连续箱梁施工方案

1、惠大疏港高速公路东江特大桥连续刚构箱梁施工方案编制:雷海林审核:胡茂刚批准:王步国二 九年十二月四日东江特大桥连续刚构箱梁施工方案1、工程概况东江特大桥左、 右幅桥主桥全长 330.0m 。 该桥桥面横坡为 +2.0%单向坡。 主桥上部结构为 90+150+90m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁,箱梁根 部高度 8.7m , 跨中高度 3.5m , 箱梁根部底板厚度 180cm, 跨中底板厚度 32cm, 箱梁高度以及箱梁底板厚度按 2次抛物线变化。箱梁腹板根部厚 100 cm, 跨中厚 60cm ,箱梁腹板厚度在腹板变化段按直线段渐变,由厚度 100cm 变 至 80cm 再变至 60cm 。箱

2、梁顶板厚度 30cm 。箱梁顶宽 1825cm ,底宽 925cm , 顶板悬臂长度 450cm , 悬臂板端部厚 20cm ,根部厚 90cm 。箱梁浇筑分段长 度依次为:19m 长 0#、 1#、 2#段 +5×2.5m+8×3m+7×4m ,边、中跨合拢段 长均采用 2m , 边跨现浇段长 1408cm 。 主桥上部结构按全预应力混凝土设计, 采用三向预应力,纵、横向预应力采用“ ASTM416-97”和预应力混凝土 用钢绞线 (GB5224-2003标准 15.24mm 高强低松驰钢绞线,标准强度 1860MPa 。箱梁纵向钢束每股直径 15 .24mm

3、,大吨位群锚体系;顶板横向钢 束每股直径 15.24mm ,扁锚体系;腹板竖向钢束每股直径 15 .24mm采用群 锚体系。纵、横、竖向预应力束管道采用预埋塑料波纹管成孔,真空辅助 压浆工艺。梁段悬臂浇筑最大块件重量 2220KN ,挂篮自重按 90.0吨考虑。 挂篮与梁段悬臂浇块件重量比控制在 0.5以内,中跨合拢段吊架重量控制 在 22吨以内。2、 施工准备2.1施工组织及人员安排2.1.1 组织机构主要工作职责表 2-1 东江特大桥组织机构框图 2.2施工准备2.2.1 施工人员到场情况施工人员到位情况表 工程施工前须充分做好设备、物资材料的进场计划,具体安排如下。 拟本工程的主要机具设

4、备计划及数量详见表:主要施工机械配备表 。 主要施工机械设备表 3、施工顺序及工期安排主桥墩身施工到设计标高后 , 安装 0#、 1#、 2#块(详见图号 s4-3-005纵向钢束分布图 , 以下简称 0#块现浇托架 , 进行 0#块混凝土施工 , 张拉 0#块纵向预应力钢束。在 0#块对称安装两套挂篮 , 进行 3#块混凝土施工 , 张拉 3#块顶板纵、横、竖向预应力钢束。对称前移挂蓝 , 准备 4#块施工;然后依 次施工 5#22#块悬臂箱梁。在此之前完成边跨 14.0米现浇梁段施工,采 用支架法进行浇注。最后采用吊架法进行合拢段施工,施工顺序按照先中 跨合拢后边跨合拢的施工顺序进行,以此

5、完成连续刚构施工。3.1施工顺序连续刚构施工顺序:0#、 1#、 2#块 3#22#普通节段施工 (同 时施工边跨现浇段中跨合拢段边跨合拢段1、 0号段施工准备测量定位搭设支架立底模预压绑扎底板、侧板、 腹板钢筋立内模及腹板模板绑扎顶板钢筋、埋设波纹管立外模灌 注砼养生、拆模穿束张拉压浆养生。2、普通节段施工准备测量定位移挂篮就位立底模绑扎底板、侧板钢筋、 埋设波纹管、立内模绑扎顶板钢筋灌注砼养生、拆内模穿钢绞线 张拉压浆养生、吊篮前移。3、中跨合拢段施工准备、吊篮后移测量定位设臵顶撑及两端悬臂预压搭设悬 吊支架立底模绑扎底板、侧板、腹板钢筋、埋设波纹管立内模及腹 板模板绑扎顶板钢筋立外模灌注

6、砼养生、拆模穿钢绞线张拉 压浆养生。4、边跨合拢段施工准备、吊篮后移测量定位搭设支架立底模绑扎底板、侧 板、腹板钢筋、埋设波纹管立内模及腹板模板绑扎顶板钢筋立外模 灌注砼养生、拆模穿钢绞线张拉压浆养生。详见图 3-1连续刚构梁悬灌施工工序图。 4、主桥连续 刚构梁施工方法及工艺4.1 0#块的施工0#段采用打入管桩,搭设满堂支架的方案进行施工,箱梁 0#、 01#、 2#段,由于梁段高度比较高,长度比较长(19m ,混凝土方量 653.25m 3。采 用分两次浇注,第一次浇筑到顶板顶面以下 90cm ,混凝土方量为 445.2m 3, 第二次浇注剩余的 208.05 m3。4.1.1 0#块支

7、架支架由 56a 工字钢和 28a 槽钢组拼而成。在 0#、 1#、 2#段下使用直径 1米钢桩, 悬臂端有一定斜度, 用楔块和方木架调整到位, 同时也利于拆模。 翼板位臵采用钢管架支撑在 2 10槽钢上。施工工艺流程见 0#块施工工艺流程图4.1.1. 1托架预压:考虑箱梁底板段和翼缘段混凝土重量差别很大, 加载时按实际情况分段 堆载。箱梁荷载分区计算示意图各均布荷载如下: 混凝土自重:翼缘段:q1=10076/10000*26/3=8.73kN/m2底板段 : q2=129988.6/10000*26/6=56.33 kN/m2 混凝土振捣动载:翼缘段:q1=0.2*8.73=1.75kN

8、/m2底板段 : q2=0.2*56.33=11.27 kN/m2 混凝土超涨:翼缘段:q1=0.05*8.73=0.44kN/m2底板段 : q2=0.05*56.33=2.82 kN/m2 模板及支架自重 :翼缘段模板总重 = 1/2侧模重,故:q1=(0.5*13.2*10/(4.75*6=2.31 kN/m2底板段模板总重 =内模重+底模重+1/2侧模重,故:q2=(11.4+4.3+0.5*13.2*10/(4.75*6=7.82 kN/m2 施工机具及人员:q1=q2=10*10/(4.75*12=1.75 kN/m2内、外托架均布荷载为:q1=8.73+1.75+0.44+1.7

9、5=12.67 kN/m2q2=56.53+11.27+2.82+1.75=72.37 kN/m2预压荷载采用堆载预压方式, 堆载采用土袋, 堆载荷载与支架承重的实 际荷载相同。以消除支架的非弹性变形,同时测定支架的弹性变形量。 待底模、外侧模立好后,人工在地面装土,用塔吊将土袋吊到底模上 按照上述荷载进行堆放, 吊土袋前分次取 10袋土进行称重, 取其平均重量。 根据单袋土重算出堆码高度,根据设计均布荷载进行堆码。土袋采用塔吊 吊上支架平台,再利用人工摊铺,使土袋的堆载满足预压荷载要求。 预压开始前将模板按照监控单位提供的预抬高度+设计标高=立模标 高进行立模,并复核后开始堆载。堆载过程中随

10、时观察托架变形情况。堆 载完成时进行标高测量,并且逐日进行沉降观测,沉降稳定稳定后(标准 为沉降量小于 1mm/d卸下荷载,观测模板标高,并且每天进行观测,托架 回弹变形稳定后,进行高差对比,得出弹性变形值和非弹性变形值。为立 模标高提供准确数据。根据实测数据对模板进行标高调整,复核无误后,方可进行下到工序施工。4.1.2托架安装注意事项如下:1、在打入直径 1米钢管桩,之间必须焊接牢固。2、同一套托架钢管桩的标高需一致,不得一高一低,防止托架无法安 装,最终形成一个水平平台。3、管桩之间采用槽钢焊接。5、托架搭设完后须对支架进行等载预压以消除托架的非弹性变形,检 验托架的设计参数和稳定性,分

11、级加载加强观测并以此为依据对托架的高 程作进一步调整。0#块施工工艺流程图 4.1.3 0#块模板外模模板主要采用墩身模板,模板使用前应仔细检查模板的平整度和损 坏情况,以便及时修复,使施工顺利进行。 0#段中箱为封闭式,仅有在墩 壁开设 2个人行门洞,内模模板采用竹胶板,拐角处采用竹胶板,竖向带 木采用 12×12cm 方木,用48×3.0mm 钢管做支撑,钢管架设剪刀撑,增 加钢管架的整体稳定性。内、外模板上背钢采用 210槽钢,利用25的钢 筋作对拉,以克服混凝土产生的侧压力,增加整个内外模型的稳定性。对 拉杆的间距和位臵见附图。4.1.3.1 模板设计和施工模板分为

12、外模、内模、底模、端模。1、外、内侧模悬臂段外模(侧模和顶板悬出段用悬臂浇注的挂蓝侧模施工,每侧 模板为整块定型钢模板,板厚 4mm ,模板骨架为桁架式结构。双肢墩柱之间 的梁体侧模及顶板悬出段模板采用竹胶板施工,满堂脚手架支撑、拉杆对 拉加固。悬臂段内模采用竹胶板施工,钢管支撑加固,并与外侧模板用对 拉杆连接固定。箱梁外模间用通长拉杆螺栓联结并用钢管做内撑,以保证 施工时模板不移位和变形。2、底模底模分为双肢墩柱之间内侧底模和悬臂段 5.5m 悬出段底模。底模采用 墩柱 2×3m 墩柱模板,墩柱施工完成后,根据底模布臵图对模板进行加工。 首先必须对模板进行检修,保证板面平整,然后根

13、据底模布臵图要求将大 块的切割成需要的小块模板,分块采用塔吊吊装就位,用螺栓进行连接, 模板间缝隙采用双面胶粘贴防止漏浆。悬挑部分底模支架采用 12×15cm 方木作成单片的支架,横向用方木连接成为整体,连接点处用扒钉扣紧。每 三片支架采用斜向方木用扒钉连接,保证横向稳定。底模标高采用木支架 间的竖向方木进行调整。根据施工计算及托架预压变形观测预留托架变形 量,设定立模标高。3、端板与堵头板端板与堵头板是保证悬臂段端部和孔道成形要求的关键。端模加固支架 采用钢结构,骨架用方木、 100mm ×100mm ×10mm 角钢做横梁、竖梁,用 螺栓与侧模、内模联结固定。

14、板面用 1.5cm 厚的竹胶板,每端可用多根角 钢或方木作为斜撑与支架联结,以保证端板准确定位。4、模板质量控制模板加工按表 4-1 规定标准进行质量控制。按表 4-2规定标准进行模板组装质量控制。表 4-1 模板加工质量标准 表 4-2 模板组装质量标准 4.1.4钢筋及预应力管道施工4.1.4.1非预应力钢筋施工钢筋在加工场集中下料成型,运输到现场进行绑扎。施工时应认真对 照图纸,并设臵好支撑架立筋,保证钢筋位臵的准确,尤其是底板钢筋层 数较多,与支撑筋采用点焊固定,以免在施工中发生移位。横隔板钢筋采用散绑就位。就位后与竖向预应力骨架连成整体。腹板 钢筋也采用散绑,与横隔板钢筋交叉部分先不

15、绑扎,待腹板钢筋就位后再 绑扎腹板的竖筋和横隔板交叉部位的钢筋。底板钢筋和顶板钢筋在底模板 和内模板安装完成后采用散绑。钢筋加工对图纸复核后,对骨架钢筋放出大样图,同一类型钢筋按先长后短的 原则匹配下料,钢筋用弯筋机弯制后与大样图核对,符合尺寸要求。主筋 采用套筒机械对接,箍筋采用交流电焊机搭接焊;电焊机及电焊条根据钢 筋类型按规范要求选择,保证焊接质量。钢筋绑扎时在底侧模上按施工图 纸标出布筋间距,然后按标记进行绑扎,钢筋保护层由塑料垫块加以调整。 钢筋绑扎顺序:a. 底板钢筋按设计间距划线,绑扎底板底层钢筋,用塑料垫块支垫。b. 焊架立筋。c. 绑扎底板顶层筋及腹板筋,同时根据预应力设计将

16、纵预应力管道预 先放在腹板钢筋内,待腹板钢筋绑扎完毕后,进行管道调整,固定,安放 竖向预应力筋。d. 安装底板斜插筋。e. 安装内模板,加固。f. 绑扎顶板底层钢筋,及纵横向预应力管道。g. 绑扎顶板上层钢筋及斜插筋,调整顶板纵、横向预应力管道位臵并 固定。4.1.4.2预应力管道的施工为确保预应力筋布臵、穿束、灌浆的施工质量,必须确保预应力管道 的敷设质量,纵向成孔采用塑料波纹管,横向成孔采用金属波纹管,竖向 成孔采用薄壁钢管。纵向和横向预应力波纹管在腹板和顶板钢筋绑扎时安 装固定。纵向预应力波纹管道定位钢筋网片间距直线段不大于 50cm ,曲线 段不大于 10cm ,横向预应力管道定位钢筋

17、间距不大于 50cm, 定位钢筋应与钢 筋骨架点焊固定。若定位钢筋与普通钢筋相干扰时,可适当移动普通钢筋, 以保证钢束定位准确。钢筋焊接应采取防护措施,防止焊渣烧伤预应力管 道及模板等。钢筋与预应力管道相碰时,应调整钢筋的位臵。、 0#块的预应力管道密度较大,而且定位要求准确,施工注意事项 如下:a 、纵向成孔采用塑料波纹管,横向成孔采用预埋波纹管,竖向成孔采 用薄壁钢管。b 、管道采用形定位筋固定,用8mm 钢筋点焊成形。定位筋曲线段间距纵向、横向束 10cm ,直线段间距均为 50cm 。c 、钢束与钢筋位臵相碰时,按设计要求调整,即构造钢筋避让主筋, 普通钢筋避让预应力钢束,横、竖向钢束

18、避让纵向钢束。d 、纵向管道由于连续箱梁采取分段悬浇,因此,管道接头多,为方便管道接头损 坏后的更换,不采用管道直接伸出的常用办法,而采用先接套管的办法, 这样一旦接头管损坏可直接更换。另外,为防止管道在浇筑砼时漏浆堵塞, 在混凝土浇筑完成后,混凝土凝固前用清孔球对管道进行通孔检查,发现 管道发生堵塞时捣通或加压冲洗,直到管道畅通。e 、横向管道将三束预应力筋一头做成梨形自锚头后窜入 19×60的扁波纹管,套上 螺旋筋并安装好锚具后布臵在钢筋夹层内,因其刚度很小,砼浇筑和振捣 时要求特别注意保护,防止振捣时对波纹管破坏。f 、竖向管道竖向管道采用塑料波纹管制孔,管道与钢束、锚垫板及夹

19、片先组装后, 一并安装埋设,管道接头一旦处理不好,造成漏浆堵塞极难处理,为此须 采取如下措施:布臵在管道上下口的排浆管和压浆管与钢管的连接均采用薄壁钢管焊 制的三通, 并保证焊接处不漏浆, 排浆管和压浆管由 PVC 管引出模板外固定, 并将管口预先密封。接头处用胶带包扎严密,以防漏浆。上口锚垫板、锚具及竖向预应力筋之间的缝隙应做封闭处理,以防水 和杂物进入,同时槽口模板内应用棉纱填实,外露的预应力筋用胶带包扎, 以防砼浇筑时受到污染。、砼浇筑结束后,应及时对所有管道压风或压水进行清孔和检查, 一旦发现堵塞及时进行处理,以保证孔道的畅通。4.1.4.3挂篮施工孔洞预留0#、 01#块是悬灌挂篮起

20、步的基础,所以必须为挂篮的安装、锚固、走 行预留施工临时孔洞,待挂篮底模将移到下一块之前及时把上一块不用的 孔洞封堵起来。在腹板两侧沿纵向预留挂篮安装、锚固、走行孔洞同时还 可以用于外滑梁的锚固;箱梁前端部底板上预留用于下一块挂篮底模后端 锚固的孔洞;腹板侧面隔一定的距离留透气孔以保证箱室内外温差在±15以内。 每段浇注前应仔细检查所有预埋孔是否齐全。4.1.4.5内模、门洞模因钢筋吊装就位后,形成全封闭状态,施工人员进出墩内作业非常不 便,按施工设计图设计,在墩壁开设人行门洞,尺寸为 130×80cm 2的椭圆 形孔道。门洞模板采用钢、木混合模板,槽钢加固并与内侧模加固支

21、架连 接,孔道内不设支撑,以保证施工过程中人员通行。0#段内部截面变化复杂,在截面复杂部分采用木模板,以便于模板的 安、拆作业。腹板内模及顶模采用竹胶板。竖向用 12×12方木做背楞,横 向为双 210槽钢通过垫板及拉杆同外模框架拉紧。内侧模安装时,按竖向 预应力压浆管设计位臵,预先钻孔,安装模板时注意对注浆管进行防护。 安装后用半干硬水泥封堵管周空隙。然后用钢管支架立杆及可调式承托配 合调节,将内模的顶模及侧模顶紧,并设小钢管斜撑将其它杆件连成整体。 为方便砼浇注及振捣,箱室内模及顶模预留砼浇注振捣、观察孔缺口,待 砼浇注将近预留孔口时再予以封闭。拆模时,先将内模的钢管支撑卸掉,然

22、后松下拉杆即可。4.1.4.6混凝土施工混凝土由搅拌站集中拌和,混凝土输送车运输,高压输送泵垂直输送 至灌注部位。混凝土在灌注时要注意以下几项:(1 混凝土灌注分层厚度为 3040cm 。 根据混凝土的缓凝时间确定分 层灌注时间。为防止意外情况发生,混凝土缓凝时间定为 1012小时,混 凝土坍落度为 1620cm 。(2 0#块混凝土浇注对称进行,从中间向两端分层推进。 0#箱梁混凝 土的灌注采用泵送,混凝土搅拌运输车通过便道把混凝土运到混凝土输送 泵处。灌注顺序为底板腹板、隔板第二次浇筑顶板。在灌注底板混凝 土时,在顶板上开口,使混凝土从开口通过串筒灌入,底板混凝土灌注完 毕后浇筑隔板、腹板

23、混凝土。由于箱梁腹板高达 6.5m ,浇注腹板混凝土时 应从内箱腹板开孔的方法浇注混凝土, 2.0m开一个捣固孔, 混凝土灌注捣 固完成后封闭,内模板上每 3.0m 开一个观察孔,及时指导模板内施工人员 捣固作业待腹板混凝土浇至孔口时封堵孔口继续进行上面混凝土的浇注。 要配备一定数量小捣固棒配合大捣固棒和捣固铲。(3混凝土入模窜筒易采用软塑管,安装间距为 23.0m ,窜筒底面 与混凝土灌注面保持 1.01.5m ,在钢筋密集处适当增加窜筒数量。 (4混凝土捣固采用50和30插入式振拭捣器,以砼水平、泛浆及 无下沉为度,振捣棒应插入已浇下层砼 510cm ,以保证上下层砼之间的良 好结合。 由

24、于 0#块的结构复杂, 钢筋及预应力管道密集, 尤其是底板及其支 座部位的钢筋更是十分密集,砼振捣要充分、周密、不得漏振,以免出现 空洞,同时,不得碰撞管道及预埋件,以防管道漏浆堵塞和预埋件产生位 移。个别部位配备捣固铲、捣固锤辅助振捣, 0#段四角钢筋密集处,在外 侧模上各安装两台 1.1KW 附着式振动器加强捣固。在波纹管内插套管,同时 用通孔器通孔、高压水冲洗,保证波纹管畅通。捣固人员严格划分施工区域,明确责任,严防漏捣。实行岗前交底, 底板捣固人员要钻入底板上捣固,腹板振捣人员要进入腹板内捣固。 (5二次浇筑混凝土灌注前先将原混凝土面用水冲洗干净,木模板用水泡胀,防止其干燥漏浆。灌注前

25、在原混凝土面上铺 2cm 厚同标号砂浆, 并用捣固铲刮平。泵送混凝土进入储浆盘后,试验人员再次检查混凝土的 坍落度、和易性,如坍落度过小尽快调整,同时人工拌匀,防止混凝土离 析。(6养生:砼灌注完后待砼初凝后及时进行养护,顶板覆盖并洒水养 生。 0#块浇注的砼体积大,水化热大,因此要特别注意箱内砼的养生。 0#块砼浇注完后箱内及时覆盖麻袋或草帘(袋并经常洒水,在顶板张拉入 孔处和箱内设大功率风扇,加速箱内空气流通,降低箱内空气温度。 0#块 砼养生要专人负责,始终使砼保持湿润状态,砼养护时间不小于 7天。 4.1.4.7箱梁悬浇的挠度控制箱梁在悬浇施工中,由于受自重、温度、施工荷载以及砼自身的

26、收缩、 徐变等因素的影响会产生一定的挠度,为使成桥后的线形达到设计要求, 在整个悬浇施工过程中应进行必要的高程测量控制,即对 0#段在主要施工 工况下的挠度变化进行测量监控,并掌握其规律,以便对待浇块件的立模 标高进行必要调正,以满足设计与施工规范的要求。(1 、施工测量控制网的建立平面控制网由设臵在主墩桥面中轴线上的控制点组成矩形控制网,采 用全站仪直线穿线法建立。高程控制网根据大桥已建控制网点,先在桥墩承台上设臵高程控制点, 待主墩 0#块砼浇筑完成后,再用水准仪引测到 0#块上,以此作为悬浇施工的 高程控制基准点。(2 、测点布臵箱梁 0#块上布臵 9个点,分别位于 0#块的两端和中间,

27、布设在桥轴线、 腹板中心线。点可以用钢筋焊接,钢筋的底部要支撑于底模上,钢筋顶部要高出箱梁顶部 10cm 。(3 、箱梁高程控制砼浇注前测量 0#上布臵的点,作为砼浇注时对箱梁顶面高程的控制, 并在砼浇注后、张拉前后对高程进行复核测量以验证预拱度的设臵。 (4 . 墩身变形监测主墩施工期间在墩身上预埋观测点,在主桥箱梁悬灌施工期间要加强 墩柱的观测工作,委派专人利用高精度观测仪器定期对主墩最不利断面进 行变形监测,同时观测主墩墩顶的位移变化,严密注意墩身的变形,防止 桥面两悬浇节段施工荷载不均匀而造成事故。(5 . 承台沉降观测承台浇注时在四角埋设 4个钢筋作观测点,悬浇施工中定期对四个点进

28、行观测,比较前后差值即为承台沉降值。(6 . 箱梁轴线控制利用 0#块中心控制点和边墩上控制点对各悬灌节段的中线进行控制, 每个悬灌节段完成后复核前面几个节段中心点的位移,复核无误后再放出 待浇节段的中线,严密监测各节段中线变化情况。4.1.4.8预应力施工顶、 腹板纵向预应力钢束采用 OVM15-19 、 OVM15-16锚固体系, YCW400千斤顶两端对称平衡张拉。(1预应力张拉顺序待 0#段混凝土达到设计强度的 90%后且混凝土龄期不少于 7天,然后 张拉 01#段悬臂段 4×2c 纵向预应力钢束锚固灌浆 , 然后张拉 0#段的横向及 竖向预应力钢束并锚固灌浆。(2预应力张拉

29、程序预应力张拉程序按下进行。预应力张拉程序 注:k 为张拉时的控制应力,包括预应力损失值。两端同时张拉时,两端千斤顶升降压、划线、测伸长、插垫等 工作基本一致。(3预应力张拉工艺钢铰线下料及穿束工艺钢铰线下料用砂轮锯切割,砂轮锯片为增强型,以防锯片飞出伤人, 切口两侧 5cm 处要用 20#铁丝绑扎,以免切割后散股。下料按先长后短的原 则进行,以最大限度节约材料。钢铰线两端在工作锚、工具锚接触的部位,清除锈迹,防止张拉时滑 丝。钢铰线编束时,各根钢铰线顺直,不得扭结,头部要适当前后错位及 标识,参差不齐形成一圆顺的尖端(为穿入孔道提供方便 ,并用塑料胶布 缠裹严密、结实。钢束每隔 1 1.5m

30、绑一道低碳钢丝 , 钢束的两端各 2米的区段内扎丝要加密至间距 50cm, 以增加钢束的整体性。钢铰线束伸出孔道的长度,张拉端为 70cm ,下料前对设计长度进行复 核,确定长度无差错再进行下料。下料的钢铰线及钢束按设计图编号挂牌存放,便于穿束时对号入座。 纵向预应力钢束先预埋钢波纹管,待混凝土强度达到设计强度的 90%后,进行穿束作业。首先预引12mm 软钢丝绳,用钢丝网套与钢铰线束联 接,由 5T 卷扬机牵引穿入。预应力张拉箱梁砼的实测强度达到设计强度的 90%,方可进行预应力张拉。张拉以 应力和引伸量双控 , 以应力控制为主、引伸量校核,其实测引伸量与计算值 误差应控制在±6%

31、范围内。施加预应力前,首先做好以下几项准备工作:预应力材料的检验,钢 铰线、限位板、锚具的布臵,千斤顶、油泵及压力表等机具的维修与检验 标定、伸长值界限及控制图表管理、混凝土强度的检测等。预应力钢铰线伸长值的计算:理论伸长值的计算参照下式:L=PL1-e-(kx+ /AyEg(kx+预应力钢铰线张拉时,先张拉到初应力0(10%K ,再开始张拉和 量测伸长值;实际伸长值除量测的伸长值外,应加上初始应力时推算伸长 值,而混凝土在张拉过程中产生的弹性压缩值,由于量小忽略不计。 预应力钢材张拉实际伸长值L 计算为:L=L1+L2式中:L1:从初预应力至最大张拉力间量测伸长值;L2:初始应力时的推算伸长

32、值。实际伸长值L1的量测:按张拉操作工艺,张拉到初始应力0、K ,两阶段楔片(工具锚 的外露长度L1:L1=(LK1-L01 +(LK2-L02 -(01-K1 -(02-K2式中:LK1、 LK2-张拉控制应力时两千斤顶缸体的实测伸长量;L01、 L02-初始应力时两千斤缸体的实测伸长量;01、02-两端锚环初应力时楔片外露长度K1、K2-两端锚环控制应力时楔片外露长度;千斤顶张拉力的鉴定:千斤顶及配套油泵、油表应送市级以上测试计 量权威部门测试, 并对初始应力0、 控制应力K 等按规定精度分级测定。 张拉过程中以检测标定数据为准,与预应力筋的实测伸长值进行对照、鉴 定,以保证预应力张拉质量

33、。为保证预应力值的精确,定期对张拉设备进行检查和校正是必须的。 校正时将千斤顶之实际工作吨位和相应的压力表读数作详细记录,并制成 图表,以便于使用查找。在下列情况下也应检验千斤顶:a 、千斤顶发生故障修理后;b 、调换压力表;c 、仪表受碰撞和其它操作失灵现象;d 、实测伸长值与理论计算值误差大于 6%。张拉锚固的操作程序初始应力:先将预应力钢铰线穿过工作、工具锚具安装夹片,用管楔 和手锤使夹片和预应力束至夹紧状态时,对主油缸充油,使钢铰线略为拉 紧,并随时调整锚具及千斤顶位臵,使其对准孔道轴线,同时调整卡紧钢 铰线的楔片,使各根钢铰线受力均匀后,两端千斤顶同时加载到初始应力。 控制应力:钢铰

34、线达到控制应力时,不关闭油泵,保持油压 2min (以 补偿钢铰线的松弛应力损失 。然后根据标定的记号,测算钢铰线的伸长量 并与设计伸长值比较,如伸长量不足则应暂停张拉,分析原因;扁锚单根 伸长值与设计伸长量校核,以平均伸长值与设计值相互校核作为评定标准。 张拉控制应力与伸长量必须符合规范要求。锚固:持荷 2min 油表读数无下降时即可关闭油泵进油阀,打开油泵回 油阀对单端锚固;另一端补足应力后再锚固,然后退去楔片,卸去工具锚 及千斤顶。观察钢铰线有无滑丝现象,用半干硬水泥砂浆堵封钢铰线间隙 并压浆,再利用砂轮切割机切除多余的钢铰线。张拉操作注意事项:a. 穿钢铰线前应检查锚板位臵是否正确,与

35、孔道是否垂直,孔道内是 否通畅,有无积水和杂物。b. 钢铰线要对号入座 , 不得使其钮结。c. 千斤顶加载时做到平稳、均匀、徐缓,回油也做到平稳、无冲击, 千斤顶在使用过程中如混入气体,将千斤顶空程往返两次,排出机体内气 体后再作业。e. 张拉完毕,卸下千斤顶及工具锚后要检查工具锚处每根钢铰线上的 楔片是否平齐,若不平则说明有滑线现象,视滑丝情况进行单根补拉,使 其达到设计要求。f. 张拉作业时,梁的两端要专人随时进行联系,发生有异常现象及时停机检查,找出原因及时处理。g. 张拉作业时,两端设臵移动防护架,张拉时端头不许站人。h.预应力筋张拉过程及终止时,由专人填写张拉记录。4.1.4.9张拉

36、施工注意事项:张拉设备要定期检核,具体规定见有关规范。当气温下降到 +5以下且无保温措施时,禁止进行张拉工作。预应力张拉双控中, 延伸量低于 -6%或超过 +6%时, 要停下检查, 分析原 因并处理完后方可继续张拉。预应力钢筋在张拉前要作检查,保证它们在管道内移动自由。张拉时混凝土强度不得低于设计强度的 90%且养生时间不少于 7天。 张 拉力及张拉顺序按图纸规定。预应力张拉从两端同时进行。图纸所示的控制张拉力为在锚固前锚具内侧的拉力。在确定千斤顶的 拉力时,要考虑锚具摩阻损失及千斤顶内摩阻损失。这些增加的损失根据 采用的预应力系统及通过现场测验而定,但一般对钢绞线为 3%的千斤顶控 制张拉力

37、。预应力钢材及预应力锚具进场后,分批严格检验和验收,妥善保管。 锚具除检查外观、精度及质量出厂证明书外,对锚具的强度(包括疲劳强 度 、锚固能力应进行抽验。所有预应力钢材不许焊接。钢绞线用圆盘切割机切割, 不允许用电、气切割。钢绞线、锚具应避免 生锈及局部损伤,以免脆性破坏。预应力钢束和粗钢筋张拉完毕,严禁撞击锚头和钢束,钢绞线和粗钢 筋多余的长度用切割机切割,钢绞线切割后留下的长度(超出夹片的长度 35cm 。为确保预应力质量,要求对定位钢筋、管道成形进行严格控制:管道安装前检查管道质量及两端截面形状,遇到有可能漏浆部分割除、 整形和除去两端毛刺后使用。接管处及管道与喇叭管连接处,用胶带或冷

38、缩塑料密封。孔道定位必须准确可靠,严禁波纹管上浮。直线段 50cm ,弯道部分每 10cm 设臵定位钢筋一道,定位后管道轴线偏差不大于 5mm 。切忌振捣棒碰 穿孔道。管道与喇叭口连接处管道应垂直于锚垫板。4.1.4.10孔道压浆孔道压浆是将水泥浆用压浆机压入孔内,使之填满预应力筋与孔道间 的空隙,让预应力筋与混凝土牢固粘结为一整体。本工程采用真空压浆技 术。、压浆前的准备工作割切锚外钢丝。使用砂轮切割,预应力筋割切后的余留长度不得小 于 30mm 。封锚。锚具外面的预应力筋间隙用棉花和水泥浆填塞,以免冒浆而 损失灌浆压力。封锚时预留排气孔。冲洗孔道。孔道在压浆前用压力水冲洗,以排除孔内粉渣等

39、杂物, 保证孔道畅通。冲洗后用空压机吹去孔内积水,压缩空气要无油份。但要 保持孔道润湿,使水泥浆与孔壁的结合良好。、水泥浆的拌制配合比根据孔道形式,压浆方法,材料性能及压浆设备等因素通过试验决定。 孔道压浆采用纯水泥浆,空隙大的孔道,水泥浆中可渗入适量的细砂。水 灰比采用 0.3-0.4, 水泥浆中严禁掺加氯盐, 水及减水剂须对预应力筋无腐 蚀作用。水泥浆的主要技术条件水泥:采用 P.O42.5水泥。强度:大于 40Mpa 。泌水率:最大不超过 3%。拌和后 3h 泌水率宜控制在 2%, 24h 后泌水应 全部被浆吸收。稠度:要求控制在 1418s 。膨胀率:水泥浆中 (通过试验 掺入适当膨胀

40、剂。水泥浆掺入膨胀剂后 的自由膨胀要小于 10%。收缩率:不大于 2%。水泥浆的拌和先放水再放水泥, 拌和时间不少于 l min , 灰浆过筛后存放于储浆桶内。 此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压 浆能一次连续完成。水泥浆自调制到压人管道的间隔时间不得超过 4Omin 。、真空压浆施工工艺 张拉施工完成后,切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量不小于 30mm ,进行封锚。封锚方式是用水泥砂浆封锚。用水泥砂浆封锚:必须将 锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹,覆盖层厚度>15mm ,封锚后 2448小时之内灌浆。如图下图所示: 清理锚垫板上的灌浆孔,保证灌浆通道通畅

41、。确定抽真空端及灌浆端,安装引出管,球阀和接头,并检查其功能。真空灌浆施工设备连接示意图搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。启动真空泵抽真空,使真空度达到 0.060.1Mpa 并保持稳定。启动灌浆泵,当灌浆泵输出的浆体达到要求稠度时,将泵上的输送管 接到锚垫板上的引出管上,开始灌浆。灌浆过程中,真空泵保持连续工作。待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭空气滤清器前端的阀 门,稍后打开排气阀,当水泥浆从排气阀顺畅流出,且稠度与灌入的浆体 相当时,关闭抽真空端所有的阀。灌浆泵继续工作,压力达到 0.6Mpa 左右,持压 12分钟。关闭灌浆泵及灌浆端阀门,完成灌浆。拆卸外接管

42、路、附件,清洗空气滤清器及阀等。完成当日灌浆后,必须将所有沾水泥浆的设备清洗干净。安装在压浆端及出浆端的球阀, 应在灌浆后 1小时内拆除并进行清理。 质量控制要点及注意事项:质量控制要点a 、孔道的密封性良好b 、浆体配方按控制准确c 、现场施工质量管理控制要到位注意事项针对曲线孔道的特点,在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设立泌水 管,泌水管为钢管,高出混凝土 200mm 。输浆管应选用高强橡胶管,抗压能力 1Mpa ,带压灌浆时不易破裂, 连接要牢固,不得脱管。灰浆进入灌浆泵之前应通过 1.22mm 的筛网进行过滤。搅拌后的水泥浆必须做流动速度、泌水性试验,并浇注浆体强度试块, 每工作班不少

43、于 3组。灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行(约 3045分钟时间内 ,孔道 一次灌注要连续。中途换管道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。灌浆孔数和位臵必须作好记录,以防漏灌。储浆罐的储浆体积>1倍所要灌注的一条预应力孔道体积。4.2 普通梁段悬浇施工本桥双幅 4个 T 型刚构,待 0#梁段在托架上浇筑完成后,清理梁段顶 面,并用水泥砂浆将铺枕部位找平,即开始安装挂篮,准备梁段的挂篮悬 浇施工。4.2.1 挂篮设计及拼装4.2.1.1 挂篮技术性能1、东江特大桥菱形挂篮的主要技术性能如下:(1可灌梁段的最大重量:约 200t 。(2可灌梁段最大长度 4m 。(3梁高变化范围:7.98

44、3.5m 。(4挂篮自重约 90t 。(5主桁最大变形为 18mm 。(6抗倾覆稳定系数、走行时大于 2,浇注混凝土时大于 2。(7主桁杆件安全系数大于 2。4.2.1.2挂篮的主要组成挂篮主要由主桁架、底模、前后吊系统、轨道及锚固系统、内模和外 模六大部分组成。详见下页菱形挂篮结构图4.2.1.3 菱形挂篮的结构检算4.2.1.3.1 挂篮结构分析取值1、检算内容挂篮与悬臂施工的安全、质量和速度有着密切的关系,故结合规范和 该桥实际,对各闷特大桥所使用的菱形挂篮进行以下内容的检算 :(1主桁架强度验算;(2挂篮刚度验算;(3挂篮主桁架杆件稳定及挂篮整体稳定验算;(4底模系统验算;(5悬吊系统

45、验算;(6滑梁强度验算;(7主桁架节点连接验算。2、检算依据 (5 路桥施工计算手册(6 东江特大桥设计说明直至 200T 3、荷载工况 图 1-1 节段混凝土重量分布图同时,每个工况尚需分别验算挂篮浇筑和行走时的抗倾覆稳定性。 4、荷载组合根据公路桥涵设计和施工规范并结合挂篮实际,取以下荷载组合:荷载组合:混凝土重量 +动力附加荷载 +挂篮自重 +施工机具和人群 重;荷载组合:混凝土重量 +挂篮自重 +混凝土偏载 +施工机具和人群重; 荷载组合:混凝土重量 +挂篮自重 +风载;荷载组合:混凝土重量 +挂篮自重 +施工机具和人群重;荷载组合:挂篮自重 +冲击附加荷载 +风载。荷载组合用于主桁承

46、重系统强度和稳定性计算,荷载组合用 于变形计算:荷载组合用于挂篮行走验算。根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范 (JTJ025-86采用容许应力法进行计算5、挂篮验算指标根据公路桥涵设计和施工规范 9.2.4条和 15.3.1条、 公路钢筋混 凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-20043.2.2和 3.2.3条以及 挂篮设计要求等取值 :挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在 0.30.5之间 , 特殊情况 下也不应超过 0.7;菱形桁架最大设计变形:18mm ;底模支架挠度容许值 : 1/400;钢模板的面板变形应小于 1.5mm ;Q235钢 : E=2.1×105

47、MPa ,=170MPa;精扎螺纹钢筋(d =32 :fpk=930MPa , fpd=770MPa;精扎螺纹钢筋(d =25 :fpk=785MPa , fpd=650MPa;施工时、行走时的抗倾覆安全系数:2;6、荷载取值参照各闷特大桥挂篮设计图纸、各闷特大桥设计说明、 公路桥涵施工 技术规范 (JTJ 041-2000及路桥施工计算手册 ,荷载取值如下:梁段荷载:悬臂浇筑最重的梁段为 1#段,新浇混凝土重力荷载 200t , 考虑超载系数后重力荷载为 200×1.05=210t 。挂篮自重:包括主梁、底模、内模、侧模、走行系统、吊杆和锚固系 统共计 90t 。施工机具和人群荷载

48、:共计 9t 。振捣器震动荷载:10t 。动力附加荷载:浇筑混凝土时的动力系数 0.2,则梁段的动力影响为 0.2×梁段混凝土重, 1#梁段即 26t 。冲击附加荷载:挂篮空载行走时的冲击系数 0.3, 则冲击附加荷载=0.3×挂篮自重,即 19.5t 。风荷载:基本风压 W0=400Pa。混凝土偏载:考虑箱梁两侧腹板浇筑最大偏差, 其中 1#梁段腹板最大 偏差 5m 混凝土,荷载为 27.3t ; 6#梁段腹板最大偏差 3.184m 混凝土,荷 载为 20.3t 。4.2.1.3.2挂篮结构分析计算1、 计算方法本挂篮验算采用空间有限元软件 MIDAS/CIVIL,辅以手

49、算。2、模型建立挂篮系统采用空间有限元进行弹性分析 , 其中菱形主桁杆件、横联, 前上横梁、底模桁架和底模前、后横梁等用梁单元来模拟;吊杆用桁架单 元模拟;底模板用板单元模拟(图 2-1 。主桁连接和底模桁架采用铰接,挂篮后锚以铰支座的形式约束在模型 上。图 2-1 挂篮空间计算模型(上图为联体时计算模型、下图为分体时计算模型挂篮自重、浇筑混凝土、机具和人群荷载、振捣器荷载、动力附加荷 载等的施加按照各自的作用范围施加在模型上,并通过前、后吊系统分别 传力至主桁架和已浇梁段;冲击荷载按最不利情况考虑,以吊杆集中力的 形式作用在前上横梁;风荷载亦按最不利情况加载在挂篮主桁的立柱顶端 (图 2-2

50、 。 图 2-2 混凝土荷载分布示意图具体荷载分布见表 2-1和 2-2:3、验算结果(1菱形主桁架强度验算组合一:混凝土重量 +动力附加荷载 +挂篮自重 +施工机具和人群重。 菱形主桁架以受轴力为主;前上横梁以受弯为主。两个工况下挂篮主 桁架的内力图见图 2-3。 注:左边二图为工况一,右边二图为工况二,从上至下依次为菱形桁架 轴力图和菱形桁架架前上横梁弯矩图 , 图 2-3 组合一主菱形桁架内力图 各杆件的上下缘应力大小不同,各截面最大应力绝对值控制设计,故取 截面最大应力分布来考察其强度是否满足要求,菱形主桁架的应力云图见 图 2-4。 图 2-4 组合一主菱形桁架应力图(单位 MPa

51、将各杆件的应力汇总至表 2-3, 从图 2-4和表 2-3可见, 工况一的最 大拉应力出现在后斜杆, 为 96.7MPa , 最大压应力出现在前斜杆, 为 91.4MPa ; 工况二的最大拉应力出项在后斜杆,为 108.6MPa ,最大压应力出现在前斜 杆,为 102.6MPa 。两个工况下各杆件的应力均小于容许应力(170MPa ,满 足规范要求。组合二:混凝土重量 +挂篮自重 +混凝土偏载 +施工机具和人群重。 菱形主桁架以受弯矩和和轴力为主;前上横梁以受弯矩为主。两个工况 下挂篮主桁架的内力图和应力云图分别见图 2-5和 2-6。 注:左边二图为工况一,右边二图为工况二,从上至下依次为主

52、桁架轴 力图(单位 kN 和主桁架弯矩图 (单位 kN/m图 2-5 组合二主菱形桁架轴力图(单位 kN 和弯矩图 (单位 kN/m 图 2-6 组合二主菱形桁架应力图(单位 MPa (左图为工况一,右图为 工况二将各杆件的应力汇总至表 2-3, 从图 2-6和表 2-3可见, 工况一的最 大拉应力出项在后斜杆, 为 88.7MPa , 最大压应力出现在前斜杆, 为 81.6MPa ; 工况二的最大拉应力出项在后斜杆, 为 96.2MPa , 最大压应力出现在前斜杆, 为 89.0MPa 。两个工况下各杆件的应力均小于容许应力(170MPa ,满足规 范要求。组合三:混凝土重量 +挂篮自重 +

53、风载。菱形主桁架以受弯矩和和轴力为主;前上横梁以受弯矩为主。两个工况 下挂篮主桁架的内力图和应力云图分别见图 2-7和 2-8。 注:左边二图为工况一,右边二图为工况二,从上至下依次为主桁架轴 力图(单位 kN 和主桁架弯矩图 (单位 kN/m图 2-7 组合三主菱形桁架轴力图(单位 kN 和弯矩图 (单位 kN/m 图 2-8 组合三主菱形桁架应力图(单位 MPa (左图为工况一,右图为 工况二将各杆件的应力汇总至表 2-3,从图 2-8和表 2-3可见,工况一的 最大拉应力出项在后斜杆,为 99.5MPa ,最大压应力出现在立柱,为 109.7MPa ;工况二的最大拉应力出项在后斜杆,为

54、108.4MPa ,最大压应力 出现在立柱,为 114.8MPa 。两个工况下各杆件的应力均小于容许应力 (170MPa ,满足规范要求。d 、小结:根据计算,最大拉应力出现在工况二下的组合一中,其后斜 杆拉应力为 108.6MPa ;最大压应力出现在工况二下的组合三中,立柱有最 大压应力 114.8MPa 。挂篮主桁各杆件的应力在组合一至三中均小于容许应力 170MPa (最大应力为容许应力的 68% ,强度满足规范要求。各杆件的 应力汇总如下表 2-3:表 2-3 组合一至三下主菱形桁架应力汇总(单位 MPa 2.3.2 挂篮刚度验算采用组合四(混凝土重量 +挂篮自重 +施工机具和人群重进行计算。两 个工况下的计算结果见图 2-9:图 2-9主菱形桁架竖向变形图(单位 mm (左图为工况一,右图为工况二工况一下和工况二下挂