预应力盖梁施工.doc

甘肃路桥建设集团有限公司

“QC”课题成果

课题名称：预应力盖梁施工质量控制
小组名称：技术控制组
组 长：王玉波
完毕单位：甘肃圆陇公司
日 期： 2023年10月5日

预应力盖梁施工质量控制

随着国民经济的发展,公路桥梁不仅跨径不断增大,桥面也越来越宽,传统的普通钢筋混凝土盖梁已不能满足较宽桥梁的建设需要.而预应力混凝土盖梁具有预应力构件节约钢材和混凝土的优点,经济效益显著,并且结构轻巧美观,施工工艺业已成熟,故大跨径预应力盖梁将成为发展的必然趋势.
因此预应力盖梁施工质量控制显得尤为重要。预应力盖梁有以下工程特点：
1、墩柱间距大，盖梁长度大，正负弯矩共存于一个“∏”型结构杆件，预应力管道布设复杂，加大施工难度；
2、盖梁混凝土体积大，浇筑难度大；
3、预应力筋张拉控制难度大、规定高。盖梁预应力筋设计一般采用后张法，束数较多，分单向、双向两种张拉方法，并且一般分为两次张拉，第一次在盖梁混凝土强度达成规范及设计规定后，第二次在桥梁梁板安装且体系转换后。
4、施工监测是后张法预应力盖梁施工全过程的关键工作之一，重要应做好抱箍在设计荷载下地沉降观测、混凝土配比、张拉力及伸长量等数据的监测与控制。
针对预应力盖梁施工的特点，在桑家湾大桥预应力盖梁施工中我们重要从以下几个方面做好施工质量控制：
施工准备
1、应用工程概况
武罐高速公路第二协议段由甘肃路桥建设集团有限公司承建，是国家高速网兰州至海口高速公路的重要组成部分。本项目建设单位长达路业有限公司，协议工期2023年6月25日至2023年6月24日，协议造价为1.84亿元，其中施工的桑家湾大桥跨越白龙江，是本标段重点控制性工程，该大桥于2023年9月1日开工建设，计划于2023年10月20日竣工。本桥造价1483.4万元。
桑家湾大桥中心桩号为K12+966.11，全长385.078米，单幅桥面宽度10.75米，上部构造采用（5×25）m+（5×25）m+（5×25）m装配式预应力砼连续组合箱梁，下部采用整幅双柱式墩预应力盖梁、柱式台，基础采用钻孔灌注桩。

2、 人员组织
根据我部精心编排的施工作业计划，为顺利完毕该桥梁预应力施工，项目部将组织具有丰富施工和管理经验的工程师担任本工程项目负责人，并组织技术过硬、操作纯熟的现场技术人员和施工人员等进行监督作业。所有盖梁施工计划人员配置如下：
2.1、项目管理人员配置：
技术主管——牛学义 施工主管——祁生盛
安全主管——肖晶 质检主管——肖均
实验主管——杨兴波 测量主管——丁焕强
施工员——宣富忠
2.2、操作工人配置：
钢筋工： 15人 模板工 10人 架子工 15人
混凝土工： 10人 预应力张拉工 8人 电焊工 3人 普工10人
2.3、其他：将根据现场实际情况，合理调配，及时安排，以满足施工需要。
3、技术准备
3.1、技术文献：项目总工将组织盖梁施工技术人员，进一步熟悉施工图纸和设计文献，了解并掌握设计意图，并结合施工现场作具体的解释，然后综合各种因素编制盖梁施工专项方案，通过公司组织专家审查通过后，上报监理工程审核批准。
3.2、及时办理开工报告报批手续；
3.3、向参与施工的全体人员进行技术、安全等方面的交底。
4、 重要设备、材料计划
机械名称
规格型号
容量 (t)
数量（台）
备注
吊车
QY16
16T
2

发电机
柴油机
150KW
各1

钢筋切断机
WS40-1
4KW
2

钢筋弯曲机
WS-1
5KW
1

直螺纹加工机

1

电焊机
BX6-350
24kw
2

电焊机
ZXG1-400
21kw
2

张拉机械
千斤顶
500t
2套

角钢
I12

200m

桁架片
3*1.5

36片

模板
M2
213*200
200

抽水机
15kw

8台

灌浆机

2套

施工方法及流程控制
1、 盖梁设计参数及施工方法
1.1、盖梁采用预应力砼结构，砼标号C40；塌落度：8～10cm，砼一次浇筑完毕；盖梁钢筋：HRB335。
1.2、盖梁受力主筋保护层60mm、箍筋保护层50mm。
1.3、钢束的张拉分两个阶段，待砼强度等级达成设计值的90%时方可张拉第一阶段钢束，第二阶段钢束的张拉在上部构造完毕架设并进行体系转换后进行，张拉时两端对称张拉。张拉时的顺序严格按照设计规定进行，第一阶段张拉的钢束为N1、N2-1、N4，第二阶段张拉的钢束为N2-2、N3。
1.4、盖梁施工拟采用抱箍挑架式施工方法，采用φ1.9×1.5m钢壁抱箍两个，采用φ20高强对拉螺杆加固抱箍，抱箍上为3*1.5m桁架36片，每侧两排27米；模板采用大光面213×200×0.5cm厚定型钢模板，采用φ16对拉螺杆加固模板，拉杆间距0.65m×0.65m。
1.5、盖梁施工时，必须预埋相相应的支座垫石、挡块钢筋。
2、 盖梁施工流程
准备工作

搭设抱箍桁架、铺设底模

测量放样

钢筋原材及焊接实验
绑扎钢筋、安管穿束
水泥、砂、碎石实验

立侧模
混凝土配合比实验

砼坍落度检查
混凝土拌和、运送
浇灌砼

混凝土试块制作

混凝土养护

混凝土试块实验
拆模

混凝土试块养护

混凝土养护

预应力张拉

基本施工规定控制
1、盖梁定位
1.1、盖梁定位采用全站仪在原墩柱顶上定出盖梁中心线。
1.2、在墩柱上定出标高控制点，作为盖梁施工的标高依据。
2、盖梁钢筋制作与绑扎
盖梁钢筋绑扎顺序
底板布筋弹线→钢管脚手搭设骨架靠架→放箍筋、底板分布钢筋→骨架安放与钢管靠架临时固定→安放箍筋→骨架角钢限位→骨架面分布筋绑扎→骨架侧面分布筋绑扎→支座网片筋→ 钢筋绑扎完毕校正
3、钢筋骨架加工规定
3.1、一方面必须按图纸规定列出清单和钢筋排列图，根据梁的内力情况，制定钢筋的碰焊接头，并同时满足桥规规定。
3.2、钢筋骨架制作宜就近进行，选择平整硬地，便于加工，并考虑吊机的吊运安装。
3.3、骨架成型吊装时，因自身长度较长，自身刚度较差，起吊易变形，因此采用长铁扁担四点垂直吊。对骨架局部易变形处设立临时支杆。起吊时，骨架两端各拉一根缆风绳，以防在空中转动，影响就位。
3.4、骨架下的砼垫块选用级配较高的砼垫块，并根据实际情况缩短垫块间距，垫块中预留铁丝与钢筋固定。

4、盖梁模板
4.1、盖梁模板采用定型钢模板，规定便于拼装和反复使用。
4.2、盖梁侧模拆除在盖梁砼达成15mPa左右，底模及支撑拆除在砼强度达成85%（以现场同期养生试块强度为准）后。
5、盖梁砼
5.1、预应力盖梁采用C40砼，安排一片盖梁一次连续完毕。盖梁所有采用吊车提高浇注。盖梁下料由两端向中间连续施工。砼坍落度严格按配合比控制，浇捣时砼须密实，在预应力盖梁施工中振动棒不得碰撞波纹管。
5.2、预应力盖梁在浇捣过程中做好波纹管的保护。砼浇筑时，每当砼将波纹管盖没后，来回抽动钢绞线，以防浆水堵塞影响穿束和张拉。锚垫板压浆孔应临时填塞，防止砼浆堵塞。
5.3、浇捣时由专职测量员，随时观测排架沉降情况，观测到浇砼结束后4小时，做好观测记录。观测过程中如发现沉降异常，应暂停浇砼，采用必要措施后再继续浇捣。
5.4、砼浇捣完毕后表面用刮尺磨平。砼终凝后浇水养护保持湿润。

施工重点难点环节控制
盖梁是装配式连续梁桥中下部结构的重要受力构件，是梁板的支撑平台，本桥盖梁采用整幅双柱式预应力砼盖梁，其施工方法拟采用抱箍挑架式施工方法，这是。
1、抱箍架设方法
抱箍挑架式就是在盖梁下的墩柱顶上套钢包箍，拧紧包箍连接螺栓，然后在包箍牛腿上搭设桁架片和槽钢作为纵梁和横梁，在横梁上铺模板。
1.1、安装包箍：先在地面上将两个包箍用螺栓连接，中间垫上木楔，使包箍直径稍大于立柱直径，用吊车将包箍吊起套在立柱指定位置，将木楔去掉，拧紧螺栓，将包箍准确固定在立柱的指定位置。
1.2、安装桁架片纵梁：用吊车将桁架片安放在包箍两侧牛腿上，用导链或其他可靠措施将两排桁架片紧紧夹在立柱上。
1.3、铺设横梁：横梁采用槽钢，间距50cm，安放在工字钢纵梁上。
1.4、在横梁上铺设盖梁底模，进行盖梁施工。
1.5、施工注意事项
a.包箍处的墩柱表面应有较好的平整度并在施工时加衬帆布或胶皮保证摩擦力，还可以保护墩柱不被模板划伤；
b.应严格控制拼装螺栓的拧紧力；
c.包箍钢板与斜撑应焊接牢固；
d.施工前先做预压实验，检查摩擦力是否满足规定；
e.施工时按计算挠度值设预拱度。

2、桁架预压
2.1、预压方法：
为保证抱箍及桁架片的整体稳定性，消除抱箍的沉降量，在底板模板体系完毕后，进行预压。预压值应达成设计荷载的120%以上，同时考虑模板的重量。桁架的预压采用编织袋装砂的方式，用吊车分批吊装。
2.2、加载顺序：
a.分三级加载：第一级分别加载为设计荷载的30%，第二次加载为设计荷载的40%，第三次加载为设计荷载的50%，累计加载达设计荷载的120%。
b.预压观测：观测位置设在L/2，L/4处，每组分左、中、右三点，在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。
c.沉降观测：第一次加载后，每隔2小时观测一次，连续两次观测沉降量不超过3mm，当观测沉降量为0时，进行第二次加载。以此类推，直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后，经监理工程师批准，可进行卸载。
d.卸载：48小时后卸载，并观测一组数据。人工配合吊机将加载物均匀卸载，卸载的同时须继续观测。卸载完毕后将观测的数据进行整理，绘出弹性变形量，并按此值在底模上预留预拱度。预拱度的最高值，设立在梁的跨径中点，其它各点的预拱度以中间点为最高点，以梁的两端为零，按二次抛物线比例进行分派。

3、盖梁预应力张拉及压浆
本桥盖梁预应力张拉为后张法预应力，预应力钢束采用Φ15.2高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度标准值f=1860MPa，两端张拉，锚下控制应力为1395MPa。
3.1、预应力施工对前道工序的规定
a.波纹管的空间位置根据设计图纸钢束曲率安放对的。
b.锚垫板位置对的，与波纹管必须轴线对中，安放时应检查锚垫板与孔道是否垂直。
c.结构混凝土强度满足设计规定，待砼强度等级达成设计值的90%时方可张拉第一阶段钢束，第二阶段钢束的张拉在上部构造完毕架设并进行体系转换后进行，张拉时两端对称张拉。

3.2、波纹管及锚垫板安装
a. 为保证每根波纹管不漏浆，规定做盛水弯曲实验，不漏水者方可采用。两根波纹管的接头采用大一号的波纹管，接头长度不小于250mm。接头处采用内包黑胶布，外包塑料胶带。穿束后设专人对波纹管进行检查，防止穿束时碰坏波纹管，漏浆。
b. 锚垫板压浆孔要填塞，以防止砼浆堵塞。锚垫板处砼要振捣密实。
3.3 、预应力钢绞线的加工与安装:
a. 钢绞线到工地现场一方面验收出厂质量保证书或实验报告单，无出厂质量保证书或实验报告单的不卸料。进场钢绞线按照不同批号分别整齐堆放。
b. 认真检查钢绞线的外观质量，假如发现钢绞线表面锈蚀或带有减少钢绞线与混凝土粘结力的润滑剂、油渍等物质应予以清除，锈蚀严重或有裂纹缺陷的钢绞线应予以剔除。
c. 每批到场钢绞线都将按规范规定分批进行物理力学实验，假如其中有一项实验结果不满足标准规定，应再取双倍数量的试样进行复验，如仍有指标不合格，则整批不予验收。
d. 为防止不必要的材料浪费，将严格按图纸计算下料长度。
e. 为使成束预应力筋在穿孔和张拉时不致紊乱，将用钢板做成的“梳理板”逐根排列理顺，并用18号铁丝每隔1m左右以单层密排螺旋线绕扎牢固，绑扎长度为2cm。
f.钢绞线长度应涉及管道长度加二端各700mm长的工作长度，因此下料时，按钢束长度断料。钢绞线的切割用砂轮机。
g. 编好的钢绞线立即挂上标牌，注明使用梁号和孔位号，编好的钢绞线可在现场堆放，但要架空，防止泥浆，砼浆污染，盖油布防雨淋。
h. 钢绞线布置为后穿束施工，采用人工穿束，穿束时在盖梁端部搭设穿束平台，并用吊机配合穿束。为防止钢绞线端头松散毛刺在穿束时碰坏波纹管，钢绞线端头用黑胶布包裹。

3.4 、预应力张拉
a. 工作锚及夹片上不得沾有油污、泥浆等杂质。安装工作锚与管道对中。工具锚用的锚板、夹片放在专用的工具盒内，以防与工作锚板及夹片混合，影响张拉质量。夹片须经洛氏硬度实验合格后方可使用。安装限位板时限位板的上口与锚板定位。安装夹片时轻轻敲打，均匀用力，夹片两边隙均匀、端头平齐。安装千斤顶时，千斤顶前端口应对准限位板，操作中不应推拉油管或油管接头，以免导致漏油，影响张拉。安装工具锚时，与前端张拉端锚具对中，不得使工具锚与张拉端锚具之间的钢绞线扭绞。
b. 张拉前将采用的千斤顶、锚具等设备及张拉工艺的所有细节提交监理工程师审阅。同时，张拉设备根据规范规定定期进行检查标定，保证张拉力的对的性。
c. 张拉顺序为：0—10%张拉力（记录伸长值，初读数）--100%张拉力（测量伸长值及回缩值）--持荷2分钟--锚固
d. 为保证预应力结构的张拉起拱度的一致，张拉时以结构混凝土强度满足设计规定，待砼强度等级达成设计值的90%时方可张拉第一阶段钢束，第二阶段钢束的张拉在上部构造完毕架设并进行体系转换后进行，张拉时两端对称张拉。
e. 张拉时的顺序严格按照设计规定进行，第一阶段张拉的钢束为N1、N2-1、N4，第二阶段张拉的钢束为N2-2、N3。
f. 张拉中，以张拉力和钢绞线伸长值作为张拉工作的双控标准，保证预应力张拉的质量。

3.5 、孔道灌浆
a. 预应力张拉完毕后随即压浆，间隔时间以不超过24小时为宜，避免预应力筋锈蚀或松弛。
b. 压浆顺序为：孔道湿润--安装稳定阀—一端压浆--另一端冒出浓浆，关闭阀门--孔道稳压--压浆端关闭阀门--隔30分钟后补浆--隔4小时拆除阀门。
c. 压浆水泥采用525硅酸水泥或普通水泥，灰浆强度为40号，水灰比0.40-0.45，并掺水泥用量的0.01%活性铝粉。水泥浆应过筛，以防水泥结块及粗颗粒堵塞压浆嘴。
d. 灌压浆之前，隔夜先用水泥砂浆封住锚头端部，以防压浆时灰浆外溢而损失压浆压力。
e. 压浆施工之前，用吹入无油份的压缩空气清洗孔道，接着用品有0.01kg生石灰或氢氧化钙的清水冲洗管道，直到将松散颗粒除去及清水排出为止，再以无油的压缩空气吹干管道。
f. 压浆时，水泥浆自调制灌压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不宜超过30-45分钟。水泥砂浆在使用前和压浆过程中应经常搅拌。
g. 压浆泵采用活塞式，不得使用压缩空气泵。压浆应缓慢均匀地进行，先压下面孔道，后压上面管道，压浆的压力一般控制在0.5-0.7MPa，压浆时，待另一端出浆，并达成出浆稠度，关闭出浆阀门，随后再稳压一段时间。每个孔道一次压浆完毕，半途不得停顿，如因故障使压浆中断，则需用清水将已灌入孔道的水泥浆所有冲去，然后重新压浆。
h. 同一孔道压浆作业一次完毕,不得中断。
效益分析
1、经济效益
抱箍施工无需地基加固解决，采用满堂支架施工，盖梁下的原地面要进行解决；采用抱箍法施工，原地基只需适当解决以供脚手架搭设即可，地基不需要加固解决。抱箍施工无需搭设承重支架满堂支架要耗用大量钢管材料搭设承重支架；抱箍法是抱箍加“工”字钢就无需搭设承载钢管支架。
2、时间和空间效益
抱箍施工周转时间快、支模方便。满堂架要从地基加固解决开始，再一层层往上搭设，花费大量的时间和人力。抱箍施工只需两个桁架和抱箍拆除，施工简便，周转快，并且搬移相比之下也方便许多，有助于施工生产快速布置调整。
抱箍施工场地简洁，占用空间少，有助于场地布置和交叉作业。