支架现浇预应力混凝土桥梁施工技术质量通病与防治.docx

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支架现浇预应力混凝土桥梁施工技术质量通病与防治

支架现浇预应力混凝土桥梁施工技术

质量通病与防治措施

2011．4

一、支架现浇预应力混凝土桥梁施工过程中质量控制的特点

1.预应力混凝土桥梁施工过程中的特点

1）预应力混凝土桥梁施工过程中的受力特点

A.成桥后：

混凝土与预应力共同受力（设计计算值）

B.成桥前：

从钢筋混凝土—预应力混凝土的过程

C.施工中：

混凝土与预应力分阶段受力（施工控制值）

D.静定体系与超静定体系在施工中的特点

●支座沉降位移

●环境温度变化

●预应力施加

2）预应力混凝土桥梁施工过程中的工艺特点

A.不同结构类型桥梁的施工其施工工艺不同

●简支板梁桥

●等截面连续梁桥

●变截面连续箱梁桥

●变截面连续刚构

●拱桥

●梁拱组合体系桥

●斜拉桥

●悬索桥及自锚式悬索桥

B.同类型的桥梁不同的施工方法其施工工艺不同

●支架现浇法

●预制安装法

●挂蓝悬臂浇筑法

●挂蓝悬臂拼装法

●转体施工法

C.分部、分项施工环节多、工序复杂

D.材料、施工工艺、环境等影响因素多

3）预应力混凝土桥梁施工过程中的质量特点

A.质量问题的不可逆转性

B.工序间质量问题的可传递性

2.预应力混凝土桥梁施工过程中的质量依据

1）中华人民共和国行业标准

公路桥涵设计规范（JTGD62-2004）

2）中华人民共和国行业标准

公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）

3）中华人民共和国行业标准

公路工程质量检验评定标准（JTJ071–98）

4）中华人民共和国行业标准

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JTJ130-2011）

5）中华人民共和国行业标准

建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JTJ166-2008）

二、支架现浇预应力混凝土桥梁施工技术

根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）第15章对钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥施工的要求一般规定：

1、用以施工的所有临时性承重结构均应进行设计计算，确保施工过程有足够的强度刚度和稳定性，且变形值应在允许范围内；

a）轴心拉压构件的强度计算：

σi=N/Aji=【σi】

b）轴心拉压构件的稳定计算：

σi=Ni/фAji=【σi】

c）受弯构件的强度计算：

σW=M/Wji=【σW】

2、临时承重结构的地基及基础的设计应及时书面报监理工程师审查签认批准后方可施工；

a）地基承载力的强度验算：

σD=P/Aj=【σD】

在支架上浇筑梁式桥的技术要求：

1.支架应稳定，强度、刚度的要求应符合第九章9.2.3及9.2.4条的规定；

稳定要求：

支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。

当验算模板及其支架在自重和风荷载等作用下的抗倾覆稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3；

支架受压构件纵向弯曲系数可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JGJ025）进行计算；

2.支架的弹性、非弹性变形及基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求；

3.整体浇筑时应采取措施，防止梁体不均匀下沉产生裂缝，若地基下沉可能造成梁体混凝土产生裂缝时，应分段浇筑。

支架现浇结构

1.支架的选择

支架基础的下沉量的确定关系到支架的预留高度及根据下沉后的影响采取的混凝土浇筑措施。

同时也关系到支架类型的选择

1）基础沉降的类型

基础的总沉降值ΔH=ΔHI+ΔHC+ΔHS

a）ΔHI——瞬间沉降，是应力差所造成的剪切变形，无体积变化，加上荷载后，沉降立即完成，在饱和粘土中，则是孔隙水尚未挤出时的变形，故可用弹性理论计算；

如铁木辛柯理论计算：

ΔHI=Qb〔（1-μ2）/EI〕IW

b）ΔHC——固结沉降，是一种随时间增长的沉降，完成沉降所需的时间，往往需要几年甚至几十年，所需时间主要取决于孔隙水的挤出速度固结沉降量则是地基渗透固结终止的变形，故徐用固结理论进行计算；

c）ΔHS——蠕变（次固结沉降），是一种孔隙水全部挤出，孔隙压力消散至零后的变形，常用对数直线法进行计算；

因此，可以看出，在砂性土中ΔHI起主要作用；

而在其它类型土中ΔHIΔHCΔHS都起作用；

在含有较多有机物的淤泥质粘土中ΔHI更不能忽略；

实际施工中一般采用预压的办法解决沉降问题。

2）支架类型的选择

A.针对工程地质的实际选用支架类型：

●满堂支架：

砂性土、粘性土一般宜采用；

●少支架：

含有较多有机物的淤泥质粘土中采用；

B.支架的设计：

按

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JTJ130-2011）

建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JTJ166-2008）

进行

2.地基基础处理

地基处理深度一般以附加应力达到地基自重应力的20％，与计算地基沉降的计算深度一致；

1）一般地基基础处理

●原状土清表翻松25cm碾压（压实度85％）

●50cm5％灰土（压实度90％～93％）

●10cm～15cmC20混凝土

2）沟塘类地基基础处理（适用淤泥厚度较小）

●抽水、清淤

●换填素土碾压（压实度85％）

●50cm5％灰土（压实度90％～93％）

●10cm～15cmC20混凝土

3）软土地基基础处理

（建议尽量改用支架类型进行处理）

●抛石挤淤

●井点降水

●打桩（石灰桩、砂桩等）

●注水泥浆

4）结构物四周回填基础处理

●回填土厚度控制≯30cm（分层厚度及分层碾压厚度）

●回填土密实度控制＞90％

●50cm5％灰土（压实度90％～93％）

●10cm～15cmC20混凝土

5）地基基础处理表面的硬化与防水处理

●C20混凝土表面硬化厚度：

（10cm～15cm）

●混凝土表面硬化横坡：

1.5％或与桥面横坡一致

●表面硬化投影面积外（1.0m～1.5m）设置纵向排水沟

●一定距离设置集水坑

3.支架搭设与支架预压

1）满堂支架设计

●支架纵向间距：

一般为90cm，横梁部分加密为60cm；

●支架横向间距：

一般为90cm，腹板部分加密为60cm；

●横杆步距设置：

一般为120cm，紧挨顶托一节为60cm；

●支架底托设置：

≯20cm

●支架顶托设置：

≯60cm

●支架扫地杆的设置：

≯30cm

●支架剪刀撑的设置：

✧纵向剪刀撑的设置：

间隔4m～6m一道；

✧横向剪刀撑的设置：

间隔4m～6m一道；

✧水平剪刀撑的设置：

＜6m设两道

＞6m设三道

要求：

剪刀撑与地面的夹角为45°～60°；

●支架抛撑的设置：

弯道桥可设抛撑平衡水平力

并要求在弯道处加密横向剪刀撑

2）满堂支架搭设

●支架材料的检查

●搭设过程中的检查与控制

●搭设后的验收

3）支架预压

●预压荷载的确定：

混凝土一次浇筑预压120°；

●预压方式的确定：

视结构实际情况而定；

●预压结束的确定：

（连续7天，最后3天总沉降≯3mm）；

●预压过程中的注意事项：

（测点的布设，支架沉降的观测）；

支架预压的目的：

◆通过预压检查支架的强度、刚度与稳定；

◆找出支架的弹性变形与非弹性变形为确定立模标高做准备；

4.支座安装

1）桥梁设计中的纵横坡的检查

2）支座类型的检查

3）支座安装过程的检查

4）固定支座

5）单向滑动支座

6）双向滑动支座

7）支座设偏量的检查

8）支座的临时锁定

5.模板安装

1）模板的设计：

桥规第9.2.4规定

●验算模板支架及拱架时其变形值不得超过下列数值：

●结构表面外露的模板，扰度为模板构件跨度的1/400；

●结构表面隐蔽的模板，扰度为模板构件跨度的1/250；

●支架受载后扰曲的杆件，其弹性扰度为相应跨度的1/400；

●钢模板的面板变形为1.5mm；

●钢模板的钢棱和柱箍变形为L/500和B/500；

模板面板、支撑钢楞、对拉螺栓、钢柱箍及模板支柱的计算按9.2章节有关规定进行；

2）模板的检查与清除

3）模板的安装

4）立模标高的调整与确定

f＝f设+f预+f弹+（经验值）

按上式以墩顶支座为起点按二次抛物线分配到梁下缘

5）立模过程中的控制

6.钢筋绑扎

7.混凝土浇筑

1）混凝土配合比设计

●混凝土强度设计：

高性能混凝土要求：

早强：

7天强度达到90％以上

水胶比：

0.24～0.38

水泥用量：

≯500kg

低砂率：

控制在28％～34％之间

高效减水剂：

0.5％～1.8％

低坍落度：

8～12

●混凝土的缓凝设计：

混凝土浇筑的速度与浇筑设备故障

2）混凝土布料设计：

均匀以工人不赶料为原则

3）混凝土浇筑工艺设计

公路桥涵施工技术规范中实施手册中明确要求：

混凝土可一次浇筑也可分次浇筑，混凝土浇筑是自箱梁最前端，通过内膜天窗浇筑一段底板混凝土，待底板混凝土开始初凝时自开始浇筑的底板上浇筑腹板混凝土，约为底板长度的一半时，便开始浇筑顶板混凝土；

从目前施工的实际情况按上述要求进行施工仍有风险因此对混凝土浇筑必须设置浇筑程序：

●纵向（纵桥向）应先跨中后墩顶，墩顶左右3m复振

●横向（横桥向）先翼板后顶板再腹板

●竖向先底板后腹板再顶板

8.混凝土养生

1）冬期养生：

蓄热养生，温度、湿度都必须保证

2）高温期养生：

洒水养生，混凝土浇筑后以手指触摸不粘手为准；

●夏季：

洒水为主要原则；

●春、秋季大风：

保水、保湿为主要原则；

9.预应力施加

1）张拉力修正

2）预应力筋伸长值修正

3）单束预应力张拉程序的设计

4）预应力张拉设备的准备

5）混凝土强度、弹性模量的检查

6）预应力张拉中的伸长值量测

7）多束预应力张拉程序的设计

●普通钢筋混凝土横梁：

✧先张拉腹部预应力束

✧后张拉顶板预应力

✧再张拉底板预应力束

●预应力混凝土横梁：

先张拉部分横梁预应力束再张拉部分纵向预应力束，交替进行直到预应力全部张拉完成

8）预应力张拉过程中的防止梁体裂缝产生的技术措施

●张拉前检查混凝土的强度弹性模量及养护龄期

●张拉前检查解除支座的临时锁定

●张拉中边张拉边松边跨支架

10.预应力孔道压浆

1）孔道压浆的基本目的

●防止预应力筋的腐蚀

●为预应力筋与混凝土之间提供有效的粘结

2）孔道压浆的基本要求

●使用符合规范的合格材料（水泥、水、外加剂）和压浆设备；

●水泥浆的性能必须保证（水灰比泌水率膨胀率及稠度）而宜采用专用膨胀剂；

●保持孔道内完整与清洁，孔道内无阻塞，相邻孔道不串通，压浆前用压缩空气或高压水进行检查；

3）孔道压浆的基本方法

●孔道压浆顺序：

直线段孔道应先下层后上层

●曲线段孔道应从最低点的压浆孔道压入，并从最高点的排气孔排气与泌水

●对竖直孔道应从最低点的压浆孔道压入，并从最高点的排气孔排气与泌水

●控制好压浆的压力与速度：

●一般情况下压力为0.5～0.7MPa，最高压力宜为1.0MPa；

●正常条件下，压浆的速度为5～15m/min，对竖直孔道取低值

●对长或大的钢束可取高值，在高温炎热的气候条件下可能需要更高的温度；

11.拆模与落架

1）拆除期限的原则规定

模板和支架的拆除期限应根据结构物的特点、模板部位和混凝土所达到的强度决定。

A.非承重侧模板：

一般在混凝土强度在2.5MPa时方可拆除；

B.芯模和预留孔道内模：

应在混凝土强度能保证其表面不发生坍塌与裂缝现象时方可拆除；

C.钢筋混凝土结构的承重模板支架：

应在混凝土强度能承受其自重力或其他可能的荷载时方可拆除。

●当构件＜4m时，混凝土强度达到设计