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福建泉三高速公路虎尾大桥合龙段施工技术
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内容提示：通过福建省泉(州)三(明)高速公路虎尾大桥大跨度连续刚构主桥合龙施工,根据实际施工情况,总结出一套适用于悬浇桥合龙段施工的施工工艺和质量控制要点,可加深和交流悬浇桥合龙段关键技术的认识,从中得到有益的帮助。
1 工程概况
福建省泉(州)三(明)高速公路虎尾大桥全长370 m,主桥包括6号墩~11号台,其下部结构采用桩基承台、空心薄壁矩形墩身,上部结构采用50m+3×90m+50m预应力混凝土连续刚构,梁体为两向(纵向、竖向)预应力混凝土变截面单箱单室箱形梁(0号块有16束横向预应力)。连续梁墩顶0号梁段长10 m,墩顶处梁高5. 2 m,悬臂施工梁段分为11段,边跨现浇段长3. 88 m,主跨跨中及边跨现浇段梁高为2. 4m。各跨合龙段长度均为2m。合龙段箱梁中心线处梁体高度为2. 4 m、左幅顶板宽度为13. 5 m、底板宽度为7. 5 m、箱梁腹板厚度为0. 45 m;右幅顶板宽度为12. 0 m、底板宽度为6. 0 m、箱梁腹板厚度为0. 45 m。（参考《建筑中文网》）
2 合龙段施工概述
合龙段施工按照“临时锁定、低温浇灌”的基本原则进行施工。合龙段施工总体顺序为:先进行边跨合龙,然后进行次边跨合龙,再进行次中跨合龙,最后进行中跨合龙。
合龙段施工程序为:两悬臂端加载(合龙段自重)→临时锁定措施施工→支架(吊架)施工→模板、钢筋及预应力孔道施工→混凝土浇筑→与混凝土浇筑同步减除两悬臂端加载→张拉部分预应力束→解除临时锁定措施→张拉剩余预应力束。
3 施工前的准备工作
1)清除箱梁顶面及内箱室的材料设备,对于不需要的材料、设备清理到桥下,必须要使用的材料设备应堆放到箱梁0号块横隔板顶上,尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。
2)根据监控单位提供的合龙块的立模标高,对11号块进行砂袋装砂配重。配重时同墩两端的11号块要平衡加载,严禁造成偏压。加载配重直到11号块顶底板标高达到监控单位提供的合龙块的立模标高。施工中以弯矩平衡为原则,配重重量以(合龙段的混凝土重量+吊篮的重量) /2为标准,在混凝土浇筑过程中,边浇筑合龙段混凝土边卸合龙段端的配重砂袋,确保T构在浇筑混凝土的过程中一直处于平衡状态。为便于及时卸载,本桥采用砂袋配重,以箱梁轴线两边均匀配重。砂袋的单位重量为1. 5 t,混凝土浇筑中每料斗混凝土重量为1. 5 t,每浇筑一斗混凝土即卸一袋配重砂袋以达到弯矩平衡。左幅合龙段混凝土为18. 04 m3,右幅合龙段混凝土为16. 23 m3,吊篮的总重量为3. 0 t,所以左幅合龙段的配重为:(18.04×2.5+3) /2=24.1 t,右幅的配重为: (16.23×2. 5+3) /2=21.8 t。
3)合龙段临时锁定及初张拉。悬浇箱梁合龙段设计采用支撑钢管临时锁定。合龙段施工前已按照设计预埋钢板,在11号块加载预压达到合龙段立模标高后,按照图纸安装支撑钢管并锁定,锁定钢管与预埋钢板焊接质量必须达到设计要求。穿入预拉钢束进行初张拉。
4)测量控制。在合龙前,项目部会同监理、监控方对全桥箱梁顶面标高及轴线进行联测,最后按照监控方确定的数据进行施工。同时,合龙前十天由专职人员将对全天温度测量记录,确定每天最低温的时间,为合龙提供依据。
4 合龙段施工
4.1 吊篮及模板
按照设计要求采用吊篮施工,在施工正常段最后一块时,按照预定的位置预留吊带孔,采用32精轧螺纹钢锁定30号槽钢制作的底横梁,底模及外侧模。外侧模采用优质竹胶板,满足施工需求的刚度,平整度。底模采用在纵向横梁槽钢上铺设方木,方木间距按0. 25 m控制,在方木上铺1. 8 cm厚的竹胶板。侧模安装前要均匀涂刷脱模剂,底模安装好后安装钢筋前涂刷脱模剂,模板安装完成后,经测量工程师自检合格后报监理工程师检查,检查合格后才能进行钢筋安装。吊篮设计图见图1。
4.2 钢筋的绑扎、预埋管件的安装
钢筋分两次绑扎安装,首先绑扎安装底板和腹板钢筋,钢筋安装时要用专用塑料垫块垫好保护层并保证钢筋间距,然后安装竖向及纵向预应力管道并定位准确,当钢筋位置与预埋管道相冲突时,调整钢筋位置,确保管道位置符合设计要求,经检查底板、腹板钢筋及竖向、纵向波纹管安装定位符合设计要求后,拼装腹板内模及顶板底模,检查模板平整度、接缝严密程度、加固的牢固程度符合要求后,方可进行顶板钢筋的绑扎安装,顶板钢筋绑扎好后安装顶板预应力管道,当钢筋位置与预埋管道相冲突时,调整钢筋位置,确保管道位置符合设计要求。
4.3 混凝土的浇筑
混凝土浇筑前的温度严格控制在20℃±2℃,且在浇筑时要按以下几点进行操作: 1)浇筑混凝土复查模板的立模标高及平面位置。2)振捣混凝土时,不直接振动钢筋、模板及预埋件。3)腹板混凝土浇筑分层进行,分层厚度控制在30 cm左右,均匀振捣,防止过振与漏振。混凝土一次下料不宜过多。合适的振捣为:混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,混凝土表面泛浆呈水平状态,并将模板边角填满充实。4)浇筑混凝土时,左右侧腹板要平衡浇筑,经常观察模板、吊篮、堵缝等情况,如发现问题要及时处理。
5 施工技术措施
1)砂袋配重预压过程中应保证T构两端不对称荷载小于设计允许值。2)加强混凝土养护:在混凝土浇筑完成后,在混凝土表面覆盖土工布洒水养护,使混凝土保持湿润状态,避免风吹日晒,造成混凝土表面产生干缩裂纹。3)加强监测:混凝土浇筑前,检测与合龙段有关的各部位的初始状态,包括合龙段两边梁段的标高,以及支座、临时支撑的持力表现等,若发现有异常现象,立即组织人员进行分析原因并采取措施。在合龙段施工过程中继续对上述检测对象跟踪检测,以指导合龙段施工各道工序,尤其是混凝土浇筑及预压配重卸载的进行。4)加强施工组织领导。a.按计划分配人员监督前、后场的工作,后场保证混凝土的正常输送及计量准确,并且每次输送混凝土向前场指挥报告一次,以便卸载。b.后场必须无条件服从前场指挥领导,没有前场指挥要求,决不允许擅自送料。c.合龙段两端T构分别安排人员同时观测,每30 min向前场指挥报告,有异常情况随时报告。d.测量人员每隔20 min观测一次桥面标高(控制在5 mm内),当超过本范围时,应及时向前场指挥及现场技术负责人汇报,及时调整卸载及混凝土浇筑速度。e.合龙段施工人员需定位定岗,做到有条不紊。
6 安全、质量管理措施
6.1 安全防护与环境保护措施
1)安排专职安全员,负责安全检查,安全设施检修。2)本施工属高空作业,施工平台四周设置金属护栏、挂安全网。3)电器设备设置安全防护装置、设备保护装置、漏电保护器等。4)施工人员戴安全帽,系安全带,闲杂人员不准上桥墩。5)机械设备、仪器由专人操作,专人管理,高空吊装要统一指挥。6)施工时,应随时注意桥下及四周人员的安全,禁止随意乱抛乱丢。
6.2 质量保证措施
1)为确保质量,现场技术员与施工员、质检员对每道工序进行自检、复检,严格按设计与规范要求仔细核对检查,确认无错无漏合格后,报请监理工程师检验,必须在合格签证后才能进行下道工序的施工。
2)每位员工必须对本施工每一工序做到了如指掌、熟练操作。技术人员在施工前对操作人员进行现场安全、质量技术交底,使每个参加施工的人员均做到工艺清楚,责任明确。
3)现场技术人员必须认真做好各项原始施工记录,施工完成后对本工程施工工艺、质量、安全方面进行总结,找差距,定措施,不断优化施工方案。
参考文献:
[1] 曹海滨.喜旧溪河大桥关键施工技术及线型控制研究[D].成都:西南交通大学, 2002.
[2] 姜永军.预应力混凝土桥连续刚构悬臂浇筑施工技术研究[D].天津:天津大学, 2004.
[3] 杜细春.大跨PC刚构—连续组合梁桥合龙技术研究[D].武汉:武汉理工大学, 2006.
[4] 黄 雯.大跨曲线连续刚构桥施工中的线形控制[D].西安:西安建筑科技大学, 2006.
[5] 马保林.高墩大跨径曲线连续刚构桥变形控制研究[D].西安:长安大学, 2006.
[6] 张正金.高墩大跨连续刚构桥的施工技术与过程控制[D].上海:上海交通大学, 2006.
[7] 江 湧.大跨度连续刚构桥施工关键技术研究[D].上海:同济大学, 2006.
[8] 王宝华.英山河大桥施工控制[D].合肥:合肥工业大学,2007.
[9] 王 鹏.大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.
[10] 杜秀丽.大跨钢结构合拢与卸载研究[D].太原:太原理工大学, 2007. 来源: 《建筑中文网》.
福建省泉(州)三(明)高速公路虎尾大桥全长370 m,主桥包括6号墩~11号台,其下部结构采用桩基承台、空心薄壁矩形墩身,上部结构采用50m+3×90m+50m预应力混凝土连续刚构,梁体为两向(纵向、竖向)预应力混凝土变截面单箱单室箱形梁(0号块有16束横向预应力)。连续梁墩顶0号梁段长10 m,墩顶处梁高5. 2 m,悬臂施工梁段分为11段,边跨现浇段长3. 88 m,主跨跨中及边跨现浇段梁高为2. 4m。各跨合龙段长度均为2m。合龙段箱梁中心线处梁体高度为2. 4 m、左幅顶板宽度为13. 5 m、底板宽度为7. 5 m、箱梁腹板厚度为0. 45 m;右幅顶板宽度为12. 0 m、底板宽度为6. 0 m、箱梁腹板厚度为0. 45 m。（参考《建筑中文网》）
2 合龙段施工概述
合龙段施工按照“临时锁定、低温浇灌”的基本原则进行施工。合龙段施工总体顺序为:先进行边跨合龙,然后进行次边跨合龙,再进行次中跨合龙,最后进行中跨合龙。
合龙段施工程序为:两悬臂端加载(合龙段自重)→临时锁定措施施工→支架(吊架)施工→模板、钢筋及预应力孔道施工→混凝土浇筑→与混凝土浇筑同步减除两悬臂端加载→张拉部分预应力束→解除临时锁定措施→张拉剩余预应力束。
3 施工前的准备工作
1)清除箱梁顶面及内箱室的材料设备,对于不需要的材料、设备清理到桥下,必须要使用的材料设备应堆放到箱梁0号块横隔板顶上,尽最大限度减少对箱梁悬臂端标高的影响。
2)根据监控单位提供的合龙块的立模标高,对11号块进行砂袋装砂配重。配重时同墩两端的11号块要平衡加载,严禁造成偏压。加载配重直到11号块顶底板标高达到监控单位提供的合龙块的立模标高。施工中以弯矩平衡为原则,配重重量以(合龙段的混凝土重量+吊篮的重量) /2为标准,在混凝土浇筑过程中,边浇筑合龙段混凝土边卸合龙段端的配重砂袋,确保T构在浇筑混凝土的过程中一直处于平衡状态。为便于及时卸载,本桥采用砂袋配重,以箱梁轴线两边均匀配重。砂袋的单位重量为1. 5 t,混凝土浇筑中每料斗混凝土重量为1. 5 t,每浇筑一斗混凝土即卸一袋配重砂袋以达到弯矩平衡。左幅合龙段混凝土为18. 04 m3,右幅合龙段混凝土为16. 23 m3,吊篮的总重量为3. 0 t,所以左幅合龙段的配重为:(18.04×2.5+3) /2=24.1 t,右幅的配重为: (16.23×2. 5+3) /2=21.8 t。
3)合龙段临时锁定及初张拉。悬浇箱梁合龙段设计采用支撑钢管临时锁定。合龙段施工前已按照设计预埋钢板,在11号块加载预压达到合龙段立模标高后,按照图纸安装支撑钢管并锁定,锁定钢管与预埋钢板焊接质量必须达到设计要求。穿入预拉钢束进行初张拉。
4)测量控制。在合龙前,项目部会同监理、监控方对全桥箱梁顶面标高及轴线进行联测,最后按照监控方确定的数据进行施工。同时,合龙前十天由专职人员将对全天温度测量记录,确定每天最低温的时间,为合龙提供依据。
4 合龙段施工
4.1 吊篮及模板
按照设计要求采用吊篮施工,在施工正常段最后一块时,按照预定的位置预留吊带孔,采用32精轧螺纹钢锁定30号槽钢制作的底横梁,底模及外侧模。外侧模采用优质竹胶板,满足施工需求的刚度,平整度。底模采用在纵向横梁槽钢上铺设方木,方木间距按0. 25 m控制,在方木上铺1. 8 cm厚的竹胶板。侧模安装前要均匀涂刷脱模剂,底模安装好后安装钢筋前涂刷脱模剂,模板安装完成后,经测量工程师自检合格后报监理工程师检查,检查合格后才能进行钢筋安装。吊篮设计图见图1。
4.2 钢筋的绑扎、预埋管件的安装
钢筋分两次绑扎安装,首先绑扎安装底板和腹板钢筋,钢筋安装时要用专用塑料垫块垫好保护层并保证钢筋间距,然后安装竖向及纵向预应力管道并定位准确,当钢筋位置与预埋管道相冲突时,调整钢筋位置,确保管道位置符合设计要求,经检查底板、腹板钢筋及竖向、纵向波纹管安装定位符合设计要求后,拼装腹板内模及顶板底模,检查模板平整度、接缝严密程度、加固的牢固程度符合要求后,方可进行顶板钢筋的绑扎安装,顶板钢筋绑扎好后安装顶板预应力管道,当钢筋位置与预埋管道相冲突时,调整钢筋位置,确保管道位置符合设计要求。
4.3 混凝土的浇筑
混凝土浇筑前的温度严格控制在20℃±2℃,且在浇筑时要按以下几点进行操作: 1)浇筑混凝土复查模板的立模标高及平面位置。2)振捣混凝土时,不直接振动钢筋、模板及预埋件。3)腹板混凝土浇筑分层进行,分层厚度控制在30 cm左右,均匀振捣,防止过振与漏振。混凝土一次下料不宜过多。合适的振捣为:混凝土不再显著下沉,不再出现气泡,混凝土表面泛浆呈水平状态,并将模板边角填满充实。4)浇筑混凝土时,左右侧腹板要平衡浇筑,经常观察模板、吊篮、堵缝等情况,如发现问题要及时处理。
5 施工技术措施
1)砂袋配重预压过程中应保证T构两端不对称荷载小于设计允许值。2)加强混凝土养护:在混凝土浇筑完成后,在混凝土表面覆盖土工布洒水养护,使混凝土保持湿润状态,避免风吹日晒,造成混凝土表面产生干缩裂纹。3)加强监测:混凝土浇筑前,检测与合龙段有关的各部位的初始状态,包括合龙段两边梁段的标高,以及支座、临时支撑的持力表现等,若发现有异常现象,立即组织人员进行分析原因并采取措施。在合龙段施工过程中继续对上述检测对象跟踪检测,以指导合龙段施工各道工序,尤其是混凝土浇筑及预压配重卸载的进行。4)加强施工组织领导。a.按计划分配人员监督前、后场的工作,后场保证混凝土的正常输送及计量准确,并且每次输送混凝土向前场指挥报告一次,以便卸载。b.后场必须无条件服从前场指挥领导,没有前场指挥要求,决不允许擅自送料。c.合龙段两端T构分别安排人员同时观测,每30 min向前场指挥报告,有异常情况随时报告。d.测量人员每隔20 min观测一次桥面标高(控制在5 mm内),当超过本范围时,应及时向前场指挥及现场技术负责人汇报,及时调整卸载及混凝土浇筑速度。e.合龙段施工人员需定位定岗,做到有条不紊。
6 安全、质量管理措施
6.1 安全防护与环境保护措施
1)安排专职安全员,负责安全检查,安全设施检修。2)本施工属高空作业,施工平台四周设置金属护栏、挂安全网。3)电器设备设置安全防护装置、设备保护装置、漏电保护器等。4)施工人员戴安全帽,系安全带,闲杂人员不准上桥墩。5)机械设备、仪器由专人操作,专人管理,高空吊装要统一指挥。6)施工时,应随时注意桥下及四周人员的安全,禁止随意乱抛乱丢。
6.2 质量保证措施
1)为确保质量,现场技术员与施工员、质检员对每道工序进行自检、复检,严格按设计与规范要求仔细核对检查,确认无错无漏合格后,报请监理工程师检验,必须在合格签证后才能进行下道工序的施工。
2)每位员工必须对本施工每一工序做到了如指掌、熟练操作。技术人员在施工前对操作人员进行现场安全、质量技术交底,使每个参加施工的人员均做到工艺清楚,责任明确。
3)现场技术人员必须认真做好各项原始施工记录,施工完成后对本工程施工工艺、质量、安全方面进行总结,找差距,定措施,不断优化施工方案。
参考文献:
[1] 曹海滨.喜旧溪河大桥关键施工技术及线型控制研究[D].成都:西南交通大学, 2002.
[2] 姜永军.预应力混凝土桥连续刚构悬臂浇筑施工技术研究[D].天津:天津大学, 2004.
[3] 杜细春.大跨PC刚构—连续组合梁桥合龙技术研究[D].武汉:武汉理工大学, 2006.
[4] 黄 雯.大跨曲线连续刚构桥施工中的线形控制[D].西安:西安建筑科技大学, 2006.
[5] 马保林.高墩大跨径曲线连续刚构桥变形控制研究[D].西安:长安大学, 2006.
[6] 张正金.高墩大跨连续刚构桥的施工技术与过程控制[D].上海:上海交通大学, 2006.
[7] 江 湧.大跨度连续刚构桥施工关键技术研究[D].上海:同济大学, 2006.
[8] 王宝华.英山河大桥施工控制[D].合肥:合肥工业大学,2007.
[9] 王 鹏.大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.
[10] 杜秀丽.大跨钢结构合拢与卸载研究[D].太原:太原理工大学, 2007. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201108/15010.htm
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