湖北长阳三里店清江公路大桥六孔连续梁施工工艺

湖北长阳三里店清江公路大桥六孔连续梁施工工艺目录一、概述二、0、1#节段及悬浇各段施工三、合拢段施工四、边跨直线段施工五、结构体系转换六、施工要求及注意事项七、附录一、 概述清江公路大桥位于湖北省长阳县境内，全桥总长362.10m,上部结构 引桥为2X16m简支T梁,主桥为39.5+4 X60+39.5m组成六孔预应力 变截面箱形连续梁，梁体形式为单箱单室，梁部支点处高4m,跨中处 高2m,梁底为不同半径竖曲线，施工过程中各节段底面按直线布置, 以求方便。桥面总宽13m，其中车道净宽9m,人行道2X2m,设计 荷载汽20，检算活载特挂300，人群荷载 3.5kN/m2。主跨箱梁施加纵、横、竖三向预应力。纵、横向设预应力高强钢丝束, 横、竖向设预应力粗钢筋进行张拉。全桥预应力钢丝束共 2077m （不包括备用束），钢丝束下料总长50628.1m,总重187284.3kg。全桥预应力粗钢筋共1831根，总长 5638.4m，总重24586.3kg。纵向预应力钢束分连续束（512束，其中 顶板束 48 束，腹板束 368 束）和悬臂束（ 730 束，其中顶板束 490 束，腹板束 240 束）。悬臂束布置于箱梁顶板及腹板处，连续束则通 过边、中跨合拢段布置于箱梁顶板，腹板及底板处。除顶板合拢束外， 其余钢束位置左半桥与右半桥对称。箱梁横向预应力钢丝束计 835 束，纵向、横向预应力钢丝束由 24丝（p 5高强碳素钢丝组成（Rgb=1600MPa），预应力粗钢筋采用 40硅2矶125W级钢筋 （Rgb=750MPa）。本桥主跨箱梁采用分段现浇。 0#、 1#节段在锚固于墩身上的托架上浇 注。 2#、 3#、 4#、 5#、 6#、 7#节段则采用挂篮法悬臂浇注。边跨合拢 段及边跨9m直线段则在边跨支架上直接浇注。施工顺序是先长阳岸侧 3#、 4#、 5#墩。然后是隔河岩岸 7#、 6#。 先进行 3#、 4#、 5#、 6#、 7#墩各墩 0#、 1#块施工。 0#、 1#块均在托 架上浇注。为一次性灌注、张拉、压浆。完后进行悬臂灌注。本桥采 用三套挂篮倒用。各墩两侧依次对称浇注 2#-7#节段。为满足工期工 要求，长阳侧悬臂浇注的同时，长阳侧宜进行边跨合拢并进行相应的 体系转换。待 6#、7#墩悬浇完毕后即进行两半桥合拢及相应的结构 体系转换。形成六孔连续梁。具体如下：二、0#、1#节段及悬浇各段施工1 托架与临时支座 托架：托架是悬浇注过程中的主要受力结构，又是 0#、1#节段的施工平台。它设置于桥墩两侧，支撑于桥墩墩身上。平台平面13 X15m，托架最大高度7.757m。每套墩旁托架58.9T万能杆件和3.48T 新制杆件组成，连用预埋件，临时支座，分配梁在内钢结构每套总重1074T，如图。托架安装时，新制杆件N8、N9、N10的周边要打光， 各部连接螺栓要求上满，拧紧，安装完毕，应对墩身预埋件及其各部 连接进行全面检查。然后于各墩两侧托架四处分配梁C上各加载40T 重。重复加载两次，待变形稳定后即可卸载，以期消除托架的非弹性 变形。 临时支座： 临时支座是由工字钢和钢板拼成的楔形钢垫块。每个墩四个，对称布置于各墩0#块与托架分配梁间，临时支座横桥向间距5.5m，顺桥向 距5m （中心距），中心线处梁底高为 95.10m。2 制孔制孔类型及要求：本桥纵向钢丝束管道采用少55胶管抽拔成孔， 横向预应力束制孔采用少50mm波纹管预埋成孔，竖、横向预应力粗 钢筋孔道采用e 40高频焊管或少36 =0.5镀锌铁皮管成孔。纵向孔道压浆排气用三能管用D =56mm， L=200mm及D =18mm， 内内L=500mm铁皮管组成，每个重约0.4kg；按下弯束及下料长度大于 30mm的钢丝束每束一个估列，竖向及横向预应力孔道压浆用三能管 均采用屮25， 6 =0.5mm铁皮管。纵向预应力钢丝束定位网格可用砂浆垫块与模板定位，定位网格本身 各单元顶点焊成片，且需与四周钢筋相连以加强整体性和稳定性。为 保证纵向预应力孔道位置正确，其定位网格位置尺寸必需正确，公差 1mm。安装时，若横向预应力钢束套管与张拉槽相遇时，宜采用左右适当移 动或下压的方法，使铁皮管位于张拉槽下，以免与张拉设备发生干扰， 若竖向预应力蹬筋与张拉槽相遇时，应保证d$300mm，c$80mm。与施工进人孔相遇的横向预应力钢束，应先留出孔道，待箱梁内施工 完毕再安装镀锌铁皮管制孔，横向预应力钢束套管须预先点焊固定于 梁体，钢筋网上，竖、横向预应力粗筋套管须在绑扎梁体钢筋时与粗 筋一起安装。注意勿堵塞竖向、横向粗筋的压浆三通管，另外，竖向 预应力粗筋套管下端必须与支承钣焊，堵严实，上端应用布或水泥纸 将螺栓头包裹，防止混凝土浆或其他杂物串入。 抽拔胶管并检孔：纵向钢束制孔胶管抽拔时，以不损伤孔道壁为 原则，宜在混凝土抗压强度达到48MPa时进行。抽拔时间可参照下 表：抽拔顺序宜由下而上，先曲后直。胶管抽拔后，梁体孔道壁应光 滑，无残渣，胶管上没有附着的水泥浆。为保证孔道畅通，须立即用少45mm橄榄形栓孔器对孔道逐孔检查，对检孔器不能通过的孔道， 改用少38mm检孔器检查，所不能通过者，即认为该孔道不合格。应 记录孔道号和不通部位，视备用孔情况决定处理事宜。凡须处理的孔道，应于检孔后立即进行钻头清通或开刀处理。环境温度30以上30 -2020 -1010以下抽拔时间3小时3-5小时5-8小时8-12小时3 挂篮 本桥所采用的挂篮为斜拉式挂篮，共三套，施工时3#、4#、5#、6#、7#墩上倒用。首先，三套挂篮分别在 3#、4#、5#墩上进行浇注，待3#、4#墩完后，3#墩挂篮移至 7#墩，4#墩至 6#墩进行悬臂浇注施工。每套挂篮安装完毕后，须检查主体结构螺栓，电焊、平衡数量，调整应力设备，下弦加固拉压螺栓，前后吊杆及前后横梁受力情况。挂篮 在悬浇过程中有弹、塑性两种变形，施工时应进行消除。因此，在悬 浇施工之前，应对每套挂篮进行静载试验。采用预压重的办法对挂篮 加载，以测定挂篮前端各部位的变形量。同时，消除塑性变形。施工 时，应对每一梁段前端分别在灌注前后和张拉前后按设计提供的挠度 值进行测定，以控制设计预拱度。同时应进行桥梁中轴线测定，中轴线偏差不得大于5mm。挂篮在悬浇施工过程中所产生的弹性变形的调整，宜采用前吊杆高度调整法，即将挂篮前吊杆同时用千斤顶顶起 收紧，以免新旧混凝土之间产生裂缝。调整应分次进行，一段每灌注 一节段调整23次，每次调整值46mm，但不得超过实际下挠量。挂篮施工时，施工荷载宜与箱梁对中，尽量减少偏心荷载，灌注混凝 土时，混凝土应先用缆吊运到各墩 0#中央，再由两人用斗车同时将 等量混凝土推向现场浇筑。施工时，应严格控制挂篮悬臂部分的载重。 除张拉用的平台脚手板必需的少量工具之外，不得任意增加载重。施 工人员等人数分配于悬臂端，非直接人员不得随意登上梁顶，更不得 在梁上随便走动。灌注 1#、2#、3#节段时，其两侧同号节段混凝土 重量差不得超过一个节段。悬浇 4#、5#、6#、7#节段时，其两侧同 号节段混凝土重量不得超过 2.5m3。另外，遇到5 级以上大风，应停止作业，并检查挂篮锚固情况。4 混凝土灌注（1）模板：本桥模板采用木模，表面包镀锌铁皮，每套模板应有 足够的强度、刚度、稳定性和正确的结构尺寸。模板安装时，各部尺 寸应严格满足设计要求，安装允许误差如下（单位mm）。底模：横向矢距W3,纵向挠度W设计挠度10%，端截面任意两 点高差W3 ；其余截面任意两点高差W5,沿桥向任意两点高差（不计 拱度）W10,侧向弯曲（累计）W10,节段全长W土20mm,节段高 度（检查端部）W-5或+25。腹板厚度（检查模端）W+15或-0，底 板、顶板厚度（检查模端）吕10或-5，节段中线偏差W 土5,腹板及 横隔板垂直度W4%，横隔板位置土10,横隔板厚度W+10 或-5,桥 面板内外侧偏离设计位置W+10或-5，腹板中心在平面与可设计位置 偏差W+10。模板安装时应涂脱模剂。外模应按设计要求安装附着式 振动器。为了施工方便,灌注底板混凝土时可不设内模,只是在灌注 腹板混凝土时，在内模下梗胁与底板连接处增设宽20cm的水平模板， 以防止腹板混凝土从底板大量冒出,待混凝土初凝后方可铲除冒出之 混凝土。2） 振动体系： 本桥采用以插入式振捣为主。侧模振动为辅的原则灌注，在灌注底、 顶板混凝土时用振动棒插入振捣，灌注腹板混凝土时，则用安置于外 的附着式震动。侧模振动器的数量应考虑到梁体各节段载面的变化，混凝土配合比的 变化及现场施工情况适当布置。（3） 灌注方法： 梁体混凝土灌注前，应将模板内的杂物及钢筋上的油污清除干净，模 板应先用水湿润，但不得留下积水，同时，模板应涂脱模剂。 0#、1#节段在托架平台上灌注，其余的 2#7#节段则在挂篮上施工。 本桥梁体混凝土设计标号为 50 号，且要求混凝土强度夏季三天（冬 季五天）达到40MPa,混凝土陷度建议采用79 （夏），（57冬）。 混凝土拌制时，材料配合偏差为水、水泥、外加剂用量标准到1%， 骨料准确到2%。拌制好的混凝土通过缆吊用吊斗运到施工平台上,混凝土自加水拌制 时起,时间超过 45 分钟不宜作灌注之用,若掺用外加剂,其时间可 根据实验确定。若发现运送到施工平台上的混凝土有离析现象,应立 即在现场进行人工搅拌方可使用,但在任何情况下,已出拌合机的混 凝土均不得再进行加水。各节段均采用一次性连续灌注,灌注底板时,混凝土应由串筒落到内平台上翻鍬铲入，应由低处向高处的顺序进行。腹板灌注应水平分层， 每层厚度应控制在 30cm 左右，最后灌注顶板，应采用由外向内的灌 注顺序，以避免因顶板悬臂较大，模板、支架变形而产生裂纹。 各节段混凝土灌注应连续进行。如因故必须间歇时，应不超过规定的 间歇时间（见公施规），以便在前层混凝土初凝之前将后层混凝土 振捣完毕，否则按施工缝处理，具体办法见工规范第 10.45、10.46。 灌注混凝土时，底板和顶板用插入式震动棒振捣，腹板主要以附着式 震动器震动。灌注腹板混凝土时，应特别注意严格控制振动时间。 混凝土灌注完毕，待其达到一定强度时方可拆模，具体时间如下： （1）当混凝土达到设计强度约 25%时，可拆除端模。（2）当混凝土达到设计强度约 70%时，可拆内模。（3）当混凝土达到设计强度约 80%时，可拆外模和底模。另外,混凝土表面温度与环境温度差以及腹板内外侧温差大于15 C时不宜拆模。拆模后应对混凝土进行养护。5 张拉与压浆（1）张拉钢丝束 制束 预应力钢丝下料张拉长度按下式计算,并通过试用后进行修正：L=1+2 l1+nl2+2l3式中L钢丝下料长度 11 锚具长度L锚具支承板间孔道长度13长度富余量（一般取100mm）l2张拉千斤顶支承端面到槽形槽口外端面的距离n一端张拉力为1,两端张拉力为2预应力钢丝应梳整分丝，按24丝一束编束，然后每隔11.5m绑扎铁 丝,使之顺直不扭转。编束后的钢丝顺直按编号分类存放，搬运时，其支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。 穿束 穿束前应用压力水冲洗孔道内杂物，观测孔道有无串孔现象，然后用 无油压缩空气吹干孔道内水分。孔口锚下垫板不垂直度不得大于 1 度，否则应用垫板抄平。若碰到较长或弯曲孔道，钢丝束难穿时，可在钢丝束除两端2m范围外，其余均涂中性肥皂以利穿束，但须保证能处理干净。 检查预应力束无有损坏、污物、锈蚀，合格后方可穿束。 张拉各节段混凝土强度达到 400MPa 时，方可进行预施应力，应按设计规定的张拉孔号顺序由左右两腹板对称张拉。采用钢制锥形锚具时，张 拉程序见设计图y04-04-110，具体叙述如下: 初始应力张拉：在预应力钢丝束略为拉紧的过程中，应及时调整锚具、 千斤顶的位置，使孔道、锚具和千斤顶的三者轴线在同一直线上，同 时同钢丝松紧程度，使钢丝受力均匀。然后加载至钢丝应力为控制应 力的 10%左右的初始应力阶段，并划线做标记以便记录伸长量和滑丝 情况。超应力张拉：两端轮流分级加载至钢丝束的控制吨位数，测量钢丝伸 长量，待荷载稳定两分钟，复查伸长量。顶塞退楔，顶压锚塞的顶为为250300 KN。当张拉完成后，认真检 查有无断丝、滑丝现象，并做好钢丝及锚塞回缩量测量记号后，即进 行顶压锚塞工作。然后测量钢丝及锚塞回缩量。符合要求后即将千斤 顶楔块退除，顶楔退楔工作应在两端分别进行，待一端锚固后，另一 端方可进行。最后再检查钢丝回缩量及滑丝量。预应力采用以张拉吨位为主的张拉吨位与伸长量双控制。各筋（束） 张拉延伸量详见y04-04-110号图。实测延伸量与计算延伸量允许误差+10%或-5%，全节各断丝、滑丝数 不得超出该断面张拉钢丝总数的 1%。且每束内断丝不得超过一丝。两端钢丝回缩之和不得大于812mm，锚塞外移量不得小于6mm。 （2）粗筋制作与张拉预应力粗筋下料长度应根据使用夹具种类、焊接头的压缩、冷拉伸长率，弹性回缩率，张拉伸长值，台座长度，构件长度和构件间隔长 度等项数据计算决定。当竖向预应力蹬筋与张拉槽相遇时，可增加孔 丝长度 80mm。预应力粗筋的冷拉，应采用应力与伸长双控制，以应力控制为主。冷拉速度不宜过快，每秒增加5mPA左右即可。拉至控制应力时停2 分钟再放松。然后进行人工时效处理。各节段纵向钢丝束张拉完毕且混凝土强度达到 100%后，竖向（横向）粗筋才可采用yc-60型千斤顶进行一端张拉，张拉顺序及伸长量控制均按设计办理。初始张拉吨位按冷拉后 10%的屈服强度控制。竖向粗筋张拉量，千斤顶的张拉头应拧入粗筋的螺纹长度不得小于 40mm，注意勿将锚固螺母倒装，以防止张拉锚固出现裂纹应力集中 现象。一次张拉到控制吨位，持荷稳定两分钟并实测伸长量作为校核， 然后拧紧螺帽锚固。冷拉钢筋机械性能表直 径 mm屈服强度o0.2MPa抗拉强度 o bMPa伸长率冷弯不小于不小于不小于弯心直 径弯曲角 度62875090065090钢筋 种类冷拉W 级施工操作步骤如下： 将钢筋端部螺纹的包装解开，用柴油、汽油清洗可能附着的泥 砂，油污并清除干净； 将螺线套外钢筋，使其端部螺纹至少露出40mm,以便连接千 斤顶的张拉杆。 用扳手稍稍紧固螺母，使钢筋固定在孔道中心线上； 在钢筋上离端部40mm处作出标记，撑上千斤顶张拉杆，拧入的 丝扣长度不得小于40mm，依次安装张拉附加器，千斤顶，并拧上螺 母； 启动油泵，主缸进油，张拉钢筋，同时扳动张拉附加器上扳手， 施进螺母，注意勿使螺母拉入张拉附加器主体内，以免锚固时无法拧 紧； 按张拉程序加力，达到锚固力时，关闭进油阀，持压2 分钟，慢 慢拧进螺母，待油泵油压开始下降时即表明螺母已经拧紧承力，应立 即停止施进； 油泵回油，使千斤顶回程，依次卸却千斤顶，张拉附加器； 用钢锯（切不可气割）锯去钢筋端部多余部分，外露量为40mm 即可。（ 3 ） 孔道压浆 压浆用水泥应采用标号不低于425#的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥， 且每次压浆必须使用同一厂家，同一标号，质量稳定的水泥。水泥浆中可掺用有缓凝，减水作用的外加剂，掺量由试验室定。但严 禁掺用各种氯盐。水灰比不宜超过 0.45，三小时后泌水量不得超过 2%，强度不低于设计规范。 预应力钢筋张拉完成后，应尽快压浆，以防预应力钢筋锈蚀或松驰。 为使孔道压浆流畅，并使浆液与孔道壁结合良好，压浆前应用干净的 压力水冲洗孔道，待中性肥皂液及杂物冲洗干净后即可用无油压缩空 气将积水吹干，用PH试纸检查孔道用中性皂液是否已被冲洗干净， 同时应对出浆孔，灌浆也进行全面检查，并对压浆设备进行安装检查。 本桥采用活塞式压浆泵压浆，压浆顺序如下： 纵、横向预应力管道压浆时，先压下孔道，后压上孔道，并将集中一 处的孔道一次压完。以免孔道串浆而堵塞邻近孔道，如集中一处的孔 道一次无法压完时，应将相邻未压浆的孔道用压力水冲洗干净以保证 孔道压浆通畅。下弯束孔道侧向压浆时，应由最低处的压浆孔压入水 泥浆。并由最高点处的出浆孔溢出水泥浆。 竖向粗筋管道压浆应自下而上进行，直至顶端锚固螺帽处的排气孔冒 出浓液为止。墩顶处横向粗筋的孔道压浆时通过三通阀向两端压。 本桥梁体各节段压浆均采用一次压浆工艺，操作应遵守如下规定： 出浆口阀门必须待出浓浆后才能关闭，进浆口阀门必须待压力上升到 0.60.7MPa，持续2分钟或足够保压时间，且无漏水，漏浆时方可关 闭，水泥浆终凝后方可拆卸压浆阀门。互相串通的孔道应同时压浆，在压浆顺利的前提下，宜适当加大水泥浆浓度。水泥浆从搅拌完毕至压入管道的延续时间不得超过 40 分钟。灌浆中 任何原因不能一次压满孔道，或同一管道的压浆作业因故中断，延续 时间超过 40 分钟时，应立即用压力水把管道冲洗干净，研究处理后 再行压浆。每次压浆完毕，应立即清洗输浆管，阀门，机器设备，而稳压阀门应 待水泥浆初凝之后方能拆下清洗。三、合拢段施工 本桥合拢段共六个，其中两个边跨合拢段，四个中跨合拢段，各合段 长度，高度均为2m,全桥合拢段按合拢时间顺序编号为1-6号。 各合拢段工期按七天考虑，六个合拢段按1-6号的顺序依次施工。 合拢段施工时,受温度影响,相邻两悬臂端将沿纵向产生相对位移, 同时合拢段的混凝土凝固也会产生收缩,为此,在两悬臂端之间设置 支撑钢管和张拉部分临时钢束。中、边跨合拢段中各有6个孔道的制 孔胶管改为支承钢管,并于部分钢管内穿束进行张拉,使梁体两悬臂 端连为整体。合拢段成孔不采用橡胶抽拔胶管,而采用铁皮管,施工时,钢丝束预 先穿入铁皮管与之一起安装，铁皮管插入两端块件孔道内不少于15cm，周围用环氧树脂填塞。由于气温变化对合拢段施工影响较大，箱梁的伸缩及合拢段混凝土凝 固过程中的收缩会导致合拢段混凝土产生开裂或压坏，因此施工时应 选择一天温度最合适时间合拢，以避免使新混凝土产生压力，且注意 养护。四、边跨直线段施工本桥长阳与隔河岸侧各有一 9m 长直线梁，梁体截面无变化，梁高 2m， 边跨直线段在万能杆件支架上现浇，边跨支架由万能杆件和新制杆件 拼成，其顶面铺钢支垫及横木，便于安装底模。边跨支架拼好后，应先进行压重，拟以六个（P-60浮箱灌水压重。重 复加载两次，每次加载时间24 小时，间隔时间24 小时，以消除支架 非弹性变形。灌注混凝土前， 2#墩、8#台上应先安装正式支座，然后方可安装模板。 灌注混凝土及张拉、压浆与箱梁悬浇节段同，压浆完毕后，在 2#和 3#台端要灌注封端混凝土。注意， 1#、2#墩间跨度 16m 梁应在边跨 直线段封端以后再架设，避免影响长阳岸侧边跨直线段的张拉，压浆 与封端。边跨直线段施工应视施工情况在悬浇间隙时间的同时进行，以满足工 期要求，但不宜过早灌注，避免边跨直线段混凝土在支架上搁置太久 而产生裂纹。五、结构体系转换 体系转换就是将梁体由合拢前的静定体系先转换成合拢后的超静定 体系，然后由一次超静定结构逐步转换成本桥的五次超静定结构，转 换的同时，将安装在墩旁托架上的临时支座撤去，改由正式支座来承 受梁部结构荷载，这样，结构体系就作了转换。顶起梁体拆除临时支座，将反力转至千斤顶整体顶起支座，安装上座板螺栓调整支，座板位置标高干砸水泥砂浆I落梁、测量支座压縮量、顶板标高及梁体中心线偏I本桥共有六次合拢，五次体系转换,具体转换步骤如下图：体系转换时，用500T千斤顶将梁体顶起35cm高，拆除临时支座， 改由正式支座受力，落梁后，由于后来各施工阶段中结构体系的转换 要求正式支座起固定支承作用，因此应将悬臂端各墩活动支座安装卡 板。以限制上座板沿水平方向移动，待再次转换时即可释放为活动支 座，经五次这样的转换，就成为了六孔连续梁。六、施工要求及注意事项1施工前，队主管工程师应召集技术人员，分队长及技术工人作 技术交底，并详细地分派任务，争取施工中做到有条不紊。2 队领导应预先组织工人进行高空作业安全知识教育，确保安 全。3 施工平台应设防护栏杆，必要的地方还需设防护网，上下梯须 牢靠，且有防滑措施。4 张拉钢丝束和冷拉钢筋时，应采取保护措施，防止预应力钢筋 (束)或锚具拉断而弹出伤人。5 孔道压浆时，工人应戴防护眼镜以免水泥浆喷出而射伤眼睛。6 缆吊使用时，信号要明确，操作要规范，注意力要集中，另外， 缆吊不准用于运送施工或其他人员过江，载物时速度不应过快。7 全体施工人员必须严格按照“铁路桥涵施工技术安全规则(TBJ403-87)的有关规定进行施工。七、附录：施工原始记录，检查表格1 预应力钢筋混凝土箱形连续梁梁段模板安装检查证；2 预应力钢筋混凝土箱形连续梁梁段钢筋安装检查证；3 预应力钢筋冷拉记录表；4 混凝土施工灌注记录表；5 预应力孔道通孔检查记录表； 6 预应力梁段钢丝束张拉记录表；7 预应力梁段钢丝束张拉记录汇总表8 预应力粗钢筋张拉记录表；9 孔道压浆前检查证；10 压浆记录表。