预应力砼箱梁滑移式钢梁模架逐孔施工工法.doc

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预应力砼箱梁滑移式钢梁模架逐孔施工工法

一、工法简介

二、工艺原理及特点

三、工艺程序

四、操作要点

五、质量标准

六、注意事项

七、劳动力组合及机械设备

八、效益分析

九、应用实例

一、工法简介：

　　滑移式钢梁模架（简称滑模）施工，就是采用大型滑模设备，现场整孔一次浇筑，逐跨完成桥梁施工的新工艺。它适宜修建５０米左右的跨径，且桥长较长的等截面连续梁桥及平曲线半径不小于３００米的弯桥，滑模施工在国外七十年代中期就开始使用，我国于八八年次在厦门大桥使用。采用滑模施工无须在跨间设置满堂支架，而是用整跨钢梁来支撑模架，在现场完成模板安装、调整、钢筋绑扎、砼浇、张拉及养生等一系列工艺后，纵移钢梁模架逐孔施工，周而复始地向前推进。此方法为大型桥梁施工，向机械化、自动化和标准化的方向迈进了成功的一步。

二、工艺原理及特点：

　　本工法所指的滑模，就是在设计砼的箱型梁的两侧各设置一根承重钢箱梁来支承模板，梁重和各种施工荷载，钢箱梁前后端设有导梁，用高强螺栓与钢箱梁联接，钢箱梁和导梁底部装有不锈钢带，使钢梁和导梁可在滑撬的四氟板上滑行。钢箱前端导梁支承于墩上，后端支承于已浇砼梁段的悬臂端上，中部支承在桥墩临时钢立柱上。当一跨梁段张拉完毕后，脱模卸架，由滑模上配套的液压系统和传动装置，牵引钢箱和模板纵移至下一跨。

　　采用滑模施工的箱梁，由于砼土是全断面一次浇成型，因而滑模施工具有以下特点：

　１、每孔仅在１/５跨径处设一道垂直施工缝，因而箱梁的整体性能好，施工时的受力状态与使用阶段相近似。

　２、上部结构几何形状（即平曲线竖曲线的变化，易于调整，浇筑好的梁体平顺，线型美观。

　３、模板、钢筋、混疑土及张拉等成套工艺都是在模架上完成，施工不受桥下限制，占用施工场地较少。

　４、桥梁上下部可同时施工（下部只要超前３－４孔）。

　５、结构简单，布束合理，节省材料。

　６、工序循环，周期性强，施工方便，管理程序化，标准化，施工速度快捷，且质量易于保证。

　７、施工机械化程度高，节省劳力，减轻劳动强度。

三、工艺程序：

四、操作要点：

（一）准备工作：

　１、钢箱梁拼装：此项工作在首段箱梁浇筑前进行，拼装工作场地约需３０Ｘ６０平米。拼装前应根据每段梁的跨径和工作缝的位置，确定出钢箱支点的加固位置，然后进行焊接加固，加固用工字钢或厚钢板全部焊接。每段钢箱节点用高强螺栓联接。

　２、钢立柱安装：钢立柱是钢箱支承于墩台承台上的临时支承，它承受着钢箱及箱梁砼的重量，因此技术要求严格。钢立柱下的砼垫块，是用来支承和调整钢立柱使用高度的临时结构物，要按计算高度，提前浇筑或预制安装。

　３、钢横梁的安装：在桥墩浇筑过程中，预留２束５－１２钢束管道（管道多少取决于受力情况）。在管内穿好钢铰线，将位于墩身前后的钢横梁张拉锚固，使钢横梁与墩身连成整体，以提高钢立柱抵抗水平力的能力。

　４、托架滑撬：墩身两端各安一个托架，它放在纵梁上，以高强螺栓与纵梁相连。每个托架上安装２台３０００ＫＮ和２台１０００ＫＮ千斤顶，以千斤顶顶升钢箱至浇筑箱的正确位置。在托架上纵向每隔１.６米安装两组滑撬，在每组滑撬上再安装两组２块聚四乙烯滑板。

（二）侧模安装就位：

　　侧模安装就是将侧模悬挂在钢箱上，侧模就位实际上是将两侧钢箱通过横向滑移装置向内侧滑至设计要求位置，以待安装底模。

（二）安装底模：

　　当钢箱及侧模就位后，将底模对号入座，逐块安装于侧模上。安装过程中，要注意底模与侧模联接处的平整度，销子要安装牢固。对于两块底模之间的间隙，要用木板和防水胶合板嵌紧，以防漏浆。

（四）支座安装：

　　此项工作要在已做好的支座垫石上进行。

　１、根据箱梁砼收缩徐变，弹性变形，气温影响以及施工过程中箱梁的临时固定支座的设置，计算确定支座上滑板预偏值。

　２、将支座砼垫石凿毛，在其上铺２－３ｃｍ厚与墩身标号相同的砂浆，然后立即将支座吊装就位，调整好标高后，并用砂浆填满捣实，锚固螺栓孔内的砂浆也同样捣固密实。

（五）预拱度设置及模板调整：

　　当侧模及底模安装就位后，要调整各支点处的模板纵向标高，使钢箱模板处于浇筑砼时的正确位置，与此同时设置好预留拱度。预拱的设置由安装在钢箱上的垫块和侧模连接处钢框架支承立柱上的调整螺栓来完成，各支点的预拱度值由综合计算分析而定，预拱度理论值的计算主要考虑如下因素：

　１、钢箱的弹性变形

　２、恒载

　３、砼梁产生的弹塑性变形

　４、支点沉降

（六）绑扎底板及腹板钢筋

　　钢筋绑扎按设计及施工规范要求进行，在底板钢筋绑扎前，要首先完成内模轨道的铺设，即沿底模纵向安放两排砼预制块，并通过预留孔用螺栓与底模固定，然后在预制块上铺设两道钢轨，轨道铺设完毕，即可开始底板和腹板钢筋绑扎。在箱梁腹板钢筋绑扎接近完成时，要按设计图要求的位置，绑扎纵向预应力束管道定位筋，然后安装管道。管道要平顺。接长部分要用胶带纸裹紧。定位钢筋要编号，并与箱梁模板号相对应，其焊接位置由管道座标计算而定。钢筋绑扎完成后要由质检人员检查，合格后方可进行下道工序施工。

（七）预应力系统施工：

　　将钢铰线和穿束机等运到施工现场，放置在已完成的桥面上，将钢铰线从预应力管道一端连接穿至另一端，穿束时，两端工作人员要密切配合，控制好预留长度（一般６０－８０ｃｍ）。当穿到位置后，立即用手提式电动砂轮锯将钢铰线垂直切断。一束钢铰线全部穿完后，要顺序完成锚固头的制作和联接器的安装等工作。

（八）内模就位：

　　首段箱梁的内模可由吊车直接吊入，以后各段内模就位均利用滑模前导梁的卷扬机，沿内模轨道拖拉就位。内模就位后，利用各自液压系统调整好内模板标高和外形尺寸，并用防浮螺栓将每节内模与底模上的砼预制块固定。内模与侧模间距用条型砼预制块加以控制。内模安装好，并检查合格后，方可进行下一道工序。

（九）顶板钢筋绑扎：

　　顶板钢筋绑扎要按设计及施工规范要求进行。绑扎过程中，同时按要求安装顶板预应力管道及压浆管。

（十）箱梁砼浇筑：

　　砼浇筑采用泵送。其顺序为：每联第一段梁从后端开始向前浇筑，其余各段均从前悬臂端向后端浇筑。每段梁横断面砼浇筑顺为先浇底板，再浇腹板，最后浇顶板。

　１、底板砼浇筑：

　　底板砼一般领先腹板砼１０－２０ｍ，浇筑时泵车输送管道通过内模预留窗口，将混合料送入底板。下料时，一次数量不宜太多，并且要及时振捣，尤其边角处必须填满砼并振捣密实，以防浇筑腹板砼时冒浆。振捣时，先用插入式振捣器，然后用平板式振捣器将底板砼振平。振捣完，喷洒养生剂养生。

２、腹板砼浇筑：

　　当超前浇筑的底板砼刚接近初凝（一般浇完２小时左右）时，即开始斜层浇筑腹板砼。两侧腹板砼要同步进行，以保持模板支架受力均衡。每层砼浇筑厚度不得超过５０ｃｍ，且每均要振捣密实，严禁漏振和过振现象。振捣器采用插入式高频振捣器，每层砼必须在次凝之前及时覆盖新的砼，以确保腹板砼浇筑的连续性。

　３、顶板砼的浇筑：

　　当腹板浇筑到箱梁腋点后，要开始浇筑顶板砼。其浇筑顺序为先浇中间，后浇两侧翼缘板，但两侧翼板要同步进行，振捣时，先用插入式振捣器，后用行夯进行振捣整平。为控制桥面标高，必须按两侧模板标线高度进行砼浇筑。

　　在完成第二次抹面后，立即喷洒养生剂，覆盖养生。当砼达到初凝后，根据气候情况，另外采用塑料布，草袋或土工布覆盖并洒水养生。

　４、砼的技术要求：

　　设计规范要求预应力砼的强度等级不得低于４０ＭＰａ，因此仅以５０ＭＰａ为例，指出箱梁砼泵送施工的技术要求：

　（１）强度：不得低于设计强度５０ＭＰａ。

　（２）水灰比：宜小于０．４。

　（３）水泥标号：不得低于５２５号，富余系数不小于１．１３。

　（４）坍落度：１０－１２ｃｍ为宜。

　（５）外加剂选用，宜根据性能要求由现场试验确定。

（十一）内模脱模：

　　当一段梁的砼全部浇筑完以后，一般２４小时左右，即可脱内模拆除端模，操作时先拆卸侧模底角模，再利用内模液压系统将顶模两边的角模降缩，落降顶模，卸掉侧模拦杆，然后利用滑模前方的卷扬机牵引内模支架，沿轨道向前移，此时侧模收缩脱位，待每节内模都脱离原位后，再将所有内模反向牵引１－２ｍ，让出张拉竿千斤顶所需的作业面，方完成内模卸脱工作。

（十二）施加预应力和管道脱浆：

　　当箱砼达到设计强度的８０％后，一般控制在浇完砼３天，就可进行预应力张拉。张拉前要作好如下准备工作：

　１、检查钢束孔道是否畅通，将垫板喇叭口清理干净，然后用空压机吹清管道。

　２、安装锚头和夹片：将钢铰线逐根穿入锚头的孔眼内，然后将锚头顺着钢铰线推至锚垫板处，并靠紧。将夹片套入钢铰线上，并推入锚头的锥形孔中。

　３、安装千斤顶：将与锚具规格相对应的限板套在钢束上，并推至锚头处，将张拉千斤顶悬挂在一活动支架上，用两个梳形导向叉，将钢铰线疏分，使钢铰线的分布与千斤顶内的孔眼对准，在每根钢铰线端头均套上一个导向帽壳，使其顺利穿过千斤顶盘孔。

　４、张拉与锚固：

　　采用ＶＳＬ预应力设备进行张拉。张拉时按拉力和延伸率双向控制，按设计要求的顺序进行张拉，将设计要求的张拉力分为三级，每一级张拉到要求值时，均测量一次延伸量，重复张拉至设计控制力和相应的延伸量。将钢束的实际延伸量与计算值相比较，其误差应小于６％。

　　张拉过程中，要及时作好记录，且记录要整齐、准确。

　５、管道灌浆：

　　张拉完８小左右，即要灌浆。压浆前，先将管道用空压机吹干净，并在锚头上安上封锚堵帽。压浆时，在管道末端设一控制开关，当管道末端冒出浓浆后，即可封堵，为使管道充满水泥浆，要保持３０－５０帕的压力一分钟，再按下控制开关，至此，灌浆结束。压浆工作要一气呵成，中间不得停顿。

　　所灌灰浆应满足如下质量要求：

　（１）灰浆标号应为梁体砼标号的８０％。

　（２）水灰比为０．３８。

　（３）每方灰浆水泥用量不少于１４８９Ｋｇ。

　（４）膨胀剂掺量为５％。

　（５）压浆稠度为１２″－１８″。

（十三）落梁折底模及滑模纵移：

　　当完成了纵向预应力筋张拉后，解除底模与侧模的联接销钉，将各支点处的千斤顶回缩，使钢箱侧模板脱离砼箱梁（即落梁），然后逐块拆除模板。

　　底部全部拆除后，通过设在三个支点处的横向装置，将钢筋向外侧横移到滑移轨道上，然后操纵滑模纵向滑移装置，使钢箱滑移至下一孔位置。滑移时，箱梁两侧钢箱要同步进行，前后相差不得超过１．５ｍ。且滑移时速度要平稳，不宜超过４米／分钟，且当时的风速不宜大于２０米／秒。

五、质量标准见下表：

序号
项　　　目
允 许 偏 差
检查方法及频率

１
箱梁轴线偏位（ｍｍ）
１０
每孔用经纬仪检３处

２
箱梁砼强度（ＭＰａ）
不低于设计强度
按试验要求取样做试块不少于３组

３
每孔箱梁施工预拱度ｍｍ
±２０
按钢箱节点计算位置检查

４
箱梁顶面宽度（ｍｍ）
±３０
每孔用钢尺量测５处

５
箱梁顶面纵向高程（ｍｍ）
±１０
每孔用水平仪检查６点

６
外   观
光洁、平顺、线型顺滑美观、无麻面
目测

六、注意事项：

　１、钢梁拼装前将钢梁节处连接板接触面上浮锈清除干净，并涂刷二次固化无机富锌漆，联接钢梁的高强螺栓要用扭力测力器拧紧。

　２、钢梁拼装过程中，每拼两节就应向前移动一次，但移动距离要根据施工场地及钢梁的平衡与否决定，一次移动不能太多，以免发生倾覆事故。

　３、钢箱梁在拼装完一段后，同时安装外侧模框架的支承立柱、外侧模框架、导梁上的液压桁车、油泵及钢梁上的人行道栏杆等附件，以免钢梁移动后不便安装。

　４、滑模纵移前，要将两侧钢箱梁向外移２７０ｍｍ和１８０ｍｍ。横移时，前、中、后三个支点要保持同步外移，相差不得超过±１５０ｍｍ。滑模纵移要一次到位。

　５、浇筑支座砼垫石时，由于垫石体积小，钢筋密集，因此要小心振捣并加强养护。支座在运输过程中要防止剧烈碰撞。

　６、内模安装就位前，要彻底清理箱梁内各种灰尘杂物，尤其要注意腹板和底板交角处。箱梁砼浇筑前再次用水将模板内脏物冲洗干净。

　７、砼浇过程中要按试验规定留取足够的试件，并要与箱梁同条件养护。

　８、砼养生剂在雨天不宜喷洒。如喷洒后，末成膜之前，遭受雨淋，要在雨后重新喷洒。

　９、钢铰线及水泥存放要注意防潮。

　１０、砼冬季施工要做好防冻保温工作。

　１１、张拉机具要定时标定。

　１２、钢铰线不得采用气焊切割。

七、劳动力组合及机械配备：

　　劳动力组合及机械配备以浇筑一段跨径５０米的箱梁为例，所需人员及设备见表二：

劳动力组合表

序号 　工种名称      人员数量    　备　　　注　　

１     滑模          ８        
２   起重工         １３  
３   钢筋工         ３０
4    木工           １３
５   电焊            ４         
６   电工            2
７   测工            2
8    拌合站          20    固定人员２名其余为辅助作业人员
9    砼工            30
10  预应力张拉及压浆 8
11  泵送砼           4
12  司机             8
13  修理工           8
14  现场技术员       5
15  试验工及试验员  15     包括两名试验员          

主要机械设备配备表

序号 　机械名称 　规格型号   单 位   数 量 　　备 注  　
１     滑模                  套      ２
２     砼拌合站   35m3/h     台      1
３     砼罐车     6-7m3      台      4
４     砼泵       50m3/h     台      2       泵车一台，地泵一台
５   插入式振捣器  高频      台      6
６  平板式振捣器             台      １
７  制管机        SD150      台      １
8   穿束机        EMK        台      2             
９  压花机        LSP-4      台      1
10  挤压机        PSZ        台      2
11  张拉千斤顶    SA522/ZP460台      3
12  张拉千斤顶    SA512/St12 台      1
13  张拉千斤顶    单根张拉   台      1
14  高压油泵      EHPS－３/4 台      2
15  压浆机                   台      1
16  发电机        200KW      台      1        美国
17  吊车          40t履带吊  台      2        日立
18  装载机        950b轮胎式 台      2        美国卡特皮勒
19  载重汽车      4-8t       台      4
20  空压机        6-9m3/h    台      1
21  水车          12t        台      1
22  叉车          5t         台      1

八、效益分析：
　　浇筑一段跨径５０ｍ左右的箱梁，定员１６０名左右，周期平均１２天，每月可浇５段。每段梁钢筋砼约为４２０ｍ”†３”‡，造价５０多万元，月产值２５０万元（不包括下部）。
　　采用滑模施工，设备先进，工序简单，速度快，产值高，安全及质量易于保证，且外观美观，省工省料，其经济效益和社会效益显著，在国内大跨径桥梁施工中，是一种较先进的施工方法。
九、应用实例：
　１、伊拉克摩苏尔四桥，长６８４米，跨径组合为４４ｍ＋１０Ｘ５６ｍ＋４４ｍ１２孔一联，桥宽３１．３米，双线桥，１９８４年建成通车。

　２、伊拉克摩苏尔五桥，全长７６２．８ｍ，跨径组合为４３．４ｍ＋１３Ｘ５２ｍ＋４３．４ｍ１５孔一联，双线桥。桥宽３２ｍ。１９８８年７月建成通车。　３、厦门大桥：主桥全长２０７０ｍ，跨径组合为：

　　８Ｘ４５ｍ＋８Ｘ４５ｍ＋１２Ｘ４５＋１０Ｘ４５＋８Ｘ４５ｍ，共４６孔，五联，桥宽２３．５ｍ，双线桥，１９９１年１２月建成通车。

　４、青岛女姑山大桥：主桥全长３０３５ｍ

　　　第一联：４０ｍ＋１１Ｘ５０ｍ＋４０ｍ

　　　第二联：４０ｍ＋１１Ｘ５０ｍ＋４０ｍ

　　　第三联：４０ｍ＋１４Ｘ５０ｍ＋４０ｍ

　　　第四联：４０ｍ＋１４Ｘ５０ｍ＋４０ｍ

　　　第五联：４０ｍ＋３Ｘ５０ｍ＋４０ｍ

　　桥宽２６．５ｍ，双线桥正在建设中。

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