长弯大桥预应力混凝土连续箱梁合龙施工技术.pdf

第 2 5 卷增刊 、 ， 0 1 ． 2 5 S u w 1 ． 辽宁工程技术大学学报 J o u rnal o f L i a o n i n ~T e c h n i c a l Un i v e r s i 2 0 0 6年 6月 J u n ． 2 0 o 6 文章编号：1 0 0 8 - 0 5 6 2 ( 2 0 0 6 ) 增刊 l _ 0 1 3 3 — 0 3 长弯大桥预应力混凝土连续箱梁合龙施工技术 朱志 ，刘晖 ，姬晨鸣 f 1 ．辽宁省路桥建设三公司， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 2 ：2 ． 阜新市工程质量检测中心， 辽宁 阜新 1 2 3 0 0 0 ：3 ． 大连市交通工程质量监督站， 辽宁 大连 1 1 6 0 3 7 ) 摘 要：合龙段施工是预应力混凝土连续箱梁施工的关键环节，关系到全桥的受力和线形状况。以长弯大桥主桥合龙段的施工为工 程背景，探讨了预应力混凝土连续箱梁合龙段施工中合理选择合龙顺序、合龙时间，采取控制施工混凝土配合比、设置配重、认真控 制两个重点施工阶段的施工气温等多项有效的技术措施，通过对合龙段各施工环节的施工控制，可 以保证桥梁上部构造线形顺畅，内 力分配和传递合理，从而确保工程质量，为类似桥梁施工提供 了有价值的技术资料。 关键词：连续箱梁：合龙：施工工艺：施工方法 中图分类号：T u 3 7 8 文献标识码：A Co n s t r u c t i o n t e c h n i q u e s f o r c l o s u r e O f P C c o n t i n u o u s b o x g i r d e r o f Ch a n~ wa n g r l v e r m a 1 O r b rid g e ZHU Zh j ，Li u Hu i ，J i Ch e n - mi n g f 1 ． Tl I i r d I a d a n d Br i d g e Co n s t r u c t i o n Co r p o r a t i o n o f L i a o n i n g Pr o v i n c e ， S h e n y a n g 1 1 0 0 2 1 ， Ch i n a ； 2 ． D a l i a n Co mmu n i c a ti o n E n g i n e e r i n g S u p e r v i s i o n S t a t i o n ， Da l i a n l l 6 o 3 7 ， Ch i n a ； 3 ． E n g i n e e r i n g Qu a l i t y De t e c t i o n C e n t r e o f F u x i n Ci t y , F u x i n 1 2 3 O 0 0 ． C h i n a ) Ab s t r a c t ： I e c l o s u r e s e g me n t ’ S c o n s t r u c ti o n i S t h e k e y p a r t o f c o n ti n u o u s c o n c r e t e b o x g i r d e r ’ S c o n s t r u c ti o n ， a n di t i Srel a t e dt o s t r e s san dl i n ef o r m c o n d i ti o no f thewh o l eb ri d g e ． Ba s e do nthe c o n s t r u c ti o nfor c l o s u re o f the ma i n p a r t o f Ch ang wan g Ri v e r Bri d g e a s e n g i n e e r i n g b a c k g r o u n d ， thi s e s s a y d i s c u s s e s the rea s o n a b l e c h o i c e o f c l o s u re o r d e r an d ti me ，a d o p ti n g the t e c h n i c a l me a s u r e s o f c o n t r o l l i n g the r a ti o o f c o n c r e t e ，s e t t i n g h e a v y ， the c o n s t r u c ti o n t e mp e r a t u r e o f t wo i mp o r t a n t c o n s t r u c ti o n s t a g e s an d S O o n a s the s e e ffe c ti v e t e c h n i c al me a s u r e s ， an d c o n s t r u c ti o n c o n t r o l l i n g o f e v e r y c o n s t r u c ti o n l i n k o f the c l o s u r e s e g me n t ．Tl 1 e s e t ech n i c al me a s u r e s C an g u a r a n t e e the l i n e s h a p e s mo o thn e s s o f the s u p e ：r s t r u c t u r e ， i n t e r al s t r e s s ’ S all o t me n t an d reaso n a b l e d e l i v e ry， S O a s t o e n s u r e the p r o j ect ’ S q u a l i t y ． T S e s s a y p r o v i d e s v alu a b l e t ech n i c al d a t a for the s i mi l a r b d d g e ’ S c o n s t r u c ti o n ． Ke y wo r d s ： c o n ti n u o u s bo x g i r d e r ： c l o s u re：c o n s t r u c ti o n t e c h n o l o g y ： c o n s t r u c ti o n me tho d 引 言 悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁 的合龙段施 工，是桥梁上部构造旌工的关键环节。在旅工图设 计中，合龙段长度 比较短，调整梁体线形的余地非 常小。由于连续箱梁在进行合龙施工时，箱梁悬臂 部分较长，而此时荷载和温度的微小变化都将会对 桥梁体系节段前端的标高和伸缩变形产生很大的 影响。在合龙段施工过程中，昼夜温度变化、新浇 混凝土的早期收缩和水化热、已完成结构混凝土的 收缩与徐变、结构体系变化以及施工荷载等因素， 都影响着合龙段新浇混凝土的质量【 l 】 。 在预应力混凝土连续箱梁的合龙施工过程 中， 通常容易出现下列 问题： ( 1 )由于模板支立不够牢固、浇筑混凝土时顶板 表面未认真抹平，合龙后箱梁顶面不平顺、不平整。 ( 2 )合龙施工温度选择控制不 当。由于连续箱 梁在合龙前悬臂较长，随着气温的变化，箱梁悬臂 端的高程和梁的长度也相应发生变化 。合龙后体系 转换，连续箱梁的顶面高程和梁体长度变化明显减 小，但将产生温度应力。合理的合龙时间会大大减 小结构的温度内力。 ( 3 )合龙后箱梁顶面因养护不及时而出现收缩 裂缝。 ( 4 )模板支立不牢 固出现模板沉降变形，使梁 段之间混凝土表面有 明显的高低差。 因此，对合龙段进行必要的施工控制 ，可 以保 证桥梁上部构造线形顺畅，内力分配和传递合理 ， 从而确保工程质量。 1 工程概况 长湾大桥为重庆绕城公路上的一座桥梁，全长 5 2 0 m。 大桥主桥为 7 x 4 0 m= 2 8 0 m七跨一联预应力混 凝土等截面连续箱梁，箱梁采用单箱单室斜腹板结 构，箱梁项板宽度 1 2 ． 7 5 m，底板宽度 5 ． 0 m，翼板悬 臂长度 2 ．8 7 5 m， 箱梁高度为2 ．5 m。 按照施工图设计 的规定，连续箱梁上部构造0 ～2 号块及边跨 6 ．3 5 m 段采用托架和支架施工、其余梁段采用挂篮悬臂浇 筑。刚构单 划分成 6个梁段，施工最大悬臂长度 收稿 日期：2 0 0 6 - 0 3 ． 1 3 作者简介：朱志 ( 1 9 7 8 一 ) ，男，辽宁 沈阳人，助理工程师，主要从事混凝土方面研究，E - m a i l ：z h u z h i O 0 5 @s i n a ．c o rn。本文缡校：赵娜 维普资讯 1 3 4 辽宁工程技术大学学报 增刊 2 1 ． 5 m，块件最大长度 3 ． 5 m，最大质量 8 0 0 k g 。 2 合龙段施工 2 ． 1 合龙段施工顺序 合龙时， 先合龙边跨 ， 拆除边跨主墩临时锚固； 再合龙次边跨，拆除次边跨主墩临时锚固；直至中 跨合龙 。 2 ． 2 施工准备 ( 1 )混凝土配合 比设计 主桥现浇连续箱梁 设计强度等级为 C 5 0 ，配合 比设计是以基准混凝土 为基础，用粉煤灰超量取代法进行调整后得出的。 工地中心试验室根据计算，经多次试验确定出设计 混凝土配合比，见表 l 。按此配合比拌制的混凝土 拌合物，坍落度 丁 =1 4 0 m m，1 h 坍落度的损失为 2 0 ％， 含气量为 1 ．7 ％， 标准养护条件下混凝土试件 各龄期抗压强度平均值为：R 3 d =4 4 ．0 MP a ， R 7 d = 5 3 ． 4 MP a ． R 2 8 d ~-- - 6 2 ． 7 MP a 。 表 1每立方米混凝土原材料用量 ( k g ) r a b ． 1 c o n c r e t er a w ma t e r i a l n gq u a n ti t yo f p e r c u b i cme t r e 水泥粉煤灰 中砂碎石 水 J M- A W／ ( C + F ) S p 4 4 2 7 0 6 4 2 1 0 9 2 1 6 5 4 ． 6l 0 ．3 2 3 7 ％ ( 2 )观测气温变化情况为了保证在设计规 定的气温条件下进行合龙施工，在合龙施工前一周 起，对工地的气温变化情况进行连续认真观测。夜 间 1 0 ： 0 0至早晨 6 ： 0 0每两个小时进行一次观测，并 及时准确填写测温记录 。 2 ． 3 边跨现浇段及边跨合龙段施工 2 ． 3 ． 1 边 跨现浇段施工 ( 1 )施工工艺流程地基处理一支立边跨现 浇段箱梁支架一预 压试验一 支立箱梁底模板一调 整模板高程和 中线一 支立箱梁侧模板一绑扎底板 钢筋及端横隔板钢筋 ，进行预应力孔道定位 ，安装 波纹管一穿底板钢束，在过渡墩侧安装挤压套管式 锚具一支立芯模和端模板一绑扎顶板钢筋，安装顶 板预应力波纹管管道一浇筑混凝土一混凝土养护一 拆除侧模和芯模模板【 2 J 。 ( 2 )施工要点① 处理边跨 6 ．3 5 m现浇梁段 与边跨合龙段的支架地基。 将现浇段范围的原地面整 平压实，填筑一层 2 0 0 — 3 0 0 m m 厚的砂砾，碾压密实， 四周挖排水沟做好防排水处理。采用碗扣式脚手架支 设满堂式支架，道木基础。② 加载试压。在现浇支 架 上底 板 范 围 内布 设水 箱 ，分三 级 向水箱 内注 水 ( n V 2 ， 3 m／ 4 ， m。m为箱梁质量) 。加载前和每级加载后， 观测支架沉降量 ，最后一级加载后每 6 h观测一次沉 降量。2 4 h后卸载。③ 支立模板，安装钢筋。首先 按照试压成果调整支架的预留沉降值； 然后铺设底模 板；再依次进行底板钢筋骨架与预应力管道安装，端 横隔板钢筋骨架安装，腹板钢筋骨架与预应力管道安 装；钢绞线穿束 ，过渡墩处 P锚安装；安装芯模和端 模；最后安装顶板钢筋骨架与预应力管道，并调整校 正模板。④ 浇筑混凝土。采用混凝土拌和站拌制混 凝土，混凝土搅拌运输车运输、混凝土输送泵向模内 输送混凝土。箱梁混凝土浇筑从一侧向另一侧连续进 行 。混凝土浇筑 完成表面收浆后 ，及时洒水养护。当 梁体混凝土强度达到设计强度等级的7 5 ％以上时， 拆 除侧模和芯模。 、 F ／ ／／ ／ ／ ／ ／ ／ I 碗{ 】 式B 9 手 } 昌 U 高 一 窖 1 T l T I T l - r I f l T l I I f ‘ 图 1边跨现浇段与合龙段支架立面简图 F i g ． 1 t h e s i mp l e e l e v a ti o n o f the ma r g i n a l c a s t i n g s p a n s e g me n t a n d c l o s u r e s e g me n t 2 ． 3 ． 2 边跨合龙段施工 边跨合龙段采用碗扣式钢管脚手架搭设满堂 式支架进行施工。 ( 1 )施工工艺流程支架预压试验一调整支架 高程 、校核中线一支立底模与侧模一焊接一侧临时 劲性钢接杆一绑扎底板钢筋骨架、安装预应力管道 一 安装腹板钢筋骨架与腹板预应力管道一 安装芯 模一绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力管道一顶板临 时钢束 穿束一夜 间最低气温时焊接纵 向主筋与另 一 侧劲性钢接杆一张拉顶板临时钢束一浇筑合龙 段混凝土一洒水养护一穿入底板、腹板预应力钢束 一 张拉钢束一解除临时钢束与临时劲性钢接杆一 穿顶板钢束一张拉顶板钢束一孔道压浆一解除边 维普资讯 增刊 朱志等：长弯大桥预应力混凝土连续箱梁合龙施工技术 1 3 5 墩临时锚固 ( 2 )施工要点① 支立模板时，使合龙段与 已浇筑完成的箱梁间接合紧密，连接顺畅，无错台 和缝隙，防止浇筑混凝土时漏浆。模板支立牢固。 ② 安装钢筋骨架时，先绑扎成型，焊接一侧的钢 筋接头 ，待 日最低气温时再焊接另一侧钢筋接头 。 ③ 安装临时劲性钢接杆时，先焊接一侧焊缝，待 日最低气温时再焊接另一侧焊缝。劲性钢接杆与梁 内预埋钢板应接触密实，否则用薄钢板垫塞 ，焊缝 饱满 ，焊缝长度 ． 6 m， 余下长度采用间断点焊 。④ 为防止混凝土收缩变形过大 出现 裂缝及避免合龙 段混凝土在接缝处产生较大的拉应力，合龙段混凝 土浇筑在 日最低气温下进行，采用混凝土输送泵连 续浇筑成型。⑤ 当梁体混凝土强度达到设计强度 等级的 9 o ％以后，进行合龙段纵向、竖向和横向预 应力钢束的张拉 。张拉顺序为先短束后长束，先底 板后腹板，并对称进行张拉施工：底板束和腹板束 张拉完成后 ，解除顶板临时钢束。 2 ． 4 次边跨及中跨合龙段施工 次边跨及中跨合龙段施工利用工地 已有材料 ， 使用 6根 2 4 a 工字钢组合拼装成轻型吊架 ，同时利 用底板劲性钢接杆作为支承梁，采用 吊架法施工。 ( 1 )施工工艺流程在两个悬臂端设置配重水 箱 按计算配重重量 向水箱注水 安装 合龙段模 板吊架 铺设底模与侧模 调整模板高程、校核中 线 焊接 一侧临时劲性钢 接杆 绑扎底 板钢筋骨 架、安装预应力管道 、穿束 安装腹板钢筋骨架与 腹板预应力管道 、穿束 安装芯模 绑 扎顶板钢 筋、安装顶板预应力管道 顶板临时钢束穿束 夜 间最低气温时焊接纵 向主筋与另一侧劲 性钢接杆 张拉顶板临时钢束 浇筑合龙段混凝土同时逐 级解除配重 洒水养护 张拉底 板和腹板钢 束 解除临时钢束与临时劲性钢接杆 穿顶板钢 束 张拉顶板钢束 孔道压浆 解除临时锚固 ( 2 ) 施工注意事项合龙段施工前， 对悬臂端 混凝土连接面进行凿毛和洗刷处理，以利新旧混凝 土连接形成整体。在当天最低气温时完成劲性钢接 杆的焊接 ，在当天最低气温时浇筑合龙段混凝土。 在浇筑合龙段混凝土前最好将预应力钢束穿入孔 道，以减小预应力钢束穿束的难度 。在中跨两悬臂 端加配重 ，严格控制两对称点标高：配重通常采用 水箱法，浇筑合龙段混凝土时同步放水，分四级解 除配 重，每级卸载约 5 0 k N。 3 合龙施工的质量控制 ( 1 )选用优质的水泥、碎石 、中粗砂 、外加 剂和混合料，根据具体的施工条件、天气气候特点 等认真确定合龙段施工混凝土配合比，保证混凝土 满足设计图纸和施工技术规范的要求 。 ( 2 ) 认真做好边跨现浇段、边跨合龙段、中 跨合龙段 的支架 ( 吊架) 、模板设计和安装施工， 按要求对支架进行试压，消除减小支架 ( 吊架 )以 及模板 的不均匀沉降和变形。 ( 3 )加强施工期间气温 的观测，在 日最低温 度 ( 一般在凌晨 3 ： 0 0 --5 ： 0 0之间)时采用 4台电焊 机同时焊接劲性钢接杆，保证合龙段两侧不产生高 差和伸缩变形，使合龙后连续箱梁线形顺畅 。 ( 4 )严格按照设计和计算在合龙段两对称悬 臂端设置配重，并在合龙段混凝土浇筑施工时同步 卸载 ，消除附加应力对梁体结构的不利影响。 ( 5 )合龙段钢筋骨架安装前，对悬臂端混凝 土连接面进行凿毛和洗刷处理，以利新旧混凝土连 接形成整体，避免新老混凝土间出现裂缝。 ( 6 )控制合龙段混凝土浇筑时间，在 当天最 低温度时浇筑合龙段混凝土 ，避免合龙段接缝处产 生较大的拉应力。 ( 7 )合龙段梁体混凝土强度达到混凝土设计 强度等级的 9 0 ％以上时，方可实施张拉。 4 结语 合龙施工是悬臂浇筑施工的关键，在施工中必 须加强各施工环节的控制。除了按照设计要求设置 劲性刚接杆和临时预应力钢束等构造措施外，特别 注意采取控制施工混凝土配合比、设置配重 、认真 控制两个重点施工阶段的施工气温、加强混凝土养 护、履行张拉程序等多项有效的技术措施，严格执 行施工 图设计 、施工技术规范和质 量检验评定标 准，保证 了工程施工质量。 参考文献： I l l陆仁达． 公路施工手册桥涵 ( Yfl tt )[ MI ． 北京： 人民交通 出版社． 2 0 0 0 ． 【 2 】范立础． 预应力混凝土连续梁桥[ MI ． 北京： 人民交通出版社， 1 9 8 8 ． 维普资讯