30预应力混凝土连续梁刚构合龙段及体系转换施工工艺doc.docx

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30预应力混凝土连续梁刚构合龙段及体系转换施工工艺doc

预应力混凝土连续梁（刚构）合龙段及体系转换施工工艺

1前言

近年来，预应力混凝土连续梁（刚构）在国内外得到了广泛的应用，其主梁一般情况下均采用悬臂浇筑法施工。

基于悬臂浇筑法施工的原理，预应力混凝土连续梁（刚构）被划分为0#段、悬臂浇筑段、边跨现浇段及边（中）跨合龙段，其中的合龙段施工方案、施工工艺及体系转换是连续梁（刚构）施工的重难点之一，其施工质量将直接影响全桥的施工质量和结构安全。

合龙段长度一般1.5m～2.0m，但受到施工场地条件、支座安装和边跨现浇段施工的影响，其施工有一定技术难度，本标准施工工艺即针合龙段及体系转换施工存在的技术难点而编制的标准工艺。

2工艺特点

（1）充分考虑了合龙段和体系转换阶段桥梁结构的受力特点，合龙段劲性骨架和临时预应力索、临时支座设计合理，施工质量可靠。

（2）合龙段施工支架可考虑利用挂篮或搭设落地支架方案，根据现场实际情况灵和选择，施工方便。

（3）模板可利用悬灌段施工的外侧模和底模，仅内模可能受横隔板的影响需另行加工模板，施工费用低。

3适用范围

本标准工艺适用于所有预应力混凝土连续梁（刚构）的合龙段及体系转换施工。

4工艺原理

本标准工艺工艺原理为：

根据预应力混凝土连续梁（刚构）结构设计情况，将合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座等结构与桥梁墩、塔、斜拉索及梁部结构一起建立计算模型，综合分析合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座等结构的最不利受力情况，据此进行其结构设计和施工；合龙段施工支架根据现场实际情况灵和选择挂篮或搭设落地支架方案；模板除内模外均悬灌段施工的外侧模和底模；按照等载替换原则配置换重荷载；在设计规定的温度范围进行合龙段劲性骨架和混凝土浇筑施工；按照设计要求的程序进行体系转换施工。

5合龙段及体系转换施工设计与检算

合龙段及体系转换施工设计与检算的内容主要包括合龙段劲性骨架、临时预应力索、换重设计和墩顶临时固结（临时支座）以及支架、模板系统等部分内容。

5.1设计与检算依据

（1）桥梁结构设计文件；

（2）总体施工技术方案；

（3）现行钢结构设计与施工技术规范；

（4）现行桥梁结构设计与施工技术规范；

5.2设计与检算方法

5.2.1合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座设计与检算

受温度应力的的影响，合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座设计与检算很难准确，必须根据预应力混凝土连续梁（刚构）结构设计情况，将合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座等结构与桥梁墩、塔、斜拉索及梁部结构一起建立计算模型，结合环境温度监测情况综合分析合龙段劲性骨架、临时预应力索、临时支座等结构的最不利受力情况（包括边、中跨合龙口轴力、剪力和弯矩值，以及临时支座承受的最大不平衡弯矩值），据此进行其结构设计和施工。

预应力混凝土连续刚构桥不必考虑临时支座。

一般情况下，可委托桥梁监控单位或设计单位负责该项工作。

5.2.2合龙段换重设计与检算

（1）边跨合龙段换重设计与检算

当边跨合龙段落地支架上进行时，可不考虑换重；当边跨合龙段采用吊架合龙或挂篮时会造成边中跨荷载不对称，此时边中跨受力不对称，这时不仅要考虑换重的重量，还要考虑加设配重。

加设配重量计算为：

加设配重量（G）=中跨挂篮重量-边跨挂篮重量或（吊架重量）+其他原因引起的额外配重；换重重量计算为：

换重重量（G）=合龙段混凝土引起增加的悬灌段重量+临时施工施荷载。

（2）中跨合龙段换重设计与检算

若采用挂篮进行中跨合龙段施工，需将另一套挂篮拆除或后移；若采用吊架合龙，需将挂篮拆除或对称后移。

总之，无论采用挂篮合龙或吊架合龙，中跨合龙段施工一般只需换重，不需要加配重，当然，必须保证标高控制在规范允许范围内，否则，为调整线形需要时应增加配重。

换重重量计算为：

换重重量（G）=合龙段混凝重量÷2。

以上算式适用于换重重量放置位置靠近合龙段，并且重量加在桥轴线上。

如换重重量放置位置远离合龙段，那么换重重量需重新计算。

5.2.3合龙段支架、模板设计与检算

合龙段支架和模板系统设计与边跨现浇段基本相同，可参照边跨现浇段施工工艺，此略。

6合龙段及体系转换施工工艺流程及操作要点

6.1施工工艺流程

连续梁（刚构）合龙段及体系转换施工顺序一般是：

先边跨、后中跨，最后进行体系转换；当边跨现浇段采用挂篮悬浇时，施工顺序为：

先中跨、后边跨，最后进行体系转换。

体系转换施工主要包括滑动支座约束解除、临时支座拆除（预应力混凝土连续刚构桥无临时支座）和后期预应力张拉等内容，其施工顺序应严格按照设计文件规定进行。

边跨、中跨合龙段施工工艺流程见图1：

图1 边跨、中跨合龙段施工工艺流程图

6.2施工操作要点

6.2.1施工准备

合龙段施工前应积极做好各项准备工作，包括技术准备（施工技术方案编制及报批、技术交底和施工测量等）和施工组织准备（施工人员安排、设备及物资准备及进度安排）以及各项施工预案编制等。

6.2.2合龙段施工前的施工量测

在最终的合龙段施工技术方案确定前，应安排专人负责进行环境气温监测、合龙口空间变形（纵、横、竖向）监测以及关键控制截面应力监测，以此确定最终的合龙段施工技术方案。

6.2.3挂篮就位或支架安装

（1）边跨合龙段施工

采用挂篮作为合龙段施工支架时，在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道，待悬灌完成后即可将挂篮走行就位并锚固好；采用落地支架施工合龙段时，支架地基处理、搭设可参照边跨现浇段落地支架施工。

（2）中跨合龙段施工

中跨合龙段施工一般采用挂篮作为合龙段施工支架，在最后一个悬灌段施工时应注意预留孔道，待悬灌完成后即可将一个挂篮后退或拆除，另一个挂篮走行就位并锚固好。

6.2.4模板安装

（1）底模系统安装

采用挂篮作为合龙段施工支架时，底模系统直接利用悬灌段施工的底模系统，随挂篮一起就位；采用落地支架施工合龙段时，底模系统一般采用木模结构（胶合板面板+方木加劲肋+分配梁），人工由下至上安装。

（2）外侧模系统安装

外侧模系统一般情况下直接利用悬灌段施工的外侧模系统，随挂篮一起就位。

（3）内模系统安装

内模系统在底、腹板及横隔墙钢筋、预应力管道安装完成后进行，一般采用组合钢模与木模相配合的结构，在进行安装时应注意加固，尤其时斜腹板的加固，如加固不到位，有可能造成模板上浮。

6.2.5合龙段钢筋及预应力管道安装

合龙长度设计一般为1.5～2m，其结构尺寸复杂、钢筋、预应力管道、预埋件较多，为了保证其施工质量，必须按照制定好的工序及工艺进行实施：

（1）钢筋加工制作及安装严格按设计和施工规范要求进行施工。

（2）波纹管制作和安装

波纹管制作和安装在以下几个方面应特别注意：

1）布置波纹管时首先用钢筋加工井字架作为波纹管的定位架，纵、横向位置按设计图纸所尺寸定位，波纹管中穿内衬尼龙管，为保证波纹管的成孔质量，在浇筑混凝土时派专人来回拉动内衬管；

2）在波纹管接头处一定要将波纹管接口剪平后外套接头管，用胶带裹紧，以防止漏浆或在穿束时引起波纹管翻卷导致管道堵塞；

3）浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形，由其是接头处是否密封好；

4）浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管，以防损坏波纹管，造成漏浆堵孔。

6.2.6合龙段配重、换重施工

合龙段配重和换重施工应在劲性骨架锁定和临时预应力索张拉前进行。

配重和换重一般均采用水箱或砖砌水池装水，便于加载和卸载计量；也可以采用混凝土块或钢材，但应注意准确计量。

采用水箱加水换重具体方法为：

在劲性骨架锁定前，在梁端加设水箱与合龙段混凝土换重（每端水箱装水重量与吊点承受的重量一致，水箱重心位置与吊杆合力作用点重合）。

在浇灌合龙段混凝土时,根据混凝土浇筑量,边浇筑混凝土边放水，放水速度根据混凝土浇筑速度而定，原则是使同一时段内浇筑的混凝土重量尽可能与放出的水重量相等（灌注混凝土前先要在水箱上作好标志，以便控制放水量，放水量与合龙段混凝土浇筑量相差不超过5吨）。

通过水箱放水使合拢段两端悬臂在混凝土浇灌过程中受力保持一致,从而使合龙段两边悬臂高差始终保持不变，尽可能避免因施工原因而使结构引起附加应力,实现“无应力”合龙。

边跨合龙采用挂篮合龙时由于中跨挂篮与边跨的重量可能不一致，此时应根据实测标高及边中跨挂篮的重量经过计算在边跨应加配重，配重加设完成后重新测量标高，标高确定后再根合龙段混凝土的重量确定需要加设的换重重量。

边跨合龙采用落地支架时，由于合龙段混凝土的重量直接由支架传递给地面，对梁部线形无影响，不必考虑换重。

6.2.7合龙段劲性骨架安装及临时预应力束施工

合龙临时锁定有两个步骤：

首先是焊接锁定劲性骨架，然后张拉临时预应力束。

劲性骨架用来连接两端梁，保证合龙段净空，防止在浇筑合龙段混凝土的过程中及合龙段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动，同时用来抵抗合龙段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而起的竖向剪应力。

由于劲性骨架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力低，故采用临时预应力来抵抗合龙段两端梁体因温度降低收缩而在合龙段混凝土中产生的拉应力。

临时预应力竖一般采用设计的正式的合龙段预应力束。

根据混凝土因温度降低而产生的拉应力确定每根束临时张拉预应力，临时预应力束张拉力未达到设计张拉力，待合龙施工完成、合龙段混凝土强度达到设计强度后，再将其补拉至设计吨位。

劲性骨安装时应注意以下事项：

（1）合龙前几天连续观测昼夜温度变化、合龙口高程变化、合龙口长度变化，确定温度变化与高程、长度的关系，选定适当的安装时间。

（2）安排技术水平高的焊工负责焊接，确保劲性骨架焊缝质量。

（3）认真做好施工组织，尽量缩短劲性骨架的安装时间。

6.2.8合龙段混凝土施工

（1）合龙段混凝土配合比设计

合龙段混凝土强度设计要求一般与其它悬灌节段强度一样，但是为了保证合龙段的施工质量，一般情况下合龙段的混凝土强度等级实际施工中要提高一个等级。

（2）合龙段混凝土生产、运输、现场浇筑、养护

合龙段混凝土采用拌合站集中生产、罐车运输，要求与一般悬灌段混凝土生产、运输相同，此略。

混凝土浇筑时间定在全天最低温度、温差变化小的时段进行，一般选择在晚上的12点～第二天清晨6点。

合龙段混凝土浇筑完成后，应加强混凝土养护，减小混凝土收缩，顶板持续洒水达至80%强度，降低顶底板温差影响；合龙段混凝土养护期间，应禁止施工荷载上桥，避免扰动开裂。

6.2.9合龙段预应力施工

（1）预应力束制作、安装

1）钢绞线下料在桥面上进行，并清除其表面上的杂物及锈蚀，以防钢束受污染。

下料长度以技术部门提供的下料长度为准，采用卷扬机穿束则需增加20cm，下料时用砂轮切割机切割；

2）将钢绞线理顺，用扎丝绑扎好，以防在穿束过程中钢绞线打绞，张拉时受力不均，导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而有的则可能被拉断；

3）将钢束端头做成圆锥状，用氧焊焊牢，切忌使用电焊焊接。

表面要用砂轮修平滑，以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷，堵塞孔道；

4）穿束前用高压水冲洗孔道，清除孔内杂质，保证穿束通顺；

5）因合龙段预应力通长束较长，用人工穿束比较困难，通常将卷扬机的钢丝绳系在引绳上，用人工先将引绳拉过孔道，然后将钢丝绳头用卡环与钢束头接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉进孔内，在钢束头进孔道时，用人工协助使其顺利入孔。

如果在钢束穿进过程中堵塞，要立即停止，找准堵塞管位置，凿开混凝土清除管道内的堵管杂物，仍继续用卷扬机将束拖过孔道。

桥面开仓时不可损坏邻近的波纹管，封仓前应先把割断的桥面钢筋焊好，最好在封仓处埋有排气孔，便于压浆；

（2）预应力束张拉及管道压浆

1）准备工作

①将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净；

②消除钢绞线上的锈蚀、泥浆；

③套上工作锚板，在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油，在锥孔内装上工作夹片。

2）千斤顶的定位安装

①套上相应的限位板；

②装上张拉千斤顶，