预应力箱梁膺架现浇施工

预应力箱梁膺架现浇施工（学习项目6.2）学习目标一、掌握满布膺架原位现浇施工技术；二、掌握管柱支架高位现浇施工技术。一、膺架现浇箱梁的特点膺架现浇箱梁特点：施工方便，工期相对较长，易于控制上部结构的线形，传统工艺与新技术、新材料相结合。膺架灌注施工方法适用于墩身不太高、桥址地质条件较好、工期要求不紧的工程；也适用于为满足解体了的架桥机组拼时邻近简支箱梁的施工。一般情况优先考虑异性结构施工，但当工程远离桥群，架桥机机械设备不足（或者选用架桥机机械设备经济效益较差）时也可选用。桥位膺架法有满布膺架法、管柱(钢架)式膺架法，按梁体位置分为原位现浇和高位现浇两种。膺架法施工要解决地基的承载力和变形、支架的稳定与变形、梁体的线型控制、自然养护、张拉、封端以及错置桥落梁等影响施工质量和安全的关键工序，其他工序与梁场制梁类似。膺架法施工顺序：基底处理→支架搭设与调整→铺设模板→支架以及模板预压→模板以及支架调整→钢筋绑扎→预应力索安装→混凝土浇筑→张拉压浆→拆除底模。二、膺架法施工重难点技术1.地基处理保证现浇梁支架的稳定地基处理的好坏关系到现浇支架是否稳定，是现浇梁施工的一重点。清表后对原地面进行压实处理（压实度不小90%），然后做一层30cm厚6%灰土并压实，K30下沉系数不小于120,再填筑一层50cm厚5％碎石土，压实度不小于98%。最后再用20cm厚C25砼面层进行硬化处理，根据地基承载力、荷载验算处理后的支架基础是否能保证现浇支架的稳定。2.现浇支架的受力验算及搭设施工现浇支架的受力计算及搭设是现浇箱梁施工的一重点，为确保支架的稳定性先根据设计荷载、施工荷载等进行支架设计，然后验算支架受力。为保证支架稳定在计算荷载，考虑一定的保险系数，从而确保支架稳定。在支架搭设时必须按支架设计间距布设，纵横斜向支撑按设计要求布置。3.现浇梁的线型控制支架预压目的：避免在砼施工时，支架不均匀下沉，消除支架和地基的塑性变形，准确测出支架和地基的弹性变形量，为预留模板拱度提供依据，保证施工安全、提高现浇梁质量。支架预压及数据采集是现浇箱梁施工的重点。线型控制分四个阶段对现浇梁进行控制，对现浇梁每跨在端部、1／4跨、1／2跨、3／4跨设置一个测量断面，控制测量高程。第一阶段为支架地基沉降观测：设置五个点，分别为翼缘板两个点，腹板两个点，底板一个点。对其沉降变形进行记录，为其后支架搭设提供数据。第二阶段为支架预压测量：在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模和外侧模铺好后，对支架进行预压，并设置多个观测点。消除支架及地基的非弹性变形，得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据，从而保证现浇梁的线型流畅。第三阶段为现浇梁浇注时测量观测：为防止混凝土浇注过程中出现突发情况提供数据依据，保证现浇梁线型流畅。沉降值稳定后，可以测出所有点的标高，然后卸载。全部卸完后，测量各点的标高，计算出支架和地基的弹性变形量，以便确定支架模板准确的预拱度。第四阶段为现浇梁浇注后时线型控制：根据沉降观测实施细则要求进行沉降观测。4.大体积混凝土浇注方案根据灌注能力并考虑实际需要，混凝土初凝之前完成现浇梁的浇筑工作，据此配备相关的施工人员和混凝土设备。混凝土灌注使用泵车，并考虑备用。从中间对称向梁两端灌注，斜向分层，纵向分段，均匀连续浇筑。通过合理的浇筑方案，可直接降低收缩应力，避免开裂。以集成温度传感器作为感温元件，合理布设测温点，实行温度连续监测，同步收集数据，全面了解混凝土内部温度分布状况及温度梯度变化情况，定性、定量地指导施工，控制降温速率、内外温差，达到控制裂缝出现的目的。5.现浇梁的预应力施工预应力施工是现浇梁施工成败的关键之一，应严格按设计要求的张拉顺序张拉，并按张拉应力与伸长值控制。首先根据设计张拉力选择千斤顶型号，并配置相应的油泵及压力表。预应力筋穿入孔道前，应检查其品种、规格、长度和有关的冷拉记录及机械性能试验首先检验钢绞线有无出厂质量合格证明。然后，对进厂钢绞线进行外观检查，其表面不得有裂纹，润滑剂，油渍及锈蚀，麻坑。避免应力集中和耐疲劳强度的降低。三、满布膺架原位灌注施工技术（一）施工工艺简介根据桥梁的净空跨度和施工现场的场地要求，选择WDJ碗扣型多功能脚手架或钢管脚手架施工。原位现浇支架主要包括基础、钢排架、支撑模板的横梁等构件。基础根据现场具体情况进行处理。通过力学试验以及相关设计检算，若地质条件能够满足膺架要求，则可将原始地基简单硬化，否则还要采取相应措施以减小地基单位承载力。落梁支墩采用自制的钢结构组焊件组拼，支撑模板的横梁为型钢，横梁下安装螺旋支撑与钢排架连接。为了有效消除支架的塑性变形、预测支架的弹性变形值，应对搭设的支架进行预压，使之充分变形。预压荷载根据施工过程中荷载的增加规律分为三级施加，即总荷载（包括梁体自重及施工荷载、混凝土振捣产生的冲击荷载)的60％、100％、125％。加载材料主要为工字钢并配用砂袋，以每单跨为一个分段对支架进行预压。预压及卸载过程中要设置测点全过程测控，并绘制支架弹性变形曲线以确定模板预留拱度。经过压重试验后，测出钢排架的弹性变形和地基全部变形。（二)施工步骤以秦沈客专小凌河特大桥32m双线箱梁施工为例作介绍。1.地基加固处理现浇桥梁地质均不良，承载力约为80～120kPa，对地基进行换填和桩基加固处理，增加地基承载力，减小地基变形。(1)对下部基础施工留下的泥浆池和原地面进行换填，采用机械进行分层夯实，回填到原地面，作静力触探，要求承载力不小于200kPa。(2)为防止雨水流人地基而影响承载力，支架底满铺防水彩条布，并在地基两侧挖排水沟，避免雨水浸泡地基。(3)在支承地面上施工钢筋混凝土临时基础或铺设预制混凝土板。(4)管柱支架下采用了桩基础和阀式基础。2.支架体系构造及施工钢管支架体系自上而下其结构为钢模板、分配槽钢或纵横梁、天托或砂箱、支架、混凝土预制板或垫层、加固处理后的地基以及排水系统。满布膺架采用了φ48壁厚3.0mm钢管作支架，其长度根据桥梁高度和支架空间高度确定为2.5m和3.5m，通过扣件搭接形成立杆，两钢管搭接长度为1m左右，搭接区内用两个旋转扣件进行扣接。立杆直接布置在地基预制混凝土板上，须与预制板密贴，且垂直度控制在3°以内。扣件扭力矩(尤其是立杆搭接扣件)控制在40～60N·m。箱梁腹板下宽1.05m内，立杆布置间距为350×350mm，其余部分间距为500×500mm。支架纵、横加固钢管分三层，顶层距底模板下50cm，底层距预制板上50cm，中间一层与上下两层间距为2m。纵向加固钢管与同排的立杆逐个用扣件扣接起来，横向加固钢管用以连接纵向扣固钢管，顺桥向其间距为2m一根，局部打剪刀撑进行加固，保持支架良好的整体性。钢管顶端放置天托，天托直径为φ38mm长60cm，可调长度为45cm。为了保持天托横向稳定性，一般把天托高度控制在20cm左右，天托插入钢管里的长度不得小于30cm。底板高度以及预拱度设置均通过旋转天托来调整，考虑材料能重复回收利用，天托上的分配梁采用[14槽钢，[14槽钢背靠背设置，两根槽钢要相对固定起来。3.支架预压及静载试验在箱梁支架搭设完毕、箱梁底模和外侧模铺好后，对支架进行预压。预压目的一是消除支架及地基的非弹性变形，二是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据，三是测出地基沉降，为采用同类型的桥梁施工提供经验数据。支架预压方法：预压重量为设计荷载（箱梁自重及施工荷载之和）的120%。首先设立沉降观测点，采用可以测重的吊车配合人工进行加载，加载时模拟梁体浇筑顺序先底板、再腹板、后翼缘板按照设计荷载的60%、100%、120%分三级加载，每级加载完成后测出各测点加载前后的高程。待沉降稳定后，再分别按加载级别卸载，并分别测出每级荷载下各测点的高程值。预压使用砂袋静压法，加载时采用吊车将砂袋吊至支架顶，由人工摆放好。1）布置观测点及沉降观测为准确测出整跨的沉降情况，每跨布置观测点不小于5排点，中间根据情况加密，每排设置7个观测点，在底板上设3个点，翼缘板上各设2个点。布好观测点后，进行编号，并进行观测：A、预压前对支架进行全面检查，对所有点进行观测；B、加载时按照设计荷载的60%、100%、120%分三级加载，加载完成后，均观测各点下沉量，在最后一次加载完成后观测一次。C、以后每六小时观测一次，一直观测到各点每天下沉量均小于1mm时为止；D、以时间为横轴,以沉降量为纵轴,画出每点的沉降曲线。根据测得数据进行计算，得出各对应情况下的数值并和计算值进行对照、分析，并据之对立模标高进行调整。2）底模标高调整预压后支架体系在预压荷载作用下基本消除了地基塑性变形和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形，并通过预压得出了支架弹性变形值。根据这些实测的数据，结合设计标高和梁底预拱度值，确定和调整梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值-张拉反拱。3）卸载沉降值稳定后，可以测出所有点的标高，然后卸载。全部卸完后，测量各点的标高，计算出支架和地基的弹性变形量，以便确定支架模板准确的预拱度。在预压结束，模板调整完成后，再次检查支架和模板的扣件是否牢固，地基是否下陷，脚手架是否有明显变形等，发现问题及时处理。根据预压得出的弹性变形量，调出底板的预拱度。4）预拱度设置根据支架的预压观测值，设置现浇箱梁的预拱度，以梁的跨径中点为最大值，以梁的支点两端为零，按二次抛物线进行分配，支撑垫石面反拱为零。5）整体支架检验和验收安装模板前必须进行整体支架检验和验收，检查主要内容：①基础是否有不均匀沉降；②立杆垫层与基础面是否接触良好，有无松动或脱离情况；③检查全部接点的上碗扣是否锁紧；④整架垂直度和横杆水平度是否达到相应要求。4.支座安装安装支座前复测桥墩中心距离及支承垫石高程，检查锚栓孔位置及深度要符合设计要求。在支座安装前，工地检查支座连接状况是否正常，但不得任意松动上、下支座连接螺栓。凿毛支座就位部位的支承垫石表面，清除预留锚栓孔中的杂物，安装灌浆用模板，并用水将支承垫石表面浸湿。用钢楔块楔入支座四角，找平支座，并将支座底面调整到设计标高，在支座底面与支承垫石之间应留有20～30mm空隙，安装灌浆用模板。仔细检查支座中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆。灌浆前，应初步计算所需的浆体体积，灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差，应防止中间缺浆。采用重力灌浆方式，灌注支座下部及锚栓孔间隙处，灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。灌浆材料终凝后，拆除模板及四角钢楔块，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆，并用砂浆填堵钢楔块抽出后的空隙，拧紧下支座板锚栓，待灌注梁体混凝土后，及时拆除各支座的上、下支座连接螺栓。5.立模现浇梁模板由底模、外侧模、内模和端头模组成。为提高梁体混凝土外观质量，模板均采用大型刚模板拼装而成。模板使用吊车进行模板吊装和拆除作业。底模安装：底模在支架分配横梁上拼装，在拼装模板前对垫石高程进行测量，对于不符合设计和规范的垫石先处理合格，然后安装支座。在墩台顶面上标出梁体的中心线和端线，把底模按中心线和端线固定在横梁上。根据预压后确定的立模标高，通过调节钢管排架顶部的承托将底模的高程误差控制在2mm以内。外侧模安装：外侧模吊装就位时，由于模板不易对位，采取先使用千斤顶和倒链调整其纵横向位置，然后用倒链、模板支撑杆件和底部螺栓调整其高度和垂直度。模板位置和垂直度调整好后，将各片外模之间用螺栓连成整体，使各模板接缝紧固密贴。所有模板接缝均设特制密封耐油橡胶条，防止浇筑混凝土时漏浆。在模板接缝的不平整度超过1mm时，用腻子找平后进行磨光处理，使其光滑平整，保证混凝土外观质量。涂刷脱模剂：底模、外侧模拼好后，打磨其上异物及铁锈，然后涂刷BTT脱模漆。脱模剂须在干燥的环境下涂刷，不能在有露水的夜里或雾天里涂刷，否则形成脱皮现象。端头模安装：端头模预应力锚垫板的位置准确与否直接关系到张拉力能否准确建立，为保证质量，端头模在工厂加工。为控制端头模的变形，端头模采用在型钢框架上焊6mm钢板的设计方法。为方便装拆作业，尽量减少分块