预应力盖梁工法

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1前言1. HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2工法特点2. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 3适用范围3. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 4工艺原理4. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 5工艺流程及操作要点12 HYPERLINK l bookmark42 o Current Doc

2、ument 6配套设备23 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 7质量控制24 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 8安全措施26 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 9环保措施27 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 10效益分析28 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 11应用实例291前言工程建设方案中，项目所在地环境对桥梁结构的选型有很大影 响，需考

3、虑桥下通行情况、水利情况、还要从景观上考虑、与周边环 境和协调出发等，在下部结构选择时，会尽量少设置墩柱，减少对桥 下环境的影响，大跨度预应力盖梁桥墩形式能很好地满足这个要求。 在进行道路桥梁的施工中，一般使用的盖梁支撑的方法主要有三种， 分别为：抱箍法、墩柱预留孔插钢棒法、满堂支架法。这其中墩柱预 留孔插钢棒法和满堂支架法各有一定的缺点， 由于墩柱预留孔插钢棒 法需要在施工的构件上预留孔，因此会严重影响到墩柱的外观质量， 而满堂支架法需要在一定的施工环境下进行施工， 当桥下有较大的水 流，或考虑通行情况时，这会使得施工难度增加。抱箍法有效地解决 了以上两种方法的缺点，能够有效地降低施工成本，

4、具有一定的施工 结构美观。所以抱箍法施工技术越来越多的被应用在道路桥梁施工 中。两徽高速三公司项目在大跨度预应力盖梁施工中，开展了抱箍法配合千斤顶对大跨度预应力盖梁支架施工技术研究，通过设备间配合、施工工艺改进等措施，在传统抱箍法的基础上，结合螺旋千 斤顶，较好的解决了盖梁标高控制难的问题，节省了施工材料，减轻 了施工人员的劳动负荷，且能够在一定程度上缩短工期。2工法特点适应性强。由于抱箍施工法对地基的要求较低，几乎所有类 型的地基都可运用抱箍施工法，且抱箍施工法对桥梁墩柱的高度无特 殊要求，只需结合实际情况灵活调整安装高度即可，因此抱箍施工对施工条件要求较低，对多数桥梁工程都适用；采用抱箍施

5、工法能够保证桥梁墩柱外观质量。由于抱箍施工 时，其支架不会发生非弹变形，因此不会对桥梁墩柱的外观造成影响；操作简便。抱箍施工的整个过程较为简便，消耗材料较少， 因此其施工现场管理工作相对简单， 施工材料不易丢失，现场不易产 生污染且易清理，因此施工过程相对简便易行。调整快捷。模板安装后工字钢及上方模板荷载较大，人工难 以对模板标高进行调整，螺旋千斤顶可以随时调节和锁止，快速修正 误差，大大提高了工作效率。3适用范围适用于圆形、矩形截面墩柱的盖梁，尤其是跨径大于12m的预应力盖梁。4工艺原理设备原理抱箍利用在墩柱上适当部位安装并使之与墩柱夹紧产生的静摩 擦力，来克服盖梁及临时设施的重量。抱箍必须

6、具有一定的刚度，能 够承受一定重量而不变形，抱箍结构形式采用两个半圆型的钢板， 通 过连接板上的螺栓连接在一起，使钢板与墩身密贴。螺旋千斤顶以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿 轮带动大伞齿轮，使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降， 而达到起重拉力的功能。计算书（以红崖河大桥14号墩盖梁为例）概况红崖河大桥14号墩盖梁为长39.86m,宽2.2m,高2.2m的钢筋 硅结构，引桥盖梁硅浇筑量大，约 150.2m3,钢筋约21.69吨。31:150)1图1盖梁构造图纵梁计算纵梁采用单层2排，I56a工字钢形成纵梁，长40m,单位重量 106.316kg/m,横截面积 A=135.

7、435cm2,惯性矩 I=65600cm4,截面抵 抗矩 W=2340cm3,弹性模量 E取210GPa剪切模量 G=E2 (1+v) =83.33GPa 泊松比 v 取 0.26。(1)荷载计算1)硅自重：150.2m3 x 25kN/m3=3755kN2)钢筋自重：21.69t X10=216.9kN工字钢自重：106.316 X40X 2X 10=85052.8N=85.0528kN 模板自重：取100kN3)施工荷载及其他荷载：取20kN纵梁上的总荷载：GZ=3755 +216.9+85.0528+100+20=4176.953kN实际中按 4200kN 取值纵梁所承受的荷载假定为均布

8、荷载 qq= GZ/L=340040=105kN/m(2)力学计算模型建立力学模型如下图所示。图2力学模型图其中2、5、8处为立柱，1、3、4、6、7、9处为临时支撑(3)结构力学计算图示结构体系为7次超静定结构，采用结构力学求解器进行计 算。1)工字钢强度验算：按单根工字钢进行分析，所受均布荷载取52.5kN/m,抗拉刚度EA=2844135N,抗弯刚度 EI=137760000N*m2 ,抗剪刚度 kGA=583333333N (k=ATA),计算得各支座竖向反力为：R1=R9=276kN, R2=R8=695.2kN, R3=R7=398.18kN, R4= R6= 491.06kN,

9、R5=464.16kN弯矩图如下：图3弯矩图其中，最大弯矩出现在离两端支点 2、8处，M2=M6=197.496kN*m单 根 工 字 钢 最 大 抵 抗 弯 矩Mmax=W*f=2340X 10-6 乂 210 x 106=491.4kNI*m为型钢抗拉强度标准 值，取 210MPaM2Mmax,则工字钢抗弯强度满足要求。2)工字钢变形验算：由软件计算可求得单根工字钢的挠度图4挠度图由图可知，在距离1、9号结点2.93m处工字钢有最大挠度Y12=Y67=5.3mm其余各结点间跨中挠度为：Y23=Y78=0.13mm Y34=Y67=0.81mmY45=Y56=0.6mm挠度允许值：Y=6.5

10、400=16.25mmYmax=Y12VY则工字钢的变形满足要求。抱箍计算(1)抱箍承载力计算1)荷载计算每个盖梁按墩柱设三个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：R1=R9=276kN, R2=R8=695.2kN, R3=R7=398.18kN, R4= R6=491.06kN, R5=464.16kN令 N=695.2kN以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。(2)抱箍受力计算1)螺栓数目计算抱箍体需承受的竖向压力 N=695.2kN抱箍所受的竖向压力由 M22的高强螺栓的抗剪力产生：M22螺栓的允许承载力：NL=P n n/K式中：P-高强螺栓的预拉

11、力，取190kN;k-摩擦系数，取0.3;n-传力接触面数目，取1;K-安全系数，取1.7。贝U: NL= 190 X0.3t7=33.53kN螺栓数目m：抱箍连接板上螺栓孔为 30个，取计算截面上的螺栓数目 m=30 个。则每条高强螺栓提供的抗剪力：P =N0=695.230=23.173kN NL=33.53 kN故能承担所要求的荷载。2)螺栓轴向受拉计算硅与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取 以=(5计算抱箍产生的压力 Pb= N/i=695.2kNJ.5=1390.4kN由高强螺栓承 担。贝U: N =Pb=390.4kN抱箍的压力由30条M22的高强螺栓的拉力产生。即每条螺

12、栓拉力为N1=Pb/30=1390.4kN /30=46.347kN0.424(kN m)(2)抱箍体的应力计算：1)抱箍壁为受拉产生拉应力拉力 P1 = 15N1 = 1546.347=695.205(KN)抱箍壁采用面板 黑0mm的钢板，抱箍高度为0.75m。则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.010 x 0.75=0.0075(m2)(T =BS1=46.3470.0075=6.18 (MPa) o =140MPa满足要求。2)抱箍体剪应力p=(1/2RA) / (2S1)=(1/2x 695.2 / (2X 0.015=11.587MPa r =85MPa9根据第四强度理论(T W=(T

13、2+3 方 21/2= (28.22+3 X 10.5721/2=33.62MPa o W=145MPa满足强度要求。临时支撑结构验算(1)临时支撑压杆稳定验算1、3、4、6、7、9结点处均采用2根长12m的DN300热镀锌无 缝钢管作为临时支撑，其直径 325mm,壁厚10mm查得钢管截面面积 A2=90.79 X 10-4m2 惯性矩 I2=9490.15 X 10-8m4惯性半径 i2=10.22 X 10-2m截面抵抗矩 W2=643.79 X 10-6m3弹性模量取 E2=210X 109Pa将支撑结构看作两端固定的受压杆件，则长度因数w取0.5,单根钢管的柔度入=屋/58.7界限值

14、入p=Tt X(E/1/2=101.8,入 ，入则杆件为小柔度杆，钢管 不会发生失稳利用直线公式计算其临界应力ocr=a-b%查表Q235钢a=304MPa,b=1.12MPa则 ocr=304-1.12 X58.7=238.256MPa临界力 Fcr= ocrA=238.256 乂 106X90.79 乂 10-4=2163.126kN支撑所受最大压力F=491.06kN Fcr满足要求。(2)临时支撑基础验算临时支撑基础采用混凝土刚性基础，平面尺寸1mx 1m,埋深101.5m地基为中密卵石，查表可知其地基承载力基本容许值 fa0=800kPa则地基承载力容许值：fa=fa0+k1 丫 1

15、也）+k2 丫 物=800kPa其中b基础底面最小边宽（m）,当b2m时，取b=2m;h基础埋置深度（m）,当h3m时，取h=3m;k1, k2基底宽度、深度修正系数，此处查表取k1=3.0,k2=6.0;丫 -基底持力层土的天然重度（kN/m3）,若持力层在水面 以下且为透水者，取浮重度，本例中取 18.5kN/m3;2基底以上土层的加权平均重度（kN/m3）,取 18.5kN/m3。钢管只受竖向荷载，合力偏心距为 0,故合力矩M=0,不再进行 基础稳定性计算，持力层承载力：P=N/A=491.061=491.06kPa施工时抗力系数丫瞰1.25,F T R fa=1.25X 800=1,0

16、00kPa故地基承载力满足要求。115工艺流程及操作要点5.1工艺流程|模板及支架拆限图5预应力盖梁施工工艺流程125.2操作要点地基处理在支架搭设之前对地基进行处理，使地基承载力符合施工要求。(1)支架范围内先对原地面碾压密实，然后填 30cm厚的砂砾， 用压路机碾压或小型夯实机具夯实，压实度需达到96%以上。(2)采用预制硅刚性基础，尺寸为平面尺寸1m x 1m,埋深1.5m (用于地质较差及临河施工工作面)。(3)地基处理后地基顶面高出周围地面 10cm以上以利于排水， 防止雨水浸泡地基引起支架沉降。支架体系安装根据确定的施工方案安装支架体系，安装过程中要慢提慢放，防 止工字钢和钢管在吊

17、装过程中损伤，支架与基础接触面必须水平粗 糙。安全防护措施根据作业高度确定在在工字钢上焊接刚平台作为工人工作操作 平台。在作业平台四周需要挂设密目网及护栏，防止出现坠落现象。 上下工作操作平台必须设置安全爬梯，爬梯上上按照30cm间距钉防滑条，保证上下脚手架安全。安装盖梁底模底模采用钢模板，铺设在56cm工字钢上，铺设底模时要精确测13 量底板标高，并综合考虑方木与底板的压缩量、支架的沉降量和压缩 变形量的影响，通过工字钢与抱箍之间的千斤顶调整标高至满足要 求。钢筋加工及安装(1)钢筋加工预应力整体式盖梁钢筋骨架最小长度 24.5m,因此需在加工场按 设计规格集中分节加工，然后用平板车运至现场

18、进行对接。钢筋下料 时必须经过仔细计算，避免材料浪费。骨架对接焊采用二氧化碳保护 焊，可有效保证焊接质量。(2)钢筋安装钢筋骨架安装采用两台汽车吊配合使用骨架吊装扁担进行整体 吊装，吊装前现在底模上精确放样骨架位置， 吊装过程中骨架两端设 置软绳牵引，人工配合防止骨架随意摆动。图6骨架位置放样钢筋骨架在安装过成中若与墩顶钢筋发生冲突，可适当调整骨架位置，但必须保证波纹管位置不受影响。 绑扎箍筋前要完成钢波纹管14 的安装定位，要严格按设计图纸进行安装定位，每 50cm设置“U” 型钢筋卡进行固定，安装完成后对波纹管进行仔细检查， 发现破损需 及时进行处理。图7钢筋骨架整体吊装安装盖梁侧模、钢绞

19、线穿束侧模和底模用“帮夹底”拼合，接缝处用海绵条密封以防止漏浆。 模板安装完毕后，对其平面位置、顶部标高、接点联系及稳定性进行 检查。因本项目盖梁预应力管道为多曲线管道且每束为9-15根钢绞线，经多次试验，整体梳编穿束无法实施，最终采用编号逐根穿束， 钢绞线在施工现场下料，必须采用砂轮机切割，严禁采用电焊，在穿 束前要检查钢绞线，严禁使用带伤的钢绞线，对钢绞线端头采用土工 布或者塑料套进行有效包裹，防止穿束过程中损伤波纹管。15图8安装成型的盖梁钢筋及波纹管5.2.7混凝土浇筑（1）混凝土浇筑前检查及准备工作1）使用空压机对模内进行彻底清理。2）对模板、钢筋、预应力体系及预埋件等进行全面检查，

20、将预 应力孔道及预埋件设置明显标记，以免浇筑时损坏。3）测量放线，标明浇筑高度。4）混凝土浇筑前，必须对墩台中线、标高及各部位尺寸进行复 核，无误后浇筑。（2）混凝土浇筑要求1）混凝土采用集中拌合，硅运输车运至现场，根据现场情况可 采用吊车或泵车进行浇筑。2）混凝土浇筑应连续浇筑完毕，混凝土浇筑方法应水平分层， 纵向压茬赶浆，由低端开始向高端推进。采用插入式振捣器振捣，因16锚区钢筋较密，浇筑时应人工配合机械振捣3）混凝土浇筑时设专人由两端往复抽拉钢绞线，防止渗入水泥 浆凝块堵孔，直至混凝土初凝后停止。4）混凝土浇筑时应设专人检查钢筋、模板、波纹管、锚垫板、 预埋件等，出现位移、松动时，及时纠

21、正修复。5）浇筑完毕后将混凝土顶面整平，并用木抹拍实、压平。6）除按“桥梁混凝土施工”要求制作标准条件养护试块外，还 应制作同条件养护试块，以确定张拉时间。混凝土养生宜采用覆盖洒水养生法，养护至预应力张拉，养生期间应保持梁 体湿润。预应力张拉预应力张拉采用智能张拉系统进行，两端对称张拉，应力与应变双控。（1）施工程序及方法1）对同条件养护试块强度进行检验。2）强度达到要求后进行摩阻检测。3）按钢绞线编号安装工作锚，不得出现钢绞线绞结现象。4）安装千斤顶。5）安装工具锚。6）施加预应力：张拉程序应满足设计要求，设计无要求时，可按以下步骤进行:17普通松弛力钢绞线0f初应力-1.03（7 con（

22、锚固）;低松弛力钢绞线0f初应力-（T con（持荷2min锚固）注：1. 0- con为张拉控制应力，包括预应力损失值。2.初应力宜取10%20%（rcon。（2）施加预应力的施工要求1）施加预应力前，应对盖梁混凝土外观进行检查，且应将限制 位移的模板全部拆除后方可进行张拉。2）施加预应力前，应对千斤顶及压力表进行配对校验，当千斤 顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常情况及检修 后，应重新进行校验。3）张拉时的结构混凝土强度应符合设计规定，设计未规定时， 应不低于设计强度标准值的85%。4）张拉顺序应符合设计要求，设计未规定时，应采取分批、分 阶段对称张拉。5）两端同时张拉时，

23、两端千斤顶升降压、划线、测伸长等工作 应基本同步。18图9预应力盖梁两端对称张拉5.2.10压浆、封锚压浆采用智能压浆机进行压浆（1）孔道压浆程序方法1）切除预应力筋锚固后的外露部分，但外露长度不宜小于30mm。2）用高强度等级砂浆将锚头封严。3）用高压水冲洗孔道。4）按配合比要求配制灰浆。5）压浆。6）依次封闭排气孔，保持一定稳压时间（不少于2min,压力0.50.7MPa卜197）封闭灌浆孔。（2）孔道压浆施工要求1）预应力张拉完毕后应及时进行压浆，一般不宜超过 14d。2）预应力筋切割应采用手提砂轮切割机，严禁使用电焊或氧气 一乙快切割。3）水泥浆的强度应符合设计规定，设计无具体规定时，

24、应不低 于30MPa,对截面较大的孔道，水泥浆中可掺入适量细砂；本项目使 用专用压浆料。4）水泥浆的稠度宜控制在1418s之间。5）波纹管管道必要时应进行冲洗，若孔道内可能存在油污等污 物，可采用对预应力筋及孔道无腐蚀的中性洗涤液或皂液用水稀释后 进行冲洗，然后用不含油污的压缩空气将积水冲出。6）压浆时，对于曲线孔道应从最低点的压浆孔压入，由最高点 的排气孔排气和泌水；当孔道有多层时，压浆顺序宜先压注下层管道。7）压浆应从灌浆孔压入并应达到孔道另一端饱和出浆、从排气 孔流出与规定稠度相同的水泥浆为止。8）压浆应缓慢均匀进行，不得中断并应排气通畅，在压满孔道 后封闭排气孔及灌浆孔。9）当气温高于

25、35c时，孔道压浆宜在夜间进行。10）压浆时，每一班组应留取不少于 3组的70.7mmX 70.7mmX 70.7mm立方体试件，并按有关规定进行养护及试验。封锚（1）封锚程序及方法1）将接触面充分凿毛202）绑扎钢筋。3）安装模板。4）将锚具周围冲洗干净并湿润混凝土接触面。5）浇筑混凝土。（2）封锚施工要求1）凿毛时不得振动锚头。2）封锚混凝土强度应符合设计规定，设计无规定时，应不低于 盖梁混凝土设计强度等级的80%。图10预应力盖梁智能压浆215.2.11模板及支架拆除1）应在张拉前拆除侧模，张拉后拆除底模。2）自上而下拆除每根钢管或构件2）拆除时严禁上下同时作业，施工过程中应做好对支架材

26、料及 模板的保护。226配套设备表i主要设备一览表序号设备名称主要参数数量1抱箍D=1.8mH=1mt=1cm6 （套）2M22高强螺栓D=28mm180 (个)3I56a工字钢A=135.435cm2I=65600cm4176 (m)4DN300热镀锌无缝钢管D=325mmt=1cm100 (m)5螺旋千斤顶起重量=50T42 （套）237质量控制1、钢绞线及锚、夹具等预应力材料的各项技术性能必须符合国 家现行标准规定和设计要求，经检验合格后方可使用。钢绞线锈蚀严 重时不得使用，轻微锈蚀的在使用前应进行除锈。2、钢筋、电焊条及混凝土的各种组成材料的各项技术性能必须 符合国家现行有关标准要求。

27、3、钢绞线应梳理顺直，不得有缠绞、扭麻花现象。4、千斤顶与智能张拉机必须配对校验。张拉时，单根钢绞线不允许有断丝现象5、盖梁混凝土及孔道灌浆的配合比必须按有关标准经过计算、 试配，施工时按规定配合比进行，使用预拌混凝土需有合格证明。6、盖梁混凝土在浇筑前，必须先检查预埋件、锚固螺栓等，须 保证位置准确，埋设牢固。7、盖梁混凝土应振捣密实，不应有蜂窝、孔洞，混凝土及孔道 水泥浆强度必须满足设计要求.8、盖梁不应出现非受力裂缝，裂缝宽度超过设计规定或设计未 规定时超过0.15mm必须处理。9、成品保护措施(1)拆侧模应在混凝土强度达到2.5MPa后进行，不得强力拆除, 以免损伤混凝土棱角。(2)注

28、浆完毕后，及时将喷洒到盖梁上的水泥浆冲洗干净，以免影响美观。24(3)波纹管堵塞。混凝土浇筑前，对波纹管进行全面检查，在振捣过程中加强监督管理，防止振捣棒破坏波纹管。另外，在混凝土 浇筑过程中应反复拉通，以防堵管。(4)混凝土裂缝。应采取合理设计配合比、严格控制原材料质 量、加强养护及控制混凝土表面温差等措施控制裂缝出现。(5)梁体出现冷缝。要保证混凝土供应连续且分层浇筑，覆盖 上层混凝土时间不得超过下层混凝土初凝时间。 振捣时，振捣棒需插 入下层混凝土深度 50mm100mm。(6)张拉时锚垫板陷入混凝土中。因锚区钢筋较密，振捣时需 人工用钢筋棒配合机械振捣密实。 处理时可剔除不密实的混凝土，重 新浇筑高强度等级混凝土，达到张拉强度时再行张拉。图11预应力盖梁成品258安全措施1、安全措施(1)支架体系必须严格按施工方案施工，同时在硅浇筑过程中 要实时监控，发现支架变形等情况，应立即停止浇筑，查明原因并处 理后再继续浇筑。(2)进入施工现场人员，必须佩戴安全帽，高处作业人员均应 佩带安全带。特殊工种按规定要佩戴好防护用品。(3)施工现场在醒目的地方设置齐全的安全宣传标语牌、操作 规程牌。(4)施工现场要与