预应力混凝土连续梁桥施工方法和要点

2014.11上海市城乡建设和交通委员会钱寅泉预应力混凝土连续梁桥施工方法和要点主梁一.造桥机工艺介绍造桥机海上施工造桥机推进支撑托架..推进小车主梁横梁外模前后鼻梁....三角斜撑高强钢筋钢立柱造桥机工艺介绍推进台车横梁鼻梁......“0,2xL”混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁造桥机工艺介绍..........混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱MSS向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动造桥机工艺介绍....横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱MSS向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动造桥机工艺介绍..造桥机工艺介绍..“0,2xL”“0,2xL”造桥机工艺介绍二.桥梁预制拼装桥梁构件节段单独预制•后张预应力串联在一起1.逐跨拼装施工提升并旋转节段逐跨拼装施工逐一提起所有节段，并将其悬挂于架桥机主梁上逐跨拼装施工提升所有节段，并分层悬挂逐跨拼装施工从一端向另一端逐一拼接节段逐跨拼装施工拼接完成后，穿入预应力束逐跨拼装施工张拉预应力，将荷载转移到支座，并放松吊杆2.悬臂拼装施工悬臂拼装施工悬臂拼装施工悬臂拼装施工悬臂拼装施工闵浦主桥双层钢结构双塔双索面斜拉桥，708m三.挂蓝法施工工艺流程墩顶长度3米用挂蓝施工的方法3m第一步:在3米长的墩顶上安装挂蓝挂蓝法施工工艺流程第二步:在墩顶两侧浇注混凝土挂蓝法施工工艺流程第三步:将设备分开挂蓝法施工工艺流程第四步:完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工挂蓝法施工工艺流程挂蓝法施工工艺流程第四步:完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工挂蓝法施工工艺流程第四步:完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工挂蓝法施工工艺流程第四步:完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工挂蓝法施工工艺流程第四步:完成12米墩顶混凝土，可进行标准挂蓝施工挂篮主要结构组成承重结构（承重框架）模板系统平台系统吊挂系统锚固系统行走系统主要施工流程：（1）完成墩顶段（0#块）现浇施工；同步完成临时固结（临时墩）施工；主要施工流程：（2）安装挂篮，完成荷载试验；主要施工流程：（3）挂篮悬臂对称施工节段；主要施工流程：（3）挂篮悬臂对称施工节段(至合拢节段前)；主要施工流程：（4）安装合龙段吊架，按先边跨后中跨的顺序完成合龙；07年06月13日，黄埔大桥预压，支架坍塌，4人被压。沙包压重预计３万多个，放了2万多个，发生坍塌。四支架2004年12月13日,广清高速公路高架桥支架发生坍塌。1人死亡，1人失踪，近30人从桥上坠下。地基不稳造成，而不是支架不稳和水泥在浇灌时过重事故原因：基础施工不符合规范，钢管壁厚不够，预压范围不充分，每跨均有部分区域未压到；支架搭设过程中及完工后的验收工作草率，且无文字纪录。2002年2月8日，自贡市某大桥施工发生坍塌，3人死亡，7人轻伤。滇池草海隧道50米顶板坍塌3m×1.8m×19m,106m3,立柱中心跨度为16米,排架高15.57米，满堂钢管扣件排架未考虑排水措施，路基在雨水浸泡。承台边1.2米在回填土上浇筑混凝土。未垫槽钢，排架立在地面9月26日越南在建大桥坍塌(至少60人死亡）边跨支架图排水沟走道板走道板排水沟12012012012012012012090909090603030306060606060606060606060603030306090909090边跨箱梁14-14截面支架横断面布置图横向剪刀撑1765280揽风绳揽风绳II-II横截面支架布置图走道板排水沟走道板排水沟承台17656809090909060909090906012012012012012012012012090横向剪刀撑0、1、1‘#支架图揽风绳揽风绳边跨支架图120724151413I1413200边跨箱梁纵断面支架布置图(B-B)排水沟606060606060606060606060606060120120120120纵向剪刀撑280边跨箱梁支架平面布置图箱梁结构中心线I151413BB水平剪刀撑606060606060606060606060606060909090906030303060606060601765606060606060603030306090909090边跨支架图翼缘板处腹板处空腹段腹板处翼缘板处采用荷载预压来消除基础及支架的非弹性变形，为预拱度的确定提供依据，同时检验地基和支架的稳定性。由于施工单位在荷载预压过程中缺乏技术标准，操作中存在较大随意性，易产生安全隐患。《钢管满堂支架预压技术规程》适用于建筑与市政工程中搭设钢管满堂支架现浇混凝土工程施工的支架基础与支架的预压。现浇混凝土工程施工的钢管满堂支架预压应包括支架基础预压与支架预压根据工程结构形式、荷载大小、支架基础类型、施工工艺等条件进行预压施工组织设计。支架基础预压目的是为了检验支架基础的处理程度，确保支架预压时支架基础不失稳，防止支架基础沉降导致现浇混凝土结构开裂；支架预压的目的是为了检验支架的安全性和收集施工沉降数据.支架预压沉降变形包括基础沉降与支架沉降。支架沉降一般在混凝土初凝前已基本完成，而基础沉降具有持续性，是混凝土结构施工质量的重要影响因素。支架预压属于高空作业，施工中具有较高安全风险，且需消耗大量的人力、物力。为达到安全、经济的目的，规程提出现浇混凝土工程施工的钢管满堂支架的预压应分基础预压与支架预压两部份。基础预压支架预压支架基础预压前，应查明施工区域内不良地质的分布情况。支架基础应按不同类型分类,选择代表性区域进行预压。支架基础应设置排水、隔水措施，不得被混凝土结构养护用水和雨水浸泡。预压前，应布置支架基础的沉降监测点；支架基础预压过程中，应对支架基础沉降进行监测•对支架基础代表性区域的预压监测过程中，当最初72h各监测点的沉降量平均值小于5mm时，应判定同类支架基础的其余部分预压合格。•预压监测过程中，当满足下列条件之一时，应判定支架基础预压合格：•1各监测点连续24h的沉降量平均值小于1mm；•2各监测点连续72h的沉降量平均值小于5mm。•支架基础预压荷载不应小于支架基础承受的混凝土结构恒载与钢管支架、模板重量之和的1.2倍。•支架基础预压范围不应小于所施工的混凝土结构工程实际投影面宽度加上两侧外各扩大1m的宽度≥1m12≥1m支架预压应在基础预压合格后进行。不同类型的支架应根据支架高度、基础情况等选择具有代表性区域进行预压。支架预压加载范围不应小于现浇混凝土结构物的实际投影面。支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和1.1倍。支架预压前，应布置支架的沉降监测点；支架预压过程中，应对支架的沉降进行监测.在全部加载完成后,当满足下列条件之一时，应判定支架预压合格：各监测点最初24h的沉降量平均值小于1mm；各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm。五要点1、灌浆密实应引起足够的重视管道压浆不饱满1002011版公路桥涵施工技术规范：将压浆质量提高到了前所未有的高度。•总的目标:低水胶比、高流动度、零泌水率从两个方面来保证目标的实现：•1、对压浆材料提出了严格的技术要求；•2、采用先进的压浆工艺大循环智能压浆工艺管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。气泡排出2、预加应力不足引起裂缝预加应力不足，会导致预应力混凝土结构出现裂缝。扁锚横向预加力不足，桥面板易产生纵向裂缝。中山西路三号桥由于预加应力不足，引起箱梁底板下缘裂缝a、原因：张拉机具用油压表读数，很粗略；油泵工作时，油压表指针抖动，难以读准；操作难以监测，不易规范。伸长值校核，综合反映了张拉力是否足够，孔道摩阻情况，预应力筋是否正常。通过对1200多片简支梁和七座连续刚构预应力检测数据分析，传统张拉存在问题：a、张拉力控制误差过大,达±15%；b、伸长值测量不及时、不准确，未能实现张拉力和伸长值的双重同步控制；c、张拉过程不规范；d、两端对称张拉不同步,结构受力不均；e、人工记录数据，质量隐患被掩盖。109智能张拉仪张拉系统控制平台智能千斤顶▲预应力智能张拉系统主要功能◆能精确控制有效预应力力值大小。◆准确、实时测量预应力钢筋伸长量。◆实现张拉过程智能控制，不受人为、环境因素影响；保证张拉同步、停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合规范要求。◆对称同步张拉◆智能控制张拉过程，减少预应力损失◆实现远程监控3.多跨预应力混凝土连续梁长曲索预加应力要引起重视设计要考虑预加应力的充分性，必要时预留备用索。施工要使波纹管正确就位，防止穿索时钢绞线缠绕，采用塑料波纹管能减小摩阻。对重要结构的长曲索，应实测孔道摩阻，并由设计签字认可。4、锚下混凝土压碎锚垫板后砼不密实或有空洞，锚垫板下陷，破裂5、预加应力不足，引起梁体下挠6.梁的裂缝斜裂缝a简支梁–斜裂缝长度及数量发展较快，一旦出现，应加强观测；–斜裂缝限在受拉区，已趋稳定，尚可容忍；–斜裂缝发展至受压区，或裂缝范围向跨中区域发展，则严重，需加固。B连续结构•红岭高架桥跨径75m+3×130m+75m，总长540m；墩高35m、45m、39m、24m；挂篮悬臂浇筑混凝土每个T墩14个节段（0~13号），合拢段为14号纵向、横向、竖向空间三向预应力体系裂缝宽度在0.15mm-0.90mm之间，在活荷载作用下裂缝变宽；裂缝方向沿15°~45°方向分布；裂缝主要分布在边跨支点（8#-13#块）及中跨的跨中范围（6#-14#块）；箱梁内比箱梁外裂缝多，开裂程度严重。•腹板斜裂缝（箱外）斜截面抗剪强度、抗剪尺寸、使用阶段主拉应力控制欠缺腹板主拉应力超限腹板抗剪强度不足腹板抗剪尺寸偏小竖向预应力有效发挥差箍筋直径偏小腹板斜裂缝（箱内）承载能力极限状态6~10号节段混凝土斜截面抗剪强度计算不满足规范要求.承载能力极限状态6~10号节段混凝土的抗剪截面尺寸不满足规范要求.▲病害案例对长沙月亮岛大桥（主跨7×96.0m预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝194条，裂缝宽度在0.1mm～0.5mm，裂缝长度在0.3m～3.0m,与桥梁行车方向夹角为30°～60°。c箱梁临界荷载（开裂）和极限荷载（破坏）；•分析小箱梁斜截面抗剪性能•反力架单点加载，实现剪压破坏，最大加载量300t；•200t千斤顶两个，搭配压力传感器-实现加载可控；•加载位置距箍筋加密区约一倍梁高的位置，剪跨比2.5钢枕梁注：图中尺寸单位为mm.反力架钢底座橡胶支座千斤顶压力传感器反力梁钢枕梁枕梁千斤顶压力传感器反力梁B•应变花及弓形应变计采集腹板应变，位移计采集箱梁挠度以及支座压缩量、转角；应变片采集箍筋应变；最大裂缝位置•开裂荷载—120t•当加载到120t时，个别应变片失效，梁体出现细小斜裂纹•破坏荷载—226t•加载到200t，裂缝宽度达到1.5mm，最宽斜裂缝在箍筋加密区边缘，梁下缘；•加载至226t时，千斤顶无法继续加荷，各位移测点持续增大，梁体变形明显。预应力混凝土梁底板崩裂底板裂缝出现在杏山侧第二跨及第三跨跨中合拢段处。底板裂缝长度2-5m，裂缝宽度0.2-0.6mm之间。底板纵向裂缝横向框架计算使用阶段底板的混凝土裂缝宽度计算不满足规范要求端横梁高3.9m过渡至2.3m。破坏区东西11°KQH195.6m破坏区设计钢绞线位置B1-1'/B1-1B1-1-9/10B1-1'-5/62081405376.22967.3370110.5831515012120840008001008002142800100PQH205050PQH1920分孔中心线分孔中心线15梁体底层钢筋网片及保护层以外混凝土脱落。破坏范围为变截面处东西侧各2.8m。拉筋设置拉筋底板上下混凝土崩开成两层预应力管道施工误差分析当按照规范的间距0.5m布置钩筋，波纹管在浇筑时产生偏差很小，不易发生崩裂破破坏；当钩