现浇预应力混凝土连续箱梁一次浇筑成型施工工法_secret.doc

现浇预应力混凝土连续箱梁一次浇筑成型施工工法一、前言近年来箱形梁体构造逐渐普及，公路大跨度连续桥亦多采用箱形梁。传统的施工方法为二次浇筑成型工艺，施工周期较长。密顺立交1号主桥为京承高速公路二期二十五合同段内的重点控制性工程，工期紧，以传统的方法施工将无法保证工期的要求。经过严密组织、精心设计，我单位制定了一次浇筑成型的施工工艺。该工艺施工周期短，梁体整体性好。二、工法特点1、消除了传统施工工艺的施工缝，提高了梁体的美观性。2、增强了梁体的整体刚度，延长了梁体的耐久性和使用寿命。3、施工周期短。三、适用范围本工法适用于梁体高度在1.4m以上的箱梁现浇施工。四、施工工艺工艺流程预应力混凝土现浇连续箱梁一次浇注施工工艺见图1。施工方法1、临时支架搭设现浇临时支架的结构型式多种多样，施工时要根据具体的桥下净空、地基承载力、通车条件及材料情况等进行技术经济比较，确定合理的支架型式。支架施工前，要对支架进行计算、设计，编制支架方案。施工时要严格按方案执行。特别注意地基处理，预拱度设置等关键工序的施工，保证施工质量，为后续施工打下良好的基础。2、模板加工与安装模板材料箱梁底、侧模板采用5cm厚的木模板，内衬1.2cm厚的酚醛涂沫复合竹胶板；内模采用3cm厚的木模，为防止浇筑时漏浆，内模外包彩条布。支模方案侧模一次支立成型，采用脚手架及梁底16对拉螺栓联合加固法进行模板加固。对拉螺栓间距为70cm。内模事先分节制作，待底、腹板钢筋绑扎实毕后，吊装就位。内模支撑于短钢筋托架上，托架支于底模并与底板钢筋焊牢，以保证其稳定。托架间距2m。另在每单元箱室靠近端头1/3处留6060cm的人孔，用于拆除内模。在内模拆除后、张拉前浇筑人孔混凝土，混凝土标号要高于梁体混凝土一个等级，同时对人孔处的钢筋加以补强处理。注意事项模板板面之间应平整，接缝严密不漏浆，保证箱梁处露面美观，线条流畅。对于小于2mm的错台用玻璃胶涂成斜坡状，使其平缓过渡；对于大于2mm的错台重新支模处理，直到满足要求。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶面高程、节点联系及纵横向稳定性进行检查，签认后方可进行下道工序施工。预压及支架标高调整底模、侧模安装绑扎底板、腹板钢筋箱室组合内模安装绑扎箱梁顶板、翼板钢筋浇筑箱梁砼拆除内模、侧模钢绞线束波纹管清孔预应力张拉管道压浆、封锚落架、拆底模灌梁支架架设支架设计地基加固、处理支座安装模板设计及制作制作砼试件压试件钢筋及预埋件制作波纹管外购预应力钢绞线束制备商品砼运输安装波纹管及预应力钢束砼养护及温控图1 箱梁施工工艺流程图3、钢筋加工与绑扎钢筋加工在钢筋加工场进行，经检验合格后运至施工现场绑扎成型。主筋的接头采用搭接焊，接头长度双面焊为5d，单面焊为10d，施焊时严格按操作规程及技术要求进行，焊工必须持证上岗。钢筋绑扎时，严格按设计尺寸进行绑扎。要求绑扎结实，各项偏差严格控制在规范要求内。箍筋弯钩的叠合处，在梁中应沿梁长方向置于上面并交错布置。钢筋焊接的接头尽可能布置在各孔的1/4 L处，同时接头在同一截面上的数量不得超过钢筋总数的50%。非焊接钢筋骨架的多层钢筋之间，应用短钢筋支垫，保证位置准确。支撑垫块采用塑料垫块，垫块纵、横向间距为1m，并呈梅花型布置。施工时要做好垫块的支垫工作，以保证混凝土的保护层厚度及防止钢筋发生整体滑移。浇注混凝土前，应认真检查各种预埋件的种类、数量、位置等，看是否按照设计要求进行配置。这项检查应由专职资深的技术人员负责。4、预应力筋施工预应力钢筋采取先穿束后灌混凝土、再张拉的施工方法。波纹管安装在绑扎钢筋骨架时，按设计位置焊好波纹管的定位网片，钢筋骨架就位后再穿上经检查合格的波纹管，并绑扎牢固，以保证在浇筑混凝土时波纹管不会坍陷或上浮。波纹管定位后管道轴线偏差不大于5mm。波纹管的固定，采用钢筋定位网片，间距为600mm，钢筋定位网片应焊在箍筋上，箍筋下面用垫块垫实。波纹管安装就位后，在波纹管顶部绑一根钢筋，以防浇筑混凝土时波纹管上浮而引起严重的质量事故;在混凝土薄弱部位设置防崩钢筋，保证预应力筋正常张拉。(见图2)波纹管的固定 防崩钢筋布置图1-箍筋 2-钢筋托架 3-波纹管 4-后绑的钢筋 图2 定位网片及防崩钢筋布置图波纹管接头处要严格密封，波纹管的接长采用大一号的同型波纹管作为接头管，接头长度为300mm，管两端用密封胶带或塑料热缩管封裹，以防接缝处漏浆。穿束预应力钢绞线安装采取人工、机械相配合的方法进行穿束。穿束时，束的前端排齐扎紧并裹胶布，穿入特制的穿梭器内，穿梭器前端穿入5高强钢丝靠慢速卷扬机拉过去，后端靠人工推送。穿束时应注意波纹管接头，防止牵拉过快使接头损坏。穿束后必须用胶带纸将梁外的钢绞线和波纹管端头缠裹严密，防止雨水锈蚀钢绞线。混凝土浇筑时，在钢绞线两端安设倒链并派专人对其进行往返拖拉，防止偶尔渗漏进来的水泥浆堵塞孔道，影响张拉。5、混凝土浇筑施工混凝土原材料及技术指标原材料选定水泥:选用北京拉法基水泥厂生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥,要求进场复试合格后方可用于混凝土拌制。粗集料：选用优质的石灰岩二级破碎5-25mm碎石。振实容重1645kg/m3，表观密度2680 kg/m3，空隙率38.6%，压碎指标值7.2%，针片状颗粒含量4.8%，粉类含量0.2%。细集料：水洗中砂，细度模数2.612.88，含泥量1.8%。粉煤灰：选用天津军电产灰白色级粉煤灰。外加剂：JA-2缓凝型防冻减水剂。混凝土的技术指标混凝土配合比：水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂=1：1.35：2.32：0.38:0.155:0.039混凝土坍落度：142cm3d强度32.9MPa 7d强度46.0MPa 28d强度62.3MPa上料原则施工时混凝土泵送应连续进行。为预防因交通拥堵、运输配合不当或搅拌站出现小故障等原因造成的混凝土供应临时中断，保证混凝土连续浇筑不间断，采用“循环压车，单车不浇”和“供应少断，宁慢勿停”的控制原则，要求现场至少要压一辆罐车，即至少要有两辆车时才可按正常情况连续上料，保持浇筑的连续性。浇筑工艺 混凝土浇筑采用全断面一次浇筑成型的方法，由低向高自一端横梁向另一端横梁连续浇筑。浇筑时纵向分段、竖向分层，分段长度原则上按10m划分为一个浇筑段。每段先浇筑底板混凝土，再浇腹板和横梁，最后浇筑顶板和翼板。混凝土浇筑混凝土浇筑按水平分层、斜向浇筑、整体推进的方法进行施工。混凝土浇筑顺序浇筑总顺序为纵向由低端横梁向高端横梁，横向由两侧向中间，交替进行，水平分层，往前推进。a、竖向浇筑顺序：从底板到顶板分为三步浇筑：第一步浇底板和腹板根部，浇筑腹板根部时要封住下八字；第二步浇筑腹板下八字至翼板掖下以上5厘米；第三步浇筑顶板和翼板。每步浇筑时水平分层，每层浇筑厚度不大于30厘米。（见图3）图3 箱梁横断面混凝土浇注顺序示意图b、纵向浇筑顺序：按前一施工段的腹板根部及底板腹板（翼板掖下以上5 cm）到后一施工段的腹板根部及底板腹板（翼板掖下以上5cm ）的纵向浇筑顺序往前推进，推进的过程为斜向阶梯分布，彼此相差为一步左右。间隔一定时间后，再回头浇筑前一施工段顶板混凝土。依次类推，按此循环连续向前推进，直到浇筑完成。混凝土浇筑方法混凝土从两侧由纵向低端横梁与腹板相交处开始下料，分别沿横、纵向下放混凝土。首次下料厚度控制在5060cm ,下料长度横向为整个箱梁，纵向为一个浇筑段，随浇随振。当横梁及腹板浇筑完30cm一层混凝土后浇筑底板，底板一次浇筑够高。底板混凝土中有一部分来自腹板和横梁处因振捣而溢流的混凝土，不足部分由内箱顶部沿纵向预留的下料缝处下料补齐。预留缝宽20cm，在浇筑顶板前将其封严。底板混凝土由人工摊平振捣并抹平，步距掌握在10m左右。然后再按30cm一层浇筑横梁和腹板。横梁和腹板分层浇筑到桥面翼板掖下上5cm后，停止一段时间，再由横梁处开始浇筑桥面板。浇桥面板时步距要小于腹板的步距。混凝土浇筑时，以各箱室中线为界,沿桥纵向浇筑方向分成几个作业组，每个作业组负责一个腹板的浇筑及相邻底板的浇筑、掏灰。浇筑中，箱室内设专人随时用灰斗子往外掏灰，直到混凝土不再外翻。严格控制底板厚度，同时设专人对推进过程中的浮浆进行清除，尤其是横纵梁区域严禁出现振捣浮浆，确保骨料含量。混凝土振捣 采用30、50插入式振捣器振捣。振捣时振捣棒严禁靠在钢筋上振捣，并距模板510cm。浇筑钢筋密集区、梁端锚固区时尽量采用30振捣棒振捣。对确实无法使用振捣棒振捣处，采用插钎插捣以保证混凝土的密实度。振捣底板时，为了防止振捣棒碰撞底模，在棒上做标记，用以控制棒的插入深度。振捣腹板时，要求在腹板钢筋中间振，严禁碰撞波纹管。因此浇筑前采取插“信子”，作为振捣入棒处标记，振捣时先找好位置再拔出“信子”，振完后再插上，直至振到面板不再需要“信子”时为止。振捣腹板与底板相交处时，由腹板内及箱内底板下八字处互相补充振捣，保证腹板内混凝土从箱内下八字完全溢出为准。振捣时要快插慢拔，采用50棒振捣，间距不大于30 厘米，采用30棒，不大于20厘米。振捣上层混凝土时振捣棒要插入下层510厘米。振捣过程中严禁拉棒、赶浆且不能振钢筋。遇到高低起伏段时，要先振低处，后振高处，从低处振平。混凝土养护及温控梁体混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护，覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。养护日期不小于7天。每天洒水次数以能保证混凝土表面始终处于湿润状态为度。若气温低于5，则不得向混凝土面洒水。在每个横隔梁中间设置一个测温孔，孔深7080厘米，内置机油，采用留置在孔内的玻璃温度计测温，观察梁内升温情况。在腹板对应的面板下1015厘米处设置梁表测温孔，每跨2个。各测温孔每2h测一次，根据梁内及梁表温度采取相应温控措施。混凝土浇筑完后36小时左右，水化热最大，此时温度可能过高，可采用从箱室顶人孔往箱内浇水，加快水化热散失。在同条件养护试块强度达到100%后，结合混凝土梁内及梁表的温度决定张拉前拆除侧模的时间。梁内中心温度与梁表及梁表与大气温差均不大于250C时方可拆模，拆模后用塑料布贴封。施工观测、检查、每跨下设4个专人对支架本身及支架与方木底接触密实程度、底模有无局部变形、底模有无侧移进行看护。每侧翼板下设2人对侧模进行看护。、在各跨跨中、中墩附近、边墩附近设竖向沉降位移观测点，采用吊铁线、水准仪观测的方法进行观测。位移超过3mm要向现场技术负责人汇报；观测由测量人员在浇筑过程中随时观测及浇完混凝土后20小时内每2小时观测一次。浇筑组织浇筑组织配置合理、到位，对保证混凝土浇筑质量至关重要。浇筑中要一切行动听指挥，各级人员要到岗、到位，并密切保持联系和配合，发现问题及时逐级上报，并且要善始善终，严防虎头蛇尾。6、预应力张拉张拉工艺张拉时要求混凝土强度达到设计强度的10 0%。主梁采取两端张拉工艺，中支点横梁采取单端张拉工艺。按设计要求的顺序依次张拉，注意缓慢均匀，按00.150.3k（持荷2分钟）锚固的程序张拉。张拉顺序张拉顺序遵循同步、对称张拉的原则，以使梁体受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯及混凝土产生超应力。质量控制预应力张拉以控制应力为主，应力应变双控。实测伸长值与理论伸长值的差值不得超过6%。同一束钢绞线回缩量不大于8mm，否则必须重新张拉。断、滑丝的数量不得超过预应力筋总数的0.5%，并不得位于梁体的同一侧。且一束内断丝数量不得超过一丝，同束夹片外露量差值不得超过2mm。对张拉完毕的钢绞线进行24小时观测，若其滑断丝数量超过规范要求，则必须重新张拉。施工前应进行摩阻测试，根据实测摩阻值调整张拉力。7、孔道压浆、封锚压浆应在张拉后24小时内进行，采用一次压浆工艺，按照单向压浆从低到高的方法和顺序进行。压浆应缓慢、均匀进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气通畅。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的一个稳压期，该稳压期不宜小于2min。压浆后应先将锚具周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土。五、机具设备本工法使用的主要机具设备见表1。表1 主要机具设备序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注1 混凝土拌合站 120m3/h 座 2 一座备用2 混凝土泵车 60 m3/h 辆 3 一辆备用3 发电机 75kw 台 14 钢筋调直机 GC40 台 15 钢筋弯曲机 GW40 台 26 钢筋切断机 GQ40 台 27 电焊机 BX1-500 台 48 汽车起重机 50t 台 19 慢速卷扬机 JM3 台 210 压路机 YZ18 台 111 张拉设备 套 412 灰浆拌合机 JB-1000 台 113 压浆泵 UB-3 台 114 木工机床 MQ423 台 115 单面杠压刨床 MB104 台 116 水准仪 DSC320 台 117 全站仪 DTM-530E 台 1六、劳动组织本工法所需的劳动组织见表2。七、质量控制本工法除必须严格执行公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）等有关规定处，还必须满足以下技术要求。1、建立健全质量保证体系，加强对工作人员的岗位培训。2、箱梁施工前，每道工序进行技术交底，详叙操作要领。3、技术人员跟班作业，保证对施工中出现的问题及时解决，决不允许质量隐患的存在。表2 劳动组织序号 工种 主要任务 人数1 总指挥 负责现场的管理、关系协调、人员安排 12 技术员 负责技术管理、质量控制 13 安全员 负责现场安全检查、监督 14 测量员 负责箱梁测量放线、施工观测 45试验员负责梁体混凝土质量控制、试块制作、养护26架子工负责梁体支架搭设、拆除207钢筋工负责箱梁钢筋加工制作、绑扎、预埋件安装408木 工负责箱梁模板制作、安装、拆除359 电焊工 负责钢筋焊接 410 电 工 负责现场电力供应、检查、维修 211 混凝土 工 负责混凝土的浇筑、养护 3012 张拉工 负责预应力施工、压浆封锚 1213 力 工 由总指挥现场调配 20 八、安全措施1、建立健全安全岗位责任制。从项目部到作业班组，实行安全责任检查制、专人负责制，对违章者严加惩处。2、未经岗前教育和安全教育者不得上岗工作，特种作业人员必须持证上岗。3、施工人员进入现场必须戴安全帽，穿平底胶鞋；高空作业人员必须系好安全带。4、吊装作业严格按操作规程操作，严禁违章作业。5、安全防护工作到位，各种安全标识齐全，临边要挂好安全网。九、效益分析1、本工法缩短了工期，社会效益显著。2、本工法改善了梁体施工时的内力状态，增强了梁体刚度，延长了梁体的耐久性和使用寿命。3、本工法施工周期短，提高了支架、模板等周转性材料的利用率，节约了施工成本，降低造价。十、工程实例密顺立交1号桥为16+26+16m三跨现浇预应力混凝土连续箱梁，上跨B匝道。桥型按左右幅单桥布置，a桥为四箱室现浇箱梁，梁高1.4m，梁底宽17.01m，梁顶宽21.37m。端横隔梁至中横隔梁范围内，顶板由0.37m渐变为0.22m，底板由0.33m渐变为0.18m；腹板由0.8m渐变为0.65m；箱梁两侧翼板厚0.4m，端部渐变为0.2m。b桥为三箱室箱梁，梁高1.4m，梁底宽13.01m，梁顶宽17.37m。端横隔梁至中横隔梁范围内，顶板由0.37m渐变为0.22m，底板由0.33m渐变为0.18m，腹板由0.8m渐变为0.65m；箱梁两侧翼板厚0.4m，端部渐变为0.2m。现浇箱梁采用一次浇筑成型工艺施工，比传统的两次浇注施工工艺缩短工期约15天，建成的箱梁梁体美观，各项指标均在规范要求内，质量优良，获得业主及监理的好评。