主梁施工方案.docx
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主梁施工方案
主梁施工方案
1、工程概况
主梁为倒梯形展翅箱梁，单箱五室结构，箱顶全宽33m，箱梁底宽13m，悬臂板长4.25m，设双向2%横坡。
主梁高3.5m，在中央索区段主梁顶加厚12cm。
梁上标准索距6.5m，压重区索距3.85m。
有索区主梁标准截面尺寸如下：
顶板厚0.25m，底板厚0.3m，中间竖腹板厚0.4m，两边0.25m，斜腹板厚0.25m，普通横梁在中间有斜拉索锚固的箱室处厚0.5m，在其它箱室处厚0.36m。
边跨压重区主梁截面适当加厚，其主要尺寸如下：
顶板厚0.25m，底板厚0.5m，中间竖腹板厚0.6m，两边0.45m，斜腹板厚0.4m，压重区横梁厚0.8m。
主梁设纵、横、竖向预应力，其体系为Rby=750Mpa，Φ32mm精轧螺纹预应力粗钢筋；Rby=1860Mpa，Φj15.24mm高强度低松弛钢绞线。
横向预应力依靠横梁位置大致分为四种：
挂篮悬浇节段横梁、压重区横梁、边墩顶横梁及B0号块处横梁。
纵向预应力依施工步骤分为二种：
施工用预应力及合拢用预应力。
竖向预应力在有斜拉索锚固处横梁与中纵腹板交汇处设置。
主梁B0及边跨S12梁段均采用支架现浇施工、挂篮悬浇SB1～SB11、MB1～MB17块段。
其中，主梁悬浇节段采用菱形桁架式挂篮施工。
主梁施工流程如下所示：
步骤一：
1、12~15号墩桩基础、承台施工；2、施工12~15号墩墩身。
步骤二：
1、在13~14号墩两侧塔设临时托架，并进行预压重，以尽量消除非弹性变形；2、在托架施工B0节段：
立模，绑扎钢筋，并安装预应力管道，浇筑混凝土；3、待混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵横向及竖向预应力筋（束）；4、主塔塔柱混凝土施工；5、初张拉第一对斜拉索SC1、MC1；6、对称拼装主梁上悬臂施工挂篮。
步骤三：
1、对称悬臂浇筑SB1、MB1号梁段。
步骤四：
1、待SB1、MB1号梁段混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵向、横向及竖向预应力筋（束）；2、初张拉第二对斜拉索SC2、MC2；3、移动悬臂施工挂篮。
步骤五：
1、重复步骤三、步骤四，直到浇筑SB11、MB11梁段。
步骤六：
1、待SB11、MB11号梁段混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵向、横向及竖向预应力筋（束）；2、初张拉第十二对斜拉索SC12、MC12；3、在12、15号墩旁搭设临时支架，预压重，绑扎钢筋，浇筑边跨现浇段；4、待边跨现浇段混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵向腹板预应力束、横向及竖向预应力筋（束）。
步骤七：
1、在边跨最后一个箱室内各施加550t的压重；2、安装边跨合拢段拖架或吊架，焊接合拢段劲性骨架；3、立模，绑扎钢筋，安装预应力管道，浇筑H2梁段，边跨合拢；4、待混凝土强度达到设计强度90%后，对称张拉2S1钢束，然后拆除劲性骨架，张拉剩余边跨合拢束至设计张拉力。
步骤八：
1、悬臂浇筑MB12号梁段。
步骤九：
1、待MB12号梁段混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵向、横向及竖向预应力筋（束）；2、初张拉第十三对斜拉索SC13、MC13；3、移动悬臂施工挂篮。
步骤十：
1、重复步骤八、步骤九，直到MB17梁段浇筑完成；2、待MB17号梁段混凝土强度达到设计强度90%后，依次对称张拉纵向、横向及竖向预应力筋（束）；3、初张拉第十八对斜拉索SC18、MC18；4、拆除12、15号墩两侧临时支架。
步骤十一：
1、对称拆除主跨处施工挂篮；2、安装中跨合拢段拖架或吊架，采用千斤顶在合拢段施加800t水平推力，注意顶推力的施加以顶推力及位移进行双控，位移为主；3、施加水平推力达到要求后，立即焊接合拢段外部支撑；4、立模，绑扎钢筋，安装预应力管道，浇筑H1梁端，中跨合拢；5、待混凝土强度达到设计强度90%后，对称张拉2B1、2B2钢束，然后拆除劲性骨架，张拉剩余中跨合拢束至设计张拉力。
步骤十二：
1、进行桥面及附属工程施工；2、全面检测索力，局部索力调整，使之达到设计要求。
2、施工组织
1劳动力安排
表3-14劳动力安排计划表
人员
数量
人员
数量
生产副经理
1人
质检员
4人
现场工长
2人
安全员
4人
现场技术员
6人
砼工
50人
测量工程师
3人
钢筋工
40人
试验员
6人
普工
100人
2主要机械设备
表3-15投入的主要机械设备表
名称
规格型号
功率（容量）
数量（台）
挂篮
菱形桁架
4
塔吊
JL125
125t.m
2
砼拌和站
EMC60
60m3/h
2
砼卧泵
HBT60C
176kw
4
砼运输车
6m3
6
装载机
ZL50
2
吊车
25T
2
钢筋加工成型设备
2套
预应力张拉设备
4套
压浆设备
2套
电焊机
30KW
10
发电机
P250
250KVA
1
自卸汽车
10T
3～4辆
钢管桩
φ1.0m
400t
贝蕾架
250t
万能杆件
150t
型钢
200t
3、现浇梁段施工
主梁B0及边跨S12梁段均采用落地支架现浇施工。
3.1现浇支架施工
主墩墩身施工结束后，即可对BO号块施工。
B0号块长33m,宽33m。
支架承重采用直径为1m的钢管，平联及斜撑采用直径为0.63m的钢管。
钢管顶部设置双工56，其上部设置砂筒，便于支架拆卸。
横桥向分配梁采用贝雷架，贝雷架设置于箱梁横桥向底部支架顶部采用工32作顺桥向分配梁。
支架结构布置详见下图：
主梁S12节段长27.85m，宽33m。
支架主体采用万能杆件拼装，支架基础采用直径为1.5m钢管桩，桩插入河床以下7m。
桩顶设置3根40H型钢。
万能杆件顶设置工32横桥向分配梁，其间距为50cm。
支架结构布置详见下图：
现浇段支架示意图
支架搭设结束后，即可进行预压，以消除支架非弹性变形。
预压重量为本节段梁重的1.2倍。
3.2模板、钢筋、预应力管道施工
主跨现浇段按全长准备底模板，按4m长准备外模板和内模板,均采用精制大块钢模板作底模，使用钢框竹胶合板，涂塑面板模作外模，使用组合钢模作内模。
所有模板、钢筋均由驻地加工厂加工成型，然后运往现场安装，同时将预应力预埋管道、斜拉索预埋装置按设计位置牢固定位。
所有钢筋接头的搭接长度均按设计及规范进行控制，且搭接接头个数不应超过同断面钢筋根数的50%，并错开布置。
3.3砼施工
根据主梁结构特点，砼浇筑按先肋板后顶板，先墩、塔根部后两边，先横隔板后顶板的顺序进行。
砼采用集中拌制、泵送法施工，插入式振捣器振捣。
3.4预应力施工
（1）预埋孔道
①波纹管在安装前，应检查其抗变形和防渗漏的性能。
对波纹管施加1KN径向压力，波纹管不变形；向波纹管内灌水，不应出现漏水现象。
②波纹管的接头采用大一号的同型波纹管套接，长度20cm，并用密封胶封口；孔道纵向按要求设压浆排气孔，排气管与波纹管的连接也应牢固密封。
③波纹管埋设的轴线线型及中心高程应严格按设计要求控制，将定位钢筋用铅丝与钢筋骨架绑扎牢固，浇筑砼过程中，孔道不移位。
④节段砼浇筑结束后，采用高压水冲洗孔道确保孔道畅通。
⑤每节段预应力均需逐段张拉锚固，通过连接器接长预应力筋，在下一节段挂篮调整就位后，先接长预应力筋，随后穿波纹管道。
绑扎钢筋时，首先保证波纹管位置。
⑥部分预应力钢绞线为连续束，可随波纹管一同埋设，减少穿束困难。
（2）预应力筋下料穿束
①预应力钢筋进场，严把质量验收关。
在运输、保管、加工过程中，做好防锈蚀、防损伤的措施。
②预应力钢筋根据设计尺寸通过计算准确下料。
下料工具采用电动砂轮切割，杜绝采用氧割等有损材质性能的下料加工方法。
③精轧螺纹粗钢筋在加工制作运输过程中，保护螺纹不受损伤，同时安装前必须试配螺母，以保证张拉后螺母能顺利、可靠锚固。
④钢绞线下料编束时，按1.5m绑扎一道铅丝，铅丝头向里，并在两端作出明显标识，以防张拉时钢绞线发生扭绞，或摩擦孔道，产生意外事故。
（3）预应力张拉
①主梁张拉操作利用挂篮上的专用操作平台实施。
②张拉所用千斤顶和高压油泵应配套编号，进行标定。
标定张拉设备的工况必须与实际使用状况保持一致。
施工过程中，设备不得随意更换或混用。
张拉时，根据标定时测定的油压与张拉荷载间的相关曲线，由油压表读数直接确定实际张拉力。
③预应力筋张拉严格按设计顺序依次张拉。
张拉采用双控方法，以张拉吨位为主，张拉吨位与张拉伸长量双控制，伸长量允许误差为6%。
④张拉程序：
0→初应力→σcon（持荷2min锚固）。
⑤张拉过程中，伸长值量测从初应力开始量测，最终保证张拉锚固拉力和伸长值符合设计要求。
⑥预应力张拉时，主梁砼强度不应低于设计规定，设计未规定时，不得低于90%设计强度。
⑦张拉过程中，建立完善的安全管理制度和措施，保证安全施工。
（4）孔道压浆、封锚
①灌浆前，采用压缩空气清洗孔道，确保孔道畅通。
②孔道压浆采用真空吸浆法的压浆设备。
③水泥浆水灰比0.4～0.45，3天强度达到20MPa，28天强度符合设计规定，以缩短施工挂篮移动的停歇时间。
④孔道压浆应在预应力筋张拉结束后尽快进行。
⑤水泥浆内可掺一定量的膨胀剂，保证孔道压浆饱满，但不能掺入铝粉，以防钢筋锈蚀。
⑥压浆过程中及压浆后48h内，当气温或构件温度低于5˚C，应采取保温措施；当气温高于35˚C时，压浆在夜间进行。
⑦压浆过程应连续进行，水泥浆自管道最低点压入，使入泥浆自出气孔流出，直至流出的稠度达到注入的稠度，出气孔在水泥浆的流支方向一个接一个地封闭。
⑧灌浆压力以0.5～0.7Mpa为宜，出气孔泄流水泥浆后，维持恒压2min左右，再封堵，直到完成压浆工序。
⑨压浆结束，用清水冲洗工作面，清除连接器锚头水泥浆，保证后段预应力筋的锚固。
⑩预应力钢筋张拉及压浆完毕后,将高出螺母或锚具4cm以上部分的预应力钢筋切割掉，并用砼封锚。
4、挂篮悬浇施工
采用挂篮悬浇的有SB1～SB11、MB1～MB17块段，均为6.5m长度的标准施工；首先挂篮对称悬浇2#～11#梁段，边跨合拢，然后完成MB12～MB17梁段的悬浇任务。
斜拉索施工与挂篮施工同步进行。
4.1挂篮拼装
当SC1、MC1索初张拉完毕，经检查满足设计要求后，即可在已施工的B0梁段上进行挂篮的拼装。
本工程拟采用菱形桁架挂篮施工，其结构主要包括主桁系统、底篮系统、起吊系统、行走系统和模板系统五大部分。
拼装时按上述顺序逐个进行，拼装、调试完成后，进行等荷载试压，经监理工程师检查符合要求后开始准备标准主梁段的施工。
4.2钢筋、预应力管道、斜拉索预埋装置施工
该项工程施工与B0梁段类似，不再赘述。
4.3砼施工
挂篮悬浇主梁设计采用C60砼，由于斜拉桥主梁施工的特殊性，要求主梁砼既要具有高流动性，又要具备较长的初凝时间和早强性能，拟用配合比需经过现场测试来确定。
挂篮悬浇主梁每块段砼方量约为168m3，一次浇筑完成，现场砼拌和站生产砼，砼输送泵输送入模，浇筑砼时应注意：
①掌握平衡施工原则，悬臂两端砼浇筑方量差控制在10m3以内。
②砼浇筑时按照先主肋后顶板，从前到后的顺序进行，实行分层浇筑，分层厚度不大于30cm，使用插入式振捣器振捣砼。
③所有用于砼生产的原材料必须严格把关，材料进场后，按照规范要求进行抽检。
④浇筑砼前仔细检查砼生产设备，并进行必要的试运行，以确保浇筑砼时工况良好。
⑤砼浇筑完成后，及时进行养护，加强覆盖措施，洒水养护至少7天以上，防止砼表面出现干缩裂缝。
4.4预应力施工
预应力施工包括预应力钢绞线下料、安装、张拉、压浆、封锚等工序。
（1）钢绞线下料
钢绞线的下料长度，等于孔道净长加构件两端的预留工作长度。
钢绞线的切断，宜采用砂轮切割机，以保证切口平整、线头不散。
采用气割下料法，张拉时应注意避开热影响区段的钢绞线。
不允许采用电弧切割下料，以免钢绞线可能因产生意外“搭火”而造成损伤。
（2）钢绞线穿束
钢绞线可单根穿入孔道，也可整束同时穿入。
采用单根穿人时，应按一定的顺序进行，以免钢绞线在孔道内人为的打叉现象。
采用整束穿入时，钢绞线应排列理顺，沿长度方向每隔2m～3m用铁丝捆扎一道。
为了便于长束穿束，在纵向管道内预设φ6圆钢，管道接长的同时接长钢筋，直至张拉端。
（3）钢绞线束张拉
钢绞线束、精轧螺纹钢筋张拉程序参照下列规定进行：
0→初应力→σk→持荷2分钟锚固
①初应力根据现场张拉效果，取值为10%σk或15%σk；
②安装锚具前，应将钢绞线表面粘着的泥砂及灰浆用钢丝刷清除。
锚环或锚板表面的防锈油可不再清除，但锥形孔须保持清洁，不得有泥土、砂粒等脏物。
③安装锚具时，应注意工作锚环或锚板对中，夹片均匀打紧并外露一致。
对群锚体系，可采用穿在钢绞线上的工具套管打紧。
④安装千斤顶时，应特别注意其活塞上的工具锚的孔位和构件端部工作锚的孔位排列一致。
⑤严禁钢绞线在千斤顶的穿心孔内发生交叉，以免张拉时出现断丝等事故。
⑥工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。
新的工具锚夹片第一次使用前，应在夹片背面涂上润滑脂，以后每使用5～10次，应将工具锚上的挡板连同夹片一同卸下，向锚板的锥孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退楔时被卡住。
润滑剂可用石墨、石蜡或专用的退锚灵等。
⑦应尽量减小预应力筋与孔道摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。
⑧预应力筋的张拉顺序应按设计规定进行。
两端张拉时，两端千斤顶升降速度应大致相等，测量伸长的原始空隙、伸长值、插垫等工作应在两端同时进行，千斤顶就位后，应先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力筋绷直，在预应力筋拉至规定的初应力时，应停车测原始空隙或画线作标记。
⑨为减少压缩应力损失，插垫应尽量增加厚度，并将插口对齐，实测σk值时的空隙量减去放松后的插垫厚度应不大于1mm。
⑩两端同时张拉预应力筋时，为减小应力损失，应先压紧一端夹片，并在另一端补足至σk值后，再压紧夹片。
对于长度大于50m的长束，先采用前卡式千斤顶逐根张拉至初应力，以便使每根钢绞线的初应力基本一致。
（4）压浆
预应力管道采用真空辅助压浆工艺。
真空灌浆的工作原理是：
首先在孔道一端采用真空泵对管道抽真空，使孔道达到负压0.1Mpa左右的真空度，然后在孔道的另一端用压浆机以≥0.7Mpa的正压力将水泥浆压入孔道，提高孔道灌浆的饱满度和密实度，减少气泡和水分对预应力筋的影响。
真空辅助灌浆工艺原理示意图如下图所示。
图1.3-26真空辅助灌浆工艺流程图
、灌浆设备
真空泵：
抽真空能力达到-0.08～-0.1MPa。
压浆泵：
采用气密性较好的螺杆式压浆泵，其的电机功率为3kw、最大压力0.8MPa、压浆能力3m3/h。
、预应力管道压浆工艺
压浆前进行管道清理，并对管道试抽真空，确保管道密闭不透气。
将拌制好的水泥浆加到灌浆泵中，从灌浆泵的高压橡胶管出口打出水泥浆，当打出的浆体浓度与泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，并将高压橡胶管此端接到预应力管道的灌浆管上，绑扎牢固。
关掉压浆阀，启动真空阀，当管道内的真空度达到设计要求（真空度负压保持在0.08～0.1MPa）后，启动灌浆泵，打开压浆阀开始灌浆，观察出浆端安装的透明喉管，当有浆体通过透明管时，关掉真空阀，打开排气阀，当流出排气阀的浆体稠度与灌入稠度一样时，关闭出浆端所有阀门。
灌浆泵继续工作，在不大于0.7MPa的压力下，持压1min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀，完成压浆。
压浆前应用压力水对孔道进行清洗，压力水从一端压入，从另一端排出，然后用空压机将孔道内吹干净。
压浆机安置在低点，真空机安装在高点，将管道连接好，关闭压浆机端的阀门，先由真空机将孔道抽成负压，开启压浆机开始压浆，打开阀门，浆液进入管道，此时真空机继续工作，待真空机端的连接管看到有浆液出现时，关闭真空机阀门，打开排浆阀，浆液继续压出，当排浆管排出饱和的浓浆时，压浆才算完成。
压浆操作应安排有序，不慌不乱，平稳进行。
（5）封锚
张拉、压浆工作结束后，边跨固定端要及时进行封锚，防止锚头砂浆开裂钢绞线外露锈蚀。
在固定端绑扎好钢筋后，安装用钢板及型钢加工成模板，浇筑与梁体同标号的混凝土，并用振捣棒振捣密实，覆盖洒水养生，待强度达到后拆模。
箱梁纵向束张拉、压浆结束后，移动模架主梁的卸架和行走可以与封锚工作同步进行。
有利于缩短施工时间，优化施工周期。
（6）预防滑丝和断丝的措施
在张拉过程中，由于各种原因会引起预应力筋断丝或滑丝，使预应力筋受力不均，甚至使构件不能建立足够的预应力。
因此需要限制预应力筋的断丝和滑丝数量，其控制数参见表5.10-1规定。
表5.10-1预应力张拉控制参数
序号
类别
检查项目
控制数
1
钢绞线束
每束钢绞线断丝或滑丝
1丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的比例
1%
2
单根钢筋
不允许
为此要作好如下工作：
①加强对设备、锚具、预应力筋的检查
a.千斤顶和油表需按时进行校正，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定；千斤顶的卡盘、楔块尺寸应正确，没有摩损勾槽和污物以免影响楔紧和退楔。
b.锚具尺寸应正确，保证加工精度。
锚环、夹片应逐个地进行尺寸检查，有同符号误差的应配套使用。
亦即锚环的大小两孔和夹片的粗细两端，都只允许同时出现正误差或同时出现负误差，以保证锥度正确。
c.夹片应保证规定的硬度值，当夹片硬度不足或不均，张拉后有可能产生内缩过大甚至滑丝。
为防止夹片端部损伤钢丝，夹片头上的导角应做成圆弧。
d.锚环不得有内部缺陷，锚环太软或刚度不够均会引起夹片内缩超量。
e.预应力筋使用前应按规定检查：
钢丝截面要圆，粗细、强度、硬度要均匀；钢丝编束时应认真梳理，避免交叉混乱；清除钢丝表面的油污锈蚀，使钢丝正常楔紧和正常张拉。
f.锚具安装位置要准确：
锚垫板承压面，锚环、对中套等的安装面必须与孔道中心线垂直；锚具中心线必须与孔道中心线重合。
②严格执行张拉工艺防止滑丝、断丝
a.垫板承压面与孔道中线不垂直时，在锚圈下垫薄钢板调整垂直度。
将锚圈孔对正垫板并点焊，防止张拉时移动。
b.锚具在使用前须先清除杂物，刷去油污。
c.楔紧钢束的夹片其打紧程度务求一致。
d.千斤顶给油回油工序一般均应缓慢平稳进行。
特别是要避免大缸回油过猛，产生较大的冲击振动，易发生滑丝。
e.张拉操作要按规定进行，防止钢丝受力超限发生拉断事故。
（7）安全操作注意事项
①张拉现场应有明显标志，与该工作无关的人员严禁人内。
②张拉时，千斤顶后面不得站人，以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。
③油泵运转有不正常情况时，应立即停车检查。
在有压情况下，不得随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝。
④作业应由专人负责指挥，操作时严禁摸踩及碰撞力筋，在测量伸长及拧螺母时，应停止开动千斤顶。
⑤张拉时，螺丝端杆、套筒螺丝及螺母必须有足够长度，夹具应有足够的夹紧能力，防止锚具夹具不牢而滑出。
⑥千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防支架不稳或受力不均倾倒伤人。
⑦在高压油管的接头应加防护套，以防喷油伤人。
⑧已张拉完而尚未压浆的梁，严禁剧烈震动，以防预应力筋裂断而酿成事故。
5主梁合拢段施工
5.1边跨合拢段施工
主梁合拢段长度为2m，采用吊架配重法施工。
施工前在边跨各个箱室内共加550压重，安装合拢段吊架，同时在主梁悬臂端、现浇段端头设置水箱作平衡重，合拢段两侧水箱重量为合拢段自重的一半。
安装合拢段劲性骨架并焊牢，然后在吊架上架立合拢段模板，绑扎普通钢筋，预埋预应力管道；张拉部分预应力筋，在当天最低温度情况下浇筑合拢段砼。
边浇筑边调整合拢段两侧的配重（保持单位时间模板内增加的砼重量和配重减少的重量相等），浇筑完毕后及时拉毛、养生。
吊架结构如下图所示：
待砼强度达到设计强度90%后，对称张拉2S1钢束，然后拆除劲性骨架，张拉剩余边跨合拢钢束至设计张拉力。
5.2中跨合拢段施工
边跨所有合拢钢束张拉至设计张拉力后，方可依次对MB12~MB17悬臂浇筑。
最后对中跨合拢段施工。
首先对称拆除主跨处挂篮。
安装中跨合拢段吊架，并采用800t水平推力，顶推力施加时以顶推力及位移进行双控，但以位移为主。
水平推力达到设计要求后，立即焊接合拢段外部支撑。
立模，绑扎钢筋，安装预应力管道，在当天最低气温时浇筑砼。
待砼强度达到设计强度的90%后，对称张拉2B1、2B2钢束，然后拆除劲性骨架，最后张拉中跨合拢段剩余合拢钢束至设计张拉力。
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