下甸大桥悬浇施工专项施工方案.doc

下甸大桥上部

挂蓝悬臂逐段浇筑连续箱梁

专项施工组织方案

辽宁交通建设集团有限公司

二〇〇九年二月二十日

一、 工程概述
下甸大桥跨越海岫铁路部分为三跨（左幅主跨17孔、右幅主跨18孔）悬臂浇注连续箱梁结构，桥跨径为50+90+50米，位于半径为1000米的左偏圆曲线上，箱梁顶板（桥面）横坡为4％，箱梁底板水平设立，两侧直腹板不等高。
1、悬臂浇筑连续箱梁一般构造
①预应力混凝土变截面连续梁箱梁中心处墩支点梁高5.3米，跨中及边跨现浇段梁高2.5米，梁高变化段（1#～9#段）的梁底厚度变化曲线采用1.8次抛物线。
②箱梁横截面为单箱单室截面，箱梁顶板宽12.25米，底板宽6.0米，两侧翼缘悬臂长度3.125米。箱梁顶板厚28cm，支架现浇处厚度变化28～65cm；底板厚度由跨中30cm变化到0号块处57.5cm并线性变化到过渡墩支点处70cm。0号块梁段及l～4号梁段腹板厚度为60cm，5号梁段腹板厚度由60cm线性变化到45cm，现浇梁段腹板厚度由45cm线性变化到75cm，其余梁段腹板厚度为45cm。
③预应力混凝土变截面连续箱梁顶面横桥向坡度左低右高4.0％，由箱梁腹板高差形成，箱梁底板横桥向保持水平。
④桥墩支点中横隔梁厚度250cm，边支点端横隔梁l38cm，中横隔梁设立通行人洞，尺寸为(100x150cm)。在0#块支点附近箱梁底板设立直径100cm永久进人孔道。
⑤预应力混凝土变截面连续箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。纵向预应力钢束采用Φs15.2-19、Φs15.2-16钢铰线，分为顶板束、腹板下弯束、底板束及备用束。顶板横向采用Φs15.2-3、Φs15.2-5钢铰线，箱梁腹板竖向预应力采用直径32mm精轧螺纹钢筋。
２、总体施工组织及流程方案
桥孔布置为50m+90m+50m三跨（左幅15#～18#墩、右幅16#～19#墩）一联后张预应力钢筋混凝土单箱单室变截面连续梁。连续箱梁混凝土为C50砼,所有砼浇筑时均拟采用泵送。预应力钢束分钢绞线Φ15.2和精轧螺纹钢筋（直径32mm）两种。施工方案涉及墩顶0#、1#块梁段支架施工，边跨支架浇注，挂蓝悬臂浇注和合拢段施工四部分：箱梁0#、1#块及悬臂梁段施工顺序按“T”型刚构桥梁常规施工顺序施工，在悬臂梁段施工的同时，进行边跨现浇段，然后先合拢边跨，再合拢中跨。
由于现场只有两组（即4只）菱形挂篮设备，所以下甸大桥主桥的四个T构主桥墩（左幅16#、17#，右幅17#、18#）不能同时进行挂蓝悬臂施工，考虑业重规定2023年保证半幅通车，拟先施工右幅箱梁（主桥下部也先从右幅开始）。具体施工计划见横道图
0#块及1#梁段采用满堂支架法浇注，其中0#块一次浇注成型，1#块（一对）采用一次对称平衡浇筑。满堂支架需加固作为箱梁临时锚固支架,待全桥合拢、体系转换后才干拆除。
边跨支架浇注梁段，分别位于边跨靠过渡墩一侧，每段长度3.9米，每段一次浇注成型，采用碗扣式管架满堂支架法浇注。
悬臂梁段施工顺序按“T”构桥梁常规施工顺序施工，在悬臂梁段施工的同时，进行边跨现浇段，然后先合拢边跨，再合拢中跨。边跨合拢段施工拟采用满堂落地支架法，中跨合拢段施工采用挂篮法。
３、悬臂浇筑连续箱梁梁段划分及节点编号
悬臂浇筑共三跨，主桥墩顶现浇梁段双幅12块(0#、1#块)，设计悬浇部分双幅64块(2~9#块)，合拢段双幅6块(10#块)，边跨支架现浇4块(11#块)。

悬浇箱梁总体施工工艺流程

施工准备

安装临时支架

0#、1#块支架施工

挂篮安装、调试

挂蓝悬臂施工2#块（中跨、边跨同步、对称施工）

挂篮走行、进入下一循环，直至完毕9#块（含边、中跨）

边跨11#现浇段施工
边跨10#合拢段施工

中跨10#合拢段施工

拆除支架、临时锚固及临时支座，完毕体系转换

二、施工进度计划
悬浇工程需跨年度施工，2023年11月、12月及2023年1月、2月暂作为冬季停工期，总控制工期约为14个月，施工进度计划详见下表：

年度
下甸大桥主桥箱梁悬臂施工施工进度计划表
月份、日期
重要工程项目、数量量、、、、、、

2023年
2023年
4
5
6
7
8
9
10
3
4
5
6
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20
30
10
20
31
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10
施工前准备（主桥墩及支架）

0#、1#块支架施工（左、右幅12块）

挂篮调试、安装（两套）

右幅挂蓝悬浇施工（32块）

左幅幅挂蓝悬浇施工（32块）

边跨现浇段11#块施工（4块）

右幅合拢段10#块施工（3块）

左幅合拢段10#块施工（3块）

备注：每个施工段块的周期涉及移动挂篮、支摸、绑筋、浇注混凝土、预应力筋张拉、灌浆等。

三、具体施工方案、施工工艺
（一）、准备工作
１、为了保证砼初期强度及良好的泵送性，配制混凝土的水泥使用小野田52.5级硅酸盐水泥，碎石使用本地优质石灰岩，5～20mm连续级配，砂子选用中砂，细度模数宜在2.6～2.9之间，水采用合格饮用水，并增添有效外加剂。
外加剂可使用高效减水剂，减水缓凝剂，其中减水缓凝剂是在浇筑0#块时可根据天气情况及大体积混凝土等因素适当减少或不加。掺加缓凝外加剂使混凝土的初凝时间延长到10小时左右。
２、临时支座和永久支座施工
a、支座安装
主桥边墩采用GPZ3000DX单向盆式支座和GPZ3000SX双向盆式支座，主墩采用GPZ20230GD固定盆式支座、GPZ20230DX单向盆式支座和GPZ20230SX双向盆式支座。
（1）施工墩身时，在墩顶和支撑垫石上准拟定出支座下座板各锚杆预留孔位置，精确找平垫石顶面标高，将绝对标高及相对标高的误差均控制在2mm以内。
（2）安装永久支座时，检查预留孔的孔径与深度，吊装支座，对准各锚杆孔，上紧锚杆螺栓，保证支座四周高度差不得大于2mm。支安装支座时注意：支座中心线与主梁中线应平行；支座标高应符合设计规定，且顶面水平；纵向活动支座上下导向块保持平行；支座相对滑移面保持干净。
（３）安装前，在四氟乙烯板涂硅脂，不得夹有灰尘和杂质，支座定位准确，除满足设计高程外，支座平面两个方面的水平高差不大于2mm。
b、临时固结
为保证在合拢前的墩梁有效固结，设计采用了临时固结支座的方案。在永久支座施工时，在墩顶永久支座四周布置素混凝土作为临时支座，待0#块砼达成强度标准后，在0#块箱梁顶张拉预先埋在墩身且穿过箱梁的ф32精扎螺纹钢筋，从而形成临时墩梁固结。
临时支座垫块顶面标高严格按设计图纸提供的数据控制，以保证在施工过程中永久支座不受力。临时支座垫块与墩顶和箱梁底各垫两层油毛毡。
3、临时支架
支架采用碗扣式钢管脚手架。箱梁底板部分支架，钢管横向、纵向及竖向间距按60cm布设，在箱梁悬臂板部分支架钢管间距按120cm，并布设斜剪刀撑，满足箱梁施工的受力规定。
4、挂篮的设计和使用
本悬浇段施工中使用菱形挂篮，这种挂篮具有移动方便、作业空间大、模板支立快速等优点，因而大大提高了施工进度。其构造如下:
①主桁系由2个菱形桁架组成，桁架杆件与横梁均由型钢组焊，主桁， 后部通过精轧螺纹钢锚在已成梁体上（可运用已成梁体的竖向预应力筋），中部和前部设横梁形成悬臂吊架，承受模板和梁段钢筋混凝土的重量。
②悬吊系由吊杆、吊杆座千斤顶等组成，吊杆为直径32毫米的精轧螺纹钢。
③挂篮的行走系由其后部反扣滑道、中部的正压滑板与铺设在梁体上的轨道组成，行走时以3个100KN手动葫芦牵引挂篮移动。
④模板系由底模、侧模、内模组成，其中底模为整块钢模，用厚8毫米的钢板做面板、以大尺寸型钢作主肋、小尺寸型钢作加强肋组焊而成。内模采用启动式，钢木组合结构，以梁内箱的两个上倒角为轴实现开合，以缩短梁的生产周期。
⑤挂篮上设工作平台，以保证安全施工。
挂篮的拼装采用分片组合，再将各片进行拼装，其拼装顺序为:铺设轨道→安装主桁、吊架及后锚→安装连接系→安装前后横梁→安装外模板→安装内模板→安装工作平台。
⑥挂篮加载实验：重要做两方面内容，一是检查挂篮强度和稳定，取最大梁段重超载1.1倍检查,二是检查挂篮刚度,按各段荷载分级加载,画出位移曲线。具体加载实验在挂篮预制场进行，将两品菱形桁架底对底固定，安装锚具及钢绞线，使用千斤顶张拉，逐级加载测量变形量，满足设计规定后，进行数据整理，为以后挂篮施工调正标高留取参考数据。
(2)钢筋、波纹管和预应力束的安装
(3)混凝土施工
①混凝土的生产与运送
由设在铁路旁的混凝土搅拌站生产混凝土，水平运送使用混凝土搅拌运送车，顺便桥运至指定地点后，垂直运送使用混凝土输送泵，直接输送到灌注点。
②灌注混凝土
除前面所述每个梁段的混凝土必须在最早灌注部分终凝前一次完毕外，更重要的是要保证悬浇梁对称灌注，为此，采用以下措施:
A、底板、顶板与腹板混凝土采用不同的塌落度，并根据气温的变化进行调整。
B、运到梁段的砼不直接倾倒入模，而卸置在预设的钢板上，人工二次拌合后再入模，每次拌合的混凝土必须所有入模，不与下一盘混凝土混合。
C、腹板混凝土通过扁串筒入模(扁串筒系根据梁段的钢筋和波纹管的间距专门加工)，串桶底面与混凝土灌注面保持50cm内。灌注时两腹板混凝土面高度要一致， 混凝土分层厚度不得超过35厘米。
D、入模的混凝土采用Φ50和Φ30插入式振捣棒振捣，钢筋密集处用小振捣器，稀疏处用大振捣棒。振捣棒距离模板5~10cm，对角隅和锯齿板处要加强振捣。
E、每次灌注的混凝土必须在最早灌注的混凝土初凝前所有灌注完。施工时应根据梁段混凝土数量，拌和、运送、浇筑时间，拟定混凝土初凝时间。
F、设专职指挥员，负责分派两个梁段的混凝土，保证对称灌注。
G、必须保证混凝土连续灌注，并要特别注意底板与腹板的连接质量，充足作好准备工作。
H、灌注混凝土前，仔细检查模板的尺寸及稳定性，在灌注过程中，设专人看护模板，以防漏浆和跑模。
I、相邻梁段混凝土，应严格控制相邻两次混凝土浇筑的龄期差不得大于20天，新旧混凝土结合面应彻底清除浮浆，凿毛洗净。
J、为随时检查混凝土质量和控制拆模、张拉、端部凿毛时间，每个梁段需做15组以上的试件。
（二）、0#、1#块梁段施工
0#块梁段全桥左右幅计4块，每块梁高5.067～5.3m，长7m，每块混凝土方量为150.548m3。根据设计规定，该节段必须一次浇筑完毕。采用搭设临时支架立模现浇，
1、拟定0号节段的施工程序为：安装现浇临时支架→浇筑支座垫石及临时支座→安装永久盆式橡胶支座→安装梁段底模→托架预压→安装梁段外模→绑扎底板和腹板钢筋→安装纵横向预应力管道→安装竖向预应力筋→吊装内模→绑扎顶板钢筋→安装顶板横向预应力管道→安装泄水管、防撞墙钢筋，应力感应器等预埋件→浇注混凝土→待混凝土达成设计强度后拆模→按规定张拉并锚固各向预应力筋。
2、每块0#梁段预应力钢束施工顺序：
① 纵向顶板钢铰线（T1：2束）
② 中横隔梁钢铰线Φs15.2-16（12束）
③ 竖向精轧螺纹钢筋直径32mm（44根，墩梁临时锚固）
④ 顶板横向钢铰线Φ15.2-3（10束），腹板竖向ф32精轧螺纹钢筋（40根），待3#梁段施工完后张拉。
3、支架采用碗扣式满堂支架；承台上支架直接坐在混凝土上，承台外支架先将土基夯实，并浇筑砼垫石，作为底模支架平台。由于0#梁块底架作为临时支架有临时锚固墩梁的作用，必须进行加固：支架立杆横、纵向及横杆上下间距均为60cm，在距主桥墩前后各2.5m处，按间距0.6m横向立一排直径325mm的钢管作临时墩，钢管底部支撑在承台上，上部横放30cm工字钢与脚手架共同受力。
4、0#块的外模由四块整体式钢模板拼装而成，考虑内模梁体截面变化大，用钢模改装内撑钢管加固。
5、混凝土应分层浇筑，每层厚度约30cm，先浇注墩顶部分，浇完一层后，再从两端开始分层向墩顶浇注。砼应在其初凝之前浇完。
0#块施工完后，在支架上再进行1#梁段的施工。
（二）、悬浇梁段施工
两主墩“T”构完全相同，且“T”构左、右跨悬臂部分为对称结构（2#~9#段），1#、2#梁段长4m，3#~7#段长4.5m，8#、9#段长5m，其中最重的悬浇节段为3#梁段，单块混凝土量为51.944m3，重量约为129.861t。拟定施工程序为：待1#节段施工(含张拉、灌浆)完毕后，在1#块（T构）前后跨同步安装挂篮、模板、绑扎钢筋、安设预应力波纹管，砼浇筑采用前后跨梁段平衡对称施工。当2#梁段混凝土强度达100%以上，采用机械穿束，待纵向预应力束张拉后，压浆、封锚，最后将挂篮移至下个梁段，反复循环，直至9#梁段完毕，先进行边跨合拢施工，再合拢中跨。每节段正常施工期为7~8天，考虑其它因素影响，在计划安排时悬臂施工前期按10天/梁段编排。为保证工期，边跨的支架、底模必须提前施工。有关规定如下：
1、施工挂篮
本次悬浇施工采用自锚式菱形挂篮四只。每只挂篮自重42.77t及所有施工荷载载重与最大节段（3#）梁块重量之比为0.33，小于0.5，挂篮在正式使用前，要全面检查安装质量，并作荷载实验，以测定其各部件变形量，消除非弹性变形。在浇注梁段的过程中，要分次进行弹性变形的调整，减小弹性变形的影响。在整个施工过程中，挂篮行走和拆除要使T构两端保持平衡施工。
2、模板系统
四只挂篮配四套悬浇段模板，各段梁块模板考虑可以共用，外模采用大块整体式钢模板，按2#段梁块高度制作，当其高于箱梁高度时，高出部分伸至底模平台以下，以保证箱梁外观光洁、美观。为适应箱室变截面规定，并加快施工进度，内模采用吊模方式，用组合钢模拼装在挂蓝内滑梁上固定。外模刚度能保证混凝土表面的平直光滑，尺寸误差规定严格，钢模表面以2m直尺检查，误差不超过2mm，外模两端轮廓尺寸相对误差不超过±1mm。在浇注混凝土前，所有模板要清除干净，保证无滞水、施工碎屑和其他附着物。翼板及侧模支撑均采用型钢定型模板。。
3、钢筋
钢筋采用梁上绑扎，两次成型。做法是:先绑扎底板、腹板钢筋，安装预应力钢束，待内模支立完毕后，再绑扎顶板钢筋，相邻段搭接钢筋用点焊焊牢。箱梁中钢筋数量大且规格多，施工时按设计规定和施工顺序进行现场钢筋制作，吊车垂直运送，绑扎做到成型准确，严格控制好保护层，钢筋接头严格按设计及规范实行。钢筋实行期间应配合预应力管道安装成型，当预应力管道与钢筋发生干扰时，可局部调整钢筋位置或绕过管道通过，严禁截断钢筋。
4、混凝土浇注
根据悬臂施工主梁平衡特点，在浇注阶段规定保持平衡施工并按设计规定严格控制好箱梁截面尺寸和不对称施工荷载。每个梁段混凝土采用整体全断面一次浇注，并严格控制混凝土的坍落度。混凝土振捣时，要避免振动棒碰撞模板、钢筋及其预埋件，对已经捣实并初凝或不能重塑的混凝土区段或层次，不得受到直接或间接的振动。
在整个箱梁的施工过程中，需要对箱梁的挠度、中线误差及箱梁混凝土内力进行严格控制，建立监控系统，与设计紧密配合，准确掌握预拱度变化情况，并与设计理论值比较，便于逐段控制和调整，以保证桥面线型平顺与准确。其他的规定均按施工规范规定进行完善。
5、预应力钢筋张拉系统
本工程箱梁纵预应力钢束采用预先埋入塑料波，张拉前洗孔后再穿束；横向钢束和竖向预应力筋采用预先埋入，预先埋入的钢束，在施工中为保证管道密封良好，管道与锚垫板接口及管道加长与双通接口均用胶带密封，不致于浇筑混凝土时水泥浆渗入管道之内影响张拉质量。对于单股预应力束，单股之间应注意平行，防止扭搅，管道安装规定尺寸准确、曲线圆滑、密封性好、不漏浆。预应力总张拉顺序为：纵向预应力钢束、横向预应力钢束、竖向预应力钢筋。纵向预应力钢束张拉顺序为：按箱梁横断面钢束编号的顺序对称张拉，先张拉腹板束，再张拉顶板束，。
每节段浇筑完毕后，砼达成设计强度100%，即可张拉钢束。张拉时，采用张拉力与伸长量进行双控，预应力应按张拉顺序逐根张拉到位，严禁漏掉。钢绞线采用两端同时张拉，设计锚下控制应力1395Mpa。对于低松弛钢铰线张拉程序 ：
0→初应力（持荷3min）→σcon（持荷3min）→回油（锚固）。
精轧螺纹钢筋张拉控制应力837Mpa，对于精扎螺纹粗钢筋张拉程序； 0→初应力→σcon（持荷2min锚固）。预应力精轧螺纹钢筋钢筋的张拉（涉及横向预应力钢束）采用滞后张拉工艺，即在n节箱梁段施工完毕后，张拉（n-3）号节段箱梁横竖预应力钢束。预应力钢筋张拉完毕后，运用手持切割机对外露部分进行切割。
预应力张拉期间指派专门人员仔细观测标高、横向位移、支架变化及是否断丝等情况，若发现异常，及时告知监理和设计，分析因素，共同研究，找出解决问题的办法。
预应力张拉完毕并符合规定后应及时进行压浆、封锚。规定如下：
①、压浆前要用压缩空气或高压水清除管道内杂质、及润滑剂等。
②、水泥浆的水泥标号不低于52.5级，掺入适量减水剂或膨胀剂，水灰比采用0.3～0.35，水泥浆的泌水率最大不超过3%，水泥浆稠度控制在10～18s之间。
③、压浆应由下向上进行，保证砂浆饱满，对曲线孔道和竖向孔道一般应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水。
④、压浆用真空辅助灌浆工艺，压浆前用真空泵将管道内真空度达成80%以上。
⑤、压浆应达成孔道另一端饱满和出浆，并应达成排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。
⑥、压浆后应先将其周边冲洗干净并凿毛，然后设立钢筋网和浇筑封锚混凝土。封端混凝土必须严格控制梁体长度，多余长度用切割机切除，长期外露的金属锚具，应采用防锈措施。
⑦、在压浆过程中，应做好施工记录。
（三）、边跨现浇段施工
为保证主桥箱梁工程进度，在施工挂蓝悬臂浇注梁块同时施工边跨现浇段。现浇支架及底模基本与0#块相同，边跨现浇段侧模采用木胶板外撑方木组合而成。其施工程序为：地表解决→搭设支架→铺设底模平台并预压→立模、绑扎钢筋、埋设波纹管并穿束→浇注混凝土并养生→张拉预应力并灌浆。
（四）、合拢段施工
全桥共6节合拢段，边跨4节，中跨2节，各合拢段长度2m，高度为2.5米，每节混凝土量16.48 m3。为尽快将挂蓝移至箱梁左幅施工，边跨合拢块采用现浇支架法施工，边跨合拢完，再用挂篮进行中跨合拢施工。
合拢前，在悬臂端适当位置压重，使悬臂挠度保持稳定，在温度合适情况下，进行箱梁合拢段的劲性骨架连接。混凝土灌注选择在一天中气温最低、温差变化比较小的时间开始灌注，尽也许安排在气温回升之前结束。灌注完及时砼顶面覆盖，箱体内外以及合拢段前后1米范围内，由专人不断洒水养护。
边跨合拢段施工程序为：安装边跨合拢段底模平台→悬臂两端适当位置预加沙袋压重→连接边跨合拢段梁段劲性骨架→立模、绑扎钢筋和安装预应力波纹管及预埋件→浇注边跨合拢段混凝土→养生，待混凝土达成设计强度后，按规定张拉边跨合拢预应力束并压浆→张拉竖向预应力并灌浆→模板及支架拆除。
中跨合拢施工时，将挂篮前移，形成合拢段吊架平台。中跨合拢段施工程序为：调整吊架底模平台（收紧所有拉杆螺栓，使模板贴紧已浇梁面，两悬臂端竖向高差及水平偏差在2cm以内，并在悬臂端采用沙袋压重，保证荷载平衡）→连接中跨合拢段梁劲性骨架→安装模板绑扎钢筋、安装中跨合拢预应力束预应力管道→快速浇注混凝土，同时同步等效卸载沙袋，浇注后加强养护→混凝土强度达设计强度后，张拉中跨合拢束→张拉中跨合拢段横向预应力、竖向预应力并灌浆。箱梁整体施工结束后，即进行体系转换：拆除中跨挂蓝，拆除临时固结装置及临时支架。
合拢段的施工，应组织好人力和物力，重点控制：完毕时间短，温差小，保证混凝土强度达成规定，加强养护，以保证合拢段箱梁质量。
对于箱梁及合拢段C50号高强混凝土的性能实验及施工工艺，必须进行严格控制，保证浇注进度和振捣密实，并做到箱梁混凝土颜色一致，表面光洁。
其他未尽事宜参看设计图纸的说明及施工流程图。