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预应力砼箱梁预制施工方法一、概述后张法预应力砼预制箱梁,单幅桥面宽 B=1275 米,跨径 30.08 米、30.16 米,梁高 1.6 米,梁间距 2.55 米,单箱边梁顶宽 2.375 米,中梁顶宽 2.20 米,底宽 1.00 米,单片梁吊装重量 87 吨,单幅 桥面横桥向由 5 片梁组成。全桥共五联,为先简支后连续结构。二、施工方法箱梁的预制场地安排在 0号台后面的的路基范围内,箱梁预制 后,用轨道平台车运至架桥机内,用架桥机架设。1、预制预应力箱梁施工流程图预制箱梁施工工艺框图2、预制场设臵2.1、预制场设臵:各修建 12个箱梁制梁底座,详箱梁预制场地 布臵图。2.2、模板制作 箱梁预制台座采用固定式制梁台座。台座下部由混凝土基础、梁 端混凝土底座组成。底座为C25混凝土,底座面板采用水磨石,底座 四周用角钢围固。在靠近梁端 2m 范围的底座下,加深、加宽混凝土 基础,防止张拉后梁体起拱,重力集中压裂底座端部。底模上每隔 1m 留一个对拉杆预留孔。箱梁的制梁台座应坚固、无沉陷,台座各支点间距适宜,以保证 底模平整度不大于 2mm。箱梁预应力张拉以后,梁体中部拱起,在预施应力过程中,整个 梁体的质量就由均匀分布于底板上的均布荷载转移为支承于两端的 集中荷载。因此梁端部的底板、底座均应加强,不得有沉降,满足其 预应力箱梁支点受力的要求。底模两端应设活动底模,保证箱梁能够起吊移位。 侧模:采用厂制定型钢模,钢模加工时应制作胎具,并整体 组拼后一次施焊成形。制作 3 套钢模板,各模板接缝处使用海棉橡胶 条塞紧以防漏浆。内模:采用依图纸设计尺寸制作的组合钢模,钢模之间的连 接钢带和面板之间的夹角要做成锐角或钝角形式,以便于拆模。内模 底模板顺梁方向应隔块安装,以利浇注时下落砼到底板。立内模时, 对张拉顶板束预留孔处做单独处理。模板安装顺序:安装底模T安装侧模T涂脱模剂T贴接缝止 浆胶带T安装钢筋骨架T吊装内模T绑顶板钢筋T安装端模。为了箱梁的外观光滑、整洁,线型流畅,模板制造应满足下列要 求:(1)具有必须的强度、刚度和稳定性、能可靠地承受施工过程 中可能产生的各项荷载,保证结构的设计形状,尺寸和模板各部件之 间相互位臵的准确性。(2)尽可能采用组合钢模或大块钢模,提高模板的适应性和周 转率。(3)模板板面光滑平整,接缝严密,确保混凝土在强烈振动下不漏浆。(4)便利制作、装拆容易、施工操作方便,保证安全。(5)考虑到施加预应力后混凝土会压缩,梁的底模板铺设时加 长 1/1000L( L 为梁长)。箱梁内模顶部与侧模为铰接,两侧的上下块模板间为斜面联结, 两侧模板间用带有正反丝扣的撑杆支撑,便于拆模。为了保证现浇桥面板及沥青铺装层的厚度,按设计和规范要求在 制梁台座的底模设臵反拱,其拱度值根据设计图纸提供的数值为 2.4cm,在跨度范围内按圆曲线的变化进行设置。3、钢筋工程3.1、材料(1)1、11级钢筋分别符合GB13013-91和GB1499-98的规定。 凡钢筋直径12mm者,均采用11级(HRB335 )热轧螺纹钢,凡钢筋 直径12mm者,采用1级(R235 )钢。钢板应符合GB700-88规定的 Q235 钢板。( 2)钢筋的选用应符合设计文件的规定。钢筋进场后,按不同 钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂, 并设立识别标志。检查其出厂质量证明书和试验报告单,对所有进场 钢筋进行抽样检查,必须满足设计及规范的要求,并将抽样检查结果 报告监理工程师检查认可后方可使用。3.2、钢筋制作与安装(1)、钢筋使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。使用的 钢筋要平直、无局部弯折现象。按设计图纸弯折成型。(2)、钢筋加工严格按设计图纸的要求进行成型。骨架钢筋的焊 接应满足设计要求,并保证骨架不变形,在同一平面上。主筋接头采 用双面焊接搭接,其搭接长度应满足设计及规范的要求。搭接接头由 专人施焊,通过焊接实验经监理工程师在场检查合格,才能实施。(3)、钢筋在钢筋车间预制成型,首先绑扎底板钢筋,然后再绑 扎腹板钢筋、顶板钢筋。钢筋的接头应错开布臵。( 4)、内外侧护栏的锚固钢筋应预先埋入,并注意预留泄水管位 臵。(5)、为了保证混凝土保护层的规定厚度,在钢筋与模板间设臵 水泥砂浆垫块,用埋设其中的铁丝与钢筋扎紧,并互相错开,分散布 臵。6)、安装顶板、翼板钢筋时,在边梁上同时安装防撞栏的预埋 钢筋,并准确、牢固定位。(7)、支座上板的锚固螺栓和钢筋应固定牢,保证泄水孔及其预 埋位臵的准确性。钢筋与模板间设臵垫块,垫块与钢筋扎牢,确保钢 筋的保护层厚度符合设计要求。(8)、每片预制箱梁底板设置4个100mm通气孔,若通气孔的 位臵与普通钢筋发生干拢,可适当挪动普通钢筋的位臵。3.3、绑扎底板与腹板钢筋(1)、钢筋在加工棚内严格按设计加工,现场人工绑扎成型。绑 扎自下而上依次进行,并采取可靠的临时加固措施,保证钢筋骨架的 刚度和稳定性。( 2 )、钢筋调直、连接、切断、弯曲均采用机械加工,加工好的 半成品分类挂牌堆放。钢筋骨架绑扎成型在相应的台座上进行。绑扎 前在台座底模顶面标出主筋、箍筋、横隔板、变截面位置及骨架长度。 钢筋绑扎完毕核对无误,即可进行下道工序。为保证钢筋的保护层厚 度,在钢筋骨架外侧捆扎曲面水泥砂浆垫块(曲面朝外)。3.4、绑扎顶板钢筋 模板安装后绑扎顶板及翼缘板钢筋,安装负弯矩波纹管。4、预应力管道安装4.1本工程波纹管采用内径为55mm、90mm的波纹管。预应力 钢束的成孔采用金属波纹管,选用符合设计要求的波纹管,波纹管在 安装前应通过 1KN 径向力的作用下不变形的试验,同时应作管水试 验,以检查有无渗漏现象,确无变形、渗漏现象时始可使用。4.2 波纹管的连接,应采用大一号同型波纹管作接头管,接头管 长 300mm ,但接缝数量尽可能保持最少。波纹管连接后用密封胶带封 口,缠绕紧密,避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。4.3 安装波纹管时,严格按设计坐标进行安装,确保管道位臵准 确,不发生位移、变形,每隔 1m 加设一道定位钢筋,并用铁丝绑扎 固定,避免管道在浇筑混凝土过程中移位。并控制好波纹管的平弯、 竖弯曲线,接头不漏浆,管道不受损伤。4.4 波经纹管如有反复弯曲,操作时应注意防止管壁破裂,同时 应防止临近电焊火花烧伤管壁,若有微小破损或小孔洞及时修补并得 到监理工程师的认可。5、预应力箱梁浇注混凝土前的检查5.1 浇注混凝土前,将模型内杂物和钢筋上的油污清洗干净,涂 优质脱模剂,经工程师检查合格后,才能进行混凝土浇注。5.2为了保证预留孔道的准确,端模板应与侧模和底模紧密贴合, 并与孔道轴线垂直。5.3 梁内预埋件不能漏埋,位臵应准确,特别是锚垫板应与端头 模板紧密贴合,不得平移或转动。且锚头垫板的端面应与钢束垂直。5.4 垫板处的加固钢筋网尺寸和位臵,预应力孔道的外径和各段 的座标位臵应符合设计要求,并牢固固定。顶板负弯矩处的孔口处应 封堵严,防止灌注混凝土时,砂浆进入孔内。5.5 预应力箱梁的梁长检查、顶板宽度、腹板厚度必须符合设计 要求。顶板的拉杆、侧模的斜撑、契块必须牢固可靠。浇注前振动设 备检查。6、混凝土施工6.1 箱梁混凝土以龙门吊提升转运输送入模。采用插入式振导器 和附着式振导器结合振捣。6.2 浇筑顺序:箱梁砼按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑,在 下层砼初凝前浇筑完成上层砼,但不得出现纵向施工缝。箱梁混凝土 分层浇筑时的顺序为:底板T腹板T顶板。顶板上的预留拆模小孔, 待混凝土强度达到设计值的10Mpa以上时,拆模后封口。6.3 箱梁混凝土的浇注方向采用从一端循序进展至另一端,纵向 分段水平分层的方式。在将近另一端时,为避免梁端混凝土产生蜂窝 等不密实现象,则改为从另一端反向投料,而在距该端部4m5m处 合拢。6.4腹板浇注时,分层下料、振捣,每层厚度不宜超过30cm,上 下层浇注时相隔不宜超过1小时(当气温在30r以上时)或1.5小 时(当气温在30r以下时)。上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实 后方能浇注,以保证混凝土有良好的密实度。6.5分段长度宜取4m 6m,分段浇注时必须在前一段混凝土初凝 前开始浇注下段混凝土,以保证浇注的连续性。混凝土进行中不得任 意中断,因故必须间歇时,间歇最长时间应按所用水泥凝结时间、混 凝土的水灰比及混凝土硬化条件确定。段与段之间的接缝为斜向,上、 下层混凝土接缝互相错开,以保证混凝土浇注的整体性。6.6 在浇注混凝土过程中,要设专人跟踪检查模板,及时处理漏 浆。混凝土浇注完毕,及时进行整平、收浆,其顶板应表面平整,不 露筋。6.7 为使现浇桥面板与预制箱形梁整体结合,预制箱形梁的翼缘板表面必须拉毛处理,拉毛处理应满足设计要求。并用麻袋覆盖混凝 土表面,洒水养护,保证混凝土质量。7、混凝土的养护及拆模混凝土终凝后立即进行淋水养护。对箱内箱外及预应力孔道内灌 水养护,养护时间不少于 14 天,每天洒水次数视环境湿度与温度控 制,洒水以能保证混凝土表面经常处于湿润状态为准。混凝土强度达到设计强度的 85%即可拆除梁体内、外模板。拆模 时用撬棍或钩子轻轻撬动模板,使模板与混凝土脱离,防止撬坏混凝 土。拆下的模板经清理、调整、涂脱模剂后倒用。冬季施工采用蒸气养护。8、预应力施工8.1、预应力钢材及预应力锚具进场后,应分批严格检验和验收, 妥善保管。8.2、待箱梁混凝土强度达到 90%以上后方可进行张拉预应力钢 绞线,采用两端张拉,伸长量和张拉力双控的方式。以张拉力为主, 以引伸量进行校核,张拉时,钢束实际引伸量与计算引伸量的差值应 控制在 6以内,否则应暂停张拉,待查明原因,并采取措施予以调 整后,方可继续张拉。8.3、预应力钢绞线张拉,采用两端同时张拉。8.4、张拉设备的选用 张拉采用穿心式千斤顶。根据设计计算出张拉控制应力,来选择 张拉设备。张拉设备必须进行标定,标定合格后方可使用。8.5、张拉准备设臵张拉操作台和防护板。制作钢支架,张拉前把钢支架紧靠在梁两端,千斤顶用导链挂在钢支架上,并在距离千斤顶1.5-2.0m处安设防护板,以防锚具夹片弹出伤人。8.6、张拉张拉工作是箱梁甚至整座桥梁工程的重点,应予以高度重视,派 结构工程师专门负责,保证张拉质量。先安装工作锚环,然后用钢管将夹片轻轻打入锚环,使夹片均 匀,尾部平齐。完毕后安装限位板、千斤顶及工具锚。在进行以上工 作时,调整垫圈、垫板及千斤顶位臵,使孔道、锚具和千斤顶三者之 间轴线一致。 锚固当实际伸长值同理论伸长值相差不超过 6%,每束钢绞线断丝或滑丝不超过 1 丝和每断面断丝不超过该断面钢丝总数的1%,张拉合 格后进行锚固。 记录报告每次预应力张拉均进行现场记录,如:油压表、油泵、千斤顶的 鉴定号,张拉各阶段的伸长值及相应的拉力;以及时间、天气、张拉 责任人等各种情况。8.8、各束张拉的先后顺序是:Nl、N3、N2、N48.9、箱梁预应力的张拉时,油泵加油应均匀,不得突然加载或 突然卸载。在张拉时,千斤顶后面不能站人或从其后面穿过,以防万 一。张拉时如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏,应立即停止操作 进行检查,并作出详细记录。当滑丝、断丝数量超过容许值时,将抽 换钢束,重新张拉。8.10、张拉实测引伸量不应超过设计计算的土 6%。当张拉力达到 100%。,引伸量能满足设计要求,持荷5分钟,封锚;当张拉力达y到 100%。 时而引伸量小于设计要求时应查明原因后进行超张拉,超y张拉控制应力为103%。,加大持荷时间,封锚;y8.11、预应力钢束的张拉工艺:(1)钢绞线的下料用砂轮机切割,切口侧要 20 号铁丝绑扎以免 松散,并应梳理直以免缠绕。(2)锚具与千斤项必须配套使用,使用前锚具应作抽样检测,张拉时两端同时张拉,采用应力控制与延伸量同时控制。(3)锚具垫板必须与钢束轴线垂直,垫板孔中心与管道中心一 致,安装千斤顶必须保证锚圈孔垫板中心严格对中,防止滑丝,断丝 现象。(4)张拉程序如下:0f 10%。yf 20%。yf 60%。yf 100%。y 持荷 5minoy 锚固。在进行初张拉时(10%。 y 为初应力),在钢绞线上划线,作为测量钢 绞线伸长量的参考点,检查钢绞线有无滑丝现象,并检查孔道轴线与 锚具和千斤顶是否在一条线上。(5)钢束张拉完毕后,严禁碰撞锚具和钢绞线,钢绞线剩余长 度用砂轮机切割切断。9、移梁与存放箱梁吊装可在临时支座中心处采用绑扎吊装,箱梁在移动、吊装 过程中要保持主梁轴线垂直,严防倾斜,注意横向稳定。用龙门吊将 梁片移出预制区放入存梁区内。存放时,注意下列事项:(1)、存梁场地整平、压实、不积水。(2)、梁片要按起吊及安装次序堆放,并有适当通道,防止越堆 吊运。(3)、所有梁片标以不易擦掉的记号,并准确记录混凝土浇筑、 张拉的时间及日期。(4)、梁片放臵在垫木上,吊环向上,标志向外,层与层之间以 垫木隔开,各层垫木的位臵在吊点处,上、下层垫木必须在同一条竖 直线上。10、孔道压浆施工工艺 孔道压浆采用真空辅助压浆工艺 10.1、浆体配比设计的基本原则(1)改善水泥浆的性质,降低水灰比,减少孔隙、泌水,消除 离析现象。(2)降低硬化水泥浆的孔隙率,堵塞渗水通道。(3)减少和补尝水泥浆的在凝结硬化过程的收缩变形,防止裂 缝的产生。10.2、浆体特性要求(1)流动度要求:拌和后的流动度为小于 60S。(2)水灰比:0.38,为满足可灌性要求,一般选用水泥浆水灰 比应在0.260.4之间。(3)泌水性:小于水泥浆初始体积的2%;四次连续测试结果的 平均值小于1%;拌和后24h水泥浆的泌水性应能被吸收。(4)初凝时间:6h( 5)体积变化率: 0 2%(6)强度:7天龄期强度大于40MPa10.3、施工步骤(1)准备工作:连续装好真空灌浆施工工艺所需的各部件。(2)试抽真空:将灌浆阀、排水阀全部关闭,将真空阀打开, 启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,即管内的真空度,当管内 的真空度维持在 0时(压力尽量低为好),停泵 1 分钟时间,若压力 能保特不变即可认为孔道能达到并维持真空。(3)搅拌水泥浆:搅拌水泥浆之前,要求加水空转数分钟,将 积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。搅好的灰浆要作到基本卸尽。在 全部灰浆卸出之前不得再投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进 料的方法。(4)装料:首先将秤量好的水(扣除用于熔化减水剂的那部分 水)、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机,搅拌2 分钟;将溶于水 的减水剂倒入搅拌机中,搅拌 3 分钟出料。水泥浆出料后应尽量马上 进行泵送,否则要不停地搅拌。必须严格控制用水量,否则多加的水 全部泌出,易造成管道顶端有空隙。对未及时使用而降低了流动性的 水泥浆,严禁采用增加水的方法来增加灰浆的流动性。(5)灌浆:A、将灰浆加到灌浆泵中,在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体, 待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时,关掉灌浆泵,将高压橡胶 管此端接到孔道的灌浆管上,扎牢。B、关掉灌浆阀,启动真空泵,当真空度达到并维持在-0.06 -0.09MPa 值时,启动灌浆泵,打开灌浆阀,开始灌浆,当浆体经过 空气滤清器时,并掉真空泵及抽气阀,打开排气阀。D、观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入之前稠度一样时, 关掉排气阀,仍继续灌浆23分钟,使管道内有一定的压力,最后 关掉灌浆阀。(6)清洗: 拆下抽真空管的两个活接,卸下真空泵;拆下空气滤清器和灌浆 胶管,清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具10.4、注意事项(1)严格掌握材料配合比,其误差不能超过下表的规定值;(2)各种材料配量允许误差表材料名称普通水泥42.5#水掺合剂允许误差不大于()11 1(3)灌浆管应选用牢固结实的高强橡胶管,最后有压力时不易 破裂;(4)灰浆进入灌浆泵之前应通过 1.2mm 的筛子;(5)真空泵放臵应低于整条管道,启动时先将连接的真空泵的 水阀打开,然后开泵;关泵时先关水阀,后停泵;(6)灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的 30 分钟内连续进行。 四、冬、雨季施工措施组织好冬、雨季正常施工,采取相应措施,对确保施工工期、国 家财产不受损失有着重要意义。在采取一定的冬季保证措施后,混凝 土可安排在冬季施工,以减少停工现象。1、雨季施工保证措施 各种永久和临时排水设施(如排水沟等)要统筹规划优先安 排,做到场地无积水。 场内及场外施工便道要统筹规划、保证质量,确保雨季畅通 无阻。 雨季进行混凝土施工时,要及时量测砂、石含水量并加以调 整施工配合比并对刚浇筑的混凝土用塑料布覆盖。避免在中雨或大、 暴雨天气进行混凝土或浆砌施工,如不可避免时,应用防雨布(棚) 覆盖,防止雨水冲淋造成离析。雨季要坚持“雨中、雨后”两检制,巡查排水设施等情况,发 现问题及时处理。2、冬季施工保证措施在冬期来临前,随时注意天气变化并及时采取防冻措施。对各 项设施和用料要提前采取防雪、防冻等措施,专门制订安全措施等符 合有关规定要求。加强防水、防冻和水管冻裂等安全防护措施及气温 观察工作,并派专人经常检查及时处理完善。编制冬期施工方案及技术措施,对有关人员进行技术交底或培 训。确保箱梁预制工程材料、防寒物资、能源和机具设备的及时到位。当材料原有温度不能满足需要时,首先考虑对拌合用水加热。 水泥只保温,不加热。混凝土在浇筑成型、开始养护时的温度,用蓄 热法养护时不得低于10C,选定冬季施工配合比,掺加防冻剂,经 现场试验合格并经监理工程师批准后使用。钢筋的焊接、冷拉要根据实际使用的环境温度选用,并在使用 时和环境温度条件下进行配套检验,以满足规范要求的使用标准。
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