澳凼三桥连续梁悬拼法施工

1、澳门一凼仔第二跨海大桥预应力连续梁悬拼法施工工艺撰写人:复核人:审核人:中铁大桥局澳凼三桥项目经理部二O O三年六月目录、工程概况、块件预制（一）预制场地的选择（二）块件的预制方法、块件装船运输（一）块件吊离制梁台座前的准备工作（二）块件整修（三）块件的装船及浮运四、悬拼吊架及作业程序（一）悬拼吊架（二）块件拼装作业程序五、块件拼装的接缝处理及预施应力（一）湿接缝（二）环氧树脂接缝（三）预施应力及体系转换（四）胶接缝的预施应力过程中出现的问题及处理方法六、块件拼装位置的控制七、悬拼施工中的几个问题一、工程概况该桥上部结构形式为：从澳门侧为(5X 60) + (2X60) + (110+180+

2、110 +(9X 60) + (7X 60+ 45) =1825 其中正桥 110+180+110=400n为预应力混凝土斜拉桥，除南引桥S16S17号墩跨为45m跨外，引桥其余跨均为60m的预应力砼等高连续箱梁，北引桥1N2为2X60m异形段箱梁，连接 A B匝道。匝道A为(4X 22.6) + (4 X 22.6) + (4 X 22.6)=271.2m 连续等高箱梁；匝道 B为(3X 22.6 ) + (3X 22.6) +(3X 22.6 ) + (26.6 + 37+ 22.6) + (3X 22.6 ) +(3X 22.6) =519.6m 混凝土箱梁。采用悬拼法施工的梁段从主桥1

3、#墩至S14#墩，共34跨，28个“T”构，它 们是主桥 2、3 号墩 “T” 构和引桥 S1、S2、S3 S4、S5 S6、S7、S8、S10 S11、 S12、S13号墩“T”构。主桥每个“ T”构的拼装块件数为48块，即每个悬臂端 24块；引桥每个“ T”构的拼装块件数为12块，即每个悬臂端6块。全桥共悬拼480个块段，其中1# 4#墩为向下的圆曲线，4# S4#墩为5% 的下坡，S4#S6#墩为向上的圆曲线，S6#-S14#!为平坡。预制梁块长有2m 3m 4m三种，梁体宽度主桥为15.90m,弓I桥为12.95m。各种块件的数量如下：块段0#块(现浇)2 m3m4m合龙段直线段数 量

4、主桥448813664引桥24288286施工方法个“T”构悬拼施工的工艺流程如下:主要分为：箱梁0#块施工、块件预制、装船运输、拼装等三个工序，其中块件预制包含块件的横、竖向预应力筋的张拉及其管道压浆。拼装包括起吊、涂胶、定位、穿预应力钢束、张拉纵竖向预应力钢束、钢筋及其孔道压浆等。现将 施工工艺分别介绍如下。、块件存放块件预制方法祥见箱梁预制施工组织设计 ，这里对梁段起吊和存放做几 点补充。块件吊离制梁台座前应做好以下准备工作：1. 块件编号：统一用红油漆在箱梁腹板外侧标示，并用箭头指向块件拼装时 的悬臂端，编号格式为： *2. 横、竖向预应力筋张拉压浆：在砼强度达设计强度的80%时，张拉

5、横向和竖向预应力筋，压浆可以在块件吊离制梁台座后进行，但不宜超过张拉后 3 天3. 用红油漆在相邻块件的两个腹板内侧作三角形的对接标志，以便于悬拼时 的对位。4. 在块段顶板的前后两端放出箱梁中心线，用红油漆标示，在悬拼时作为调 整块件标高和纵轴线的测量控制点。5. 箱梁底部的挑梁在存梁台座上立模浇注。二、块件装船运输（一）块件装船运输前的准备工作1. 用钢丝刷、粗砂纸等工具把胶拼面上的隔离剂（石灰水）清除干净，然后 用压力水冲洗，并使胶拼面干燥。2. 对湿接缝截面进行凿毛处理。3 用通孔器检查孔道是否阻塞变形，并进行处理。4. 检查各锚头垫板是否与孔道垂直， 否则，在锚头垫板上加焊楔行垫板纠

6、正。5. 检查梁体是否有蜂窝、麻面、缺棱掉角等缺陷并进行修补。6. 安装腹板内侧的临时张拉结构。（二）块件的装船及浮运块件的运输过程是：在下河栈桥与存梁台座间铺设运梁轨道一利用梁场的200t龙门吊机把存梁台座上的块件吊放到轨道上的运梁台车上一运梁台车利用 自身动力将块件运至下河栈桥的天车下方一栈桥上天车运送块件下河装船。本桥箱梁预制块件的最大重量为 163.3t，梁高为6m块件长度分4m 3m 2m三 种。由于块件高度较大，且桥址位于海区风大浪高，为了保证浮运过程中 的稳定，在块件装船后必须对块件采取固定措施（见附图 1）。浮运梁块的船只为 2只载重量 400t 的铁驳，每只铁驳配两只 60t

7、 的拖船， 两只铁驳分别独立浮运一个梁块。三、悬拼吊架及作业程序（一）悬拼吊点1. 吊架构造吊架为分离式，每个吊架净吊重量为180t。吊架由主桁架及连接系、锚固系统、操纵系统、提升系统、纵向调节系统、吊架滑移系统等6大部分组成，其主要性能参数如下：DQP18节段悬拼提梁机主要性能参数1节段长度(2m 3m) 4m2最大起重量180t （含吊具等）3架桥机走行速度0 0.5m/min4吊点平移范围0 500mm5起升速度约 0.8m/min6起升高度30m7前支点最大压力之和约302t （以净起重170t计）8后支点最大拉力之和约85m （以净起重170t计）9整机自重约37t10架桥机总功率小

8、于40KW11外形尺寸（长*宽*高）9m*12m*6m当拼装3#块及以后的块件时，即将双悬臂吊机拆开改装为两个独立的吊架,如图3所示。悬拼吊架由纵向主桁架、横向起重扁担、平衡重及锚固装置、起重机构、走 移机构、吊篮工作平台等部分组成。吊架用万能杆件和型钢拼装，其最大起重量 为 500KN（1） 纵向主桁架：是吊架的主要承重部分，桁架用万能杆件和30槽钢拼 制而成，共四片桁架，各片之间设横向联结系连成整体。（2）横向起重扁担：由155和30以及/ 100组拼而成，其上安装一组苏式 定滑轮组，用于起吊梁块 ，该扁担通过两个10t的倒链，可以在主桁上顺桥向 来回滑动。（3）平衡重及锚固装置：其目的是

9、保持主桁架的平衡，防止吊架倾覆翻转 拼装1#2#块件，不设平衡重，而用8根 35的锚固杆，将主桁架锚固在 0#块 的竖向预应力粗筋上，拼装 3#11#块件时，双悬臂吊架分成两个单悬臂吊架， 每个单悬臂吊架分别采用 1个浇满水的、重量为 23t 的浮箱作为平衡重， 还分别 用4根 35的锚筋将主桁架锚固于已拼好梁块的竖向预应力筋上，防止吊架倾 覆。（4）起重机构：每个吊点由 2个苏式五轮滑车组组成， 用一台 7.5t 卷扬机 带动。（5）走移机构：吊架整体纵移采用两组 8米长的钢轨作下滑道，主桁底部 设上滑道，上下滑道间涂黄油，用两台 10t 倒链拖动，横向起重扁担的走行，采 用扁担直接在主桁上

10、滑移（涂黄油） ，由两台 10t 倒链拖动。（6）吊篮工作平台：供穿束、张拉、压浆人员工作之用。它悬挂在主桁架 的前端。2. 吊架拼装与改装吊架的拼装程序如下：（1）将吊架分成对称的两组（每组各 2片），并在岸上分别预拼好。（2）在 0#块顶部按设计位置布置纵向主桁架的四个支点。（3）将两组主桁架浮运至墩下，每组主桁架重约 20t 左右，合用两台水上TMK吊机将其吊上0#块顶部，两组主桁架就位后，立即拼装横向联结系。（4）吊架锚固于 0#块顶部，并在其上安装横向起重扁担。（5）安装电动卷扬机（ 2 台 7.5t 卷扬机）和滑车组。（6）安装吊篮工作平台。经上述安装后的吊架即可进行悬拼工作了。每

11、侧拼完2#块后，将吊架进行如下改装：（ 1 ）起重扁担内移至支点附近，并设置好平衡重。（2） 在主桁架底部设置滑道，并涂上黄油，准备好拖拉主桁架的倒链（10t 倒链）。（3）沿主桁架中部拆开分离。这时吊架改装成了两个独立的悬臂吊架，用于分别吊装两侧的块件（ 311 块）。3、吊架的移动块件拼装及预施应力后， 在拼装下一块件前，吊架需进行前移，具体步骤如 下：(1) 将起重扁担内移至支点附近并松开锚固杆。(2) 用50t千斤顶将吊架稍稍顶起，将下滑道前移 2.5m或3.5m。(3) 吊架前移采用 2台 10吨的手拉倒链，在下滑道前端设置反力点，倒链 连接于反力点与主桁架前支点的牵引鼻之间。( 4

12、)收紧倒链，实现吊架前移。( 5)吊架定位对中。( 6)安装限位装置，固定锚杆，并前移起重扁担，准备下一块件的拼装。(二) 块件拼装作业程序1. 湿接缝块件拼装作业程序( 1)驳船浮运 1#块至桥下预定位置，并将驳船靠泊稳定。(2)挂好吊点后，两侧块件同时起吊，块件吊离驳船 20cm左右后即可停止 提升，检查起重设备是否工作正常， 当确认一切安全可靠后即可撤走驳船， 将块 件继续提升至拼装高度。( 3)移动横向起重扁担，使 1#块与 0#块靠拢，初步进行定位检查，检查缝 宽(设计为20cm)，核对孔道对接情况，发现问题及时处理。( 4)正式定位后，焊接湿接缝定位撑块，并安装湿接缝制孔胶管、钢筋

13、、 模板等。( 5)张拉临时束后，浇注湿接缝砼。( 6)待砼强度达到 40 号后，进行全面预施应力。2. 胶接缝块件拼装作业程序除 1#块外，其余块件接缝均为胶接缝 ，拼装作业程序如下：(1)、(2)同湿接缝拼装。( 3 )将块件起吊至拼装高度进行试拼，初步定位，检查块件的标高，中线 以及孔道接头并进行处理。( 4)将块件移开，在接缝面涂环氧树脂。( 5)块件靠拢，正式定位。(6)张拉临时束(吨位为设计吨位的 60%)，保温 1224小时后，进行正式预应力张拉、块件拼装的接缝处理及预施应力（一）湿接缝本桥悬拼“T”构中，仅在0#块与1#块之间设置了缝宽为20厘米的湿接缝， 其作用是便于1#块的

14、拼装定位，保证现浇0#块与预制1#块之间的接缝密贴。湿接缝砼标号与梁体砼标号相同（50号），并掺入膨胀剂以消除砼收缩裂缝, 保证接缝质量。（二）环氧树脂胶接缝1. 胶接缝的作用及影响胶接缝强度的因素： 提高悬拼块件间接缝的抗剪能力，改善接缝处的应力传递。 使接缝能承受拉力，提高抗裂性。 增强悬臂的的整体性等。胶接缝的强度除和选用的胶结材料及其配合比有关外，还和胶接缝的施工操作工艺有密切关系。例如：非活性稀释剂用量过多，胶接缝施加压力不足（小于 2kg/cm2），胶接面处理不佳（油脂未除去，胶合面潮湿），硬化温度不合适，作 业时间超过规定等等，均能引起胶接缝强度降低，因此选择适当材料、严格施工工

15、艺是保证胶接缝质量的关键。2. 树脂胶的材料施工中采用的环氧树脂的材料主要是由环氧树脂粘结剂、增塑剂、稀释剂、 硬化剂以及填充料等材料组成。 环氧树脂粘结剂：采用6101低分子量树脂。 硬化剂：根据施工操作时所需的硬化时间，选用了在常温硬化的简苯二胺。 增塑剂：环氧树脂硬化以后，其性能较脆，为增加胶结材料的塑性，提高 其抗冲击、抗弯及抗拉性能，选用二丁脂作增塑剂。 稀释剂：在常温条件下，可降低粘度，浸润胶合剂表面，提高粘结力，增 加体积容量和填充料含量，以及便于涂抹与延长使用时间。 本桥选用活性稀释剂 501# （环氧丙烷丁基醚），施工中还采用了非活性稀释剂丙酮来吸附涂胶面的水 分。 填充料：

16、是改善胶结料的机械物理性能，满足操作要求的掺合料，施工选 用了便于调整施工稠度，控制胶层厚度，提高胶缝弹性模量的水泥作为填充料， 所用水泥须干燥无水，并用900孔/平方厘米的筛子过筛。 辅助材料：由于环氧树脂胶结料不溶于水，因此对工具的洗刷采用丙酮或 二丁脂。3. 环氧树脂胶结料的配方环氧树脂胶结料的配方，是根据胶接缝所要求的物理力学性能， 以及拼装时 的环境温度和所要求的操作时间而选定的。 本桥在经过几十种配方试验后，选择 了低温配方和高温配方各一种，如下表所示：环氧树脂胶结料的低温配方（010C）6101涂料A-1稀释剂501增塑剂A-2低温固 化剂YH-82滑石粉525#水泥工作时 间（

17、h）6733103.3308254环氧树脂胶结料的高温配方（2035C）6101二丁脂简苯二 胺525#水泥工作时 间（h）10020302204其中水泥用量，可根据施工时胶合面的不同施工温度进行适当调整， 其调整 数据以涂胶厚度不超过1毫米，在涂胶时间内不产生下淌为宜，其它材料的用量 均不得随意更改。4. 胶接缝施工工艺（1）准备工作 检查入库材料的牌号、性能是否和经试验选定的材料相符。 挑选身体健康的人员组成胶接缝施工专业队，进行施工工艺交底。 清除箱梁胶接面的油污和石灰层（预制箱梁块时，为便于脱模，在匹配面 上涂上了石灰水），并使胶接面保持干燥。 准备好口径350mmr 400mn和口径

18、200mnt勺容器以及毛刷若干，以供调制 和涂刷树脂胶时操作人员使用。 准备防雨措施，以防天气变化影响施工质量。 冬季施工，备好保温设备。（2）拌胶程序及注意事项 拌胶程序先将环氧树脂与二丁脂，501#与简苯二胺，分两个容器分别拌合，其中简苯 二胺需先捣碎成粉末后，再加上 501#稀释剂，加热至5560C,搅拌稀释均匀， 并使水分和气泡逸出，然后倒入前者的容器， 混合搅拌， 最后加水泥继续搅拌均 匀为止。 注意事项a. 严格按拌合顺序逐一称量，不准随意变动配合比。b. 拌料要均匀，加料时应边拌边加料，搅拌速度要快，搅拌时间不得少于 10分钟。c. 搅拌时不得有杂物、水分进入，阳光不得直接照射。

19、d. 在块件初步定位， 各项涂胶准备工作就绪后，方可加入固化剂，以便在规 定时间内操作完毕（一般为 30 分钟），防止硬化。e. 每次拌合的胶结料均应做好各项记录， 制作试件， 试件要在与实物处于相 同的条件下进行养护，以供试验检查。f. 各种容器使用后及时檫洗干净。 涂胶工艺及注意事项为保证在硬化前对胶接缝施加 0.2Mpa 的压力，因此要求涂胶操作在预定时 间内完成（ 30分钟），同时涂胶、预施应力等各项工作必须密切配合。涂胶工艺 及注意事项如下：a. 人员组织：按两个接缝同时涂胶组织，根据接缝面积，涂胶厚度、硬化时 间以及每人每小时能完成的涂胶面积来确定涂胶人数。当涂胶厚度为 1 毫米时

20、， 每人每小时能完成 2.0 平方米左右。b. 操作时，先由下而上挂胶，在左右铺平，最后自上而下刮平。涂胶厚度控 制为 1 毫米。c. 胶结料在使用过程中，要继续搅拌，以保持均匀。d. 树脂胶涂好后，在接缝面的预应力孔道上帖一块厚 10mm勺环行海绵垫（普 通海绵），以保证预应力孔道的密封，防止孔道压浆时串浆、漏浆。e. 根据试验得知，环氧树脂胶粘料涂抹以后，需对胶缝施加0.2Mpa的压力，并且还要求在比较稳定的温度下进行硬化，特别是初始养护的温差必须严格控 制。本桥在悬拼施工中， 由于气温较低， 我们采用了草带加蓬布覆盖的保温措施， 使砼表面保持在特定的温度范围，其温度变化幅度控制在土510

21、C。f. 胶缝加压后被挤出的胶粘料要及时刮干净以免污染箱梁，影响外观。（三）预施应力及体系转换1. 压胶束临时张拉。根据施工工艺要求， 胶拼面树脂胶要求在一定的压力下 进行硬化，因此需临时张拉压胶束，每个胶拼面选用 6束，其中顶板 4 束，腹板 各一束，并与胶拼面竖轴对称，每束张拉力 300KN。2. 全面张拉。待环氧树脂胶强度达到设计强度后， （一般为 24 小时），张拉 全部静定钢丝束，临时张拉的压胶束也松解重新张拉至设计吨位。张拉原则： 先 长后短，先边后中，先上后下，交错的原则进行。张拉质量采取应力、伸长量双 控制，张拉采用分级张拉。其加载顺序如下：0-初应力（10%c k并划线作记号

22、）-105%c k （持荷5分钟后，测量伸长率） f CT k顶锚塞油缸回零（测回缩量）回油退楔。其中 CT k=1200Mpa每束钢 丝束的设计张拉力为565KN分级张拉，每级5Mpa。3. 竖向预应力张拉竖向预应力筋在箱梁预制时已安装在块件内， 块件在拼装 完毕后即可直接进行张拉。张拉顺序如下：0初应力（10%（T k并划线作记号）T k （持荷2分钟，测量伸长量）拧 紧螺帽进行锚固一卸载。其中t k=477Mpa每根钢筋设计张拉力为234KN竖向预应力筋张拉时没有 进行分级加载，均属直接张拉至设计吨位。4. 合龙段设置内支撑并预施应力。 根据设计图纸的要求， 在合龙段内设置钢 支撑。钢支

23、撑位置如下图所示。安装钢支撑要求在当天气温最低时进行， 支撑装好后， 按设计规定张拉合龙 段临时束，然后进行合龙段钢筋、砼的施工。待砼强度达到设计强度的 80%时，张拉合龙段预应力钢丝束并进行体系转换。合龙由边孔向中孔对称进行，永久固定支座设在 12#墩上。（四）胶接缝在预施应力过程中出现的问题及处理方法 廖家沟大桥箱梁悬拼在预施应力过程中， 出现了胶接缝下缘开口的现象， 这 是由于在预施应力时，箱梁截面下缘出现拉应力所致。处理办法：（ 1 ）在箱梁底板部位用两台 10t 倒链拉住，抵抗预施应力时在下缘所产生 的拉应力，效果良好。（2）在箱梁底板部位有预应力孔道 9 通过束孔道）的截面，采用增

24、加两道底板临时束的办法，效果良好。临时束的张拉吨位为设计吨位的60%。由于箱梁拼接面的腹板部位设有剪力键， 因此在预施应力时， 梁块没出现向 上滑移的现象。二、块件拼装位置的控制 块件拼装时，必须按设计线型控制各块件末端的底面和顶面标高及桥轴向位 置。本桥箱梁块件的标高控制以梁块末端底面标高作为控制对象（其中1#块需控制前后两端的底板标高） 。梁块的顶板和底板两端设置骑马线，即梁块的中轴 线，是梁块吊离制梁台座前统一设置的，悬拼中，用以控制桥中线。本桥的箱梁悬拼中， 标高和中线的变化难以控制， 往往出现上翘和侧弯的现 象，一般在拼至 3#块以后，标高就是呈现偏高的趋势，且中线也偏离理论位置。 当初，我们采用23m