35m后张法预制小箱梁的施工方案

高架桥35m预制小箱梁的施工技术1工程概况江苏无锡金城路东段工程D标，位于沪宁高速公路无锡东出口。工程主线高架桥主桥全长210m共6跨，其中跨沪宁高速2跨已实施，本次施工Z31～Z35共4跨，计140m。桥梁上部结构采用跨径35m的简支小箱梁，斜交33.308°，梅清路下穿Z32～Z33跨，并需确保交通，如图l所示。高架桥宽48m，分左右两幅，中间空10m，见图2。左幅宽30m，每跨7片箱梁，右幅宽18m，每跨4片箱梁，全桥共44片箱梁，设计单片梁重136t。图1桥梁纵断面示意图(m)图2箱粱横断面示意图（m)2施工特点1)施工工期紧，并处于夏季6、7、8三个月，对混凝土的施工质量、养护提出更高要求。2)预制箱梁跨径大，整体性要求高，施工中必须杜绝施工冷缝，模板、钢筋、混凝土、预应力等施工必须保证质量。3)箱梁预制场地至桥位安装位置距离350m。无良好运输道路，给箱梁运输安装带来一定困难。4)箱梁设计重量有136t，并要确保交通施工。箱梁安装有较高技术要求。3施工方案的选择1)预制场地。根据现场条件及施工进度，预制场地范围为21m×190m，包括堆梁区、预制区、混凝土通道、钢筋堆放及加工区。预制场共建15个台座，箱梁堆放区采用双层堆放，最大存梁12片。预制场安装2台LM一80×2型龙门吊配合起梁吊运。2)箱梁制作。箱梁预制为炎热的夏季，每根箱梁混凝土50～60m3。如浇筑混凝土顺序采用先底板完成后，再放置内模和绑扎顶层钢筋，当中有约3h间隔，必然易产生冷缝、工作缝。因此，施工必须采用整体式浇筑法，内外模和包括顶层钢筋均一次制作安装到位，预留必要的人孔和内模封底板，控制好内模上浮措施，混凝土一次浇筑完成。3)运输。箱梁运输采用新建路基上铺设钢轨运输，运梁轨道平车将预制箱梁从预制场地运输至高架桥台位置，再逐跨进行安装。4)安装。根据施工现场的条件和环境以及安装的进度要求，采用JQG45/2×75架桥机安装箱梁。架桥机在台后已回填的路基上进行拼装。箱梁安装先从右幅开始，全部右幅共16片箱梁安装完成后，架桥机后退到台后，横移到左幅，相应的运梁轨道从右幅移到左幅，再进行左幅共28片箱梁安装。4箱梁预制施工1)台座。箱梁构件的尺寸要求严格，因此在制作台座时必须有严格的方案和精细施工，以保证箱梁施工制作质量。地基处理必须避免不均匀沉降。台座地面混凝土硬化，排水畅通，场地做成1%～2%的双向横坡。台座采用现浇C30钢筋混凝土，台座面的尺寸与梁底尺寸相同，并按要求设反拱。台座面边角用预埋L50mm×50mm角钢包边，台座上预留边模的对拉孔和移梁钢丝绳槽。台座侧面平整光滑，以保证侧模的安装就位和箱梁梁底的平整度。台座张拉端头的基底2m范围内为扩大基础，并用双层ø16mm钢筋网加强处理以便能够承受张拉后两端头的承载力，避免台座下沉、开裂。2)模板。采用专业厂的定型组合钢模，确保模板板面光滑平整，接缝严密，尺寸精确，安拆容易。外模用6mm钢板制作，钢模连接采用ø14mm螺栓和定位销。接缝处夹垫海绵橡胶垫，以免漏浆。钢模平整度要求为±2mm，采用一次拼装成型。为防止模板位移并加强整体性，在外侧模的底部用ø18mm螺杆拉紧，下垫木楔。顶部用40号槽钢对口连接，槽钢下加垫，借以稳定内模。拼装外模时用龙门吊把外模按编号顺序吊到所要制梁的台座，先拼两侧边模，后拼梁端。边模的水平、接缝以及横隔板模必须调整位置准确后再固定。箱梁内模采用九夹板。内模预先分几节预拼好，待底、腹板钢筋安装到位后用龙门吊吊进箱内进行拼接，见图3。3)钢筋。分为箱梁底板、顶板、侧板钢筋等几部分。箱梁先绑扎箱梁底、侧板钢筋，再绑扎箱梁顶板钢筋。当钢筋与波纹管发生矛盾时，应调整钢筋位置以避开预应力管道，并满足波纹管设计线型要求。4)波纹管。采用符合JT/T529－2004《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》标准的塑料波纹管。波纹管安装，因孔道较长且带弧度，采用2根波纹管接头，从两端穿人，中间连接采用大一型号的波纹管。接头管的长度为400—800mm，两端用密封胶带封裹，安装时应事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在箍筋上定出曲线位置，固定采用U型钢筋，并焊在箍筋上，间距为300mm。波纹管安装就位过程中，应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂。同时，还应防止电焊火花烧伤管壁。波纹管安装后，检查其位置、曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。5)混凝土工程。箱梁混凝土采用商品混凝土，泵送施工。箱梁混凝土强度等级C50，选用优质外加剂。为避免水泥用量过高对混凝土的收缩、徐变、弹性模量等性质可能带来不利影响，先期进行了配比试验，从中选出最优配合比用于浇捣，外加剂必须满足减水率和工作性能、缓凝时间等多项指标。充分考虑到混凝土不同部位浇筑，在满足强度、和易性的同时，严格控制混凝土坍落度。混凝土浇筑顺序：浇注底板混凝土→安放内模封底板→浇注腹板、横隔板混凝土→浇注顶板混凝土，见图4。浇注底、顶板混凝土时，主要用平板式振动器，辅以插入式振动器振捣混凝土，底板混凝土一定要抹平，以便与内模贴合紧密，这是防止内模上浮的重要措施。浇注腹板混凝土时，以侧模附着式振动为主，辅以插入式振动器对模内混凝土进行振捣。这部分混凝土是浇注箱梁混凝土的关键。由于梁腹断面小，钢筋稠密，加上波纹管占据一定的空间，混凝土不易捣实。混凝土浇注顺序从梁的一端逐步向另一端，混凝土浇注面应拉出25°～40°的斜坡，辅以小号插入式振动棒，后面逐步投料振捣，切忌乱投料，防止振不实。但切忌侧模振动时间过长(一般以30～45s为宜)造成“过”振，不但漏浆严重，外模易损坏，而且易造成内模上浮。6)混凝土夏季施工控制措施。炎热夏季浇筑混凝土，易加速水化反应，对混凝土施工有非常不利的一面。控制夏季混凝土最佳浇筑时间，严格规定夏季箱梁预制混凝土浇筑在每天早晨7点前和下午4点以后，以此控制混凝土内外温差。采取措施严格控制施工配合比，改善混凝土和易性，降低水化热。特别加强混凝土养护工作，浇筑后用土工布覆盖，增加洒水养护，保持湿润，由专人负责养护。先脱内模从内养护，而后再脱外模，既加快提高混凝土强度，又使混凝土构件从内冷却。特别是前7d必须保持洒水湿润，连续养护，避免收缩裂缝的发生。混凝土养护工作，还必须严格做好混凝土试块及同条件混凝土试块的养护工作。7)预应力筋张拉与压浆。(1)准备工作。当混凝土强度达到设计强度的90%以后，方可张力。清理构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等。钢铰线采用ø15.20mm高强度低松弛预应力钢绞线(标准强度ƒpk=1860MPa)。预应力钢筋的下料长度按计算长度、工作长度和原材料试验数据确定。钢绞线的下料用砂轮切割机切割，切割时，在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎。钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先制作一个简易的铁笼。下料时，将钢绞线盘卷在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出，以策安全。张拉机具采用与设计所要求的各预应力束张拉应力相匹配的千斤顶张拉钢绞线。张拉机具与锚具配套使用。在进场时进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。(2)张拉应力控制。张拉施工时的实际伸长值与理论伸长值差值应符合设计要求，控制在±6%以内。张拉时的顺序严格按照设计规定进行，先中间后上、下及两侧。张拉中，以张拉力和钢绞线伸长值作为张拉双控标准，确保预应力张拉的质量。张拉顺序为：σ→初应力(0.1σcon)→1.03σcon.→持荷5min→锚固(3)孔道压浆。预应力钢绞线张拉施工结束后，用手提砂轮机割除多余的钢绞线，及时封锚，然后进行孔道压浆。水泥浆采用525号普通硅酸盐水泥，里面掺入微膨胀剂，按设计强度拌制。压浆前，将孔道冲洗洁净、湿润。压浆时，对曲线孔道由最低点的压浆孔开始，由最高点的排气孔排气和泌水。压浆应缓慢、均匀地进行。压浆使用活塞式压浆泵，最大压力为0.5～0.7MPa。每个孔道压浆至最大压力后，应有一定的稳压时间。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。图3预制场地及钢模拼装图4箱梁混凝土示意图5箱梁安装施工1)架桥机的选择。根据箱梁的体积、重量及桥梁的跨度、宽度、斜交等，本工程箱梁可以采用跨墩龙门吊、履带吊、架桥机等进行安装。结合安装的场地条件及箱梁运输线路，采用JQG45/2×75架桥机进行安装。架桥机主要性能参数见表1。特别应注意，本设计箱梁跨径35m，但由于为斜交桥，实际架梁跨径有40m，因此，综合考虑安全系数，采用45m架桥机。设计标准中梁重136t，但边梁较中梁重，以及施工中其他因素，实际吊装重量按140t考虑，综合考虑安全系数，采用150t吊装能力的架桥机。2)箱梁的运输。(1)自行式运梁平车。运梁平车为长×宽×高=2.5m×2.5m×0.9m，每辆自重为6t，功率22kW，两车间距30m，运梁平车轨距为2m，爬坡能力3%。轨道直接铺设到小箱梁的预制场地中间。箱梁用2台80t龙门吊吊放在运梁平车上，再沿着轨道运到桥台后，进行架桥机喂梁。(2)轨道及枕木敷设。从梁场至桥台，路基基础施工完成后进行枕木敷设。枕木下铺30cm碎石垫层，枕木间距0.8m，轨道间距2m。两侧轨道要求对应水平，严格控制轨距。钢轨接头用鱼尾板紧固，并固定在枕木上。箱梁架设自右幅4跨全部施工完成后，进而施工左幅，枕木、轨道再重新铺移至左幅。(3)钢丝绳及卡扣选择。钢丝绳根据吊装要求(吊点离梁两端分别2.5m)，选用6×37+FC的钢丝绳。卡扣选择弓型卸扣(BX型)，额定载荷55t。3)箱梁架设。(1)架桥机第一次跨孔完成后，自行式运梁平车将箱梁从预制场地运到架桥机后部主梁内(图5)。(2)箱梁安装。运梁轨道延伸至架桥机尾部，架桥机前、后吊梁天车将运梁平车运到的箱梁吊起纵向运行到箱梁位置，架桥机横向将箱粱移动到位，落梁并脱开，完成右幅第一跨一片箱梁的安装，按同样步骤完成一跨箱梁的安装。架桥机前移进行第2~4跨箱梁安装。架桥机纵向前移时，2台起吊天车运行到后支腿后面作配重，并临时固定，以防架桥机纵向运行时失稳。前移到位后，进行一次全面安全试运行检查，并空载试运行检验，运转正常后，才能进行后续箱梁的安装。左幅箱梁的安装在右幅箱梁安装完成后，架桥机退回到桥台后，横移至左幅，并将右幅运梁轨道移至左幅。按右幅架梁步骤进行箱梁架设。4)架桥机施工注意事项。架桥机组拼时要按设计要求控制预拱度。架桥机纵向前移前要做好一切准备工作，要一次到位，不应中途停顿。架桥机组拼后必须进行吊重试运行。架桥机必须设避雷装置。6结语通过对台座和模板的设计、混凝土的施工和养护以及运输和吊装等的技术优化，具有如下优点。1)小箱梁无冷缝和温度收缩缝，混凝土外观及整体性好，结构准确，梁体质量保证。2)箱梁运输、吊装安全，减少施工风险，且施工效率高，不影响既有交通。3)施工方案合理，加快施工进度，从预制直至架梁完成仅用l00d时间，节约施工