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宜昌夷陵长江大桥中塔柱横梁施工工艺

一、编制依据：
１、铁道部大桥工程局勘测设院“946-04-101，138，139，130～134，213，214～243”图。
２、大桥一处施工科所绘下横梁施工图。
３、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）
４、《市政桥梁工程质量检验评定标准》（CJJ2-90）
５、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）
二、概况
(一)结构简介
4#墩主塔为墩、塔、梁固结体系。横梁为预应力钢筋混凝土结构，既为塔柱联结物，同时亦为主梁向跨中方向延伸的根部，主梁顶面与横梁顶面在同一高程面上。横梁中心处高程为：顶面+75.461米，底面+72.461米，横梁顶面由桥轴线向两边分别有1.5%的横波，底面在同一高程线上，横梁高度由中间３米向两边逐渐过渡到2.826米。横梁宽7.0米，横梁为实体结构，桥中线方向留有0.6米×1.5米过人洞。（详见设计图9146-04-101）。
主要工程数量详见表（1）
（二）施工方案
根据结构特点，将横梁和塔柱 +66.243～+75.461段分五次施工完成。
混凝土灌注分块见图（1）（附后）
第一次浇注： +66.243～ +69.443 混凝土：331m2
第二次浇注： +66.443～ +72.461 混凝土：340m2
第三次浇注： +72.461～ +73.961 混凝土：325m2
第四次浇注： +73.961～ +75.461 混凝土：320m2
第五次浇注封端混凝土。
图1 下横梁施工节段划分部面示意图
横梁下塔柱段（1）、（2）部分施工利用0#施工支架作施工脚手架与模板支架，支架间用对拉筋连接，以防支架外倾。侧模板大部分利用爬模模板，部分采用新制钢模。模板固定，采用对拉筋与H型螺母配套使用。预应力筋采用波纹管制孔，定位网定位。
横梁底模利用在塔柱内侧与塔柱内壁整体施工的钢筋混凝土牛腿，牛腿上设置预制板，预制板面与横梁底在同一标高线上。横梁处侧模部分采用木模板，其余采用新制钢模。人洞模板采用木模。
横梁混凝土灌注分两次进行：第一次标高+72.461～+73.961，混凝土灌注高度1.5米；第二次标高+73.961～75.461，混凝土灌注高度1.5米。
三、施工方法
(一)模板制造安装
1、横梁外模采用新制钢模与爬模模板配合使用；内模采用组合钢模与木模配合使用；底模采用与横梁同标号的混凝土预制板。
2、模板的固定均采用对拉筋。结构中外露拉杆均采用H型螺母，以便外表美观，同时亦可方便拆模。
3、模板在车间制造好后要进行试拼。板面应平整光滑，用2米长直尺检查局部不平，不大于3mm，各块模板间连接应紧密光顺，不得突出或凹入。检查合格后方可使用。
4、模板安装前应涂脱模剂，所有拼接螺栓及对拉螺栓均应上满拧紧，预留孔洞位置应准确，该处应作妥善处理，防止漏浆。
5、横梁模板拼装成型后，应满足以下要求：
模板标高：±10mm
模板内部尺寸：+0～－5mm
轴线偏位：±10mm
锚槽模板上孔道位置：±2mm
锚槽模板上的倾斜度：2%
模板全长：+5 -10mm
底模表面平整：5mm（用2米直尺检查）
(二)钢筋
钢筋的钢种、等级、规格、数量须符合设计要求。
钢种应具有出厂质量证明书，进场时应进行验收，并按规定进行抽验，其力学性能应符合国家标准GB13013－91、GB1499－91。
钢种的加工、接头、安装应符合9146－04－130～9146－04－134图与《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ2－90)第七章的有关规定。钢筋接头采用套筒冷挤压连接时，还应符合《带肋钢筋挤压连接》（Q/YJY008-91）标准的规定。
钢筋安装应设部分架立钢筋以控制其位置准确，当采用套筒冷挤压接长竖向主筋时，严格按冷挤压套筒连接执行。
为保证钢筋的保护层厚度、应在钢筋与模板间设置半圆形与横梁相同标号的水泥砂浆垫块、垫块与钢筋扎紧，并相互错开。
同一截面内受拉钢筋接头截面积与钢筋总截面积之比，对于焊接或套筒冷挤压接头不大于50%，对于绑扎接头不大于25%。
钢筋保护层，按图要求执行，未注钢筋保护层处，应保证主筋中心至混凝土表面7cm。
主梁钢筋中心预埋位置应正确无误。
钢筋成型与安装的允许偏差应符合下列要求：
受力钢筋间距不大于10mm；
箍筋及构造筋间距不大于20mm；
钢筋保护层不大于5mm。
(三)预埋件设置：
1)为测量需要，在横梁顶面相应位置应埋设测量标志点，及墩中心点向上传递高程的预埋件。
2)在横梁顶板上安放中塔柱支架预埋件，以便施工塔柱时拼装万能杆件内支撑桁架。
3)按设计院图纸埋设泄水孔、通风孔主塔电气埋件。
4)按设计图9146-04-401图埋设接地引线。
5)塔吊、电梯扶壁等预埋件。
因设计院和桥处施工组织设计图纸目前还未出齐，故下横梁和塔柱66.243～75.461段施工应详细查阅后续出图和有关图纸，按图纸要求预埋有关预埋件和按图要求施工。
(四)预应力筋
1、预应力束（筋）布置概况
1)纵向预应力筋
横梁纵向布置有32精轧螺纹钢筋，编号为E1～E4，共40根，其中：顶板内26根，斜腹板内14根。32精轧螺纹钢筋采用YGM锚具、YGL连接器连接，内径为45mm波纹管制孔，在连接处加设内径为78mm、直段长300mm的两端为锥形的防护套管，张拉方向留有连接器，自由伸长的空间。
2)横向预应力束
横梁及下塔柱处横向布置有36根12－7Φ5钢纹线，采用OVM15-12锚具，内径为85mm、外径为90mm波纹管制孔。横梁及下塔柱处混凝土分四次浇注，预应力管道均为二次成型。预应力筋N1～N4，N1*～N4*均为一端张拉，N5～N7为两端张拉，如若设计图中有变更应以设计变更图通知为准。
2、预应力钢材
1)预应力粗钢筋
(1)横梁纵向预应力粗钢筋为32精轧螺纹钢筋，其标准强度R＝750Mpa，弹性模量E＝2.0×105MPa，抗拉强度不小于850MPa，伸长率不小于7%，冷弯试验，弯曲角度90°弯心半径为7倍钢筋直径，不得产生裂纹，裂缝或断裂。
(2)精轧螺纹钢筋进场后应及时分批验收。除检查质量证明书、合格证外，还应对其外观、外形尺寸和力学性能进行抽验（详见规范《预应力高强精轧螺纹钢筋设计施工暂行规定》）。
2)钢绞线
(1)横梁用低松驰预应力钢绞线作为1*7标准型，公称直径15.2mm，标准强度R＝1860MPa。
(2)钢绞线进场后应分批验收。验收时，应检验其质量证明书、包装方法、标志内容是否齐全、正确，经运输、存放后有无损伤、锈蚀或影响与水泥粘结的油渍并按(GB/T5224－1995)国家标准进行外观质量检查和力学性能复验。
3、锚具、夹具、连接器
预应力锚具、夹具、连接器应是正规专业厂家生产的合格产品。进场后应及时分批验收，除核查质量证明书、标志、包装等外，还应检验其外观、硬度和静载试验。检验方法按(JGJ85－92)《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》进行。
4、预应力束（筋）制孔
1)制孔的波纹管的技术要求和成品检验应符合(JG/T3013－94)《预应力混凝土用金属螺旋管》的有关规定。
2)波纹管下料宜用砂轮锯或小钢锯切割，切割后波纹管端头不得内卷和脱扣。
3)波纹管的接长采用直径比被接波纹管大一级的连接管旋入法连接，连接管的长度宜为管径的5～7倍，接头处须用胶布或尼龙胶带缠绕，防止砂浆渗入管内。
4)预应力管道在钢筋绑扎后安装，管道应保持顺直位置准确，固定管道的定位网钢筋应与梁内主筋焊接，定位网与波纹管用细铁丝捆扎，使制孔装置上、下、左、右均不能移动。波纹管、锚下支承垫板、连接筒应保持同心、支承板面应垂直于管道轴线、管道中心在任何方向的偏差不大于5mm。定位网的间距按设计要求设置，直线段为0.8m、曲线段为0.3m，局部加密到0.15m。为防止混凝土崩裂，弯曲段的定位网须加设箍筋，并与主筋焊牢。
施工过程中，防止波纹管被碰撞、挤压变形和电弧烧坏，应设专人负责检查和维护。
5)向上弯曲的横向预应力孔道应设排气孔，其位置应在孔道的最高处。
5、预应力束（筋）制作安装
1)纵向预应力筋
精轧螺纹钢筋下料使用砂轮锯切割，切割后端头应进行修整。中塔横梁段和主梁M0段的粗钢筋下料长度和接头位置，应根据主梁浇注分段和粗钢筋来料长度决定，接头位置须按50%错开，连接大样详见9146－04－242图。由于Z1、Z3在横梁中间设有连接，须在浇筑混凝土前穿入，并做好连接导管的防护；Z2、Z4在横梁外连接,可在混凝土浇筑后穿入.
2)横向预应力束
横向预应力为36根12－7Φ5钢绞线，采用OVM－12锚具，内径为85mm，外径为90mm波纹管制孔。横向钢绞线下料应用砂轮机或氧乙炔火焰切割， 清除飞边、毛刺或熔渣。切割前应在切割线两侧约5mm处用扎丝捆扎，防止松散。
横向预应力束N1～N4、N1*～N4*为一端张拉，另一端固定，需在混凝土浇注前穿入钢绞线，在固定端使用OVM15P型锚具予以固定。N5～N7为两端张拉，钢绞线可在混凝土浇注后穿入，每次浇注后须检查孔道，保证通畅。施工时对锚固部位，预制管道接头部位应严格检查，妥善处理，以防混凝土灌注过程中漏浆。
6、预应力束（筋）张拉
1)张拉设备
张拉设备如油泵、压力表、张拉千斤顶、油管路及阀门接头等进场时应检验验收，技术要求符合有关规定，工作状态良好。张拉设备应与锚具配套使用，使用前千斤顶与压力表须配套校验，建立油表压力与千斤顶拉力标定曲线、并建立卡片和定期检查和复验。
检验后的有效期为一个月，也不得超过200次张拉作业。当张拉设备更换配件或在使用过程中出现异常现象时应重新检验。
横向12－7Φ5钢绞线采用YCW－250型千斤顶张拉。
2)张拉技术要求
(1)预应力束张拉在梁体混凝土强度达90%以上后进行。
(2)安装锚夹具、千斤顶应使其轴线与孔道轴线一致。安装前应逐个检查锚夹具有无裂纹或变形，锚下混凝土是否密实，并清除支承面的杂物。
(3)张拉以应力为主，以伸长量校核进行双控。实际伸长量与计算伸长量之差不得大于±6%。
横向预应力束N1～N4、N1*～N4*为一端张拉，N5～N7为两端张拉，张拉控制应力
σK＝0.75R＝0.75×1860＝1395MPa。
3)张拉程序
横向预应力钢绞线张拉
0→0.1σK划线标记、记录原始伸长量→分级加载至1.03σK，检查有无断丝、滑丝，持荷5分钟→回油卸载至1.0σK，锚固、测量伸长量→分级卸载至0，测量回缩值。
4)质量控制
(1)张拉力和伸长量均应符合设计要求。当实际伸长量（包括预拉力的伸长量）与计算伸长量的偏差大于6%时，应查原因予以处理：未经总工程师和监理工程师同意不得切去多余钢束（筋）和压注孔道水泥浆。
(2)钢绞线每束内断丝滑丝不得超过1丝，且每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1%。
(3)夹片式锚具夹片外露量不小于5mm。
(4)锚固阶段，钢绞线每端回缩值不大于6mm。
7、预应力孔道压注水泥浆
预应力钢绞线结束并符合要求后，应尽快压注孔道水泥浆。
孔道压浆按（JTJ041－89）公路桥涵施工技术规范第十一章第九节有关各条进行。
(五)混凝土：
塔柱混凝土采用50号，要求同《宜昌夷陵长江大桥4#墩下塔柱施工工艺》
横梁混凝土设计为55号，施工应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041－89)第十章和现行有关标准的规定。
1、材料：
配制混凝土所用的材料应按相应规定进行验收和试验，不合格的材料不得投入使用。水泥宜采用525号硅酸盐水泥或普通水泥，细骨料宜用中粗砂、粗骨料宜使用5～25mm碎石。外加剂选用缓凝、早强型减水型。其最佳掺量及与水泥的适应性应通过试验确定。
2、混凝土配合比
混凝土配合比按现行标准《普通混凝土配合比设计技术规定》(JGJ-55)进行计算、并通过试配确定，经总工程师批准后实施，混凝土拌合物应满足下列要求：
(1)每立方米混凝土最大水泥用量，不宜超过500Kg
(2)水灰比不宜大于0.4，拌制后的混凝土不得再加水
(3)混凝土坍落度14～16cm
(4)混凝土初凝时间不小于12小时
(5)混凝土龄期3天要求达到设计强度的90%
3、混凝土拌制及运输
混凝土拌制时，其计量要准确，其配料偏差；对于水泥、水和附加剂不大于1%，对于粗细骨料不大于2%，搅拌后的混凝土不得随意加水。
混凝土由岸上混凝土工厂集中搅拌，出机后直接装罐或经泵送到码头装罐，再用船运至墩旁，用混凝土泵泵送入模浇筑。在运输过程中如时间过长、或混凝土发生离析，严重泌水、坍落度丧失过大时，在墩旁设重拌仓对混凝土进行第二次搅拌。
4、混凝土灌筑
混凝土灌筑需设置灌注平台和振捣人员工作平台，灌注平台下料点应设置存料漏斗和串筒，使混凝土入模时的自由落下高度不大于2米。下灰点的间距不能过大，以4米左右为宜。
灌注前，接缝面的杂物区清除干净，并用压力水冲洗；模板内外应洒水充分湿润。
灌注前，混凝土采用水平分层，逐层均衡的灌筑方式进行浇筑，分层厚度不宜大于30cm。上层混凝土应在下层混凝土初凝前完成浇注。浇注下料时，混凝土的堆集高度不宜超过1米。下灰点应尽量避开钢筋，预应力筋密集部位。
振捣混凝土宜使用直径φ75mm、φ50mm及φ30mm的插入式振动器。振捣器移动距离不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且振捣时应插入下层混凝土内5～10cm；振捣时不得碰撞模板，钢筋和预埋件，混凝土应随灌注及时振捣，防止漏振、欠振，同时也应避免过振，每个振捣部位达到混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦泛浆后，即可徐徐提出振动棒。施工时要没专人对关键部位进行振捣和检查，并备以竹片、钢筋人工捣固。
5、混凝土养护及拆模
混凝土初凝后，及时覆盖麻袋洒水养护。养护时间视水泥品种和环境相对湿度而定。使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，相对湿度小于60%时，养护时间不少于14天；相对湿度为60%～90%，养护时间不少于7天；相对湿度大于90%时，可不洒水。当平均气温低于5℃时，不得向混凝土面洒水，而应覆盖保温。
侧模应在混凝土强度达到2.5JMPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆模。混凝土质量如有局部轻微缺陷及时处理，如缺陷较大，应制订处理方案，报送监理工程师并经同意后，方可处理。
6、承重的底模在横向预应力张拉后拆除。
1)结构外形及断面尺寸允许偏差：
断面尺寸 ±20mm
轴线偏位 ±10mm
顶面高程 ±10mm
塔身倾斜率 H/3000(H为塔高)
2)混凝土强度：
混凝土强度以边长为15cm的立方体试件标准养护28天龄期的抗压强度来评定，
要求： Rn≥1.15R
Rmin≥0.95R
式中：R-梁体混凝土设计标号(MPa)
Rn-同批几组试件强度的平均值(MPa)
Rmin-n组试件中强度最低一组的值
3)外观质量：
混凝土表面应平整、密实，不得不受力裂缝，非受力裂缝宽度不得大于0.15mm。预应力部位不得有蜂窝、露筋现象。侧面麻面不得超过该侧面积的1%。用2米的直尺检验表面不平度不大于5mm。
五、质量目标及保证措施
(一)工程质量检验评定标准及质量目标：
本工程按《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ2-90)和《公路工程质量检验评定标准》(CTJ071-98)进行检验和评定。所有工序均达到合格标准，且全部工序检查项目合格率的平均值达90%以上。
(二)质量保证措施
1、按桥处颁发的(Q/TQ01-G001-1999)《质量手册》和(Q/TQ01-G005-01-1999)《施工技术管理办法》进行全面质量管理，深入开展“QC”小组活动，确保工程质量稳步达到目标。
2、仔细阅读设计文件，做好技术交底，严格按设计要求和现行国家标准施工和检验。
3、施工中严格执行“三检制”上一道工序未经检验，或检验不合格，不得进行下一道工序的施工。
4、周密地进行劳动力组织，严格执行岗位责任制，分工明确，责任落实到人。
5、施工过程中，原材料、机具、设备要准备充足，后勤要作好保障。
6、混凝土灌筑应在无大雨的天气进行，夏秋季节施工，要有防雷阵雨的措施，避免混凝土被冲刷。
六、安全技术措施
1、施工中严格执行《公路工程施工安全技术规程》《铁路桥梁施工技术安全规则》《建筑施工检查标准》《施工现场临时用电安全技术规范》等有关安全生产的规定。做到安全生产、文明施工。
2、水上、高空作业人员须经体格检查，不适宜者不得从事水上或高空作业。
3、特殊工种工作人员须经培训、考试取得相关部门颁发的上岗证或操作证后，方能上岗。
4、水上临时施工设施应按航务部门的规定，设置各种标志，避免碰撞。
5、参加水上施工的各种船舶，必须严格执行《内河避碰规则》和当地港务部门的有关规定。
6、各种船只不得超载使用。尤其是载人的效交通船严禁超载超员，能见度不良及五级以上大风禁止开航。
7、塔式起重机的安装、使用，维修须按使用说明书办理，严禁违规使用。
8、塔吊及塔柱施工支架等高耸结构须安装避雷装置。
9、电器设备须绝缘良好并接地，防止触电事故。
10、水上或高空的施工平台或施工人员通道应安装栏杆，脚手板可靠固定，不得有翘头板，空档处应挂结安全网。
11、大型、重要施工设备除经常的例行检查、维修、保养外，有关部门应定期进行大检查、堵塞漏洞，消除隐患。
12、进入施工现场人员须戴安全帽，水上作业人员须穿救生衣，高空作业人员须佩带安全带。
13、风力超过六级不得进行高空和装吊作业。
14、夜间施工须有良好的照明。
15、施工点配备救生船只和救生设施。
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