钢木组合体系现浇鱼腹式箱梁施工工法.docx

1、钢木组合体系现浇鱼腹式箱梁施工工法钢木组合模板体系现浇鱼腹式箱梁施工工法完成单位：中建三局建设工程股份有限公司申报单位：中建三局建设工程股份有限公司二OO九年二月二十日一工法申报表湖 北 省 建 设 工 程 工 法申 报 书工法名称：钢木组合模板体系现浇鱼腹式箱梁施工工法编写单位： 中建三局建设工程股份有限公司申报单位：中建三局建设工程股份有限公司申报时间： 2009年2月20日湖 北 省 建 设 厅二00九年 制工法名称钢木组合模板体系现浇鱼腹式箱梁施工工法主 要 完成 单 位中建三局建设工程股份有限公司通讯地址武汉市武珞路456号新时代商务中心41楼技术部邮编430064联 系 人杜丽琴电

2、话主要完成人姓名职 务职 称所在工作单位杜雄伟项目总工工程师中建三局建设工程股份有限公司工程总承包公司李洪松技术员助理工程师中建三局建设工程股份有限公司工程总承包公司戴小松分公司总工高级工程师中建三局建设工程股份有限公司工程总承包公司马重刚技术主管助理工程师中建三局建设工程股份有限公司工程总承包公司方 兴项目经理工程师中建三局建设工程股份有限公司工程总承包公司本工法应用的工程名称及时间长沙市潇湘大道望月湖高架桥2007年11月2008年8月本工法关键技术名称、鉴定时间及组织单位鱼腹式箱梁底模板采用定型钢托架和双面覆模竹胶板组合模板体系代替组合钢模板体系本工法关键技术获得成果奖励的情况2007-

3、2008年度局级工法注：表中通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成人数最多不得超过5人。表中内容填写不下的，可另加附页。工法内容简述：本工法主要从一下几个方面做了重要阐述：1）介绍了一种全新的可应用于曲线型结构的钢木组合模板体系。即使用数控加工制作的钢托架以及放置于钢托架上的木枋和胶合板组成钢木组合体系，替代传统钢模板。既满足了流线型要求，又大幅节约成本。2）介绍了现浇鱼腹式箱梁的全套施工工艺，该工艺解决了鱼腹式如果斜腹板不易浇捣密实，内芯模容易上浮以及下槽口不易填补密实等系列技术难题。关键技术及保密点（有专利的，请注明专利号）关键技术：本项目总结实施的钢木组合模板体系施工技术，包含钢托架的

4、加工制作、拼装及模板的安装工作。保密点：无技术水平和技术难点（包含国内外同类技术水平比较）本工程存在一下技术难点：1、鱼腹式箱梁采用钢托架没有可借鉴的先例。2、鱼腹式箱梁斜腹板不易浇捣密实。3、鱼腹式箱梁内芯模极容易上浮。4、鱼腹式箱梁下槽口不易填补密实。本工程鱼腹式箱梁综合设计指标达到或高于宽38.5米、最大跨度41米、高度2.4米，经科技查新，国内未见报道，具有一定技术难度；本工程将钢托架和木模板结合应用到现浇鱼腹式箱梁，为我司首创，质量有保障，经济效益非常显著，经科技查新，国内未见报道。工程应用情况及推广应用前景：1、长沙潇湘大道北段工程鱼腹式箱梁采用钢木模组合体系解决了曲线控制问题，又

5、大幅节约了成本，具有较大的推广应用前景。2、总结了成套的鱼腹式箱梁施工工艺，解决了斜腹式不容易浇注密实，内芯模上浮、下槽口不易填筑密实等系列技术难度，对异形箱梁施工具有普遍的借鉴意义。经济效益和社会效益：采用钢托架结合木模体系的施工工艺，不需要特别专业的队伍，用工条件比较简单，用工成本较低，同时简化了拼装难度，提高了施工速度，同样也可以保证施工质量和安全，因此具有明显的经济效益。模板采用木模，避免了组合钢模板的一次摊销，木模、木枋皆可以折旧使用，进行正常摊销，钢托架改造方便，底梁工字钢可以直接应用到其他工程，部分钢管可以用作短钢管处理，不能用的可以直接按废品处理；对于弦梁，如果是槽钢的可以改造

6、一下降级使用，若是钢板加工的可以直接按废品回收。施工用材回收明确，材料周转灵活，提高材料的使用频率，较低了材料的成本，能够很好的节能和环保。节约成本217万元。评审委员会成员姓名性别工作单位专业职务职称评审意见主任（签字）：年 月 日省审建查设意厅见年 月 日（公 章）二工法文本1 前言随着国内城市基础设施建设的不断推进，大量形式新颖、造型美观的桥梁不断出现，有些甚至成为一座城市的风景线之一，鱼腹式(即大悬臂流线型)预应力箱梁桥就是其中的代表之一，它是近两年才逐步兴起的一种结构形式，具有整体受力性能好、线条流畅、景观效果好、跨度上适用性强、易于处理与桥墩的连接和造型的协调等特点，越来越受到设计

7、者的青睐。但与传统的矩形箱梁相比,鱼腹式预应力混凝土连续箱梁结构施工工艺复杂、施工技术难度较高。长沙市潇湘大道望月湖高架桥、长沙市湘江大道高架桥、长沙市龙王港大桥等景观桥均为鱼腹式预应力箱梁流线形设计，我司采用自创的钢托架结合木模板体系替代传统钢模板体系，成功地解决了现浇鱼腹式预应力箱梁流线形外观施工的困难，极大地降低了施工成本，减少了工人的劳动强度，加快了施工进度，保证了工程的施工质量和安全，受到了湖南省及长沙市各界的高度评价。在全面总结以上工程施工经验的基础上形成了本工法。2 工法特点采用定型钢托架和双面覆模竹胶板组合模板体系，解决了鱼腹式(即大悬臂流线型)箱梁的空间曲线控制、箱梁斜腹板浇

8、筑不密实、内芯模上浮及预应力张拉下槽口封堵不密实等问题，同时相比定型组合钢模板极大节约了成本和工期。2.1 操作方便、施工工期短本工法采用定型的钢托架为拼装式托架，每节重量轻，吊装和拆卸方便快捷；同时箱梁底模和芯模为竹胶板、木模板，方便人工大范围安拆，与钢模工艺相比较，操作方便，劳动强度低，大大提高了施工速度。2.2 施工质量可靠采用定型钢托架和双面覆膜模竹胶板组合模板体系，能够依照箱梁的截面尺寸和平面尺寸进行模板的铺设，解决了鱼腹式箱梁外观曲线的控制问题，避免了常规钢模工艺的错台问题，确保了混凝土的外观质量。针对箱梁的薄壁斜面，通过预留操作孔和振捣孔，确保了混凝土浇筑和养护质量。同时，针对预

9、应力张拉下槽口，通过预留注浆孔，采用先进的ICG-无机粘结灌浆料进行浇筑封堵，确保了张拉槽口封堵质量。2.3 施工安全本工法是在由稳定支架体系形成的大平台上进行的施工，施工材料和构件重量轻，大部分可人工进行运输，减少了大量的交叉机械高空吊装，极大的保证了施工的安全。2.4 经济效益显著与钢模体系工艺相比，钢木组合模板体系施工工艺，投入的施工用材显著减少，钢托架拼拆方便，可多次周转使用；同时双面覆模竹胶板可重复周转多次，避免了钢模体系工艺中钢模板一次性摊销问题，因此具有明显的经济效益。3 适用范围本工法适用于现浇鱼腹式预应力箱梁结构及其它异型现浇箱梁结构的桥梁施工，其它流线型结构也可对照施工。4

10、 工艺原理在搭设好的满堂支架或其他支架平台上安装数控加工制作的钢托架，然后在钢托架上安装木枋，并铺设双面覆模竹胶板，来代替传统钢模板，接着进行绑扎钢筋，预应力波纹管、钢绞线的埋设和安装，安装芯模，混凝土两次浇筑成形，最后完成预应力的张拉、压浆、封锚，无机粘结灌浆料进行下槽口封堵。5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程桥梁下部结构施工完成后，即可进行箱梁的施工，鱼腹式现浇预应力箱梁的工艺大致可分为支架搭设、钢托架的设计、钢托架的安装及底模的铺设、箱梁钢筋的制作及绑扎、预应力波纹管及钢绞线的安装、箱梁芯模制作及安装、箱梁混凝土浇筑、预应力张拉压浆封锚、下槽口封堵等流程。图4-1 现浇鱼腹式预应

11、力箱梁施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 满堂架的搭设满堂架杆件规格为483.5mm，钢管设置可调节顶托和底托，碗扣式、扣件式或承插式均可。按照设计荷载对满堂架进行设计，确定相应的纵横间距及步距。搭设前还需对地基础进行触探，是否满足立杆受力计算出的地基承载力要求，视情况进行平整夯实或混凝土等硬化处理。支架搭设完成后，根据设计要求对架体采用静载预压，加载方法采用编织袋装黄砂。5.2.2 钢托架的设计根据箱梁的设计要求及满堂架的设计情况，应用专业设计软件对定型钢托架进行设计，确定钢托架的加工图。图5-2 刚托架软件设计根据桥梁的箱梁梁体底面横断面曲线、纵向曲线、梁体宽度、梁体高度不同，托架的

12、加工形式不同，主要体现在钢托架的竖向支撑钢管间距上。钢托架的加工由专业模板厂加工完成。一般钢托架的加工图如下：图5-3 托架的边段图图5-4 托架的中段图图5-5 托架的连接示意图图5-6 A-A断面图 图5-7 托架整体示意图在托架的弦梁上根据木枋布置间距点焊一些40mm长的8钢筋头作为限位块，防止木枋的滑动，便于木枋固定。 5.2.3 钢托架的安装及底模的铺设待满堂架搭设完成后，开始托架的拼装工作，托架拼装以人工为主，各段由吊车或电动葫芦等起吊到满堂架顶后，操作人员用扳手等工具通过螺栓将各段拼装成整体。安装过程中通过充足的人员和设备的 图5-8 刚托架安装投入，确保托架前两榀的拼装质量，为

13、后继托架的安装质量奠定基础；对箱梁纵坡较大区段，必须通过加密控制点，确保托架的就位。当托架前几榀安装完成后，其他托架则可根据托架间的间距确定位置。托架安装完成后，应用钢管、扣件对各托架平台进行连接加固，包括托架间和托架与满堂架间，使得托架与满堂架连成一个整体。托架拼装示意图一托架拼装示意图二图5-9 托架拼装示意图对安装好托架体进行标高的初步调整，完成后进行木枋的铺设，木枋的尺寸大小根据施工安全要求进行布置，一般对于集中受力区的净间距不宜大于150mm，对于非集中受力区的净间距不宜大于300mm。木枋与托架采用铁丝进行连接，一般采用12#铁丝，把木枋固定到托架上。木枋安装完成后进行模板的铺设工

14、作，模板不宜采用过厚的模板，一般采用12mm厚的有较好柔韧性的双面覆模竹胶板。由于桥梁工程的混凝土外观要求较高，所以在选择模板时，应采用质量好的模板。模板拼装时注意拼缝的处理 图5-10 托架拼装图工作，模板顺桥向的拼缝都应落到木枋上，以防止混凝土浇筑时出现漏浆的现象。如右图所示。底模铺设完成后进行标高的最终调整，调整到设计标高要求。 图5-11 模板拼缝5.2.4 箱梁钢筋的制作及绑扎在钢筋加工场，按照需要加工的钢筋形状制作钢筋加工胎架。通过钢筋加工胎架进行钢筋的制作，使钢筋加工实现工厂化、流水线作业。钢筋工程将采用现场原位绑扎工艺，局部在钢筋加工场加工成网片后再进行吊运、拼装搭接或焊接连接

15、成型。箱梁顶板钢筋在箱梁底板、腹板和隔梁混凝土浇筑完成后进行绑扎。防撞墙钢筋的预埋工作，在箱梁混凝土施工前进行。为防止焊接钢筋时烧伤模板的模板漆，桥梁钢筋接长宜采用搭接和机械连接。在桥梁底板及腹板钢筋绑扎完成后，在混凝土浇注之前采用大功率的吸尘器或高压风清除残留在模板表面的杂物。5.2.5 预应力波纹管及钢绞线的安装 在进行预应力施工时，为了保证波纹管定位准确，在普通钢筋安放基本完成后，对预应力钢材的平面和高度（相对底模板）进行放样，并在钢筋上标出明显的标记，采用16二级钢焊接，预应力筋支撑采用倒“U”型筋定位（见下图）图5-12 预应力波纹管安装波纹管标高需严格检查。预应力端部锚垫板是传力部

16、件，与梁端普通钢筋焊接固定，锚垫板位置要严格按照图纸设计和施工规范安装，保证安装位置准确，其标高和水平间距需严格检查。波纹管按设计要求水平间距绑扎固定在U型筋上。钢绞线先穿束需检查波纹管有无破漏，破漏处需及时包扎牢固使其不漏浆，端头外露钢绞线用包装纸捆绑使其不被混凝土沾污。波纹管、锚垫板安装完成后即穿入钢绞线，采用人工逐根穿入，以控制钢绞线的位置，避免钢绞线缠在一起。钢绞线就位后，逐根检查波纹管的破损情况，对有破损的波纹管用胶带进行包扎，防止混凝 图5-13 钢绞线安装土浇筑时进入波纹管。5.2.6 芯模制作及安装芯模骨架统一采用50100mm的木枋进行制作，弧线段通过对木枋的加工达到效果。考

17、虑混凝土分两次进行浇筑施工，首先内模的顶模不进行安装，待底板及其腹板浇筑完成后，再进行安装，中内模从腹板边转角处向中心安装600mm，其他段不安装模板，以便于混凝土振捣，更好的控制混凝土质量。图5-14 芯模安装为了保证混凝土的振捣效果，在边芯模的底模板上设置一定数量的振捣孔，根据腹板的施工长度，预留3排振捣孔，中心间距为600mm，采用梅花状布置，振捣孔大小为200200mm，同时再加工同样数量的预留孔洞封闭模板，进行孔洞封闭工作，以防止混凝土从振捣孔中泻出。图5-15 振捣孔设置在第一次混凝土浇筑完成后，进行内模顶板的封闭。在进行内模顶板安装时，设置预留孔，同时单跨每个箱室在顶板预留两个1

18、.52.0m的一个预留孔，为后续拆除模板使用。5.2.7 箱梁混凝土浇筑箱梁混凝土分底板、腹板和顶板两次浇筑完成，采用混凝土汽车泵施工，为了严格控制箱梁顶标高，采用8钢筋与顶板钢筋点焊纵向500mm，通过测量仪器打出箱梁顶标高，用红漆做出标 图5-16 混凝土浇筑记，在混凝土浇筑前用细线绳连成线，严格控制标高。浇筑混凝土时，从标高低的一端开始，用30或50插入式振捣棒振捣密实，派经验丰富的混凝土工根据标高线从标高低处进行找平，再采用收光机械进行收光机拉毛处理。待收浆完成后，马上采用再生毯进行洒水养护。在施工箱梁顶板时温度较高，同时C50混凝土的塌落度控制在120mm-160mm，初凝时间不小于

19、3小时，不大于10小时。在施工的工程中，混凝土失水较大，混凝土塌落度变小，和易性和流动性减低，给现场施工造成了一定的困难，我部根据现场实际情况添加减水剂，改善混凝土的和易性，增加水 图5-17 顶板浇注化效率。此种方法使硬化后混凝土的毛细孔隙结构的分层情况得到改变，孔径和总孔率都显著减小，提高混凝土的密实性和抗渗性能。5.2.8 预应力张拉预应力束张拉的插入时间采用双控，即设计要求的龄期和强度必须都满足后，方可进行。一般为设计强 图5-18 预应力张拉度的85%，龄期超过9天。预应力筋的张拉程序一般为为：00.1con 0.2con 1.0con(持荷2分钟锚固)。按照设计要求进行预应力筋的张

20、拉顺序控制，一般为：先张拉腹板束，再张拉顶板，最后底板束；先长束，后短束。采用局部对称和整体对称原则进行。预应力的压浆使用螺旋式灰浆泵，采用真空辅助“一次压浆”工艺。真空辅助压浆是为解决孔道压浆质量问题而推出的新压浆工艺,它克服了传统压浆工艺的不足,提高了孔道压浆的饱满度与密实性,大大提高了结构的耐久性。当一端压浆另一端冒出浓浆后，关闭阀门并持压0.5-0.7Mpa两分钟。压浆顺序自下而上逐孔进行，每孔压浆应缓慢均匀进行。图5-19 压浆示意图压浆后将梁顶张拉锚槽处截断的钢筋用等强度短钢筋焊接，焊接钢筋时加强了锚头的防护，避免锚具受热变形而引起预应力筋松弛，然后浇筑同标号混凝土封闭张拉锚槽。5

21、.2.9 张拉槽口封堵对于箱梁预应力张拉上槽口（顶板面）采用同标号混凝土封闭即可，对箱梁预应力张拉下槽口的封堵采用了预留直径10cm的注浆孔、下槽口原模封堵支模、灌浆料直接灌注的施工工艺。在箱梁模板拆除后，下槽口封堵的施工顺序为：非预应力钢筋恢复清理注浆孔槽口周边清理原模支设灌注灌浆料拆模及养护。在箱梁混凝土浇筑时，用内径为10cm的PVC管贯穿下槽口与顶板面 图5-20 槽口封堵进行预埋，PVC管需定位准确、固定牢靠，避开预应力波纹管。在箱梁混凝土浇注完成后，即可对注浆孔进行清理疏通，确保灌浆料能顺利流入。箱梁模板拆除时对该下槽口处的钢托架进行编号，当下槽口处非预应力钢筋恢复完毕、槽口面清理

22、完毕后，利用同一编后的钢托架配合双面覆膜竹胶板、脚手架进行槽口封堵时模板的支设。采用ICG-无机粘结灌浆料进行下槽口的封堵。灌浆料从槽口上部的预留注浆孔处灌入，过程中插入钢筋或其它棍状物进行插捣，以保证灌浆料密实无空洞。6 材料与设备本工法主要施工材料有工字钢、钢管、槽钢（钢板）、木枋、胶合板、ICG-无机粘结灌浆料。主要施工设备有汽车吊、电焊机、振动泵、汽车泵等。6.1 钢托架箱梁的底部曲线是否能够达到设计效果主要由钢托架体现，它是本工法最为重要的部分，制作较为复杂，但拼装较为简单。就制作而言，根据箱梁荷载不同，使用工字钢的型号不同，使用竖向支撑钢管的间距也不同。6.2 木枋木枋采用双面刨光

23、，即模板与钢托架接触的两个面，其作用是有效提高模板的平整度。木枋一般采用截面为100mm100mm或者100mm50mm，长度一般为4000mm。6.3 胶合板胶合板的选择对箱梁底面外观质量有很大的影响，在选择胶合板是应采用质地好材料，已达到箱梁外观质量要求。底模一般采用12mm厚的双面腹模胶合板，芯模一般采用18mm九层板，尺寸均为1.222.44m。6.4 灌浆料ICG-无机粘结灌浆料产品存在以下特点：自流、自密实、微膨胀：现场加水搅拌后，直接灌入修补部位，无需振捣即可填充满修补部位。早强、高强且持久高强：1d强度最高可达40MPa，设备灌注1d后即可进行调试或运行。28d强度达80MPa

24、以上，无后期强度倒缩之虑。耐久：抗裂、抗水渗、耐化学腐蚀、耐水、耐中温(500)。6.5 施工机械本工法用到的主要施工机械见下表：表6-1 主要施工机械表序号设备名称型号数量使用部位1汽车吊25t2台吊装2数控切割设备LKG-4002套切割钢板3电焊机TIG300S6台托架焊接4气焊设备1套托架焊接5龙门吊50吨2台移动托架6电焊机TIG400S8台钢筋加工7钢筋切断机GQ40YE3台钢筋加工8钢筋调直机GT4-142台钢筋调直9电刨机M1B-YY-80X14台木枋加工10插入式振捣器305个混凝土浇筑11插入式振捣器506个混凝土浇筑12汽车泵37m以上2台混凝土浇筑7 劳动组织本工法主要涉

25、及到的工种主要为：焊工、机械操作人员（主要是吊车操作手）、普工、技术员、质检员、安全员。对于施工人数根据工程量和工期要求不同，人员配置数量不同。所需劳动力分配可参照下表：表7-1 所需劳动力表序号工种人数主要任务备注1焊 工60钢托架的焊接工作2机械操作手30钢托架的数控切割、吊装等工作3技术员6图纸的识别及绘图工作4质检员10钢托架质量的监督检测工作5安全员3安全生产的监督工作6普 工40辅助其他工种8 质量控制8.1 执行的国家标准表8-1 执行质量标准序号标准名称备注1电焊条焊接工艺性能评定方法JB/T8423-19962钢结构工程施工质量验收规范GB50250-20013城市桥梁工程施

26、工质量验收规范DGJ 08-117-20054公路桥涵施工技术规范JTJ 041-20005混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）8.2 主要质量要求托架焊缝外观应均匀致密，表面不允许有电弧击伤、裂纹、气孔、夹渣、未熔合、凹坑、未焊满、焊瘤及超标的咬边等焊接缺陷。焊缝外形尺寸应符合有关规定，焊缝要与母材表面均匀过渡，同一焊缝的高度、宽度或焊脚高度应均匀一致。焊接接头的内部质量及探伤要求，按图样技术文件及相关标准的有关规定执行。托架拼装时，注意标高的控制，注意垂直度的控制，垂直度控制在1以下。模板工程符合下表要求：表8-2 模板工序质量评定表主控项目1.稳定性、刚度和强度符合

27、模板设计要求2.结构物边线与设计边线外模板0，-10mm内模板+10mm，03.结构物水平截面内部尺寸20mm4.承重模板标高+5mm，0一般项目1.模板平整度相邻两板面高差2mm局部不平(用2m直尺检查)5mm2.板面缝隙2mm3.模板外观规格符合设计要求，表面光洁、无污物4.脱模剂质量符合标准要求，涂抹均匀5.预留空洞中心线位置5mm截面内部尺寸+10mm，09 安全措施9.1焊接作业时，加强工前的设备、防护用品检查，防止触电、漏电事故的发生。9.2做好现场的消防工作，配置相应数量的灭火器，加强用电控制，杜绝吸烟、乱扔烟头的现象。9.3进行吊装作业时，地面应有专人进行指挥，严格执行“十不吊

28、”，并遵守“吊物下严禁站人”制度，各种起重机械起吊前，必须进行试吊。起吊重物时，吊具捆扎牢固，以防脱落。10 环保措施10.1施工过程中剩余料具、包装及时回收、清退，对可再利用的废弃物尽量回收利用。10.2对运输道路和操作面落地料及时清用，混凝土、砂浆倒运时采取防洒落措施，保证施工现场内无废弃混凝土和砂浆。10.3施工过程中周转损坏的木模板应集中堆放和处理。10.4混凝土浇注过程中，应采用低噪音环保型震捣器，以降低噪声污染。11 效益分析采用钢托架结合木模体系的施工工艺，用工条件比较简单，用工成本较低，同时简化了拼装难度，提高了施工速度，保证施工质量和安全，因此具有明显的经济效益。模板采用木模

29、，避免了组合钢模板的一次摊销，木模、木枋皆可以折旧使用，进行正常摊销，钢托架改造方便，底梁工字钢可以直接应用到其他工程，部分钢管可以用作短钢管处理，不能用的可以直接按废品处理；对于弦梁，如果是槽钢的可以改造一下降级使用，若是钢板加工的可以直接按废品回收。施工用材回收明确，材料周转灵活，提高材料的使用频率，降低了材料的成本，能够很好的节能和环保。12 应用实例现浇鱼腹式箱梁钢木组合施工工艺先后被我公司成功应用在长沙潇湘大道望月湖高架桥工程，长沙市湘江大道桥梁工程，长沙市龙王港高架桥工程，均得到了社会各界的一致好评。12.1 望月湖高架桥工程应用实例工程名称：长沙市潇湘大道望月湖高架桥工程工程地点：长沙市岳麓区实体工程量：1.3万平方米开竣工日期：2007年11月2008年8月应用效果：良好 图12-1 工程实例图12.2 湘江大道南段高架桥工程应用实例工程名称：长沙市湘江大道高架桥工程工程地点：长沙市雨花区实体工程量：0.8万平方开竣工日期：2008年1月2008年9月应用效果：良好 图12-2 工程实例图12.3 长沙市龙王港桥工程应用实例工程名称：长沙市潇湘大道龙王港桥工程工程地点：长沙市岳麓区实体工程量：0.4万平方开竣工日期：200