长线法预应力混凝土箱梁节段预制施工

深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司11.编制说明及工程概况1.1编制说明1.1.1范围本细则规定了长线法预应力混凝土箱梁节段预制施工中各工序操作要领和质量要求。本标准适用于深圳湾公路大桥（深圳侧）非通航孔桥梁上部构造箱梁节段的预制生产工序控制。1.1.2引用标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275—2000：混凝土抗氯离子渗透性《后张预应力体系验收建议》PIP93《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370—93《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》JG3007—93《FIP后张锚索灌浆操作指南》《FIP国际强化及预应力材料与委员会》：预留孔道要求《ASTM32标准》：环氧树脂试验《公路桥涵施工技术规范》：JTJ041—2000《公路工程质量检验评定标准》：JTJ071—98《预应力高强精轧螺纹粗钢筋设计施工暂行规定》《公路桥涵设计通用规范》：JTJ021—89《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》：JTJ023—85《英国标准规范BS5400》深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司2《节段混凝土桥梁设计和施工规范指南》美国AASHTO，19991《TheDesignofConcreteHighwayBridgesandstructureswithExtremalandUnbondedPrestressing》BD58/94《普通钢筋混凝土梁技术条件》：TB/T2628《砼结构工程施工及验收规范》GB50204《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119《混凝土外加剂》GB8076《混凝土拌合用水标准》JGJ63《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701《普通混凝土拌合场性能试验方法》GBJ80《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81《普通混凝土配合比设计技术规定》JGJ551.2工程概况本标段起止里程2KO+345—2K1+248共903m。第一联6×72m，第本标段起止里程2KO+345—2K1+248共903m。第一联6×72m，第二联57m+6×69m共13跨。左、右幅关于桥梁中心对称。第一联左、右幅共10个T构，四个边跨；第二联左、右幅共12个T构，四个边跨。共有梁段566节。箱梁中心线高3.8m，箱梁顶宽15.15m，底宽6.2m；深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司3顶板厚度32cm—80cm,腹板厚45cm—70cm，底板厚度25cm—50cm。梁段类型分为A1/B1—A15/B15。梁段重量47.80T—147.9T之间，其中多数重为120T左右。除横隔墙、湿接缝混凝土采用现浇外，其余为预制C55混凝土。2.长线法制梁机理及预制场布置2.1长线法制梁机理采用预制悬拼方法施工连续箱梁要解决的问题是：①保证箱梁节段安装后相临梁段间的拼缝严密；②保证连续梁安装完成后的整体线形（包括平面线形和竖向的线形）。解决以上问题是通过匹配方法实现的：首先预制梁段时以相临的已制好的梁端面为端模可以解决第一个问题；保证箱梁整体线形方面，长线台座制梁是将整片梁的线形（根据施工方法适当预留变形量）放样在固定的模型上实现的。根据本桥实际情况，设置长线台座线形时，同时放出箱梁的平曲线与竖曲线，并设置预拱度，确保桥整体线形的实现。2.2长线法制梁设备梁段预制场设2个75m长的全T构（预留1个75m长全T构）长线法生产台座，配制6套箱梁内外模板（含内外模、端模）。钢筋成型台架6个，另外配备300t龙门吊机一台（用于吊运箱梁）；10t门式吊机两台（用于制梁区的钢筋骨架、模板吊运等工作）；120t门式吊机两台（用于箱梁存放）。HZS75混凝土搅拌站一座（用于梁段混凝土供应）2.3长线法制梁速度正常生产时达到4块/天。深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司42.4长线法制梁工艺流程图：（见下页）2.5制梁场地布置斗门预制场位于广东省珠海市斗门区白蕉镇新港大道旁，西滨西江河道，水陆交通便利。预制场及施工现场布置详见“预制场平面布置图”和“施工现场施工平面图”。制梁工艺流程图钢筋原材料实验横向钢绞线张拉切割预应力筋头封端梁体运输、安装砼养护报验底模、外侧模安装就位涂刷脱模剂套管、波纹管制造自检钢筋等项并报告安装内模箱梁砼配合比配置拌制、运输砼拆模(顺序:端模,内模,侧模)孔道压浆,并制作砼试件水泥浆拌制箱梁压浆配合比配置油顶、油表锚具等张拉设备效验压试件确定砼张拉前强度滑移内外模至下一段灌注砼,并制作砼试件钢筋骨架吊装就位、安装端模预应力筋(管道)安装就位钢筋加工及骨架绑扎已制好的间隔于现浇梁体的梁块吊移至存梁台座深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司53.箱梁的预制3.1预制施工方案箱形梁段是分节预制后再整跨张拉连接，相邻梁段的接合要求有相当高的精度，本工程梁段预制的施工方案是采用长线台座吻合浇注的施工方法，即每后一桥梁节段紧接着前一桥梁节段浇注，避免在架设期间出现裂隙。其工艺过程为钢筋加工成型并绑扎后在台座上就位，再安装内外模板及预埋件，然后浇筑梁体混凝土并对浇筑完后的梁体混凝土进行养护，当混凝土的强度达到规定的脱模强度时拆除模板，用已预制好的梁段端面作为相邻梁段端模预制相邻梁段，预制好的箱形梁段用龙门吊吊离制梁台位，移至存梁区内存放。预制场共有全T构长线法生产台座2个，预留全T构长线法生产台座1个，全桥两幅四联共有半T构8个（8个边跨）和全T构22个。2个全T构长线法生产台座分别用于左右两幅桥梁段预制。梁段从河堤向公路方向以中跨1个T构或边跨半个T构为连续预制单元逐段预制，预制顺序从一个T构的一端开始到另一端结束，当前一个T构预制梁段顺序吊离台位并有足够长的工作位置后，在同一个台座上开始下一个T构梁段预制，照此方式循环下去直到所有梁段预制完成。长线法预制是将桥梁的设计几何尺寸分解成单个小节段单元后在工厂加工制造，为了确保加工单元拼装后满足桥梁设计的几何尺寸和线性，梁段预制施工中的测量控制至关重要。首先按照桥梁设计的几何尺寸，计算梁段各控制点相关的坐标X-Y-Z，并在施工中准确控制，在此之前桥梁水平曲线和竖曲线已在底模上精确放出。然后将浇注后的测量深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司6结果与理论坐标比较，并将误差在下一桥梁节段中修正。每一节段的顶面用一组六个控制点（前后各三个）来标识控制节段的中心线和高程，这些控制点将整个桥面分成若干个节段区域来计算水平和纵向的理论坐标，计算时考虑曲线偏差和竖曲线修正。具体控制方法见梁段预制测量控制方案。3.2模板3.2.1底模的设计、安装本标段左、右幅箱梁平曲线分别是半径为3988.725m和4011.275m的圆曲线，竖曲线为凸、凹曲线结合的线形。为了实现对箱梁的线性控制，我们将底模设置为可调固定式。底模的平曲线通过底模板内外缘长度的不等来实现，竖曲线通过调整模底钢垫块的高度来实现。底模分为支墩、横梁、台面三部分，支墩采用现浇钢筋混凝土，顶面预埋铁板，铁板上焊接横梁高度调节装置，支墩通过地基预埋伸出钢筋与基础浇为整体；横梁用型钢焊制，放在横梁高度调节装置上，通过螺栓和压板连接；台面由8mm钢板和加劲型钢按3m长度分段制作，与横梁焊接在一起。台座的侧面安装橡胶条用于对底模和侧模之间进行密封，底模按同一标高安装抄平，便于不同竖曲线的形成，各种竖曲线通过调节横梁高度进行设置。底模节段接头处采用螺栓连接，接缝以及与侧模交接处用2mm白色胶带止浆，加工模板长度和宽度相应缩小1mm。底模施工完后设专人组织验收，台座表面应光滑平整，同时底模通过计算，调整钢垫块，设置预拱度。底模施工时注意事项深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司7⑴底模正常使用时，应随时用水平仪检查底模的放拱及下沉量，不符合规定处应及时处理。即时清除底板表面与橡胶封条处的残余灰浆，均匀涂刷隔离剂。⑵设调坡垫块的梁段其底模应安放钢板预埋件，模板安装时应检查预埋件的横向位置、平整度、同一支座钢板的四角高差，支座板安装时应用螺栓固定。3.2.2内模设计、安装及拆除本桥设计共有566片节段梁，工期又十分紧张，而节段梁的预制速度主要取决于内模的立模速度和质量，为保证工期和预制质量，内模设计成液压传动配合支架千斤顶承重的走行装置，其主要由走行体系、液压传动和支架千斤顶承重体系、模板体系三个部分组成：3.2.2.1走行体系走行体系由车架、滑道部分和走行部分组成。车架采用由[20b、[16b、∠75×75×10mm及∠100×100×10mm的型钢和δ=10mm的钢板焊接而成的承重车架。滑道部分采用43公斤钢轨安装在地面混凝土基础上。走行部分由4套焊接在车架上的行走支架和滑轮组成，每套行走支架设有2个滑轮。内模立模的安全、准确和速度与走行部分的设置有着重要的关系。所以走行部分设置时应注意以下几点：⑴由于内模体系是悬臂伸进梁体内腔，为保证内模的安全使用，支架上应通过计算设置防倾覆配重块。⑵滑道应按梁段线型准确放设，使内模能准确就位。深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司8⑶车架就位后应使用油顶将车架顶升至设计高度，解除行走体系与滑道的接触。3.2.2.2液压传动和支架千斤顶承重体系本内模车架共设有3组12套液压系统，其主要作用是利用液压系统的传动功能和支承力推动内侧模和顶板倒角模板支承体系的移动和直接支承在内侧模的承力梁上，以保证内侧模和顶板倒角按设计位置就位并与支架形成支承体系。同时拆模时也能利用液压系统的收缩使内模能与现浇梁体顺利脱离，从而使立模和拆模实现全自动化，使工效有了很大程度的提高。支架采用2[28b的型钢背焊制作成纵梁和2[25b型钢背焊作为横梁和支承杆，支承杆上设有10吨的油顶以支承节段梁的砼顶板、模板重量和现浇施工时的施工荷载，并通过横纵梁和车架将荷载传递到底部的油顶上。本内模顶部设置3组12套10吨油顶，车驾底部设2组8套20吨油顶。3.2.2.3模板体系由于本桥最大梁段为3.5m，，而最小梁段为1.995m，为使模板能最大程度上通用，采用统一3.8m长度（考虑相邻节段梁的齿口宽10cm和另一梁端竖向支撑宽度，模板长度比最大梁段增长了30cm）。模板面板采用δ=8mm的A3钢板，以[16b型钢作为横肋，距离30cm至42cm不等。内设100×8mm钢板作加劲竖肋以增加模板钢度，距离25cm至40cm不等。以∠75×75×10mm作为钢模的角边，以便模板联接。横胁外侧设置3道2[20b的加劲竖肋与横向支承杆和液压系统连接，与液压体系深圳湾公路大桥(深圳侧)非通航孔桥上部构造长线法预制箱梁施工工艺中铁四局集团有限公司9组成液压自动立模体系，同时将模板受力传递至支架上，与支架形成一体。顶模板制作成“八”字以便拆模，上倒角设计成与支撑杆铰接的标准构件。根据本桥节段梁结构尺寸的设计图，模板以节段梁的顶板宽度变化和斜腹板的宽度变化共设置了5种顶板调节块和5种斜腹板调节块。同时按顶齿板类型设计了A齿板系列和B齿板系列的齿板调节块，使本套模板的使用功能得到了最大发挥。3.2.3侧模设计、安装及拆除根据箱梁节段外观需要，外模按三种类型设计，分别适用于标准梁段，带消防通道类型的梁段和A1/B1、A15/B15类型梁段。外侧模面板采用δ=8㎜的A3钢板。采用截面形式为“][”的2根[18b槽钢大竖肋作为主肋。主肋最大间距100cm，最小间距75cm，中间增设扁钢小竖肋，以增加面板的钢度，扁钢型号见附图。大竖肋、小竖肋的最大间距为50cm，最小间距为35cm。横肋采用[12.6槽钢，间距30cm。大、小竖肋，横肋