现浇悬臂梁施工技术.doc

现浇悬臂箱梁施工技术
(1)箱梁施工工艺流程 ： 在主桥墩托架上浇注0号、１号梁段→挂蓝解体→２号及其他各段施工及边跨梁段现浇→中跨合拢→次中跨合拢→边跨合拢→桥面系施工。其施工工艺框图详见表5 施工工艺框图
A、０号、1号段的施工
０号、1号段的施工采用托架施工。
a.工艺流程
在桥墩上预埋平台构件→拼装施工平台→托架预压→安装底模、侧模→绑扎底板及肋板钢筋→安装内模板→绑扎顶板钢筋及安装预应力孔道→各部位检查测量→０号、1号块砼灌注
b.０号、1号块一次成型的优点
①０号、1号块若分两次或三次灌筑成型，其优点是施工方便，但缺陷难以克服，其一是上下层新老砼的收缩变形量差异很大，新浇层的砼产生水化热，在与下层旧砼交接处受变形约束，而上部可自由伸缩，这样一端受约束另一端可自由变形很容易产生竖向裂缝。
②０号、1号块一次成型的优点：就是砼因水化热而产生的变形在整体是一致的，只要采用一定的措施防止内外温差过大，还是可以避免砼产生裂缝的。
③０号、1号块一次成型的重要技术措施
i)推迟外侧模板的拆除时间，若在冬季则按冬季施工措施贯彻，以防止表面温差变化出现的裂缝。
ii) 科学配方，减少水泥用量，掺加高效减水剂，以减少砼总发热量。
iii)增长砼的流动性、和易性，用小漏斗把砼灌注到死角位置，以附着式振动器和插入式振动器相结合，保证砼的振动到位。
iv)加强养护，并通过预应管道通水来减少水化热影响。
B、2号段及其他各段的挂篮悬浇施工
a、挂篮构造
选用三角形挂篮，挂篮图附后
b、三角形挂篮的组成与工作原理
①挂篮由三角形主构架、底模平台、内外模板、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。
②工作原理
底模、外侧模随三角形桁架向前移动就位后，绑扎底板，腹板钢筋→安装预应力管道→内模架前移就位，安装内模→绑扎顶板钢筋并安装预应力管道→进行梁段悬臂灌注施工。当新浇梁段张拉锚固及孔道压浆后，挂篮再往前移动就位进行下一节段施工。如此循环推移。
c、三角形挂篮的特点
①外观美，结构简朴，受力明确合理，计算简便。
②作业面宽，便于钢筋分片整体吊装。
③运用桁架前后支座，桁架在轨道上走行，无须平衡配重。操作方便，移动灵活、平整。外模、底模随桁架一次到位，缩短了挂篮移动时间。
d、挂篮使用前的静载实验
实验目的：为了保证悬臂灌注施工安全，每只挂篮上场使用前，均需拼装实验。一是按梁段最大重的1.4倍加载（用液压千斤顶），检查其受力状况，二是测定出挂篮的弹性及非弹性变形，这是悬臂施工中控制预拱度的重要参数。
e、挂篮悬浇施工要点
施工要点：
①0号、1号段完毕后，在梁段上拼装两只独立挂篮，安装2号梁段的模板钢筋，对称灌注2号段砼。
②待砼强度达设计强度的100%后张拉2号梁段预应力束，然后移动挂篮。
③挂篮滑移到位后，按照前述的挂篮工作原理循环作业，直至完毕各梁段。
④节段砼强度达成设计强度的100％后，才干进行张拉作业，孔道压浆强度达成100％的设计强度后才干移动挂篮。
⑤挂篮的移动和砼灌注均需对称进行，设计不允许出现不平衡的施工状态，悬臂浇注过程中采用设立平衡水箱调节不平衡施工重量。混凝土灌筑由端部向根部灌筑底板进行，然后对称分层灌注腹板混凝土,分层厚度为30cm。腹板混凝土由顶面入模。顶板的灌筑遵循由两侧向中央灌注的顺序。
⑥预应力孔道的质量规定做到：不锈、不偏、不沉、不浮、不破、不扁、不堵，只有这样才干保证穿束和张拉的顺利进行，否则将给施工导致很大困难；所有预应力管道必须设立塑料内衬管时才允许浇筑混凝土，内衬管外径比波纹管内径小3～4mm,内衬管应插过梁段接缝。
⑦控制梁段间的龄期差，使其不超过10至15天。
(2)悬灌施工时的线型控制
姬家庄特大桥处在直线范围内，北酥酪大桥处在线路平曲线范围内，对此变截面T型刚构桥，影响大桥线型变化的因素较多，重要有挂篮的变形、梁节段的自重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩徐变、日照和温度变化、曲线影响等，各影响因素和技术参数难以拟定，为了保障大桥有良好的线型，控制好大桥的合拢精度，在箱梁进行节段施工前，要运用电算程序将全桥离散成多个单元，若干个施工阶段，将各阶段的挠度变化及受力特性均计算出来，并根椐实际施工荷载情况作相应调整，将计算成果与现场实测成果以及设计院所提供预拱度相比较，从而指导现场的施工。
施工控制环节
a.现场实测下列参数：
①混凝土弹性模量。涉及3天、7天、14天、28天模值。
②混凝土容重。
③钢铰线弹性模量。
④管道预应力摩阻损失。
⑤做小梁徐变实验，实测180天混凝土收缩徐变系数。
⑥混凝土热膨胀系数。
⑦施工荷载大小及作用位置。
⑧挂篮弹性和非弹性变形值。
⑨收集本地气象资料。
b.结构分析计算
按施工组织设计的施工程序和工期安排，采用以上实测参数，进行前期结构分析计算，拟定各截面预留位移。
c.施工测量
在每个梁段的顶板沿箱梁横截面方向布设三个观测点，其中箱梁轴线上布置一个，另两个对称布置在腹板外侧，纵桥向距梁段前端10cm。测点采用f20的圆钢在垂直方向与顶板上下层钢筋焊牢，顶面打磨平整。测点露出顶板5cm，并用红油漆标记。在0＃段顶板设高程控制点，作为各梁段高程测量的基准点。但每施工完一个梁段必须对0＃段上的控制点进行复测。在每个梁段施工过程中必须对每一个已完毕的梁段进行挂篮移动前、挂篮移动后、混凝土灌注前、混凝土灌注后、纵向预应力张拉前及张拉后的高程进行观测，以便与计算值比较，分析误差，为修正下一梁段预留位移提供可靠的数据。详见施工控制流程图
为消除温度的影响，观测应在日出前进行。
d.误差分析
预留位移的误差重要来自于立模标高误差、施工荷载误差、预应力张拉误差、混凝土弹性模量误差、温度影响、徐变误差、测量误差以及计算图式的影响等。根据各梁段实测数据，分析引起误差的重要因素，并对其进行修正。
e.修改计算参数，重新进行结构分析，拟定下一梁段的预位移。当施工方法、施工程序和工期有较大变动时重新计算。
f.注意事项
①测量要定人、定仪器，以尽量减小人为和仪器的误差。
②要勤测量，勤记录，及时反馈。
③严格控制梁体施工原材料的性能，基本做到全桥的一致性。
（3）现浇直线段的施工
在主墩单T即将完毕时，即可安装落地支架进行两侧现浇梁段施工。由于两座桥梁边跨现浇段梁底距地面较矮（高度在9m以内），拟采用碗扣式脚手架搭设满堂支架施工。
施工程序为：
a.地基解决。将现浇段梁底纵横桥向的一片长方形场地平整成台阶形，上铺10cm厚碎石并碾压密实，然后铺15cm厚C10混凝土。场地四周设排水沟。
b.拼装满堂支架。碗扣式脚手架竖杆纵向间距为0.9m。横向在腹板附近间距为0.6m，其余为1.2m；横杆步距为1.2m。每根立杆下端设TZ60底座，上端设TC60托撑，托撑上横铺I16工字钢，工字钢上铺底模板。底模运用桥墩施工用的大块钢模板,在铺设前均匀涂上一层乳化脱模剂，以减小砼与板之间的磨擦阻力。
c.支架预压。在支架上堆码与梁体等重量的土袋进行预压。加载前在底模两边设立标高观测点，并测量标高。加载后天天观测一次，直到72小时累计下沉量小于1.0mm。卸载后再次测量标高。根据加载前和卸载后的标高计算支架涉及地基的弹性变形，并以此设立预拱度。
d.调整底模标高，设立预拱度。
e.安装外模。外模采用钢框胶合板模板。
f.绑扎底板钢筋和腹板钢筋安装底板预应力管道，腹板纵向预应力管道，腹板竖向预应力管道及竖向预应力粗钢筋。
g.安装内模。
h.安装锚垫板，并与管道密封。
i.安装端模板。
j.绑扎顶板钢筋，安装顶板纵、横向预应力管道和锚垫板。
k.灌注混凝土并及时覆盖养生。砼灌注完毕，在边跨合拢后，纵向预应力张拉前，不能拆除底模和支架，否则梁体将发生断裂。
（4）合拢段的施工
各Ｔ构在完毕各段砼后，即可准备合拢段的施工，合拢的施工程序按设计规定进行。
边跨合拢段直接在膺架或脚手架上施工。中跨合拢段采用挂篮上的模板系统进行施工，方法是：张拉完边跨底板预应力索后，卸掉一侧挂篮，同时另一侧挂篮前移，跨过中跨合拢段将挂篮底模平台锚于两个单T最后梁段的底板上,外侧模悬吊于两梁段的翼缘板上，内模置于底板顶面上。内外模间用对拉螺栓拉紧。
施工要点：
a.合拢前，预应力束要压浆完毕。
b.立模安装钢筋及预应力孔道，并观测标高情况，假如标高与线型控制不符合，要作压重调整。
c.合拢段的有关预应力束要提前穿束。
d.合拢施工采用劲性骨架进行施工，在对劲性骨架施焊时，要在预埋件周边浇水，防止梁体砼烧伤。
d.提前选配实验微膨胀砼。砼的标号比箱梁的设计标号高半级。
e.合拢段的砼灌注要选择在一天中最低气温下进行，合拢时温度应控制在设计允许范围内。
f.合拢段砼灌注尽量缩短时间，控制在２~３小时内完毕。
g.砼强度达成设计强度100％，可张拉纵向钢束，张拉前应除掉钢性锁定装置。
h.在纵向束张拉前，不得在箱梁上施加或卸除重载。
i.按设计文献规定加载与卸载。
(5)、砼的选配与施工
A、配合比的选配原则
a.规定混凝土４~５天的强度达成设计强度的9０％以上；
b.混凝土的缓凝时间在２－４小时；
c.满足高桥泵送混凝土的技术规定；
d.满足梁体在钢筋、波纹管密布的情况下砼能顺利入模到位；
e.实际砼容重与设计砼容重比较误差不超过正负１％；
f.合拢段高标号砼具有微膨胀性能。
B、砼工程的一般规定
a.水泥：采用普通硅酸盐水泥。水泥进场必须有出厂合格证、出厂日期，对水泥质量有怀疑或出厂时间超过三个月的，应复查实验，并按实验结果使用。
b.水泥的最大用量不能超过５0０kg／m3。
c.砂采用中砂，含泥量不大于规范规定。
d.碎石：石料采用反击式破碎机加工的碎石，强度大于混凝土强度的两倍以上。
C、配合比
a.水灰比不能大于0.35。拌合料的和易性宜通过高效减水剂进行调整。
b.对于泵送砼的砂率控制在0.4～0.5。
c.坍落度。当采用泵送砼时，当泵送高度在30—60m时，坍落度控制在14０～１6０mm。
d.高强度砼配合比计量应十分准确，每盘称量的偏差不得超过规范规定。
D、搅拌、运送和浇灌
a.拌制高强度砼使用带自动计量的集中拌合站，搅拌时投料顺序可按照二次投料方法，外加剂的投入方法，应通过产品说明和实验拟定。
b.应准确控制用水量。施工中应仔细测定砂石中的含水量并从用水量扣除。
c.砼运送方法，采用砼运送搅拌车运至砼泵内，由砼泵直接运送砼到箱梁节段部位（泵管难以达成的部位辅以小漏斗进料），出料至入模的时间控制在２０分钟内，并选用缓凝剂推迟初凝时间。高墩运送采用塔吊。
d.砼在浇灌完毕８小时以内，覆盖并浇水养护（夏日）。
养护日期不少于１４天。若在冬季则按冬季施工规范办理。
e.砼浇注及振捣，参照有关《规范》和《操作规程》实行。每节段砼应对称施工，一次性灌注完毕。
E、砼强度实验取样
a.因箱梁挂篮施工的进度规定，砼灌毕须尽早张拉，而砼强度需达100％时才可以张拉。所以张拉时间必须通过试件数据而定，故试件组数比常规施工多几组，每个节段砼需做三、七天、十四天、二十八天的试件。
b. 每组试件在试压前均需称量重量，以拟定每个节段砼容重，节段重量是箱梁施工线型控制的重要参数。
F、砼的弹性模量
a.砼的弹性模量是线型控制的又一重要参数，并必须做试件，以取得具体数据，并与理论数据比较，输入计算机调整下节段线型。
b.混凝土静力弹性模量实验所用的试件应为直角棱柱体，其尺寸规定如下表所示：
试件尺寸（mm）
骨料最大粒径（mm）
100X100X300
25
c.混凝土静力弹性模量实验的试件每组为６个，其中三个试件测定棱柱体强度，三个试件测定在受压时的静力弹性模量。
(6)、预应力施工
A、预应力筋下料、编束、穿束。
下料：预应力筋在下料前必须按照国家通用标准进行复试，复试合格方能进行下料切割。预应力筋下料以砂轮锯切割为主，钢绞线下料长度为：预应力管道长度＋2×张拉预留长度，粗钢筋按设计长度加上挂篮锚固长度下料，预应力筋下料前要彻底除锈。
编束：钢绞线编束要保证各钢绞线平行，不得缠绕，每1.0～1.5m用铁线绑扎，距端头2.0米范围每0.5米绑扎一道。钢绞线编束后，将端头焊在一起使中心一根处露出焊头4～8厘米，然后用砂轮打磨端头，使之呈鸡蛋小头形，以免穿束时戳破波纹管，导致堵孔。
穿束：穿束前用大于钢绞线束直径0.5～1.0厘米的通孔器疏通预应力管道，待通孔器无阻碍地顺利通过管道全程后方能穿束，同时穿束前须用压缩空气吹净管道内的水份和砂、石等杂物，穿束时先将导管穿过孔道与预应力筋束连接在一起，以导线牵拉为主，以推送为辅。
B、预应力张拉
箱梁的张拉分纵向和竖向、横向其中纵向钢绞线的张拉是控制工期的关键工序，在梁段混凝土强度达成设计张拉强度后即可开始张拉，横向张拉在挂蓝前移就位后进行，竖向粗钢筋的张拉待相应梁段的纵向张拉完毕后进行。
a、张拉前的准备工作
①千斤顶和油压表均已校正，并在使用期内。
②锚具按规定逐个检查，合格者使用。
③预应力筋锚具具有出厂技术合格证，并通过复试合格
④预应力筋已按规定穿入孔道
⑤清除梁体孔道内的杂物
⑥梁段混凝土强度已达设计规定的可张拉的强度
⑦布设测量梁段挠度的观测点
⑧计算预应力筋的理论伸长值，并经复核无误
⑨梁体缺陷的修补已完毕
b、纵向钢绞线张拉程序按设计图进行
①安装工作锚：安装前用机油或柴油等将锚环和夹片逐个清洗干净，其表面不得残留铁屑、泥砂、油垢等，然后将纲绞线平行地逐个穿入锚环，安装中心或内圈锚环，注意钢绞线不得交叉和穿乱，再安装中心或内圈锚环孔的夹片，然后安装外圈锚环孔楔片，最后用套管或小锤适当用力将楔片敲入锚环孔，注意楔片间缝隙要均匀，其端头要在同一平面上，否则要将之取下重新安装。
②安装限位板，先检查锚环是否有外伤或卷边，如有损坏，及时更换。然后安装限位板，注意钢绞线平行穿入孔。
③安装千斤顶并与孔道中线对位，注意不要接混大、小油缸油管。
④按第一步安装工具锚，为使工具锚卸脱方便，在锚环与楔片之间缠垫塑料布并涂少量黄油等润滑剂，对于短束还可安装２个工具锚环。
⑤初张拉：仔细检查千斤顶、油路等安接对的无误后，开动油泵进入初张拉，注意要有２－３人扶正千斤顶使工作锚环准确进入锚垫板的限位槽内，待油表读数达初张拉应力时持荷3分钟测量引伸量δ1。
⑥张拉锚固：进一步检查千斤顶和油路，然后两端千斤顶同时加载，每５ＭＰa互相通报一次油压表读数，使两端油压表读数在张拉过程中随时保持一致，直到两端达成设计张拉应力，持荷3分钟，这时测量引伸量δ2，卸载，再次测量大缸行程，量测引伸量δ3。
⑦查看δ3-δ2是否大于6mm,如大于6mm,则应查明因素并采用措施解决后方可继续张拉。检查实测伸长值与理论伸长值之差是否在规范规定的±６％范围内。
⑧回程 卸载完毕后，大缸同时回程到底，然后用小锤轻轻敲打工具锚，取下工具夹片，并逐个检查是否有损坏的，无损坏的夹片安装在下一束的工具锚内。最后依次取下工具锚，拆除千斤顶、限位板。
⑨割断多余钢绞线，以砂轮切割，绞线外露锚环达３－５cm即可。
c、纲绞线张拉的质量规定：
①自锚后量测两端伸长量之和不超过理论计算值的±６％。
②每端钢束回缩量不得大于6mm
③夹片外露量不得小于５mm
④张拉过程中出现下列情况之一者，须更换锚具或钢绞线重新张拉
锚环内夹片错牙在１０mm以上者
锚环内夹片断裂两片以上者
锚环有裂纹损坏者
d、竖向精轧螺纹钢的张拉
竖向预应力筋在挂篮前移后应立即张拉，张拉后钢筋应作出明显的标记，绝对不允许漏拉。竖向预应力筋张拉采用二次张拉工艺，其张拉程序：安装工作锚→安装千斤顶→安装连接器、张拉杆→安装工具锚→初张拉→第一次张拉至设计的锚下控制应力→持荷5分钟→第二次张拉至锚下控制应力→测量伸长值，拧紧工作锚→大缸回程→拆除千斤顶。
在张拉过程中，注意螺纹钢与张拉杆旋入连接器的深度要相同并等于连接器长度的一半，脚撑下垫板要高度一致，并且水平、工具锚处要安装双锚具，以保证张拉安全。
C、孔道压浆
压浆是连续梁施工的关键工序，直接影响着连续梁的使用寿命。原材料用强度等级42.5普通硅酸盐水泥，为增强其流动性，可掺加高效减水剂，掺量由实验拟定；浆液标号不得低于50号。为保证灰浆压注质量，在管道曲线最高点设立排气孔。其操作程序如下：
a.清洗孔道：将管道内的铁锈、污水等冲出，然后用高压风清吹管道，将预应力管道内的水吹净，直到出风口无水雾喷出止。
b.安装压浆器具：依次安装密封盖、压浆嘴、压浆阀，并将压浆管道与压浆机、进浆阀联接在一起，使进浆阀和出浆阀为开通状态。
c.拌制灰浆：先加水，然后倒入水泥和减水剂，微膨胀剂，在加入水泥和减水剂之前开动拌合机，拌合时间不少于３分钟。水泥浆倒入存浆罐时要通过小于５mm的过滤网筛滤。注意预先计算管道所需灰浆数量，压注前至少备足所需灰浆的1.5倍的数量。
d.压注灰浆：启动压浆泵开始压浆，待出浆口溢出的稀浆变成浓浆时，关闭出浆阀，并保持0.7ＭＰa的压力２－５分钟，然后关闭进浆阀，卸掉压浆管。
e.拆卸压浆器具：待灰浆达初凝后，（一般为１－４小时）拆除压浆阀、压浆嘴、密封盖等，并清洗干净，以备下次使用。
在夏季压浆，由于气温较高，要尽量缩短灰浆在管道内的存留时间，一般不要超过２０分钟，对于长大管道（７０m以上），应在关闭进浆后在出浆端补压一次，以保证灰浆密实度。