现浇预应力钢筋混凝土箱梁施工

现浇预应力钢筋混凝土箱梁施工某立交桥Z1匝道桥第十三、十四跨、Z3匝道桥（1*30+1*35+1*45+1*31.5+6*30）设计为现浇连续箱梁。单箱截面，截面尺寸为梁高1.5米、梁顶宽8.96米，具体尺寸形式见图1。箱梁截面尺寸：图1箱梁截面尺寸详图1施工顺序预应力混凝土箱梁采用满布支架现场浇筑混凝土的施工方法。箱梁混凝土浇筑采用二次浇筑：第一次浇筑底板和腹板，第二次浇筑顶板。预应力施工采用后张法预应力施工工艺。具体工艺流程见图2。2现浇砼施工2.1支架体系预应力钢筋混凝土连续箱梁支架采用满堂红式支架体系。测量放样地基处理安装支架箱梁底模、外侧模制安箱梁底板、腹板横隔梁钢梁绑扎及安设波纹管腹板内侧模、顶模制安测量放样地基处理安装支架箱梁底模、外侧模制安箱梁底板、腹板横隔梁钢梁绑扎及安设波纹管腹板内侧模、顶模制安箱梁底板、腹板砼浇筑箱梁顶板钢筋绑扎单项工程验收落架、拆模孔管压浆封端张拉张拉设备校正穿筋锚具、预应力筋制作清理孔道箱梁顶板砼浇筑制砼试块设标高点、保护层检查调整清理孔道拆内模安装预制板图2箱梁施工工艺流程图经市场调查比选，用碗扣式脚手架。立杆间距为1.0×1.0m；横杆步距为0.5m，四周满布斜杆加固，立杆底、顶采用可调支托，以调整标高。支架结构直接支承在地基上，为确保地基有足够的承载力，避免支架沉降，支架下部地基必须经过处理且试验合格后，方可搭设支架。在支架下部立杆垫座下设宽为200mm，厚50mm的垫木以满足上部立杆承载要求。2.2模板设计1、底、侧模高梁底、侧模板采用15×1220×2440mm（厚×宽×长）竹胶合板，模板的主楞采用120×150mm的方木，次楞在门洞式支撑体系中采用32a的工钢，在满堂红式支撑体系中为100×100mm的方木。2、内模箱梁内腔模板用木模板，100×100mm方木作内支撑，顶板底模采用20mm厚的钢丝网水泥预制板，浇筑混凝土时顶部预留1000×750mm的人孔，用作内支撑拆除以及腹板钢绞线张拉。3、端模端模板用竹胶合板，以对拉螺栓和斜撑加固。封端混凝土在预应力施作完成，管道压浆之后立模、浇筑。2.3箱梁模板及支架的受力计算1、荷载计算模板及支架自重：1.5KN/m2新浇筑混凝土自重：24KN/m3×1.5m=36KN/m2钢筋自重：1.5KN/m3×1.5m=2.25KN/m2振捣时产生的荷载：2.0KN/m2荷载设计值：qf=（1.5+36+2.25）×1.2+2.0×1.4=50.5KN/m2=0.0505N/mm2荷载标准值：qk=1.5+36+2.25=39.75KN/m2=0.03975N/mm22、面板计算将15cm厚竹胶合板与50mm厚木板视为整体受力体，取1mm宽板带作计算单元，I=22885mm4，W=704.167mm3。小次楞间距为500mm，面板按两跨连续梁计算。荷载：qf=0.0505×1=0.0505N/mmqk=0.03975×1=0.03975N/mm计算简图如图下（单位：mm）Km=-0.125Kf=0.521M=0.125×0.0505×5002=1578.125N·mm强度计算：[σ]竹=70N/mm2，[σ]木=12N/mm2，取[σ]=12N/mm2σ=M/W=2.241N/mm2＜[σ]满足要求。挠度验算：[f]竹=l/400，[f]木=l/250，取[f]=l/400f=0.521×0.03975×5004/（100×6000×22885）=0.1121mm＜[f]=l/400=1.5mm满足要求。3、小次楞计算门架式支撑体系中，次楞上需要100×100mm的方木做小次楞。I=8.333×106mm4，W=1.667×105mm3小次楞间距为500mm，次楞间距为500mm。荷载：qf=0.0505×500=25.25N/mm；qk=0.03975×500=19.657N/mm计算简图如下（单位：mm）Km=-0.119，Kf=0.644M=0.119×25.25×5002=7.512×106N·mm强度验度：σ=M/W=4.506N/mm2＜[σ]挠度验度：f=0.644×19.657×5004/（100×2.06×105×8330000）=0.104mm＜[f]=l/500=2.4mm4、次楞计算：⑴、门架式支撑体系中，次楞选用普通I32c。I=1.22×108mm4，W=7.6×105mm3次楞间距为300mm，取主楞最大间距处：6.5m门洞中截面作检算。荷载：qf=0.0505×300=15.15N/mm；qk=0.03975×300=11.625N/mm计算简图如下M=0.125×15.15×65002=80010937.5N·mm强度验度：σ=M/W=130.71N/mm2＜[σ]=140N/mm2挠度验度：f=5×11.625×65004/（384×2.06×105×80010937.5）=11.331mm＜[f]=l/400=16.25mm⑵、满堂红支撑体系中，次楞选用100×100mm方木。I=8.333×106mm4，W=1.667×105mm3次楞间距为500mm，主楞间距取1200mm。荷载：qf=0.0505×500=25.25N/mm；qk=0.03975×500=11.625N/mm计算简图如下（单位：mm）Km=-0.12119，Kf=0.6644M=0.1199×25..25×55002=7..512××106N·mmm强度验度：σ==M/W==4.5N/mmm2＜[σ]挠度验度：f==0.6444×111.6255×50004/（100××2.066×1055×833300000）=0.1104mmm＜[f]==l/5000=1mmm5、主楞计算主楞选用12××15cm的方木木，I=33775cm44，W=4..5×1005cm3荷载：qf=00.05005×12200=660.6N/mmmqqk=0.0039755×12000=477.7NN/mm取立杆间距为11200mmm，纵肋肋按五跨连连续梁计算算。计算简图如下（单单位：mmm）Km=-0.1199Kf=0.644M=0.1199×60..6×122002=8.01××106N·mmm强度计算：σ=M/W=8..01×1106/4500000==1.788N/mmm2＜[σ]刚度验算：f==0.6444×477.7×1120044/（100××1.788×1055×3377500000）=0.220mm＜＜[f]==l/5000=2..4mm5、立杆计算梁底箱梁实体立立杆间距为为500××10000mm，则则单根立杆杆荷载：P=0.05005×5000×10000=25.25KKN＜Pmaxx=40KKN（步距l=5000mm），满满足设计要要求。梁底中空立杆间间距为12000×9000mm，则则单根立杆杆荷载：qf=（1.5+24××0.5++1.5××0.5）×1.22+2.00×1.44=0.00199N/mmm2P=0.01999×12200×9900=21.49KKN＜Pmaxx=40KKN（步距l=5000mm），满满足设计要要求。2.4模板板支架预压压为保证模板支架架的整体稳稳定性，消消除支架本本身、支架架基础的沉沉降，在模模板体系完完成后，采采取预压措措施，预压压值达到设设计荷载的的100%以上；同同时考虑模模板的重量量。支架的的预压采用用在底模上上堆码砂袋袋，用吊车车整体吊装装。模板支架试压时时，使用精精密水准仪仪，测量出出模板支架架系统试压压前后的变变形，计算算出支架在在荷载作用用下的弹性性变形与非非弹性变形形，以此为为设置支架架预留沉降降值的依据据。2.5混凝凝土施工1、混凝土配制与与运输预应力混凝土箱箱梁所需混混凝土全部部采用商品品混凝土。预应力混混凝土配料料除符合普普通混凝土土有关规定定外，尚应应符合如下下要求：（1）在构件截面尺尺寸和配筋筋允许下，采采用大粒径径和强度高高的骨料，含含砂率不超超过0.4，水泥的的用量不大大于5000kg/m3，水灰比比小于0.45，坍落度度选择在14～16cm之间。（2）考虑大体积混混凝土浇筑筑的时间较较长和温度度影响，在在拌合料中中适当加入入缓凝剂，缓缓凝时间控控制在4小时内。（3）在拌和料中掺掺入适量的的高效早强强减水剂，以以达到控制制水灰比及及水泥用量量，且和易易性好、早早强，其掺掺入量由试试验确定。拌拌和料不得得掺入氯化化钙、氯化化钠等氯盐盐及引气剂剂。从混凝凝土的各种种组成材料料引进混凝凝土中的氯氯离子总含含量（折合合氯盐含量量）不超过过水泥用量量的0.1%。（4）混凝土必须满满足《预防防混凝土碱碱集料反应应技术管理理规定（试试行）》（高高建科1999，230号）中Ⅱ类工程的的要求以及及《混凝土土碱含量限限制标准》（CECS53）的要求。采用混凝土搅拌拌运输车运运输，在运运输过程中中不得使混混凝土发生生离析现象象，混凝土土搅拌完成成至运到现现场时间控控制在2.5小时内。从从运输机具具所装混凝凝土料高度度的1/4处和3/4处取料试试验，其坍坍落度与设设计坍落度度之差不超超过3cmm。2、混凝土浇筑箱梁混凝土灌注注均采用二二次灌注方方法进行，第第一次浇筑筑底板和腹腹板，第二二次浇筑顶顶板。灌注方向自两端端向中间倾倾斜分段水水平分层进进行。混凝凝土每层灌灌注厚度不不大于500cm，混混凝土坡度度不大于1：3，上层混混凝土必须须在下层混混凝土振捣捣密实后方方能浇筑；；浇筑时间间间隔不超超过1小时（气气温在30oc以上时）或或1.5小时（气气温在30oc以下时）；；混凝土自自由倾落高高度不得大大于2m，大于于2m使用串串筒或溜槽槽。浇筑之前，必须须有专职的的技术干部部检查模板板几何尺寸寸、钢筋骨骨架、波纹纹管位置、锚锚具位置、固固定情况及及钢筋保护护层厚度等等，符合设设计要求并并经监理工工程师检查查签字认可可后方可浇浇筑混凝土土，并作好好以下工作作：收料员员随时与搅搅拌站联系系，掌握混混凝土的及及时供应情情况；技术术员组织和和管理浇筑筑人员的施施工；试验验员测试现现场混凝土土的坍落度度，检查混混凝土的和和易性，并并做相应数数量的试件件。在浇筑过程中，震震捣时间一一般控制在在20～30秒，同时时视表面呈呈水平混凝凝土不再下下沉，不再再泛出气泡泡及表面泛泛出灰浆为为准。震捣捣上一层时时，捣固棒棒必须插入入下一层10～15cm，而且且必须再下下层混凝土土初凝前。在浇筑中，捣固固棒不要触触及波纹管管和锚垫板板，防止发发生孔道偏偏移或将波波纹管砸漏漏进浆等现现象。经常常检查模板板支撑有无无松动或脱脱落，有无无较大沉陷陷，如有异异常情况，必必须停止浇浇筑混凝土土，抓紧处处理，在混混凝土未初初凝前继续续浇筑混凝凝土。在浇浇筑锚垫板板后部和腹腹板下部混混凝土时，此此处波纹管管与钢筋较较多，震捣捣时需捣固固密实。3、混凝土养护待混凝土终凝并并达到12小时后，开开始洒水进进行养护，保保持混凝土土表面湿润润，时间不不少于7昼夜，养养护用水与与拌制用水水相同；并并在混凝土土表面覆盖盖麻袋或草草袋来防止止水分过快快蒸发。更更重要，由由于模板的的保温性能能好，在夏夏季施工时时，箱梁的的箱室内外外温度差别别很大，在在箱室内必必须及时洒洒水通气：：在箱室的的开口处放放置通风机机鼓风换气气，将底板板上的通气气孔即时凿凿通，形成成水流循环环。3预应力施施工混凝土箱梁预应应力施工采采用后张法法，OVM锚固体系系。每个OVM锚固单元元包括：OVM锚具、钢钢绞线和塑塑料波纹管管。钢绞线线采用满足足GB2224-19995标准的270级直径为φj5的高强度度低松弛预预应力钢绞绞线。3.1预应应力材料的的检验、试试验因预应力施工的的特殊性，预预应力材料料必须经过过严格的试试验检验。钢钢绞线成批批验收，每每批应由同同一牌号、同同一规格、同同一生产工工艺制度的的钢绞线组组成，每批批重量不大大于60t，从中任任取3盘，进行行表面质量量、直径偏偏差、捻距距和力学性性能试验。锚锚具进场验验收后，先先进行外观观检查，合合格后从每每批中抽取取5%但不小于5套锚具，对对其中的有有硬度要求求的夹片进进行硬度试试验。除以以上材料按按规范取样样做试验外外，还应从从试验合格格的同批锚锚具中抽取取5%，组成钢钢绞线锚具具组装件做做静载锚固固性能试验验和脉冲动动载试验。静静载锚固性性能试验和和动载合格格后，方能能在施工中中使用锚具具。3.2波纹纹管施工预留孔道采用塑塑料波纹管管制成。波波纹管直径径与相应的的钢绞线束束配套。波纹管搬运时轻轻拿轻放，不不得抛甩或或在地上拖拖拉，吊装装时不得用用单根绳子子在当中拦拦腰捆扎起起吊。波纹纹管在室外外保管时间间不能过长长，不得直直接堆放在在地面上，并并应覆盖帆帆布等防雨雨、露。波纹管的定位直直接关系到到预应力张张拉时孔道道摩擦阻力力的大小，应应严格加以以控制。施施工中，根根据施工图图中钢绞线线的曲线坐坐标用井字字型钢筋定定出曲线位位置，并以以每50cm的间距距电焊在腹腹板筋上用用来固定波波纹管。波波纹管安装装就位过程程中，尽量量避免反复复弯曲，以以防止管壁壁开裂；同同时，还应应防止电焊焊火花烧伤伤管壁。波波纹管安装装完后，仔仔细检查其其位置，曲曲线形状是是否符合设设计要求，保保证从梁体体整体看，波波纹管在梁梁内应平坦坦顺直，从从梁侧看，波波纹管曲线线应平滑连连续。同时时，检查波波纹管固定定是否牢靠靠，接头是是否完好，管管壁有无破破损。如有有破损，应应及时用粘粘胶带修补补；波纹管定位好后后，为保证证届时孔道道灌浆的顺顺利，必须须在波纹管管的曲线最最高处、跨跨中及喇叭叭口处设灌灌浆孔。在在波纹管上上开口，用用带嘴的塑塑料弧形压压板与海绵绵垫片覆盖盖并用铁丝丝扎牢，再再接PVC塑料管引引出。3.3钢绞绞线制安钢绞线的下料场场地尽量开开阔平坦，下下垫方木和和彩条布，以以免钢绞线线直接接触触土地而生生锈，但也也不得在混混凝土地上上生拉硬拽拽，而导致致磨伤钢绞绞线。钢绞绞线盘重大大、盘卷小小，弹力大大，为防止止在下料过过程中，钢钢绞线紊乱乱并弹出伤伤人，使用用一简易的的铁笼，下下料时，将将钢绞线盘盘卷装在铁铁笼内，从从盘卷中央央逐步抽出出，以避免免人身伤害害。钢绞线下料长度度除理论长长度外，尚尚应考虑张张拉设备、锚锚具等因素素。依设计计要求：两两端张拉的的钢绞线增增长1.55m长度，。钢钢绞线切割割时严禁用用电弧切割割，采用砂砂轮切割机机切割；并并用20号铁丝以1～1.5m的间距编编束。编束束时先将钢钢绞线理顺顺，相互平平行不得交交叉，并尽尽量使各根根钢绞线松松紧一致。腹板混凝土浇注注完毕后，立立即用清水水冲洗孔道道，并使用用通孔器检检查有无漏漏浆堵塞现现象。在确确认达到穿穿束条件后后，即可将将编束好的的钢绞线束束穿放其中中。长度较较短的采取取前头牵引引，后头推推送的人工工穿束法；；通长的采采用穿束机机穿拉钢绞绞线。3.4张拉拉工艺1、张拉设备校核核预应力施工是以以油表读数数和钢绞线线伸长值来来双控的，并并以油表读读数为主，钢钢绞线伸长长值作校核核。千斤顶顶多次使用用后缸内摩摩擦系数发发生变化，油油压表灵敏敏度也发生生变化，因因此，各种种设备、仪仪表必须根根据使用情情况定期校校验。油压表表每使用一一周要重新新校正，校校表精度要要求不能低低于1.0级，即最最大量为60Mpaa的油压表表，与标准准表比较误误差不超过过±0.66Mpa。千斤顶每使用一一个月或张张拉200次要重新新标定，校校正系数作作为施工的的校正系数数，但按现现行铁路规规范校正系系数不得大大于1.05。在下列列情况下必必须对千斤斤顶重新进进行标定：：千斤顶初初次使用、张张拉时连续续断丝、千千斤顶更换换某个部件件、油表读读数不能回回零、实测测伸长值与与理论值比比较差限超超过±6%。2.张拉顺序：混凝土达到设计计强度100%时，方可可进入张拉拉工序。张张拉顺序为为N1→N3→N2，每束张张拉力按以以下程序控控制：0→初应力（10%σK）→100%σK（持荷2min）→σK（锚固）。实际伸长量与理理论伸长量量误差保证证在±6%以内，如如有异常立立即停止张张拉查明原原因。3、预应力张拉注注意事项预应力施工的隐隐蔽性和危危险性要求求操作人员员必须在施施工过程中中严格遵守守相关规范范及制度施施工，专人人操作及维维护张拉设设备。施工工中，应注注意以下一一些事项。（1）锚锚具妥善保保管，使用用时不得有有锈、水及及其它污物物；不得有有电流通导导。安装锚锚