204国道主桥V型墩身及悬浇0#块

204国道太仓沙溪至苏昆太段扩建工程E标主桥V型墩身及悬浇0#块施工技术交流江苏省交通工程集团有限公司二00八年三月204国道太仓沙溪至苏昆太段扩建工程E标V型墩身及悬浇0#块施工技术方案一、编制依据1、《204国道杨林塘大桥工程施工图》2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ014-2000）3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）4、《桥涵》（公路施工手册）二、工程概况（1）、204国道太仓沙溪至苏昆太段扩建工程E合同段（K7+500～K9+300）全长1.8公里，主要施工内容为跨Ⅲ级航道杨林塘大桥一座，桥梁宽度30米、引道及交通安全设施等的建设。杨林堂大桥主跨为（70+100+70）m三跨V型墩直腹板预应力混凝土变截面连续刚构，主跨跨中箱梁高度为2.7m，至距V型墩中心10m处按二次抛物线变化至4.7m(v型墩墩顶0#块箱梁高度)主桥箱梁在V型墩墩顶0#块处,设置两道厚度为1.8m的横隔板,横隔板上设人孔,中跨跨中设厚度为0.5m的横隔板,边跨端部设厚度为主桥箱梁冀缘板悬臂长3.75m，其端部厚20cm，根部厚60cm，伸缩缝处（端横梁位置）冀缘板加厚至70cm。顶板标准厚度为28cm，在0#块箱梁附近局部加厚至40cm，顶板厚度变化段长5m.顶板厚度由跨中28cm按二次抛物线变化至V型墩墩顶0#块箱梁处80cm，腹板厚度在主墩中心线两侧29.8米范围内为等厚70主桥V型墩连续刚构采用挂篮悬臂浇筑施工，除0#块及边跨现浇段在支架上现浇外，其余12对梁段均采用对称平衡悬臂逐段浇筑法施工，箱梁纵向悬浇分段长度为（4×2.5+3×3.0+2×3.6+3×4.0m），V型墩墩顶现浇段（0#块）总长21.6

m,中跨及边跨合拢段长度均为2.0m，边跨现浇段长度为18.88mm,悬浇梁段最大重量约为110t，挂篮自重（含各种施工荷载及模板）按不超过50t（2）、具体各部位进行分析。主桥预应力体系C50砼设计强度：fcd=24.4MPa预应力钢材：标准强度fpk=1860MPa锚下控制应力σk=0.75fpk=1395MPa锚具回缩△=6mmФL32精轧螺纹粗钢筋fpk=785MPa主墩墩身预应力采用12Фj15.2、18Фj15.2钢束，群锚锚固体系，设计张拉控制应力分别为1395KN。0＃块竖向采用ФL32精轧螺纹粗钢筋，单根钢筋设计张拉力为568KN，以25~50cm间距布置，为方便施工竖向预应力兼做悬臂施工时挂篮的后锚固定点时，后锚国定点不得少于4根预应力粗钢筋。挂篮前移后，对竖向预应力粗钢筋进行张拉并封锚压浆。支座主桥采用8个GPZ（II）5SX盆式系列橡胶支座。三、V型墩墩身施工杨林塘大桥，10#、11#主墩承台浇筑完成后，进行冷却管循环降温养生，外露表面洒水，冷却水管使用及其控制要求如下：冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水；混凝土浇筑至各层冷却水管标高后开始通水，通水时间一般为10～15d，具体时间可根据检测结果确定。在出水口处设置调节流量的水阀及测流量的设备，保证冷却水管进水温度与混凝土内部最高温度之差不超过25℃的条件下，尽量采用适宜温水或者循环水做为冷却水对承台在V型墩范围内的老砼进行凿毛处理，并冲洗干净。然在施工V型墩时，应先拔除钢板桩围堰，然后回填素土至承台顶面位置，并用大模板配合支撑挡住承台上口泥土，保证土不会翻落到承台顶面。V型墩在承台内的预埋钢筋需要钢管支架固定，有足够的承重，并设斜支撑，当V型墩外模支立好后，V型墩钢筋内侧用横桥向水平钢筋做支点，支撑受力钢筋，并按图纸布设钢绞线。V型墩结构由直线段、R=500cm圆弧段和两个斜腿与其顶部主梁0#块组成倒三角形结构，V型墩斜腿为板式钢筋砼结构，从腿根部到0#块箱梁底板布预应力钢束，斜腿轴线与墩中心线交角36°，上下固结，斜腿长约8.1m，横向与固结处箱梁底同宽为7.0m，斜腿厚1.8m斜腿与0#块箱梁固结处由R=550cm和R=100cm两个圆弧段构成联结，V型墩砼368m3，竖直扩大段砼量约175m3，每只V腿的砼方量约1、V型墩总体施工方案根据V型墩结构特点及施工条件，V型墩施工用支架由平衡架和外置式劲性骨架组成，外置式劲性骨架由斜腿内侧劲性骨架和斜腿外侧外置式劲性骨架组成。在浇筑好的V墩圆弧上设三个支点，同时在支点上设三道平衡架，平衡架由45#工字钢在上口设置，其主要用于施工混凝土浇筑和两条V腿上口平衡，同时与内侧外置式劲性骨架对应焊接牢固。水平方向用三排九个支点精轧螺纹钢和斜腿内侧外置式劲性骨架联结，并与外侧劲性骨架联结相对应。斜腿内侧外置式劲性骨架由双拼32#工字钢组成，横向三道，沿V腿方向设置，两腿内侧外置骨架用精轧螺纹钢与外侧劲性骨架连接受力，为增强其横向刚度，两斜腿外侧外置式劲性骨架为双拼36#工字钢及对应斜支撑三道，斜撑支撑于承台外侧打入的Ф80cm钢管桩上的双拼36＃工字钢上，设骨架6道。0＃块支架同时搭设，支架为满堂支架，设置多个斜称和水平撑。斜腿外侧模板依靠在外置式劲性骨架上，斜腿内用9根jL32精轧螺纹钢两端拉在内侧双拼32#工字钢上，通过连接器连接到外置式劲性骨架36#工字钢上，保证内外侧外置式劲性骨架和整个V腿形成整体。每节模板拼装时，先用jL32精轧螺纹钢辅助就位，然后安装定位肖，同时接缝处用双拼14＃槽钢加强，槽钢竖向摆放，每70cm一道，防止接缝处模板变形。在最低段模板定位时，利用承台预埋铁板，然后焊接竖向槽钢定位，7m宽侧面预埋3块，4.3m侧面预埋2块，保证模板定位准确。砼采用自拌，生产能力为45m3/h，砼搅拌车4辆，运送到现场然后用砼输送泵浇筑V型墩分两次浇筑，每次均采用分层浇筑，浇筑时，砼输送管采用三通，两条V腿采用对称浇筑，防止模板失稳。第一次浇筑至R=200cm圆弧最高点+3.489处，浇筑面与V腿基本垂直。在圆弧模板上开设3个40×40cm的浇筑施工预留洞，3个洞须均匀布置，保证砼布料，待浇筑砼面超过圆弧R=200cm底面时，用钢板封住预留洞，继续浇筑至R=200cm圆弧最高点+3.489处。在R=200cm圆弧最高点+3.489向上30cm处用竹胶板封头，并在30cm空档处输送V腿砼砼强度凝固后，拆去V墩R=200cm圆弧段模板，在V腿R=200cm处用塑料薄膜摊铺与老砼结合，然后浇注40cm厚素砼，摆放预埋钢板，并与V墩预埋钢筋焊接，用于搭设倒三角支架（V腿内侧支架）第一次砼浇筑完成后，经凿毛，绑扎整理好斜腿全部钢筋并冲洗干净老砼凿毛部位后，安装V型墩内侧模板。固定好内侧外置式劲性骨架，并用jL32精轧螺纹钢和对拉螺杆拉紧到规定的结构尺寸时，浇筑两只斜腿砼。在V腿施工过程中，同时搭设0#块底板及翼板支架。在V腿施工过程中，对V腿顶部中心向外侧部支架和模板进行预压，本次预压采用反压，具体见附图（油顶反压图）。0#块施工过程中，注意处理0#块底板部分与V腿的接头，在V腿没有浇筑到的位置用竹胶板支立、固定。V腿顶部砼浇筑面与V腿轴线垂直，设一道台阶，具体位置见附图（V型墩身立面图）。（一）、内侧外置式劲型骨架布置具体详见下图：模板及竖向肋模板及竖向肋14#双拼槽钢45#双拼工字钢32#双拼工字钢80cm钢管桩精轧螺纹钢+7.960+3.400+5.40040素砼+7.700预埋钢筋砂筒内侧外置式劲型骨架布置所有的V型墩模板均用14＃槽钢在水平方向，每60cm布置一挡，长度为6.98m，增强模板的横向刚度，内外侧外置式劲型骨架用9根沿横桥向设置三根Φ80cm的钢管桩，作为V墩两腿间的竖向支撑，钢管下浇筑40cm厚素混凝土，并在混凝土面上预埋厚2cm钢板，钢板须抄平，并用电焊焊接钢管桩、钢板各连接处，同时在第一次浇筑好的V墩中预埋Φ16钢筋，每个钢管四周各4根Φ16钢筋用于焊接固定钢管，增加稳定性。在钢管上架设45＃双拼工字钢，横桥向布设，共计3排，与内侧劲型骨架基本对称。（二）、外侧外置式劲型骨架布置和内侧外置式劲型骨架布置相对应，具体详见下图：80cm钢管桩双拼36#工字钢双拼36#工字钢地面双拼14#槽钢双拼16#槽钢32.5cm钢管承台外侧外置式劲性骨架侧面图双拼36#工字钢10#槽钢外模用双拼14＃槽钢连同8cm的槽钢形成模板骨架，14＃槽钢为横桥向水平放置，每隔60cm放置一挡。为了增强稳定性和以后0＃块的施工，在纵桥向离开承台5m的位置，沿横桥向打入5根Φ80cm的钢管桩，并在上口用钢板焊接桩帽，然后在钢管桩上沿横桥向设置一道36＃双拼工字钢。外侧外置式劲型骨架对称布置，用Φ32.5cm的钢管打斜支撑，每侧三道，斜撑位置在承台顶向上7.7m左右，斜撑钢管上口与外侧劲性骨架双拼36#工字钢焊接，下口与Φ80cm钢管桩上的14#槽钢托架焊接，各Φ80cm钢管桩用槽钢或钢板调整到标高相同，便于逐层支立模板，每层模板支立好后，两侧模板通过jL2、V型墩施工步骤V型墩砼浇筑顺序分为2个部位，第一次浇筑至V型墩墩座R=500cm圆弧上处，浇筑面与V腿直线段垂直，标高-1.29到标高+3.407处，第二次浇筑二只V型墩腿到标高+9.1和+9.0处（为最高点），浇筑面与V腿轴线垂直（1）、V型墩墩座施工承台施工完毕后，即可进行V型墩施工。→在R=200cm处预埋钢板承台顶面墩座范围内凿毛→测量放线→外侧外置式劲性骨架安装→立V型墩外侧模板→0#块外侧支架搭设→支架反压→绑扎好V墩钢筋、安装预应力钢束→安装墩座内侧模板→安装冷却管→浇筑+3.407标高以下的砼（第一次浇筑V墩砼）→凿毛清洗并在内圆弧段浇筑40cm素砼→立内侧模板→安装斜腿内侧外置式骨架→安装内侧支撑平衡架→安装冷却管→浇筑砼（第二次浇筑V墩砼）。具体施工步骤如下:凿除承台顶面墩座范围内的浮浆，并用水冲洗干净测量放样，在承台上弹出V型墩座的四边墨线，预应力钢铰线具体预埋位置。利用承台上预埋钢板、钢板桩围堰以及打入的钢管桩，进行搭设V型墩外侧劲性骨架和0#块外侧支架（搭设0#块支架时，如与外侧劲性骨架干扰时，则适当让出位置，然后再用门架或建筑钢管加强，保证门架的受力间距），绑扎钢筋，安装冷却循环管，预埋预应力钢束等。立模浇筑V型墩根部，浇筑前用Φ20对拉螺丝穿心对拉，在模板底部外侧四面用槽钢与承台预埋钢板焊接定位，共设10个点。本次砼浇筑采用车载泵输送，每层混凝土浇筑不宜大于30cm，砼入模后及时振捣，避免砼欠振，过振，漏振，浇筑一次完成。当有水化热发生时，启动冷却水循环系统，降低砼内部升温。待砼内外温差不大时，可停止循环水供应。（2）、V型斜腿施工：①、凿毛冲洗斜腿等根部接触面砼，安装内侧模板，绑扎斜腿钢筋，固定好预应力束。②、安装内侧模板和两内侧模板间支撑，设置部分拉杆，拉杆的设置为劲性骨架之间对拉，内侧劲性骨架之间对拉外侧劲性骨架的斜支点支撑等。③、调整模板，收紧对拉螺杆，调整到设计图纸要求位置，计算出受载后精轧螺纹钢的拉伸量，控制好浇筑砼后，模板和外侧劲性骨架的位移。④、浇筑第一次砼结束时，应埋设部分Φ16钢筋，并在斜腿混凝土接头处需处理成锯齿形,以增强新旧混凝土断面的抗剪能力。（3）、0#块箱梁顺桥向两V腿中心向外支架搭设。①、V型墩两V腿顺桥向外侧各安装两块模板后，搭设0#块支架至0＃块底板位置。②、在浇筑V型墩时要注意在与V腿接头偏上10cm左右的地方加强对拉，两次砼浇筑模板收紧以免模板胀模。③、由于整个支架处面积最大为4.8×7m221.845t，在此面积上堆放水袋压重不够；堆放沙袋考虑，每层沙袋之间向内收0.5m，则按重量预压需7m左右，安全性不好，也无法摆放，因此支架预压采取油顶反压方式（具体施工见油顶反压图④、在承台中预埋Φ28钢筋，钢筋弯成七字形，深入承台1.2左右，在承台上预埋两排，具体方案见附图。⑤、预压结束后安装全部的侧模模板，上口圆弧模板预抬高5mm弹性变形值。3、施工注意事项及技术要求3.1、外置式劲性骨架施工墩座上预埋件位置尺寸应正确，并与墩座上主筋固定牢固，防止砼浇筑或振捣时松动。确保外置式劲性骨架的焊接质量，满足受弯影响，保证模板接缝处不变形。外置式劲性骨架结构较重，且有向内倾斜角，安装时，在下口要固定位置，然后调整上口到位，中间用托架旋转调整模板到位。内侧外置式骨架要焊接牢固，36#工字钢与32#工字钢之间、36#工字钢与Φ80钢管之间要焊接后并用钢板帮焊。3.2、模板制作及安装V型墩斜腿模板、箱梁的外模均采用整体特制定型钢模。V型墩斜腿模板用jL32精轧螺纹粗钢筋套钢管作对拉杆。③内、外模板用φ20mm圆钢套3cmPVC管作对拉杆。在V腿顶端及圆弧处，距离箱梁底板6cm处，预埋3cmPVC管，PVC管间距50cm，用于0＃④模板、钢筋均在生产车间加工制做，运输到各施工地点安装就位。模板安装允许偏差不得大于《公路桥涵施工技术规范》（JTJ014-2000）9.6.2中要求。模板安装应稳固牢靠，拉杆、撑杆上足，尺寸误差满足规范要求。⑥PVC管应伸出模板外侧，以防水泥浆漏入PVC管内。模板外侧PVC管处应用胶条封死，以防漏浆。⑦模板安装前应涂刷脱模剂，底模、外侧模之脱模剂采用同一品种，脱模剂采用浙江海宁生产的有机脱模剂，使用时涂刷三层，可以长期不生锈，外表光洁。3.3、墩座内冷却管施工冷却管与墩座主筋应固定牢固，防止砼浇筑及振捣时移位。冷却管接头用胶带封密严密，以防进浆、漏水。砼浇筑前应试通水，检查管道密封情况，如有问题提前处理。砼浇筑完毕,有水化热发生后，开始通水散热。当砼内外温差相近时，停止循环水。冷却管在4.3m*7m实心段。冷却管之间距离为1.0m，距四周外侧为0.5m，层与层之间为1.0m。冷却管进水口设于砼上口;在V腿位置设单层冷却管，距离1.2m。3.4、V型体外预应力束施工认真检查外侧外置式劲性骨架检查锚垫板加工及安装质量情况，焊缝质量、锚圈口均须符合设计要求。张拉设备安装时，做到孔道、精扎螺纹钢、锚环、限位板、千斤顶的轴线一致。砼浇筑前，先张拉部分精轧螺纹钢，使得精轧螺纹钢起到锚固作用。张拉采用对称张拉。张拉完成后，对精轧螺纹钢采取保护措施，防止电焊或机械损伤精轧螺纹钢。4、V型墩施工质量通病及预防措施4.1、V型斜腿、箱梁局部出现裂缝本桥斜腿较长、箱梁箱壁较薄，在自身荷载、施工及车辆人群等荷载、温度及风荷载作用下受力较为复杂，施工中斜腿、箱梁容易出现局部裂缝，必须采取有效措施加以控制：（1）严格按照设计图纸规定绑扎钢筋，设立钢筋保护层。防止间距不均匀、保护层过厚或过薄而引起混凝土表面局部开裂。必要时，在主筋外侧设置防裂网片钢筋。（2）斜腿、梁体开设孔洞的位置周围应布加强筋，防止混凝土徐变过程中应力集中造成孔洞周围裂缝。（3）在混凝土配合比设计时，初凝时间应在8小时左右，以防初凝时间过短。（4）严格控制混凝土骨料质量，控制好水泥用量及用水量，充分均匀拌制，控制好混凝土坍落度，供应优质混凝土。（5）模板设计时要保证其有足够的刚度，避免混凝土浇筑过程中模板变形产生裂缝。（6）混凝土养护要及时，对V型斜腿应控制内外温差，防止温度应力产生裂缝。（7）预应力施工，必须在混凝土达到规定强度后才能进行，避免混凝土强度不够造成墩身局部开裂。张拉时应计量准确，防止加力过大或过小，引起墩身应力变化造成裂缝。（8）必须严格按照设计规定的张拉顺序，施加预应力，防止由于施张顺序不当，引起墩身应力变化，造成裂缝。（9）预应力张拉后，管道要及时压浆，以使预应力尽早均匀分布，以防锚下预应力长期集中，造成锚下混凝土开裂。（10）施工阶段之间的施工缝，必须认真凿毛，并在浇筑混凝土时充分湿润，湿润时间不少于24h，对混凝土充分振捣，以防施工缝结合不好，造成裂缝。（11）施工时环境温度过高时，需采取如下措施：①降低水灰比，减少用水量，减小坍落度，采取高效减水剂；②碎石喷洒冷水降温；③外侧覆盖草袋并浇水，以散热保温；④测温并作为温度控制依据，防止浇筑混凝土后墩身内外温差过大引起裂缝。四、主桥0#块施工1、主桥施工顺序（1）、主桥下部构造施工结束后，即可施工0#块支架、底模，浇筑墩顶和现浇梁段0#块，对称张拉竖向、纵向预应力束和横向预应力束。（2）、安装挂篮及悬臂浇筑的底模和外侧模。（3）、依次浇筑1#～12#梁段，张拉纵向预应力束及相应块件的竖向、横向预应力束。（4）、先合拢中跨，后合拢边跨。中跨合拢前先对T构端头各施加30t的附加压重，采用体外劲性骨架，通过千斤顶对两个T构的两端施加200t的预推力（顶推时以顶推力和T构梁端水平位移双控，要求按照同步、逐级加载的原则，每加载一级推力，均要测量墩顶及中、边跨悬臂端位移和高程变化，同时量测千斤顶活塞行程，以便与位移观测值相校核，在顶推的同时，应密切观测墩梁结合部及墩身底部，防止出现开裂现象），顶推力施加到位后，焊接中跨合拢段体内劲性骨架，然后浇筑中跨合拢段混凝土，待混凝土达到90％设计强度时，张拉中跨顶、底板钢束，方可拆除中跨合拢段体外劲性骨架及卸载附加压重和孔道压浆。（5）、焊接边跨合拢段体内劲性骨架，浇筑边跨合拢段混凝土，待混凝土达到90％设计强度时张拉边跨顶、底板钢束，全桥合拢并进行孔道压浆。（6）、全桥桥面系施工。2、主桥0#块施工方案（1）、支架施工0＃块长为21.6m，底板宽7m，顶板宽14.0m，翼板宽3.5m，梁高4.7m，承台宽9.25m，长14.20m。①、翼板下支架搭设翼板下在承台上设六支点，每边各用3组贝雷横桥向搭设，每组贝雷采用90的平撑连接，各组贝雷中到中3.7m，承台上支点同样用贝雷按葫芦架方式搭设到一定高度，纵向贝雷和支点贝雷间高度用贝雷、Φ80钢管或36cm高砂筒等调整到高度，并预留弹性变形②、V型墩两腿间0＃块底板支架搭设在纵桥向靠近V型墩位置两侧各放置一排贝雷长24m。在V型墩内设三排倒三角支架，倒三角支架由Φ80钢管作为竖向支撑，双拼32＃工字钢作两侧斜边受力架，在每个钢管上口处放置2个砂筒，并在砂筒上架设顺桥向双拼45＃工字钢三根，双拼45＃工字钢单根长9m。倒三角支架中，沿双拼45＃工字钢长度方向，距离钢管中心2.25m处，对称设置2根双拼32＃工字钢，与V墩墩座R=200圆弧段预埋钢板焊接，整个倒三角支架形成拉压体系双拼45＃工字钢上沿横桥向布设8根36＃工字钢，均匀布置。36＃工字钢上口沿顺桥向布设27＃横梁，各横梁间距为0.7m。每个双拼45＃工字钢与一侧内模接触处，预先在V墩斜腿中埋入2块40×20×2cm钢板，并在V墩斜腿中加以锚固，待0块砼浇筑前，对最上口一排3根精轧螺纹钢张拉到预定设计吨位后，进行钢板与双拼45＃工字钢焊接，保证两V腿在0＃块施工时，产生对拉，不会因为上部的荷载增大，而使V腿受力，避免V腿纵向产生位移，控制V腿产生裂缝。③、V型墩纵向前后面与支架搭设距承台边缘5m处打入5根Φ80钢管桩，前后共10根，在Φ80钢管上拼双拼36＃工字钢或贝雷，承台上双排贝雷45平撑连接设支点，两处支点调整到标高相同。纵桥向每侧设二组90平撑贝雷，均匀布置，间距在0.8m左右，具体位置让出外侧外置式劲性骨架。在贝雷上铺设１4＃双拼槽钢，作为门架的下支撑，门架间距60cm，靠近V腿部2.4m间距可缩小到门架设上下托，横桥向门架间距0.5m左右，纵桥向0.5m间距。门架中间加建筑钢管作为竖支撑，门架上托上放置10×15木方或工字钢（横桥向），使其支撑④、为了消除水平方向的受力对V腿影响，利用在V型墩施工时，对放置在两V腿间最上排的三根jL32精轧螺纹粗钢筋进行对拉，每根精轧螺纹钢张拉力增量经计算为20t，；在V腿外侧用双拼32＃工字钢作为精轧螺纹粗钢筋的锚固支点，加强了对V腿侧向抵抗力，减少了V腿的变形。（2）、压载、变形观测及预拱度设置本桥0#块采用在V型墩墩旁搭设支架立模浇筑施工，支架不得直接支撑在V型墩斜腿上。浇筑混凝土前应对托（支）架进行反压预压（支架预压采取油顶反压方式），预压重采用1.2倍墩顶梁段一期恒载重量即265.9t，进行逐级加载，观测其沉降量，找出弹性变形值。支架立好后，在其上托上用双拼10#槽钢站立摆放，然后顺桥纵向布设等间距9根27#横梁，在横梁上铺设一道7m长的双拼36＃工字钢，150t油顶放置在上，油顶上沿横桥向设置一道长1.5m的双拼36＃工字钢，在横向离端头0.8m处摆放二道双拼45#工字钢，每道与承台预埋钢筋焊接，油顶摆放靠近焊接钢筋处，力传递到均布36a.把底模、侧模对应于横向工字钢位置作为标高控制面，每个平面测9个控制点，具体见平面图。b.测量各观测点压载前的标高H1然后进行超载1.2倍预压，每隔2小时观测一次，沉降稳定后，测出各点的高程H2，然后卸载完毕后再测量一次各点标高H3。c.根据测出的各控制点各阶段的标高计算0#块支架系统弹性变形值及非弹性变形值。弹性变形值：f1=H3-H2非弹性变形值：f2=H1-H30#块节段施工控制标高由设计理论值H0及预拱度组成，其中预拱度由下列几项组成：f1：支架弹性变形值