短线匹配法节段箱梁预制实施方案.docx

1、短线匹配法节段箱梁预制实施方案短线匹配法节段箱梁预制实施方案一、编制依据1、崇明至启东长江公路通道工程（江苏段）跨江大桥CQ-A2标段施工招标用图纸（中交公路规划设计院有限公司，2008年12月）2、崇启长江公路大桥(江苏段)跨江大桥工程施工项目CQ-A2合同标段招标文件3、国家和交通部现行有关标准、规范、规程、办法等，主要有：1）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）2）公路工程质量检验评定标准（JTG F80-2004）3）公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）4）海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ2752000）5）工程测量规范（GB5002693） 6) 项目相关

2、部门批准的相关文件二、工程概况2.1工程概述崇启长江公路大桥江苏段是沪(崇)苏公路越江通道的北段,是交通部规划的上海至西安国家高速公路的重要组成部分，全长4.5476km，由南引桥、主桥、北引桥组成。南、北引桥共有50m跨钢筋混凝土连续箱梁120跨（双幅），其中南引桥96跨（双幅），北引桥24跨（双幅）。采用短线法节段预制、架桥机逐孔拼装施工工艺，总计预制箱梁节段1820榀。箱梁为单箱单室斜腹板截面结构，在中跨墩顶设2.5m厚中横梁，边跨墩顶设2.4m厚端横梁，其余部位均不设横隔梁。箱梁顶板宽15.8米，底板宽7.2米，腹板厚度从70cm变化至40cm，顶板厚度为28cm，底板厚度从65cm变

3、化至25cm，翼缘板长度为3.467m，梁中心高为3m，长度有3.7m、3.4m、3m、2.6m等几种，梁段重量从78.978t至212.716t不等，具体几何构造参数及数量统计表见表2.1： 预制梁段几何参数及数量统计表 表2.1序 号型 号长 度底板厚度腹板厚度重 量数 量备注（cm）（cm）（cm）（t）（件）1A3706570212.7161000号块2B3006570103.3681003B3006570103.3681004C300457093.5951205C300457093.5951206D340255589.5081007D340255589.5081008E3002555

4、78.978209E300255578.9782010F340255589.20312011F340255589.20312012G340254082.60512013G340254082.60512014H340254082.60514015H340254082.60514016I340254082.60520017J2606570174.61620墩顶块18J2606570174.61620墩顶块19K260657089.5232020K260657089.52320合 计18202.2工程主要特点梁段预制施工主要具有以下特点：（1）梁段预制施工时间跨度较长，且预制厂区位于东南沿海区域，全

5、年中各种不利气象条件均会对梁段的预制产生一定的影响。如夏季的高温、冬季的严寒对预制梁段养护的影响，7级以上大风对测量仪器、起吊设备带来的影响，6月至10月可能产生的台风对整个预制场区的影响等。（2）50m箱梁采用短线匹配法预制、架桥机逐孔拼装施工工艺，对梁段的预制、拼装在工艺及线型控制方面的精度要求相当高。（3）崇启大桥工程位于长江入海口，外界环境对桥梁结构有较大影响，对梁段混凝土耐久性提出了很高的要求。（4）本工程工期紧，质量要求高，对施工现场管理提出了很高的要求。三、主要施工技术方案3.1预制厂布置及主要设备配置3.1.1预制厂布置中交二航局崇启大桥预制厂位于距苏通大桥桥轴线上游约200m

6、处，整体呈南北向布置，总平面为一狭长梯形，其中南北向长约430m，东西向的南端宽140m，北端宽223m，总面积约为78000m2。短线法梁段预制各工序流水作业特征明显，为减少各工序相互间的干扰，厂区内设三条平行生产线，每条生产线自北向南依次布置钢筋绑扎区、箱梁预制区、箱梁修整区、箱梁堆存区。考虑到梁段的出运采用船舶运输方式，在1号生产线南端设置有用于梁段出运的专用钢栈桥和码头。辅助生产区布置于生产区东、西两侧，东侧与预制生产区相对应自北向南依次设置1#钢筋堆场及加工车间、试验室及现场仓库、2#钢筋堆场及加工车间、其他材料堆场，西侧自北向南依次设置地磅房、箱式变电站、砂石料堆场和搅拌站。预制场

7、总平面布置见图3.1。 图3.1 崇启大桥预制厂总体平面布置图钢筋绑扎区：设在生产线北端，钢筋施工采用先将梁段钢筋在绑扎台座上绑扎成整体骨架，用10吨龙门吊整体吊放入模的施工工艺。钢筋绑扎台座由I16、I12.6、12、10、L755及脚手架构成。I16主要用于底板及腹板顶部四角点下方的支撑，L755用于腹板下支撑，10用于翼缘板和顶板支架，12用于走道板和顶板支架的支撑，I12.6则用于底板和顶板钢筋的横向分配梁，其余部分则采用483.5mm脚手管。详见图3.2：图3.2 钢筋绑扎台座图片在钢筋台座搭设过程中，对顶、底板平面尺寸、对角线及相互间的高差均要进行认真的计算和复核，以确保尺寸精确（

8、以上尺寸为扣除钢筋净保护层的尺寸）。根据工程进度和预制台座的数量，钢筋绑扎台座与每条生产线的预制台座数量一致，一号生产线布置4个，二、三号生产线各布置5个，共计14个。预制台座区：节段梁预制区，一号生产线布置4个预制台座，二、三号生产线各布置5个预制台座，共计14个预制台座。为保证冬期施工的箱梁质量和施工进度，预制台座区修建开启式空调养生房。见图3.3：图3.3 开启式空调养生房修整区：梁段从预制台座首先转运至修整台座对匹配面、预留预埋管件进行清理，修复混凝土缺陷。修整台座用三个高为80cm的混凝土柱将待修整梁段支撑起来，修整完毕后吊运至存梁区。一、二号生产线各设6个修整台座，三号生产线设置5

9、个修整台座。存梁区：梁段修整完毕后严格按存梁规则堆存于存梁区，一、二号生产线各设72个存梁台座，三号生产线设置60个存梁台座，共计204存梁台座。拼装前梁段存放期不少于3个月。测量塔：测量塔是短线匹配法预制线型控制的主要设施，必须满足“精度高，变形小、无明显沉降”的条件要求。场地内共布置15个测量塔（具体布置见预制厂总体平面布置图）。两测量塔控制点间连线与其所控制的预制台座上的待浇梁段的中轴线相重合。测量时，一个塔作测量塔，另一塔作目标塔。测量塔基础采用800钢管桩，入土深度约10m，塔身钢管桩外露高度约6米，为减小塔身在风力作用、车辆动载影响下的颤动，桩内浇注填芯混凝土。为防止在阳光照射作用

10、下塔身阴阳面因温差而产生变形，测量塔塔身采用土工布双层包裹。测量塔塔身四周不接触其它任何物体，包括人员上、下的楼梯、操作平台。为了给测量作业创造良好作业环境，提高测量精度，操作平台除预留仪器观察窗外其余均进行封闭。详见图3.4：图3.4 测量塔3.1.2主要设备配置根据施工生产需要，预制厂内配置的大型设备主要有：（1）10吨龙门吊6台，主要用于钢筋骨架入模、混凝土浇筑及小型构件转运；（2）160吨龙门吊2台及120吨龙门吊1台，主要用于箱梁梁段吊运；（3）160吨桥吊1台，主要用于箱梁梁段出梁装船；（4）50m3/h搅拌站2台；（5）另外还配备了一系列相应的配套机械设备。龙门吊及桥吊结构见图3

11、.5、图3.6、图3.7。图3.5 10吨龙门吊结构示意图图3.6 160吨龙门吊结构图片图3.7 160吨桥吊结构图片预制厂施工用电由设在预制厂生产区西侧的箱式变电站提供，箱式变电站至各用电控制柜间铺设地下电缆，各用电控制柜至用电设备则采用明敷线路，龙门吊采用滑线触取电。3.2箱梁梁段预制总述3.2.1短线匹配预制工艺根据箱梁的结构型式及成桥的线形特点，箱梁梁段选用短线匹配法进行预制，即在预制场设置多个台座，各台座同时作业，所有梁段都在预制台座上进行浇筑。浇筑时，除墩顶块和每跨梁段预制起始梁段采用一端固定端模，一端活动端模进行浇筑外，其余梁段则采用一端为固定端模，另一端为已浇的前一梁段做匹配

12、梁段进行浇注，确保了相邻梁段匹配接缝的拼接精度，当新浇梁段初步养生、拆模后，匹配梁段即运走存放，而把新浇梁段转移到该位置上作为新匹配梁段，完成下一箱梁梁段的预制，并依此循环完成整跨梁段的预制。3.2.2箱梁预制施工测量首先以测量塔为基准在预制台座上建立施工测量控制基线及横纵向控制基准点（均设于固定端模上，并经常校核），然后在测量塔上的测量控制点采用全站仪、精密水准仪以及经鉴定的钢尺控制测量预制梁段端线、横纵轴线以及几何尺寸，精确控制预制梁段平面位置及高程。每个预制梁段需要不断的调整和校正，因后一梁段安装的线型控制是依赖于前一梁段接缝线形控制的，故施工测量必须非常精确，测量的微小差错可能对最后拼

13、装完成的结构产生很大影响。底模设置为可调整形式，以适应桥面竖曲线和预制梁段预拱度变化。为满足设计要求的几何尺寸及线形，在每个梁段上设立控制测点，这些控制点用作每个匹配梁段的定位以及决定每个刚浇筑好梁段的实际浇筑位置，每个梁段布置六个控制测点。测量塔测量控制点及测量塔测量校核控制点的基础采用桩基，确保其稳定性。箱梁预制施工测量控制平面布置示意图见图3.8，图中黑色小圆点为梁段预制、拼装控制测点（用刻有十字丝的圆钢或螺丝头制作，梁段混凝土浇筑完成后，但未初凝前埋设），图中小红点为固定端模校核点。施工测量计算采用专业的控制软件，平曲线段以及竖曲线段箱梁采取分段计算，首先将大桥采用的绝对坐标转换成预制

14、台座相对坐标，建立相对坐标系，以便于预制箱梁放样，严密计算曲线要素以及每个预制梁段六个控制测点三维坐标（相对坐标及挠度值），精密控制预制箱梁线形及轴线。在预制梁段上标出梁号、中轴线以及横轴线。现场测量控制点布置见图3.9、3.10。图3.8 箱梁预制施工测量控制平面布置示意图图3.9 现场测量控制点布置图图3.10 测量控制塔布置立面图3.2.3总体预制顺序崇启大桥预制梁段箱梁每跨设有两条15cm宽湿接缝，梁段预制时，以每跨为一个单元、按拼装顺序进行预制。墩顶块安排在几个台座分阶段单独预制，其中边跨墩顶块在一个台座上一次性预制完成，中跨墩顶块穿插于标准梁段预制过程中进行。为了不影响施工总进度及

15、工序间的合理衔接，梁段预制施工的总体顺序为：南引桥主11#墩左幅桥跨由北至南和南引桥431#墩右幅由北至南桥跨的梁段同时开始预制。北引桥主760墩由南至北桥桥的梁段延后3个月开始预制，先预制左幅后预制右幅梁段。最后预制南引桥43主1右幅由南至北桥跨梁段。3.2.4预制施工的总体操作程序箱梁梁段预制施工的总体操作程序如下（以一跨为例）：（1）立模、测量调整定位模板、吊装钢筋骨架、浇筑起始梁段。（2）拆除起始梁段模板（侧模内模及移动端模），将起始梁段编号后运走堆存。（3）立模、测量调整定位模板、吊装钢筋骨架、浇筑下一梁段（以下称y1梁段）。（4）拆除y1梁段模板（侧模内模及移动端模），将y1梁段移

16、出作匹配梁，立模、吊装钢筋骨架、浇筑下一梁段（以下称y2梁段）混凝土。（5）拆除y2梁段模板，将y2梁段与y1梁段分离，y1编号后运走堆存。（6）将y2梁段移出至匹配位置作匹配梁，同时进行养护。（7）立模、测量调整定位模板、吊装钢筋骨架、浇筑下一梁段y3混凝土。（8）拆除y3梁段模板，将y3梁段与y2梁段分离，y2编号后运走堆存。（9）按以上步骤完成该跨的预制。（10）按以上程序完成所有跨的梁段预制,墩顶块与每跨起始梁段施工程序相同。3.2.5标准梁段预制程序标准梁段预制的程序（一个循环）示意见图3.11。图3.11 标准梁段预制程序（一个循环）3.3预制施工工艺流程短线法预制箱梁的主要施工工

17、艺流程见图3.12。图3.12 短线法箱梁梁段预制工艺流程图3.4主要施工方法3.4.1箱梁模板与预制台座相匹配，箱梁梁段预制共投入十四套模板系统进行施工，模板全部为钢模。为了方便操作，模板系统配置了液压千斤顶与顶伸螺杆装置。钢模板系统委托专业厂家设计、制造。模板系统包括底模、侧模、固定端模和内模，其总体结构型式示意见图3.13。图3.13 模板系统图模板的安装顺序为：底模安装、侧模安装、（吊入钢筋骨架）、内模安装。由于固定端模的位置是固定的，每次模板安装时，测量校核其平面位置、水平度及垂直度即可。墩顶块和每跨起始梁段预制时，两端均需端模（固定端模和移动端模），其他梁段的端模为固定端模和匹配梁

18、段的端面。模板脱模剂选用优质液压油，并视其粘度及气温条件掺入适量的柴油。3.4.1.1端模待浇梁段的端模包括固定端模和匹配梁段的匹配面（墩顶块和每跨起始梁段除外）。（1）固定端模固定端模由10mm钢板做面板，加劲后与固定在地面的支撑锚固支架连接。固定端模上设有剪力键，由于预制梁段所处位置不同，剪力键数量也会出现差异。因此对需要更换的部分剪力键设计为螺栓固定，便于拆卸。其余部分则采用焊接固定。在整个模板系统中，固定端模的精度要求最高，安装固定端模时必须注意以下几点：1）端模模面与待浇梁段中轴线垂直，且在竖向保持铅直。2）端模上翼缘要进行标高检测，确保其水平度。3）端模支撑必须牢固，模板自身具有足

19、够的刚度。中线控制：在固定端模上顶面及内腔的下底面各设一个轴线控制点，测量时，要求该两个控制点与两测量塔之间的测量基线重合。垂直度控制：测量上、下两个中线控制点至测量基点（测量仪器架设点）的水平距离，并调整使其距离相等，确保竖向中轴线垂直（水平距离相等）。测量对称设置在固定端模翼缘板两侧的标高兼平面位置控制点至测量基点的距离并调整使其相等，确保固定端模与待浇梁段中轴线成90。（水平距离相等）。水平度控制：测量对称设置在固定端模翼缘板两侧的2个标高兼平面位置控制点的相对标高，控制固定端模顶面水平度。固定端模安装调整见图3.14。图3.14 固定端模安装（2）匹配梁段的定位匹配梁段定位是短线匹配梁

20、施工中的重要一环，其定位步骤如下：1）测量人员根据新浇梁段测量的数据以及新浇梁段与匹配梁段相互位置关系，通过专业程序计算出下一梁段预制时新浇梁段作为匹配梁段所应处的位置。2）测量人员提供匹配梁段匹配面与固定端模的位置距离。3）现场施工技术人员根据测量人员提供的数据，对匹配梁段实行初步定位。4）测量人员观测匹配梁段，指挥人员操作底模台车上的油压千斤顶进行纵、横向及水平标高精确定位。5）定位后旋下底模上的四个螺旋撑脚，并使其受力，卸落底模台车千斤顶，完成受力支点的转换。6）复测匹配梁段控制点坐标，并输入数据至监控程序，精度达到要求并通过误差校核则合拢侧模，如达不到要求，则顶升千斤顶重新定位。3.4

21、.1.2底模及台车底模面板采用10mm厚钢板，纵、横向设加劲肋。每个预制台座配备两套底模（分别用于匹配梁段和待浇梁段），它们之间相互换位，移出时采用底模台车，移进时采用龙门吊。底模台车安装有竖、横向各4台液压千斤顶，可用于底模和匹配梁段的三维位置调整。底模板和底模台车见图3.15。图3.15 底模和底模台车3.4.1.3侧模侧模采用8mm厚的优质钢板，配纵、横向肋，通过钢结构支架进行支撑，支架上设螺旋调节系统，可进行水平和竖向调整。侧模通过支架支撑上的螺旋调节装置进行移动及调位，调位完成后，顶口和底部通过对拉杆对拉。侧模支架栓接在台座基础的预埋件上。侧模在安装过程中需注意以下几点：（1）侧模就

22、位后通过精轧螺纹钢筋与预制台座台座板可靠连接。（2）侧模与底圆弧段与直线段相接处的加工精度一定要确保，以保证该处过渡平顺，接缝严密。（3）侧模与固定端模及匹配梁间的拼缝要严密，与匹配梁接缝间应设置止浆装置。侧模安装见图3.16。图3.16 侧模安装3.4.1.4内模（1）标准内模系统内模由6mm钢板制成，设加劲肋。为了适应各梁段内腔尺寸的变化及方便装拆操作，内模设计成小块的组合模板，组合模板分为标准块和异型块，根据各梁段预制需要进行组合。内模主要由顶板底模、腹板内侧模及角模组成，各模板之间采用螺栓连接，由可调撑杆支撑。整个内模系统固定在滑梁上，可由液压系统完成竖直方向伸缩及横向开启、闭合，并通

23、过专用台车移动，利用卷扬机牵引。内模和内模支架见图3.17 图3.17 内模及内模支架在端模、底模及侧模调校到位后，用龙门吊吊入钢筋骨架并定位。利用内模台车将内模移入钢筋骨架内腔（利用卷扬机牵引），用安装在滑梁上的液压系统将内模展开形成箱梁预制内模，再调节可调撑杆支撑、固定内模。（2）快易收口网模板快易收口网模板主要用于墩顶块等需二次浇筑梁段的预制。快易收口网模板在钢筋骨架绑扎过程中就安装于钢筋骨架内，在钢筋骨架吊放入模后，以两端的钢内模为依托，用脚手管对收口网模板进行加固。3.4.1.5模板拆除 箱梁混凝土经养护达到其设计强度的50后，开始拆除模板。模板拆除顺序为：内模拆除 外侧模拆除 匹配

24、梁段移开 新浇梁段移到匹配梁位置。 利用内模系统的液压设备收缩内模，用卷扬机牵引内模台车将内模系统移出。松开侧模顶口及底口的对拉螺杆以及侧模与预制台座间的精轧螺纹锚固钢筋，调节侧模桁架支撑上的螺旋调节装置使侧模同时产生水平和竖向位移将侧模与混凝土分离。松开匹配段底模与新浇段底模之间的螺栓，利用底模系统上的液压千斤顶将匹配段支撑住，再松开底模上的4根顶伸螺杆使其悬空，匹配梁的重量由千斤顶承受，然后利用卷扬机牵引将匹配梁段与新浇梁段的分离。将匹配梁段吊开后，再将底模台车移至新浇梁段下，按移出匹配梁同样的方式将新浇梁段移到匹配梁位置作为下一梁段预制的匹配梁。模板组件（可拆卸部分）拆除后，须立即将其清

25、理干净并涂刷液压油，然后吊运至模板堆场内分类整齐堆放，减小模板堆放期间的变形。3.4.2钢筋骨架的绑扎与入模 本工序的主要工作内容有：钢筋骨架绑扎、预应力管道安装及定位、预埋件安装及定位、混凝土垫块安装、钢筋骨架吊环安装。3.4.2.1钢筋骨架绑扎（1）骨架绑扎 为了加快施工进度，避免钢筋绑扎时对已安装模板的污染，梁段钢筋采取先绑扎成型、再整体吊装入模的施工工艺。钢筋绑扎在固定的钢筋绑扎台座上完成，钢筋绑扎时，在台座上定点放样绑扎，钢筋骨架的几何尺寸、钢筋型号、数量、规格、等级、间距及搭接长度及钢筋接头位置的布置均要满足设计及规范要求。钢筋骨架绑扎时，须对预埋管道及预埋件位置进行放样，以及时调

26、整钢筋位置避免互相冲突。（2）预埋管件的安装、定位 在钢筋绑扎的同时，进行所有预埋管件的埋设。主要包括：体内预应力波纹管（锚垫板）的埋设、预制梁段临时吊点预埋件、预制梁段临时预应力预埋件、体外预应力束限位装置预埋件、墩顶梁段临时固结预埋件、其它附属设施预埋件及通气孔的埋设。波纹管进场后应核对其类别、型号、规格及数量，并相关进行试验检验。安装时，要准确定位，管道要平顺，按设计给定的曲线要素安设，采用“#”字型钢筋定位，定位筋在直线段按0.5m的间距设置，曲线段按0.3m的间距设置。锚垫板要与管道中心线垂直。垫板与波纹管接头处用胶带严密包缠防止混凝土浇注时漏浆堵塞管道。当预埋管（特别是预应力管道）

27、位置与钢筋位置发生冲突时，可以适当移动普通钢筋。为保证波纹管位置及对接口的准确，在固定端模上按波纹管设计位置钻孔，通过螺栓固定硬塑料塞的办法来精确控制波纹管口位置。匹配面处待浇梁段与匹配梁段相应波纹管用PPR内衬管确保其连接顺直。预埋件（钢板、劲性骨架等）埋设前，检查预埋件的尺寸、规格是否符合设计要求，焊缝质量是否满足其技术规范。安装时进行测量放样，确保位置准确。预埋件固定时要与钢筋骨架主筋可靠地焊接。 （3）混凝土垫块安装混凝土保护层垫块采用梅花形砂浆垫块，根据设计图纸垫块的尺寸分两种，内模30mm、外模按45mm。安装时，垫块按梅花型布置，间距需满足垫块受力要求，并用镀锌铅丝固定牢固，底板

28、与腹板交接处适当加密。垫块表面洁净，不能受到油污的污染，垫块颜色与结构混凝土外表一致，强度不低于箱梁混凝土强度。钢筋骨架绑扎见图3.18。图3.18 钢筋骨架绑扎3.4.2.2 钢筋骨架入模绑扎成型的钢筋骨架经验收合格后即可吊装，吊装由10吨龙门吊完成（墩顶块钢筋骨架重量较大，采用160吨龙门吊吊装）。为防止变形，钢筋骨架采用专用吊具多点平衡起吊。吊运前，调整各吊点吊绳使其受力均匀。钢筋骨架上的吊环用16的圆钢弯制而成，吊环与钢筋骨架的主筋焊接。吊装时，保护好各种预埋管件不受损伤。入模时，检查各预应力管道的堵头塑料塞有无松动或掉落。对于不能及时入模的钢筋骨架要用彩条布或其他覆盖物遮盖，防止钢筋

29、锈蚀。钢筋骨架入模见图3.19。图3.19 钢筋骨架入模3.4.3混凝土施工3.4.3.1混凝土技术性能参数 箱梁混凝土为C55高性能海工混凝土，原材料、混凝土性能要求、混凝土配合比须符合崇启大桥混凝土耐久性设计技术要求的相关规定。梁段预制施工前，其配合比由试验室严格试配，混凝土性能必须满足设计及规范要求，并满足现场施工的需要，其主要技术、性能参数为：（1）每方砼配合比：水泥：粉煤灰：矿渣粉：砂：碎石：水：减水剂=320：64：96：720：1081:144:3.6。（2）材料：胶凝材料为按配方要求掺配并拌制均匀的混合料，516mm、1625mm连续级配碎石，赣江中砂，博特超高效减水剂； （3

30、）初凝时间68小时；（4）坍落度为1219cm；（5）3天强度达到设计强度80以上，28天强度不小于设计强度； （6）拌制好的砼应均匀，颜色一致，具有良好的和易性，无泌水、离析等现象。3.4.3.2凝土的拌制、运输混凝土由设置于一号生产线西侧南端的搅拌站拌制，配置两台50m3/h搅拌能力的搅拌站，搅拌站堆场总面积4550平方米，其中砂堆场1885平方米，碎石堆场2665平方米，按平均堆高2米计算，可堆存砂：1885X2X1.5=5655吨，可浇筑砼约8171方，碎石：2665X2X1.5=7995吨，可浇筑砼约7268方，按每片梁段40方砼计算，堆场一次备料最少可以浇注180榀梁，满足计划的每月120榀梁的要求，另外，为满足春节期间的施工需求，在堆场后方平整了一块面积约1800平方米的场地，作为临时存料用。胶凝材料储存量方面，在搅拌站原水泥筒仓后方增设三个水泥筒仓，通过三通管与原有水泥输送管相连后将胶凝材料输送至搅拌机内。搅拌站布置见图3.20。图3.20 搅拌站布置示意图