丽攀高速公路C12合同段
倮 果 金 沙 江 特 大 桥 箱 梁 悬 浇 挂 篮 专 项 施 工 方 案
四川川交路桥有限责任公司 丽攀高速C12合同段项目经理部
二O一O年六月二十日
丽攀高速公路倮果金沙江特大桥 箱梁悬浇挂篮专项施工方案
丽攀高速公路倮果金沙江特大桥起讫桩号为K43+232~K44+558，其中主桥为120+230+120米联系钢构，引桥为40米、50米跨径简支T梁和20米跨现浇箱梁，两岸桥台为重力式U型桥台。主桥上部结构为三向预应力混凝土箱梁，截面为单箱单室，根部梁高14.8米，跨中梁高4.5米；主桥下部结构采用空心薄壁桥墩、承台+钻孔灌注桩。引桥下部结构采用变截面空心薄壁墩、巨型实心墩、挖孔桩。箱梁采取挂篮悬臂浇注施工，最大施工悬臂长度为29m，最大悬浇重量为138.5t，按照施工设计的施工顺序为：先在墩身托架上浇注0#段，后向两边逐段悬臂浇注并张拉预应力束，先边跨合拢，再中跨合拢，整个施工过程相邻浇注节段对称进行。合拢时桥梁由T形静定悬臂状态变为超静定状态，实现了体系转换。 一、 施工机具准备
丽攀高速公路倮果金沙江特大桥施工主要配备50T承载力的塔吊三座，HBT-60型混凝土输送泵2套，以解决梁体悬灌施工的材料倒运，模板安装、钢筋绑扎、混凝土运送、挂篮安装拆卸、小型机具的调运等，同事配备砼搅拌运输船4条。2.5m3空压机5台、200KW发电机组一台、50KN卷扬机8台、钢筋加工设备若干，以及张拉设备：YCW400千斤顶5个，YDC240Q型千斤顶5个。 二、 工程难点
1、丽攀高速公路倮果金沙江特大桥为本合同的控制性工程。
2、桥位横跨金沙江，金沙江为区内最大地表水流，水流深急，洪水位受上游来水影响，又受下游红潮顶托影响，水文条件较为复杂，是有效施工时间缩短，工期较紧。
三、箱梁悬浇施工 （一）、挂篮与模板 1、挂篮结构形成
我部拟设计平行桁架式挂篮进行悬浇施工。挂篮工作系数小于0.45，为减轻自重，挂篮拟采用主桁与底篮分体移动结构形成，以减少行走时锚固系统的重量。挂篮按照自重43t（包括外模板及机具重量），负荷62.8t控制设计（根据设计图），采用贝雷架作主桁、在浇筑完一段后，将底篮锚固于已张拉梁段上，在主桁最前端增加支点，前移主桁就位，锚固主桁后锚点，利用竖向预应力蹬筋，用螺杆连结，再移动底篮就位，挂篮形式见连续箱梁挂篮施工示意图。 2、挂篮改装、试验及拼装
（1）、挂篮改装：
①、挂篮改装可以在工厂或现场进行，在现场改装时。为防止安装上的麻烦，节点板及各杆件的栓孔加工前需要先做样板，精密加工，保证栓孔位置的精确无误。
②外模由大块钢模板焊接而成，为确保板面的平整度，面板先在工作平台上用夹具夹紧，然后进行焊接，并对焊缝进行打毛磨光处理。因现场无夹具等设备条件，故外模加工拟在工厂进行。
③对底模架前后横梁上的吊耳等重要部位的焊接，需要逐一进行
探伤或进行加载试验。
（2）挂篮试验：挂篮加工完成后，即进行预拼以验证加工的精度，为了保证悬浇施工的安全，试拼后即对每套挂篮进行静载试验，对挂篮的焊接质量进行最后的验证。
试验方法是：为保证挂篮结构的可靠性，清除非弹性变形，量测弹性变形量，确保箱梁施工的安全和质量，在第一次使用之前必须对挂篮进行试压。对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压，已求得挂篮在不同长度（3.0m、3.5m、4.0m）时不同荷载下的变形挠度值。拟采用水箱加压发，用钢板加工成水箱，用精轧螺纹粗钢筋悬挂于下横梁，通顶开前上横梁的千斤顶加压。试压时，按砼浇注的分级重量进行加载，当千斤顶达到没级荷载时，应固定一段时间，待指针稳定后，测量变形值，最终加至设计荷载的1.4倍；加载时两连千斤顶必须同时加压，压应力应保持一致，宜采用同一油泵统一加压，误差控制在5%以内。
每一级加载后，必须及时检查各杆件的连接情况和工作情况，及时作出是否继续加载的判断，如一次加载后情况良好，应反复加载，卸载3-5次，直到非弹性变形全部消除完为止，试验结果应完整出加载测试报告，将弹性变形值及非弹性变形值的测量结果用于指导施工。分级卸载，并测量变形，记录数据。主桁件试验方案见图示。
（3）、挂篮拼装
挂篮拼装时，统一T构的两个挂篮应基本同步，同一挂篮两侧的构件即可同时进行也可先安装一侧，在操作不熟练的情况下，为稳妥
起见，应两侧分别安装，以免相互干扰引发问题，挂篮安装按照以下程序进行：清理梁段顶面——用1：2的水泥砂浆将铺枕部位找平——在找平层上放出轨道放样定位——铺设钢（木）枕——安装滑道——安装前后支座——在前支座下铺放聚四氟乙烯滑板——吊装单片主桁件对准前后支座，在后支点处连接锚轮组，在桁架两侧用3~5t倒链和型钢控制其空间位置，调好一片主桁架后用同样的方法吊装一片主桁架——调整两片主桁架间的水平间距和位置——安装前、中、后各横梁——安装前后吊带——吊装底模架及底模板——吊装外侧模走行梁及外模板——在前上横梁上吊挂工作平台，在底模后横梁上焊接工作平台——调整立模标高——固定模板。
（4）、挂篮的移动步骤
①、梁块浇筑完后，穿束、拆内、外侧模（底篮后锚杆不松），张拉，压将。
②、移篮前托梁与梁面预埋环扣紧，然后卸去各扁担梁的支撑垫板，实现桁架与底篮分离，此时底篮被锚紧在已完成梁段的底面。
③、卸主桁后锚，在后横梁上设置牵制绳，将前后支撑枕木移至下一梁段，支撑位置交放入“滑枕”，用慢速卷扬机或手拉葫芦将主桁牵引至下一梁段位置，拆去滑枕，安装后锚带并锚固。
④、拆除底篮后锚杆和前托梁锚固绳，使底模脱离梁底面，然后利用手拉葫芦牵引主模脱离梁底面。然后利用手拉葫芦牵引主模带动底篮前移到现浇位置。
⑤、调整底篮中线，位置和标高，上紧底篮后锚杆，固定前、后
主横梁。
3、模板设计
模板分为底模、侧模、内模及端模。分别做如下设计
（1）、悬浇箱梁底模，采用大块的厚6mm的刚模板，纵横肋采用L70×5mm角钢加强，底模设置需考虑桥的纵向坡度。安装时首先在托架顶面铺设型钢横梁，在型钢横梁上安装拆除模板用的楔块，在岗楔块上安装支架。然后在支架上安装横向型钢作为分配梁，最后在横向型钢上铺设模板。
（2）、外侧模，采用6mm厚的钢模板，模板支架用[12槽钢组焊成桁架结构，考虑模板的通用性，外模使用每个T构上2给挂篮的外模，从而解决9.0米外模，即可满足悬浇段施工要求。通过钢管立柱或分配梁落于底板水平托架上，并用木楔调整侧模高度，外侧模安装后用穿心拉杆与内侧模对拉固定。
（3）、内侧模，考虑悬浇段内梁体截面变化大，模板通用性差，拟采用钢管支架，组合钢模形式，内模就位后，与侧模用穿心拉杆相连，加固，同时在可行的位置设置自撑体系。洞孔模板，在隔墙上有1个80*160cm人孔，孔洞模板用组合钢模板拼装，用满堂木支架支撑。端模上有钢筋和预应力管道伸出，位置要求准确，模板拟采用木模。模板内模及内部顶部模板除梗肋部分做特殊加工外，其余部分采用组合模板，使用螺栓及U型卡连结成整体，竖向用15cm×15cm方木或型钢作为背楞，横向用Ф48钢管或型钢通过扣件及拉杆将内、外模框架拉紧，安装内模底部时竖向预应力压浆管设计位置预先挖
孔，并在模安装时注意对压浆孔进行保护，安装后用海绵或其他材料封堵管周空隙，内模就位后用方木或型钢将内外侧模顶紧，用脚手架及可调式承托配合，将内模顶紧，并设剪力撑将各杆件连成整体。在过人洞处截面复杂。制作使用整体钢模板，在该处顶部钢筋封顶前放入。以增强模板刚度和整体性，并方便立模，为方便混凝土浇注及振捣，箱室内模及顶模预留施工用振捣及观察窗，待混凝土浇注接近预留口时再将钢筋照规范连接后进行封堵。拆模时先将内模的支撑卸掉，然后松下模板的内外拉杆即可拆除模板。
(二)、钢筋及预应力粗钢筋绑扎
1、竖向预应力组钢筋施工：竖向预应力组钢筋施工采用横向用Ф25精轧螺纹粗钢筋，其中横隔板中的粗钢筋要在0#块施工预埋在墩身砼中后接长。竖向预应力粗钢筋的绑扎可以采取就地散绑法，也可采用取在地面上预绑扎，用塔吊整体吊装的施工方法。具体为：将锚固螺栓、锚垫板、螺旋筋、粗钢筋。压浆管安装配套后，用型钢江预应力筋连成整体。用塔吊吊装到指定位置，按事先划好的定位线，校核地步标高后在倒链配合下就位。然后将整体型钢骨架支撑、固定并使之垂直，另外0#块横隔板出横向预应力及成孔用的铁皮管和锚垫板与普通钢筋一同绑扎。
2、普通钢筋施工：对图纸复核后绘出加工图，加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯曲机加工后于大样图核对，并根据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。
主筋采用电弧搭接焊，焊接时I级钢筋采用T422焊条，而对于
Ⅱ级钢筋则必须采用T502以上电焊条。
3、钢筋由工地集中加工制成半成品，运到现场。 4、0#块钢筋分两次绑扎。
第一次：安放底板钢筋和竖向预应力钢筋计预应力管道，布置腹板和隔板钢筋。
第二次：安放箱梁顶板钢筋，纵向预应力管道及钢束。 5、由于底板较厚，须在底板钢筋上下层间设架立钢筋，为保证纵横向预应力管道的位置正确，也应在顶、底板两层钢筋之间设置架立筋和防浮钢筋，以固定预应力筋管道。
6、竖向预应力钢筋的接长采取锥螺纹套筒机械接头，机械接头使用前应做试验。
（三）、预应力管道、预应力钢筋
1、纵向预应力管道采用塑料波纹管，以减少管道摩擦系数，同时保证管道压浆饱满，当管道总长超过40m时，拟采取真空辅助压浆施工工艺保证压浆质量，以保证压浆的密实。
2、顶板横向预应力束采用扁平波纹管，预应力束的张拉端在桥的两侧间隔布置。
3、竖向预应力筋采用Ф25精轧螺纹粗钢筋，采用Ф40波纹管成型预埋。
4、顶板、腹板内有大量的预应力管道，为了不使预应力管道损坏，一切焊接应放在预应力管道埋置前进行，管道安置尽量不焊接，若需要焊接则对预应力管道采取严格的保护措施，确保预应力管道部
被损伤。
5、当普通钢筋与预应力管道位置有冲突时，应移动普通钢筋位置，确保预应力管道位置正确，但禁止钢筋截断。
6、横向、竖向预应力管道采用镀锌铁皮卷制而成，为保证预应力筋质量，除0#块竖向预应力束采取接长方案外，其他节段竖向预应力束均为通长束。
（四）、混凝土灌注
悬浇段内预应力筋布置复杂、非预应力筋密集，要求一次灌注成型，施工难度大。为保证施工质量，拟采取如下措施：
1、混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土运输船运送至施工地点，在由混凝土输送泵运送到位。
2、结合悬浇段混凝土数量，混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间控制在150分钟以内。将塌落度控制在14~18cm左右。
3、混凝土灌注分层下料、分层振捣，每层厚度不宜超过30com。 4、混凝土灌注顺序：底板——横隔板——腹板及顶板四周。灌注时要前后左右基本对称进行。
5、混凝土入模导管安装间距为1.5m左右，导管底面与混凝土灌注面高度控制在1m以内。在钢筋密集处断开个别钢筋留作导管入口，待混凝土灌注到此部位时，将钢筋焊接恢复。在钢筋密集处要适当增加导管数量。
6、混凝土捣固采用Ф50和Ф30插入式振捣器。钢筋密集处用小振捣棒，钢筋稀疏处用大振捣棒。振动棒移动距离不得超过振动棒作
用半径的1.5倍。振捣棒的作用半径需经试验确定。
7、灌注墩顶位置混凝土前，先将原墩顶混凝土面用水或高压风冲洗干净，在原混凝土面上铺20cm厚的同标号砂浆，并摊铺均匀平整。灌注底腹板混凝土前，对顶板钢筋顶面要用布或草袋覆盖，以防松散混凝土粘附其上。混凝土倒入储浆盘后，试验人员要检查混凝土的塌落度、和易性，如不符合规范要求通知拌和站及时调整。
8、在顶板混凝土浇注完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接密实、可靠。
9、混凝土灌注结束后，要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的洒水养护。
（五）、悬浇段施工需注意的问题
1、箱梁悬浇施工进行中，应保证两端的施工数度的平衡，施工进度偏差应小于30%，施工重量偏差应小于20%。
2、施工中应随时观测挠度及应力情况，发现异常应及时调整、分析后再继续施工。
3、箱梁悬浇混凝土浇注施工时，从两端向箱梁根部施工进行。以防止由于挂篮前挠而引起已浇筑混凝土的开裂，混凝土施工时划分施工责任区，防止出现振捣不合格。
（六）、预应力筋张拉
预应力筋的张拉按照先纵后横、竖的原则进行，即张拉n节段纵向钢束时，张拉（n-3）节段横竖向预应力钢束。纵向预应力张拉必须按照左右对称进行，为减少混凝土的收缩性变的对预应力的不利影
响，避免由于混凝土收缩性变过大造成永存预应力不满足设计要求，需要采取混凝土强度、龄期双控指标，在混凝土施工后4天且强度达到85%以上时方能张拉。张拉步骤为：初始张拉力张拉检查油路的可靠性，安装正确后，开动油泵向张拉油缸缓慢进油，使钢绞线略为拉紧后调整千斤顶位置，使其中与预应力管道轴线一致，以保证钢绞线的自由伸长，减少摩阻，同时调整夹片使其夹紧钢绞线，以保证各根钢绞线受力均匀。然后两端千斤顶以正常速度对称加载到初始张拉力后停止加油，测量并记录钢绞线初始伸长量，完成上述操作后继续加载至控制张拉力，量测实际伸长量并与计量伸长量相比较。由于张拉力设计值较大，因此初始张拉力取值为10%ōK。预应力张拉前对预应力千斤顶及配套设备进行标定，采用ZB4-5000型油泵配合液压千斤顶进行，采取双控法控制，即在张拉力满足设计要求的情况下，预应力筋伸长量与设计计量伸长量之差在±6%，张拉前需要对千斤顶及配套油泵进行检验标定，可以采取压力机反压千斤顶的方法但压力机的精度应为一级精度，确定千斤顶压力与液压油泵油压间的关系，同时预应力的伸长量计算应准确无误，预应力筋弹性模量、截面积等技术指标取值准确吗，取用检验单位提供的数据。张拉按照设计图纸的顺序进行，或按照规范规定的先下后上，先中间后两边的顺序，先张拉纵向预应力束，再张拉横向预应力束及竖向预应力筋。张拉应准确，准确预估预应力管道的摩阻力，使预应力筋的永存应力达到设计要求。张拉作业按照两端张拉并锚固结的方法进行。所有纵向预应力束张拉均按“左右对称、两端同时”的原则进行，下列说明就是建立在
此基础上的。由于张拉是一项非常重要的工作，因此在施工时要做好安排，张拉施工时需注意：
1、为保证预应力的准确，必须对张拉设备进行定期和不定期的配套检验。校正后需将千斤顶的实际张拉吨位和相应的压力表读数关系制成图表，以便于查找使用。在下列情况下应对千斤顶和油泵进行配套检验；设备标准定期到；千斤顶后油泵发生故障修理后；仪表受碰撞；张拉100次后；钢绞线伸长量出现系统偏差等。千斤顶加载和卸载时哟啊做到平稳、均匀、缓慢、无冲击。千斤顶在加载过程中如混入气体，在空载下将千斤顶油缸往返二至三次即可排出空气，保证千斤顶运行平稳。
2、张拉作业中，梁的两端要随时保持联系。发生异常现象时应及时停止，找出原因，及时处理。
3、张拉作业中，要对钢绞线束的两端同步施工预应力，因此两端伸长量应基本相等。若两端的伸长量相差较大时，应查找原因，纠正后再进行作业。
4、张拉作业中，两端危险区内不许有人，并立牌警示。 5、张拉过程中，要有专人填写张拉记录，同时张拉作业需安排专人负责指挥。
6、当气温下降到+5℃以下时，禁止进行张拉作业，以免因低温而使预应力筋在夹片处发生脆断。
7、张拉时的混凝土强度不得低于图纸规定的85%R设计和4天龄期。
8、张拉过程中，要控制千斤顶工作行程在最大允许行程以内。 （七）、箱梁悬浇预应力筋管道压浆
由于压浆质量对整个预应力体系的建立至关重要，针对以往传统压浆工艺出现的压浆不饱满、预应力筋容易锈蚀导致桥梁使用的耐久性出现问题，我们对主桥纵向预应力孔道压浆采取空辅助浆方案，横向、竖向预应力孔道压浆采取普通压浆方案。配备真空辅助压浆的施工设备2套，普通压浆设备2套，以保证压浆的质量。
1、真空辅助压浆的施工工艺
①、准备所有的进浆口、吸气孔安置阀门，组装真空设备和压浆设备，清理孔道内的水及杂物；
②、打开孔道的抽真空端阀门，关闭其他阀门，开启真空阀门抽取孔道内的空气，是孔道内处于80%的真空状态，使孔道的水蒸发为水气。
③、在负压力下，压浆泵将浆体压入孔道。
④、按次序关闭抽气端的阀门，分别打开盖帽的排气孔，在正压力下划分别进行排浆，然后关闭其他排气孔。
⑤、孔道加压至0.4MPa，关闭进浆口阀门之前保压一段时间。 2、在普通压浆方案中，孔道压浆有如下主要工作： ①、孔道压浆前的准备工作
水泥浆配合比：水泥浆配合比要根据孔道形式、压浆方法、压浆设备等因素通过实验，根据经验，本桥孔道压浆用水泥浆的配合比拟采用如下指标：
a、水灰比0.35-0.4，并掺适量的碱水剂和不含氯盐的膨胀剂（UEA）。
b、水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为PO42.5普硅水泥。 c、水泥浆的28天强度本桥设计无规定，规范要求为不低于C30级，为保证工程质量，本桥现浇箱梁孔道压浆在规范要求基础提高一个等级，即不低于C40级。
d、泌水率最大不超过3%，拌和后3h的泌水率不超过2%，24h后泌水全部被浆体吸收；流动度为16s左右，具体值需根据季节和温度作适当调整。
②、切割锚外多余钢绞线，使用砂轮机切割，切割后的余留长度不低于3cm。
③、封锚，锚具外面的预应力筋间隙和压浆管用无收缩块硬性水泥封堵。
④、冲洗孔道，孔道在压浆前用压力水冲洗，以排除孔内无杂物、畅通。
3、压浆注意事项
①、在波纹管每个波峰的最高点设一排气管兼压浆管。压浆泵输浆管应选用抗压能力10MPPa以上的抗高压橡胶管，输浆管连件之间的连接要牢固可靠。水泥浆进入灌浆泵之前应通过1—15mm的筛网过滤。
②、搅拌后的水泥浆要做流动度试验，并根据试验结果作必要的调整，以便压浆的顺利。
③、灌浆要在灰浆流动性下降前进行。同一根管道的要一次连续进行，出现意外情况中断时，应立即用高压水冲洗干净理好后，再重新压浆。
④、在现场做好灌浆孔数和位置及水泥浆配合比的记录，以防漏压。压浆时必须采取压浆过后在稳压3-5分钟的办法以增加浆体的密实度，保证预应力筋的永存应力达到设计要求，减少应力损失。
4、封端
对箱梁悬浇段的腹板束河顶板束，在张拉压浆后将其直接浇注在下一阶段混凝土内作为封端，因而对腹板束河顶板束不再另外封端。对底板束、横向、竖向预应力筋的张拉端，在张拉压浆后采用梁体同标号混凝土进行封端。预备钢束预埋管道施工完毕后不压浆，两端简易封闭以备用。
四、施工控制
由于箱梁在悬臂浇注施工时受砼自重、日照、温度变化、墩柱压缩等因素影响而产生竖向挠度，砼自身还存在收缩、徐变等因素，也会使悬臂段发生变化，为使合拢后的桥梁成型及应力状态符合设计要求，达到合拢高程误差控制在15mm以内的要求，最大限度地使实际的状态与设计的相近，必须对各悬臂施工节段的以挠与应力为控制的进行观测控制以便在施工及时调整有关的标高参数，为下节的模板安装提供数据预报，确定下节段合适的模板标高。挠度控制采用以往同类桥梁施工所验证可靠并经监理工程师批准的计算机软件进行。施工时建立施工控制网络，以自适应法及灰色预测辨别等理论为模型进行
施工控制，确保合拢精度，观测内容：
a、挂篮模板安装就位后的挠度观测； b、浇筑前预拱度调整测量； c、砼浇注后的挠度观测； d、张拉前的挠度观测； e、张拉后的挠度观测；
f、已完成各阶段之荷载及温度、徐变收缩引起的挠度计算、观测；
g、合拢段合拢前的温度修正； h、温度观测； i、应力观测；
j、挠度观测的关键是每日定时观测，时间宜选在每日温升前上午8：00-9：00以前。
五、安全管理
所有进入施工现场人员必须戴安全帽，上下挂蓝要头上看清、脚下采稳、手中抓牢，防止高空坠落。外侧模翼缘板部位分配梁下面要挂安全网，挂蓝底板前端及左右外露部分要设护栏。张拉工作平台空间要满足要求，悬吊千斤顶的支架要牢固可靠，张拉时油顶后面、油泵前面严禁站人。
