钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析.docx
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钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析
钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析
目录
一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺...................2
1.1搭设支架..........................................2
1.2绑扎钢筋..........................................2
1.3模板安装..........................................3
1.4浇筑混凝土（砼浇筑）..............................3
1.5预应力施工........................................3
二、钢箱梁特点及施工工艺.................................4
2.1钢箱梁工程情况....................................4
2.2施工内容简介......................................4
2.3安装施工方案......................................4
2.4钢箱梁涂装........................................6
2.5吊装设备的选择....................................8
三、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁现场实景对比.............9
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一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺
1.1搭设支架
1.1.1场地的选择
在搭设支架前需选择合适的场地，要选择平整、硬实的地基，若地基面有不够硬实的地方，则需要用砂石或灰土进行填充，然后使用机器进行推平、碾压，使原地面更平整，整体的压实度要能达到百分之九十五以上，其承载能力也不能低于200KN平方米。
之后浇筑20CM厚C20混凝土垫层，然后铺设方木。
在做所有这些工作之前首先要计算支架之间的距离，并为支架预留出基础位置。
1.1.2搭设支架
支架搭设需要的配件及操作要领要符合规范。
要能够保证支架的安全性及稳定性，因此，在搭设支架时，施工人员要特别小心谨慎，一则是为了保证施工人员的人身安全，二则是为了支架的稳定性和完整性。
因此要特别注意以下几个问题，一是搭设支架时碗口要扣紧,不使底托架空在一些关键连接处；二是在支架平台搭设完毕以后,要对支架进行不低于百分百钢箱梁自重的沙袋进行预压,以预防支架及地基的非弹性形变，尽量减少钢箱梁的下沉量，同时也可以通过预压实验得到支架的弹性变形值，为施工提供预留拱度依据，同时也为调整模板标高提供依据；三是支架的功能要多样化，高架桥的支架不仅要满足承载要求，还要能为施工人员提供作业台，并且还要能保证施工人员的人身安全；四是支架的适应能力要强，由于高架桥高度多变，弯多、坡也多，并且变化不规则，这就对支架灵活多变的技术性能提出了更高的要求。
1.2绑扎钢筋
钢筋加工最好按照设计要求在加工厂内进行，要按照要求集中弯制成型,钢筋的接头除非另有要求，一般要采用对焊接头或直螺纹连接，使用钢筋机械对钢筋进行弯曲和切断，钢筋加工完成后由专门的质量监督部门根据《公路桥涵施工技术规范》验收合格后再运送到施工现场。
绑扎时注意在侧面及钢筋骨架底部加垫块以控制混凝土保护层的厚度。
在施工时具体要注意以下几点：
第一、配送到施工场地的钢筋要存放在干燥、平整的场地。
在堆放钢筋的过程中，要做到“下垫上盖”，每一个钢筋预制件都需要加垫方木，保持钢筋干净卫生；
第二、在对钢筋进行绑扎的过程中，对于钢筋的重要部位，在必要的情况下要加马凳进行加固，防止在后期的使用过程中钢筋移位变形；
第三、密切关注每一层钢筋之间的距离，只有严格控制好各层钢筋之间的间距，那么事先设计加工好的模板才能顺利安装，避免重复施工。
同时，还可以预防漏浆，保证施工的正常进行和良好的施工质量。
第四、应力管道应严格按照设计要求进行安放，对于每一个穿好钢绞线的管道都要进行仔细的检查，以保证管道的密封性能。
这样做一方面可以保证混凝土浇筑时不会出现漏浆，同时也能保证后期的施工能够顺利进行。
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第五、要注重加强筋的布置，特别是对于弯曲管到处也要增设防爆钢筋。
要计算好张拉端和锚固端加强筋的数量及间距，间距不宜过宽，但也不能太窄，如果钢筋分布过密，混凝土浇筑时就容易产生渗漏，此时应适当调宽钢筋的间距。
1.3模板安装
模板安装是其中比较重要的一个步骤，安装前需对模板进行打磨刷模板漆，并涂脱模剂，之后将其吊到墩柱上开始安装，模板需使用正规厂家专门生产的大块钢模板，以保证其加工的精密度和高质量要求。
模板接缝最好是阴阳缝连结，此外模板的平整度、使用强度、洁净度及相互之间的连接性能都要有严格的要求。
另外，模板安装时要严格按照以下步骤进行：
第一、方木标高要预先调整好，并精确计算出预留好标高的预拱，然后进行模板的安装。
第二、对模板的表面进行仔细的检查，千万不能有任何污垢，并经常对其进行清洗和除垢，特别是对于重复使用的模板,虽然原先未使用的一面可以继续使用，但也要尽量保持模板的表面是平整、光滑并且是没有变形情况发生的。
在安装模板时，要尽量加大模板与方木的接触面积，两者之间的接缝处需要用粘性较好的双面胶带粘好固定，使得接缝完整、整齐、牢固。
第三、对侧模进行安装时要特别留意线型，并关注底板的宽度，在曲线上选择固定的间隔距离放置样点，方便工作人员观察。
第四、安装模板时要注意底模与侧模连接处的缝隙，在有需要的情况下也可在底模上用铁钉固定斜方木，以此来加固侧模，此外也可通过在斜方木与侧模之间压海绵条的方式来预防漏浆情况的发生。
同时，还要注意检查侧模与翼缘板底膜、翼缘板侧模与翼缘板底模、侧模与底模之间的间隙，要用填充物对之填充，如海绵、棉纸、塑料等，避免漏浆情况的发生。
1.4浇筑混凝土（砼浇筑）
在混凝土浇筑前要将模板里外用高压水枪配合清洗器清洗干净，以此保证模板的光洁度，这样也可保证梁体的色泽和光滑，同时也能延长模板的使用寿命，一举多得。
施工过程中对钢箱梁主要采取两次浇筑法：
一次浇筑要注意提前设置好标高钢筋头及控制底板厚度，并用点焊固定在底板钢筋上。
对底腹板进行浇筑时，应该先浇底板然后浇腹板，并严格控制好时间间隔，以腹板下底板混凝土不会上翻又不致初凝为最后。
砼浇筑过程中要配置专业平抹面工，及时对底板砼面压光、抹平。
对于腹板应分段均衡推进，分层浇筑，振捣密实。
二次浇筑顶板混凝土前应准确定位顶板高程，采用人工收面与振动导梁相结合的方式，控制好钢箱梁顶面平整度，在混凝土浇筑过程中应注意以下几个方面：
第一、浇筑混凝土过程中应配合振捣，但振捣时要把握好时间和方位，不能振坏事先设置好的模板和预应力管道。
第二、对混凝土浇筑和振捣的过程中应密切注意观察模板，如有渗漏现象发生要立马进行处理，保证清水砼的色泽美观和质量标准。
第三、混凝土浇筑完成后，要定期进行养护，防止因为环境原因而出现混凝土的干裂现象，保持混凝土的正常强度。
1.5预应力施工
这是一项极为细致和要求极高的作业，也是最容易出现问题的一道工序，所以应保证之
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前每一道工序的正常施工，能为此道工序的施工创造良好的条件，反之，任何一道工序出现问题，都会给此道工序带来极大的不确定性。
在预应力施工过程中应注意以下几个问题：
第一、保证安全作业。
张拉前在千斤顶尾部放置木板，防止钢绞线或夹片断崩伤到施工人员。
第二、压浆前清洗管道，并将管道内的积水清理干净，确保管道畅通。
第三、做好数据记录。
每一处钢绞线的张拉数据都要详细记录，一旦出现问题，能够用记录数据对问题进行分析判断，并及时解决。
施工阶段是决定高架桥质量的重要环节，但这个阶段复杂多变，影响因素众多，劳动投入量大，因此应加强施工技术的要求，完善高架桥钢箱梁施工技术是重中之重。
二、钢箱梁特点及施工工艺
2.1钢箱梁工程情况
钢箱梁制作安装工程的位置一般为无法断行封闭施工的交通枢纽处，钢箱梁横跨十字路口，其桥跨布置一般大于40m。
箱梁的截面一般为单箱四室，结构特点为盖板（顶、底板）包腹板，其中腹板上下主角焊缝要求全熔透。
在腹板两侧设有悬臂挑梁，箱型桥面的顶板通长纵向设置U形加劲肋，底板设置I形加劲肋，横隔板在箱室内按3.0m间距均布。
2.2施工内容简介
现场施工主要包含现场吊装和工地连接两大部分。
根据钢箱梁的结构形式和现场安装条件的限制，拟采用搭设临时支架，通过汽车吊完成节段的吊装。
现场测量人员对节段按照设计线形进行定位调整，节段调整就位后完成现场连接和涂装工作。
具体的现场施工内容如下：
施工临时设施如临时支架等的搭设及拆除工作；
钢箱梁运输节段现场吊装定位、焊接等相关工作；
钢箱梁焊接完成后的焊缝修补及最后一道面漆补涂工作。
2.3安装施工方案
一般采用50t汽车先吊安装临时支墩，用φ630×8钢管作墩身，钢管间采用L75*6角钢进行横向及纵向连接，柱顶采用30b工字钢作为横向分配梁，整个钢管墩形成整体稳定结构；在分配梁上搭跳板作工作平台，预留施工作业空间确保安全架设。
节段的划分：
横桥向一般设置6个节段，顺桥向每隔20m左右设置一个节段。
采用200t汽车吊安装钢箱梁节段，从低向高根据工艺节段的划分，依次安装各节段；确保吊装工作顺利进行。
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安装施工流程如下图所示：
安装施工流程图
2.3.1、吊装施工准备：
（1）、吊装前，运输节段拼装焊接完毕，并且检验合格。
（2）、吊装前，吊机所行走的路线和支车的位置必须压实平整好，以确保吊装
的顺利进行，吊机吊装工作范围内的障碍物必须预先清除。
（3）、吊装施工时使用的钢丝绳、索具、道木等应该准备齐全，并达到施工使用要求。
（4）、吊装前，安装施工人员根据墩身的实际尺寸，对吊装施工中垂直空间内。
影响和阻碍吊装的物体拆除清理干净。
（5）、吊装前，根据现场实际情况和施工机械的现状，编制合理吊装施工方案。
组织参加作业的施工人员对方案进行学习，掌握吊装方法和技术要求。
（6）、钢箱梁的现场组拼和运输，钢箱梁现场组拼根据就近原则，并短途运输到履带吊作业半径内待命。
2.3.2、吊装施工步骤
（1）、箱体就位
先将两边箱体置于支墩上，使其横、纵基线在无日照影响的条件下与支墩上的基线精确对正，将其固定，定位时两纵基线之间要精确预留焊接收缩量。
（2）、交替组焊横纵梁
以底板的横基线和支墩的纵基线为基准，由近塔向远塔依次交替组焊横梁单元。
组装定位时，要精确核对基准线确定横纵梁的位置，并用经纬仪检查横纵梁直线度，合格后焊接横梁下盖板与平底板的对接焊缝，采用背面陶制衬垫，单面焊双面成型焊接方法。
（3）、组焊横梁上顶板
组装顶板板块，施焊纵向对接焊缝。
组装顶板时应注意：
保证横梁腹板和预先焊在顶板上的上接板的对正精度；并用水准仪监控顶板高程。
顶板接板与横梁腹板的水平劲板为熔透角焊缝焊接，采用背面清根的焊接方法。
（4）、组焊挑臂梁
挑梁就位后顶板对接，挑梁加劲肋与外腹板为熔透角焊缝焊接，采用背面清根的焊接方法。
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（5）、梁段间环焊缝焊接。
2.4钢箱梁涂装
钢箱梁涂装前应对其表面进行除锈处理，除锈应采用喷丸或抛丸的方式进行，除锈等级达到S2.5级，表面粗糙度Rz应达到30~75um。
钢箱梁外表面直接暴露于大气中，表面涂装耐久性要求不小于15年，采用涂层配套体系中的05标准，钢箱梁内部防护采用不抽湿系统涂装方案，钢箱梁封闭环境内涂层配套体系中S13标准，钢箱梁表面采用涂层配套体系中S16标准，涂装部位的涂层配套体系按设计要求施工。
2.4.1、钢结构表面处理
结构处理采用手工打磨或气动工具打磨，主要包括以下一些内容：
去除飞溅和焊豆，并打磨平整；对粗糙的焊缝、毛刺打磨平整；对表面缺陷，如起鳞等，打磨平整；自由边、角打磨R2圆弧。
对有标记和油污的构件表面用有机溶剂进行清洗，清洗至无油、无水、无污物。
处理后的表面应清理干净，注意保护，防止二次污染。
2.4.2、涂料、磨料的进厂要求
进场的涂料应具有产品合格证或出厂检验证明，有复验要求的涂料依据相关复验要求进行复验，复验合格才能使用。
磨料的检验和保存：
钢表面清理用磨料应使用符合规范的钢砂或铜矿砂。
磨料应清洁、干燥，砂粒度0.7～1.4mm。
使用过程中定期对磨料进行检查，并采用过筛，除灰、补充新砂处理，以保证表面处理的要求。
2.4.3、涂装的备料、运输、保存
涂料的备料：
所有进场涂料产品应该具有相关产品合格证并提供有资质的检测单位出具的性能检测报告。
涂料的封装和运输：
所有涂料应装在密封容器内，容器的大小应方便运输。
每个容器应在侧面粘贴标签，包括牌号、颜色、批号、生产日期和生产厂家。
涂料的保存：
所有涂料应储存在3～40°C的环境中，并注意环境通风。
2.4.4、涂装施工流程
（1）、钢结构外表面（不含顶板上表面）
喷砂除锈（Sa2.5）→清砂除尘→检查报验（不合格则返工）→喷涂环氧富锌底漆→检查报验（不合格则返工）→喷涂环氧云铁中间漆→检查报验（不合格则返工）→喷涂第一道脂肪族聚氨酯面漆（工厂）→检查报验（不合格则返工）→桥位喷涂第二道脂肪族聚氨酯面漆（工地）→检查报验（不合格则返工）→养护
（2）、主体钢箱梁内表面
喷砂除锈（Sa2.5）或手工机械除锈（Sa2.5）→清砂除尘→检查报验（不合格则返工）→喷涂环氧富锌底漆→检查报验（不合格则返工）→喷涂环氧厚浆漆→检查报验（不合格则返工）→养护
（3）、钢箱梁顶板上表面（桥面）
手工机械除锈Sa2.5→清砂除尘→检查报验（不合格则返工）→喷涂环氧富锌底漆→检查报验（不合格则返工）→养护
2.4.5.涂料施工要求
试喷：
正式涂装前应试喷涂料，掌握温度，黏度、走枪速度等对涂装质量的影响，取得经验；
喷漆前准备：
准备喷枪，调整漆雾，搅拌油漆，除去被涂表面的灰尘和异物；
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喷涂方式：
准备喷枪，调距物面适当；先喷上面后喷下面，先难后易；压盖1/3-1/2压盖应均匀；防止流挂、超薄和干喷，允许少量流挂，超薄可以补喷，干喷应返工；
自检喷涂质量：
喷涂一个区段后，用眼观察湿膜，如湿膜湿润、丰满、有光泽，喷涂质量好；如湿膜光泽差、有粗糙感，则喷涂不均匀并且偏薄；可用湿膜测厚计帮助掌握厚度；
补偿喷涂：
在光泽差、有粗糙感的地方，可补喷加厚；干膜超薄的地方，在喷涂下一道漆时可加厚补偿；
清洗用具：
用少量相应稀料清洗喷具，至少清洗三次，用过的稀料可重复使用。
施工环境温度为5-38°，除有特殊要求外，相对湿度不大于80%，雨、雾、雪和沙尘等恶劣天气下，不得进行露天施工。
（1）、涂装底漆
预涂装，对焊缝、边角等不易涂装部位或难以保证厚度的部位，采用刷涂进行预涂装。
涂装应均匀，不得漏涂。
施工时应均匀涂覆，压盖1/3-1/2，压盖要均匀，先难后易，分片涂装。
喷涂时行枪速度要均匀，喷枪与工作距离要适当。
底漆喷涂作业完成后，进行自检，漆膜应形成均匀、完整的连续膜。
对漆膜存在漏涂、裂纹、气泡等影响防护质量缺陷的部位，进行重新涂装作业。
允许少量流挂。
底漆涂层干燥后，测量底漆的干膜厚度，干膜总厚度必须达到或超过规定的厚度。
对于局部厚度不足的部位，进行补涂，直到厚度达到要求。
（2）、涂装中间漆
涂层检查，上道涂层应完全实干，漆膜平整。
预涂装，对焊缝、边角等不易涂装部位或难以保证厚度的部位采用刷涂进行预涂装。
涂覆应均匀，不得漏涂。
中间漆涂装作业完成后，进行自检，漆膜应形成均匀的没有空隙的连续膜。
对漆膜存在漏涂、裂纹、气泡等影响防护质量缺陷的部位，进行重新涂装作业。
涂膜要求平整光滑，对漆膜存在漏涂、裂纹、气泡等影响防护质量的缺陷的部位，进行重涂作业。
允许少量流挂。
涂层干燥后，测量涂层的干膜总厚度，干膜总厚度必须达到或超过规定的厚度。
对于局部厚度不足的部位，进行补涂，直到厚度达到要求。
（3）、涂装面漆
涂层检查，上道涂层应完全实干，漆膜平整光滑（如果有少量流挂，应打磨平整），如果时间间隔超过7天，底层表面用细砂打磨成微毛面。
预涂装，对焊缝、边角等不易涂装部位或难以保证厚度的部位采用刷涂进行预涂漆。
涂覆应均匀，不得漏涂。
涂装作业完成后，进行自检，漆膜应形成均匀的没有空隙的连续膜。
对漆膜存在漏涂、裂纹、气泡等影响防护质量缺陷的部位，进行重涂作业。
涂层干燥后，测量干膜总厚度，干膜总厚度必须达到或超过规定的厚度。
对于局部不足部位，进行补涂，直到厚度达到要求。
2.4.6、涂装检查
（1）、涂层表观检验
涂层表观要求漆膜连续、平整，颜色一致且符合设计要求。
涂层表观质量检验采用目视法。
涂料涂层应均匀、细致、光亮、完整和色泽一致，不得有粗糙不平、漏漆、错漆、皱纹、针孔及严重流挂等缺陷。
（2）、涂层厚度检测
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使用磁性测厚仪检测干膜厚度，按规定进行。
测量厚度时，以构件为一个测量单元，大构件以10㎡为一个测量单元，每个测量单元至少先取三处基准面，每个基准面测量5个点，取算术平均值，其中，90%的测量点厚度应符合要求，其余测量点的厚应度不低于本规程规定值的90%，涂层厚度应符合本规程要求。
2.4.7、涂层养护
涂装完成后，涂膜需经过规定的养护时间后方可投入使用。
养护期间，涂膜没有完全固化，要避免吊装，碰撞等容易造成涂膜损伤的行为，并且需要避免淋雨或者直接浸水以及接触其它腐蚀介质。
2.4.8、现场清理
构件在工厂涂装完成后进行验收，对存在污染或破坏的涂层进行清理，修补。
对涂层表面的污物必须用清水冲洗干净，有油污的地方必须用清洗剂，彻底除油。
对于被破坏涂层修补按照与原涂装方案相同工艺进行，确保构件架设时涂层完好。
2.5吊装设备的选择
2.5.1、吊装机械的选定与计算
正确合理的选择吊装机械是保证安全作业，提高工作效率的重要前提，我们以两台吊车配合吊装，按最重节段约为50吨的钢梁考虑，单台吊车承重约25t，假设就位高度约为9米；结合现场作业条件，我们将对吊装机械作出如下选定。
吊装机械主要是保证桥梁在一定重量下起升、旋转、变幅的安全，我们选择两台200吨汽车吊吊装作业的方法进行施工比较，技术合理、安全可靠、经济可行。
200t汽车吊工作半径12m的起重能力为36t，两台吊车约72t。
工作起重重量G=K1*（G0+G1）=1.1*（25+2）t=29.7t<36t其中：
K1为动载系数G0为钢梁重量G1为吊索具重量
根据计算结果可知200t汽车吊吊装符合吊装要求。
2.5.2、主要施工设备材料表：
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2.5.3、安装施工焊接方案
（1）焊接方法
a、定位焊采用手工焊或CO2气体保护焊。
b、顶板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面。
c、平底板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面。
斜底板对接焊缝全部采用CO2气体保护焊。
d、边纵腹板对接、中纵腹板对接焊缝采用CO2气体保护焊。
（2）焊接顺序
a、挑臂梁、中间箱体就位后，先将横梁和箱体焊接在一起，而后将箱体与挑臂梁焊接在一起，两侧对称施焊。
b、环焊缝从桥中轴线向两侧对称施焊顶、底板、边纵腹板和中纵腹板焊缝。
c、待环焊缝外观检验、无损检测和产品试板都合格后组焊底板、斜底板、中纵腹板加劲肋嵌补件。
2.5.4、关于钢箱梁分段以及架设顺序的方案
根据运输条件和现场施工场地的限制，将钢箱梁分为若干个节段，钢箱梁节段在厂内在胎架上预拼装，待运至工地后直接吊装至相应节段支架上吊装。
三、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁现场实景对比
钢箱梁加工基地场景预应力现浇箱梁施工场景
钢箱梁加工数控车间预应力现浇箱梁加工车间
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钢箱梁单元制造实景预应力现浇箱梁钢筋绑扎实景
钢箱梁模板标高实测实景预应力现浇箱梁模板标高实测实景
钢箱梁构件存放实景预应力现浇箱梁模板存放实景
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钢箱梁预拼实景
钢箱梁焊接实景
预应力现浇箱架体搭设实景预应力现浇箱焊接实景11
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