条，裂缝宽度在0.1mm0.5mm，裂缝长度在0.3m3.0m ,与桥梁行车方向夹角为3060。,c 箱梁临界荷载（开裂）和极限荷载（破坏）； 分析小箱梁斜截面抗剪性能,反力架单点加载，实现剪压破坏，最大加载量300t； 200t千斤顶两个，搭配压力传感器-实现加载可控； 加载位置距箍筋加密区约一倍梁高的位置，剪跨比2.5,应变花及弓形应变计采集腹板应变，位移计采集箱梁挠度以及支座压缩量、转角；应变片采集箍筋应变；,最大裂缝位置,开裂荷载120t 当加载到120t时，个别应变片失效，梁体出现细小斜裂纹,破坏荷载226t 加载到200t，裂缝宽度达到1.

15、5mm，最宽斜裂缝在箍筋加密区边缘，梁下缘； 加载至226t时，千斤顶无法继续加荷，各位移测点持续增大，梁体变形明显。,预应力混凝土梁底板崩裂,底板裂缝出现在杏山侧第二跨及第三跨跨中合拢段处。 底板裂缝长度2-5m，裂缝宽度0.2-0.6mm之间。,底板纵向裂缝,横向框架计算,使用阶段底板的混凝土裂缝宽度计算不满足规范要求,端横梁高3.9m过渡至2.3m。,破坏区,梁体底层钢筋网片及保护层以外混凝土脱落。破坏范围为变截面处东西侧各2.8m。,拉筋设置,拉筋,底板上下混凝土崩开成两层,预应力管道施工误差分析,当按照规范的间距0.5m布置钩筋，波纹管在浇筑时产生偏差很小，不易发生崩裂破破坏；,当钩

16、筋间距超过1.5m时，产生的波纹管偏差较大，可能会发生局部崩裂破坏。,B1b、B2b、B3b、B4b的最大管道偏差分别是7.1、6.9、6.3、6.7。这些实测管道偏差数据很好的佐证了管道偏差超过5cm时，横向和竖向拉应力超过混凝土抗拉强度标准值的。,经验教训：,1.施工单位应按照设计图纸和交底要求，设置预应力孔道定位筋、上下层钢筋网的拉结筋和混凝土保护层垫块。预应力孔道定位筋应和钢筋骨架可靠连接，预应力孔道定位偏差应在规范限值之内。 2.施工单位应在专项施工方案中明确混凝土浇筑顺序，底板混凝土浇筑不得从腹板下料。预应力张拉时应实施混凝土强度和龄期双控，张拉应力和延伸量双控。真空辅助灌浆应严格

17、控制真空度，灌浆料应严格控制水灰比。,3.预应力孔道应选择材料、厚度、内径、环刚度达标，咬合严密牢靠，与混凝土结合良好的波纹管。 4.设计单位应对顶底板，尤其是预应力束弯曲区域，根据钢束布置、束力大小、布束类型进行由于预应力引起的局部受力分析，并有针对性地提出和加强上下二层钢筋网之间的构造连接，必要时应设置防崩钢筋，构造钢筋应出图明示 。 5.各监理单位应对施工单位编制的钢筋和预应力工程专项施工方案进行审查。建立专项验收制度，对施工现场波纹管材质、预应力孔道定位、上下层钢筋拉结连接进行检查和验收。对箱梁钢筋骨架及布束应实施分层、分段验收。,7. 辽宁盘锦田庄台大桥发生垮塌事故,2004年6月1

18、0日6时50分，辽宁省盘锦市境内田庄台大桥突然发生垮塌。该桥位于盘锦与营口交界处，连接辽河两岸，桥长500余米。,1、辽河大桥在建造梁体拼装时，采用明槽混凝土预应力筋张拉锚固。明槽混凝土是普通钢筋混凝土，在预应力钢筋张拉完成后浇筑，不存在预压应力，后期恒载及收缩徐变产生负弯矩，加上明槽混凝土自身收缩受到约束，明槽混凝土产生拉应变，当其拉应变超过自身极限拉应变，即产生横桥向裂缝。 2、建成后，由于长期车辆荷载作用，亦存在养护不到位的情况，致使桥面铺装破损严重。 3、雨水等水流顺着已破损的桥面铺装裂缝进入，长期作用下造成铺装层及梁体表面的钢筋锈蚀，使预应力钢筋外部的混凝土出现裂缝，水流直接作用于预应力筋。 4、水对预应力筋长期作用下，预应力筋锈蚀，有效截面减少，单索应力提高。当预应力筋无法提供足够的预应力时，预应力筋断裂。 5、由于同一断面上的预应力筋是共同受力，当出现多处断筋后，其余预应力筋无法承担全部荷载（恒载、活载），截面破环,桥梁破环。,8.钢筋混凝土连续梁负弯矩区域裂缝 负弯矩区域裂缝危害大于跨中正弯矩区域裂缝。 负弯矩区域铺装层钢筋网应加强。 普通钢筋混凝土结构在自重荷载作用下裂缝不允