马水河特大桥箱梁悬臂浇筑施工方案.docx

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马水河特大桥箱梁悬臂浇筑施工方案

箱梁悬臂浇筑施工技术方案

一、编制依据

1、《两阶段施工设计文件》第III.27.D3.2册

2、《总体实施性施工组织设计》

3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

4、《公路工程质量检验评定标准》（JTJGF80/1-2004）

5、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

二、工程概况

马水河特大桥左右幅主桥上部结构形式为：

110米+3×200米+110米五跨一联连续刚构预应力变截面箱梁。

全桥为单箱单室直腹式截面，箱梁支点梁高12米，跨中梁高3.5米，顶宽12.5米，底宽6.5米。

其中，0＃块长18.0米，顶板厚60厘米，腹板厚90厘米，底板厚125厘米；1＃块~14＃块顶板厚28厘米，腹板厚70厘米，底板厚125~58.7厘米；15＃块~22＃块顶板厚28厘米，板厚50厘米，底板厚54.5~32厘米；箱梁顶面设2%的单向横坡。

箱梁采用三向预应力体系，纵向预应力束采用标准强度为1860MPa的12φj15.24钢绞线和9φj15.24钢绞线，OVM15-12型及OVM15-9锚具；竖向预应力采用φ32mm精轧螺纹钢筋；横向预应力采用标准强度1860MPa的2φj15.24钢绞线，扁锚。

0＃块采用托架分节段施工，箱梁悬臂节段采用三角形挂篮施工，中、边跨合拢段长度2米，边跨现浇段采用直线段，长度9米。

马水河特大桥连续刚构预应力变截面箱梁主要工程量如下：

C50砼：

28565.6m3，I级钢筋：

797041.6kg，II级钢筋：

2572097.3kg，钢绞线：

1670955kg，32＃精轧螺纹钢：

353969kg，其它钢材：

26057kg。

三、施工准备

1、人员组织管理

1）、组织管理框图

施工组织管理见图1箱梁施工组织管理框图

2）、施工队组织和安排

根据马水河特大桥桥跨数量和工期要求，计划安排4个施工队，先施工右幅4个T构，完成后，再转到左幅4个T构，采用流水作业。

每天采用两班制，每个施工队组织劳动力如下表：

序号

工种

人数

备注

1

钢筋工

24

两班制

2

砼工

20

两班制

3

张拉工

8

两班制

4

养护工

1

5

电梯司机

2

两班制

6

塔吊司机

2

两班制

7

电工

1

8

普工

4

两班制

9

合计

62

图1箱梁施工组织管理框图

2、生产机械设备及检测试验设备

1）、生产机械设备

设备名称

规格

单位

数量

备注

装载机

ZL-50

台

1

购买

搅拌机

HZS1000

台

2

购买

混凝土输送泵

HBT80D

台

3

购买

配料机

HPL1600

台

2

购买

散装水泥罐

100吨

个

3

购买

发电机组

BV-S120

套

2

购买

钢筋弯曲机

GW6-40

台

6

购买

钢筋切断机

GW-40-1

台

6

购买

电焊机

BX3-50

台

40

购买

钢筋调直机

GT4110

台

4

购买

水泵

台

12

购买

插入式振捣器

50型

台

32

购买

三角形挂篮

套

8

自行设计加工

0＃段托架

套

４

自行设计加工

电梯

SCD200J

台

4

购买

电梯

SCT100

台

2

购买

50型油泵

台

8

购买

350T千斤顶

台

4

购买

24T千斤顶

台

2

购买

60T千斤顶

台

2

购买

压浆机

台

2

购买

真空机

台

2

购买

塔吊

QTZ5010

台

4

购买

2）、检测设备

序号

仪器设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

万能材料试验机

WE-600

台

1

0～600KN

2

压力试验机

NYL-2000D

台

1

3

水泥净浆搅拌机

SJ-160

台

1

4

水泥胶沙搅拌机

JJ-5

台

1

5

水泥胶沙振动台

ZS-15

台

1

6

水泥负压筛分仪

FYS-150

台

1

7

水泥标准养护箱

YH-40B

台

1

8

水泥抗折试验机

KZJ-5000

台

1

9

水泥稠度仪

新标准

台

1

10

水泥留样筒

个

10

11

混凝土搅拌机

HT30-50L

台

1

12

混凝土振动台

HZJ-A

台

1

13

回弹仪

HT-225A

台

2

14

石子压碎仪

台

1

15

坍落度筒

个

3

16

钢筋保护层测定仪

HBY-84A

台

1

17

应力传感器

套

8

18

全站仪

1

19

经纬仪

2

20

水准仪

4

21

50m钢尺

2

3、配合比选定

在充分保证混凝土的强度、使用性能和可泵性的前提下，本着经济节约和合理适用的原则进行配合比的设计、选定。

箱梁C50混凝土配合比设计为：

C：

S：

G：

W：

J:

WJ＝1：

1.767：

2.543：

0.371：

0.143:

0.012，每立方砼各材料用量分别为：

华新P.042.5水泥420Kg、洞庭湖黄砂742kg、鸦鹊石料厂（自产）5-25mm连续级配碎石1068kg、阳逻粉煤灰60Kg,天津FD－4缓凝高效减水剂5.76kg（掺量为水泥用量的1.2%）、拌合水156kg。

此配合比已经得到业主的批复，可用于箱梁施工。

施工时严格控制原材料质量及混凝土水灰比，按要求施工，不合格的原材料不得进入施工现场。

4、材料

水泥、砂石料、粉煤灰、外加剂等C50砼所用的材料，必须是按业主已批复的配合比所要求的备足合格材料。

钢筋、钢绞线、32＃精轧螺纹钢必须是正规厂家的合格产品，有出厂质检单和合格证，使用之前，试验室要对钢材进行材质自检试验，并报请监理对原材进行抽检，合格后方可投入使用。

四、工期按排

　　马水河特大桥左右幅均为4个T构，计划先施工右幅T构，右幅完成后，8个挂篮转到左幅4个T构，根据此施工作业顺序，工期按排如下表：

右4#

右5#

右6#

右7#

左1#

左2#

左3#

左4#

0#块

06.5.20~

06.7.10

06.4.20~

06.6.10

06.5.20~

06.7.10

06.6.10~

06.7.31

06.7.1~

06.8.30

06.8.1~

06.9.30

06.9.1~

06.10.30

06.10.1~

06.11.30

挂篮安装

06.7.11~

06.7.31

06.6.11~

06.6.31

06.7.11~

06.7.31

06.8.1~

06.8.20

07.4.10~

07.4.20

07.4.10~

07.4.20

07.4.10~

07.4.20

07.4.10~

07.4.20

1—22#块

06.8.1~

07.3.10

06.7.1~

07.3.10

06.8.1~

07.3.10

06.8.21~

07.3.31

07.4.21~

07.11.30

07.4.21~

07.11.30

07.4.21~

07.11.30

07.4.21~

07.11.30

直线段

06.12.1~

07.2.28

07.1.1~

07.3.25

07.9.10~

07.11.25

07.9.10~

07.11.25

边跨

合拢段

07.3.11~

07.3.25

07.4.1~

07.4.15

07.12.1~

07.12.15

07.12.1~

07.12.15

中跨

合拢段

07.3.11~07.4.5

07.12.1~07.12.15

次边跨

合拢段

07.4.16~07.4.25

07.4.16~07.4.25

07.12.16~07.12.31

07.12.16~07.12.31

五、施工方案

一）、0＃段施工

0＃段是悬臂浇筑施工的中心块体，是挂篮拼装的施工平台。

马水河大桥0＃段长度为18m，底宽6.5米，顶宽12.5米，高为12米，与墩顶通过48根精轧螺纹粗钢筋施加预应力成为一体。

1、施工工艺流程

0#段段施工工艺流程见图20＃段施工工艺流程图

2、施工托架

1）、托架设计

0＃段是支承于两肢墩之上，中间净距为900cm，沿桥墩纵向两端各悬出100cm，为了跨越两肢墩浇筑0＃段砼，在墩顶设计一个以墩身作支承的钢结构托架平台。

由于0＃段砼共计715m3，荷载很大，为了保证0＃段施工质量和安全，

图20＃段施工工艺流程图

计划将0＃段按高度方向分三次浇筑，第一次浇筑0-300cm位置，达到75%

强度后，本身可以作为底模架，凿毛清洗后，再在其上浇筑300-1105cm位置，即将腹板全部浇完，最后浇筑完剩余顶板部分的砼。

托架设计荷载：

托架上的0-300cm砼、机具及人群荷载。

托架结构组成：

两肢墩间设6片K型刚架，墩外纵向两侧均设6片三角牛腿，在其上铺设I14工字钢分配梁以使托架均匀承受砼、模板等各种荷载。

在托架安装好后，对托架预压，防止各杆件连接处存在拼装误差，而出现变形，导致0#段底板出现裂纹。

图30#段托架图

3、施工方法

1）、施工托架加工安装

施工托架计划加工4套，左右幅周转使用。

各种构件均由模板厂加工成型，施工托架安装利用翻板模施工平台，翻板模施工平台固定在下排承托以下100cm处，便于安装施工托架和模板，底模安装完后，必须准确放样定出0＃段腹板位置。

2）、托架预压

托架安装完成后必须经过预压，经过预压可消除托架的非弹性变形，测出弹性变形值为支设0#段底模提供设置预拱度的依据。

A、测控制点标高

在纵桥向两头的6根三角托架的水平杆前端各设1个控制点，共同12个点,每根K型钢架在左、中、右三个部位各设一个控制点，共18个点，以上合计为一个T构上共有30个控制点。

在垫梁安装完成后，用红油漆标出控制点位置，用全站仪测出30个控制点标高a，并记录在案。

B、加配重和卸载

预压采用同托架顶部第一次浇筑的0#块重量（260T）的1.2倍进行预压，预压荷载采用施工现场的型钢模板和水箱加水至托架上。

荷载在托架上应按照托架在施工时的实际受力状态进行布置。

加载采用六级加载：

第一级：

加载至50T，持荷12小时，测控制点标高；

第二级：

加载至100T，持荷12小时，测控制点标高；

第三级：

加载至150T，持荷12小时，测控制点标高；

第四级：

加载至200T，持荷12小时，测控制点标高；

第五级：

加载至250T，持荷12小时，测控制点标高；

第六级:

加载至320T，持荷24小时，测控制点标高b；

卸载完成后，测出控制点标高c。

C、计算托架的弹性变形和非弹性变形值。

弹性变形值：

d1=c-b

非弹性变形值：

d2=a-c

3）、支设底模。

托架预压完成后在正面托架上设置钢性材料的垫块（以避免产生弹性或非弹性变形，而影响已设定的0#段底模标高），然后铺设0#块底模。

在侧面托架上搭设脚手架，脚手架采用φ40钢管搭设，脚手架立杆焊接在垫梁上，横杆通过钢管卡子与立杆连接成整体。

0#段底模采用墩身组合大块钢模板，模板拼装时在模板缝内夹海绵条，以防止漏浆，支设底模时应根据设计要求及托架变形值确定立模标高。

模板安装的各项允许偏差为：

模板标高±10mm，模内尺寸+5mm，轴线偏位10mm，相邻两板表面高差2mm，模板表面平整度5mm，预埋件中心线位置3mm。

4）、支设外侧模。

0#段外侧模采用挂篮外模，挂篮外模采用自制的模板，模板用外模框架和墩身组合钢模组合而成。

5）、绑扎底板、腹板、隔板钢筋及安装底板、腹板端头模板。

钢筋在钢筋加工棚集中下料、加工，运输至施工现场由塔吊垂直运输到0#段绑扎，由于腹板钢筋比较高，绑扎时需搭设临时脚手架，以固定钢筋，钢筋绑扎成型后拆除临时脚手架。

端头模采用2cm厚木板制作，端头模上预留钢筋孔位，绑扎钢筋前先将端头模安装好，绑扎时每根纵向钢筋由端头模预留孔穿出。

钢筋加工及安装的允许偏差为：

同排受力钢筋间距±10mm，箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距±10mm，钢筋骨架尺寸长±10mm，宽、高或直径±5mm，弯起钢筋位置±20mm，保护层厚度±5mm。

6）、安装预应力管道及预应力粗钢筋。

0#段底板、腹板及横隔板钢筋绑扎完成后即可安装预应力管道，管道安装时应根据设计要求准确定位，确保管道端头与锚垫板垂直，并注意在张拉端设置张拉槽。

横向、竖向预应力管道两端采用φ50波纹管，端部管道焊接有φ20压浆管及排气管，压浆管采用φ20白塑料管接长并伸出模板，管道接头采用大一号同型波纹管作套管进行连接，套管长度为20cm，接头用防水胶带缠绕封死以防止漏浆堵塞管道。

管道采用Φ8钢筋焊制的定位网定位，直线段每1m设置一道，曲线段每50cm设置一道，确保管道竖直度、直顺度及坐标符合设计及规范要求。

当钢筋与管道相碰时，可适当移动钢筋，但不得切断，若必须切断钢筋时，应待该工序完工后，将割断的钢筋联好再补孔。

7）、安装腹板内模、隔板模板及顶板底模。

隔板模板及0#块腹板内模采用墩身内模用组合钢模板及木模，平面模板采用组合模板按照模板尺寸进行拼装，倒角模板使用5cm厚木板制作。

在0#内搭设脚手架，支设顶板底模，

外模、内模、隔板模板均采用12#槽钢、φ14钩头螺栓、φ32预应力粗钢筋加固，12#槽钢用作横向、竖向带木，带木每1m设置一道。

8）、绑扎顶板钢筋及安装顶板预应力管道。

9）、顶板预埋件及预留孔：

A、施工0#块顶板时，注意预埋护栏钢筋及泄水孔。

B、施工顶板时应在顶板、翼板设置内外模板滑行梁后吊带孔及挂篮后锚扁担锚固孔，所有预留孔采用φ50波纹管预留。

所有预埋件及预留孔位置应根据箱梁结构及挂篮确定，预留位置应准确无误。

10）、浇注砼。

由于0＃段底板厚度为125cm，宽度为650cm，长度为1800cm，且又是C50高标号砼，水化热较大。

从以往施工的桥梁来看，0＃段底板时有裂纹，因此要采用内降温外升温施工工艺，来保证砼质量。

在125cm厚的底板中间布设一层冷却管，通水冷却，降低内部最高温度。

冷却管内径为φ50、壁厚5mm的钢管，具体布设如图4所示。

在0＃段底板浇筑完后，开始通冷却水，若外部气温较底，则采用隔热性能良好的土工布把底板全部包裹严密，进行砼表面保温，把底板内外温差控制在25℃以内，防止裂纹产生。

在混凝土内外温差较小时，停止通水，并用C50水泥砂浆把冷却管压注饱满。

为了保证0#段砼的浇筑质量，避免有害裂纹或裂缝的产生，我们采取了以下的控制措施：

（1）、对0#块大体积砼进行水化热和温度应力计算（详见后附的0#块大体积砼水化热和温度应力计算书）

（2）、在0#段砼浇筑前，对两个双肢墩进行临时锁定，即将两个肢墩中间的K型骨架两端与墩身上的顶托预埋件进行焊接，使原先独立的两个肢墩连接成一个整体，保证K架的横梁与墩身间无间隙，使之在砼浇筑过程中（即在托架开始承受砼荷载时）不能向外张也不能向里缩，同时利用Ф32精轧钢对两支墩进行对拉，并施加60T的拉力，使0#段砼在浇筑过程中不会因受到外力作用而产生裂纹或裂缝；待0#段砼浇筑完成后，在张拉预应力前即可解除两个肢墩的临时锁定。

（3）、将0#段底板的纵向ø10圆钢改为ø25螺纹钢，在第二次浇筑砼的下方60cm范围内，腹板纵向ø10圆钢适当加密，按7.5cm间距布置，以期在0#段不产生有害裂纹或裂缝。

（4）、在0#段底板的中部层面上布置如图4所示的ø50冷却管，在砼浇筑和养护过程中抽入冷水，以降底砼内部的最高温度，使之不超过70度，并随时检查砼内部的最高温度。

图40#段底板冷却管布置图

（5）、因刚出厂的水泥温度较高，故在浇筑0#段砼之前，提前进足够的水泥进行库存降温至少七天，确保水泥的初始温度在30度左右，并在浇筑砼过程中，对存水泥的灌体进行洒水降温，在出水泥的螺旋泵上采取覆盖麻袋后进行洒水的办法来降低水泥的温度，从而降低砼的入模温度，使之不高于20度，在气温较高时，对现场存放的碎石进行洒水降温,然后使用。

（6）、严格控制原材料质量按要求施工，检验不合格的原材料不得进入施工现场。

（7）、浇筑砼时，试验人员现场值班，严格按设计用量控制砼原材，坍落度控制在16～18mm，未经试验人员同意，不得私自调整水灰比。

（8）、在砼浇筑完成后，及时向竖向波纹管内通水，以降低上下两层砼间的温差，以防上下两层砼间因龄期不同、产生较大的温差而导致砼表面出现裂纹。

（9）、0号段砼浇筑时间定在下午5点开始。

（10）、在底对角线预埋3个温度传感元件，在腹板的正中间位置预埋一个，在腹板与隔板交汇处预埋一个，在墩身5米挡块与0号块处预埋一个，监控人员必须每隔2小时测一次温度，并做好记录，随时掌握温度变化情况，以便及时采取措施处理温度影响。

现场技术人员必须对原材料的初始温度、砼出机温度、砼入模温度、冷却水管进出水温、砼内外温度等都要进行认真测量和记录。

（11）、由于混凝土施工高度较大，为使混凝土灌注时不产生离析，混凝土将通过串筒滑落。

（12）、混凝土泵送入模，浇筑要水平分层连续作业；整个0#段沿纵向分成1米悬出段A、隔板A、隔板B、中部底板、隔板C、隔板D、1米悬出段B共七块，浇筑时按这七个小块的先后顺序依次浇筑，即先按顺序将每个块浇筑完第一层，然后再按先后顺序浇筑完第二层，直至最后的浇筑工作完成；同时，每层厚度控制在30cm左右，并且在上一层砼初凝前将后层砼浇筑上，以保证各层间无明显接缝。

（13）、振捣前振捣棒应垂直或略有倾斜地插入混凝土中，倾斜适度，否则会减小插入深度而影响振捣效果。

（14）、插入振捣棒时稍快，提出时略慢，并边提边振，以免在混凝土中留下空洞。

（15）、振捣棒的移动距离不超过振捣器作用半径的1.5倍，并与模板保持5—10cm的距离。

振捣棒插入下层混凝土5—10cm，以保证上下层混凝土之间的结合质量。

（16）、混凝土下料后随即进行振捣，振捣时间一般控制在30秒以上，捣固要适度，切不可漏捣和靠模板振捣，有下列情况之一时即表明混凝土已振捣密实：

Ⅰ、混凝土表面停止沉落或沉落不明显；

Ⅱ、振捣时不再出现显著气泡或振动器周围无气泡冒出；

Ⅲ、混凝土表面平坦、无气体排出；

Ⅳ、混凝土已将模板边角部位填满充实。

（17）、混凝土浇筑要设专人检查模板系统的变形和漏浆情况，以及钢筋和各种预埋件是否有偏移，发现问题及时解决。

（18）、在浇筑各部位混凝土时，一定避免振动棒碰伤波纹管。

（19）、顶板、底板表面处理：

底板砼振捣完毕后清除浮浆，并用5m铝合金靠尺刮平，刮平时靠尺前端靠在底板端头模顶面，后部靠在已浇注梁段砼表面上，由前后两人按住靠尺将砼面刮平，然后搭设5m长5cm厚木板，施工人员站在木板上将砼面用木抹子收平。

顶板砼振捣完成后，先清除表面浮浆，然后将5m靠尺前端靠在顶板端头模上，后端靠在已浇注梁段砼表面，由前后两人按住靠尺将砼面刮平，刮平后铺设木板，工作人员站在木板上先用木抹子将砼面抹平，待砼表面的少量泌水重新被砼吸收后，再用铁抹子将砼表面收光，然后用自制的钢筋网片压纹（钢筋网采用ø12螺纹钢焊接而成，尺寸为100×100mm，间距为15cm），压纹深度控制在0.8~12mm之间，表面压纹应规则美观，不得杂乱无章；在新浇梁段与已施工梁段接缝处必须严格控制接缝两侧相对高差，确保两梁段接缝处平顺衔接。

0＃段分三层浇筑时，每层浇筑完后，必须用抹子把模板顶面抹平成一直线，在浇筑上一层之前，必须凿除下一层砼顶面浮浆，并清洗干净。

保证水平施工缝符合规范要求。

11）管道处理：

竖向预应力粗钢筋压浆管及张拉槽在浇注砼前应全部堵住，以防止浇注砼时水泥浆进入管道堵塞。

砼浇注结束立即用高压水冲洗管道以检查管道是否堵塞，即使管道部分进浆，通过高压水可将进入管道的少量水泥浆冲洗干净。

纵向预应力管道在浇注砼后立即使用探头（探头为锥形，直径小于波纹管10-15mm）探测孔道是否漏浆，即使漏浆，用探头可将进入管道的水泥浆冲散，然后用高压水冲洗孔道，确保管道畅通。

12）、养护

马水河左右幅0＃段大部分砼浇筑在5-10月份，气温较高，待砼初凝后立即进行养护。

腹板养护采用自淋法，在挂篮上设置养护水管，水管每20cm打一小孔，养护水管与主供水管连接，进行自淋养护。

各节段顶板和底板采用麻袋片覆盖洒水养护，使砼外露面始终保持湿润；同时未脱模的砼应给模板外侧洒水，使模板保持湿润；并且养护时间不得少于七天。

13）、穿钢绞线、预应力张拉技术要求和注意事项在悬臂箱梁施工中说明。

二）、箱梁悬臂浇筑施工

1、施工工艺流程

详见图5箱梁悬臂施工工艺流程图

图5箱梁悬臂施工工艺流程图

2、挂篮设计

1）、设计依据

（1）、马水河特大桥施工设计图

（2）、《钢结构设计规范》（GBJ17—88）

（3）、本单位现有挂篮部分

2）、主要技术性能

（1）、适应最大梁段重245T

（2）、适应最大段段长4.5m

（3）、梁高变化范围12m-3m

（4）、最大梁宽：

顶板12.5m，底板6.5m

（5）、走行方式：

无平衡重滑行

（6）、挂篮自重：

86T

（7）、抗倾覆稳定系数：

空载时>3.6，浇筑时>2.2

3）、挂篮特点

（1）、挂篮结构简单，受力明确，整体刚度大。

（2）、工作面开阔，方便施工操作。

（3）、走行装置构造简单，外侧模、底模可一次就位，内模可以整体抽拉就位。

（4）、利用箱梁竖向预应力筋锚固轨道及挂篮，省去后平衡重量，减轻了挂篮自重。

（5）、主要材料采用Q235型钢及钢板，加工制作简单，成本低。

（6）、可用于合拢段施工。

（7）、挂蓝受力检算附后。

3、挂篮加工、拼装预压

1）、挂篮加工技术要求

（1）、挂篮部件多为组焊件，要制定合理的加工工艺，减小焊接变形和焊接残余应力。

各种变形不得超过《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）的有关规定。

（2）、焊条选用：

Q235母材采用E420焊条，16Mn母材采用E506焊条。

（3）、销座等重要部件必须保证焊接质量，焊后按技术要求进行探伤或抗拉试验。

（4）、除图中另有要求外，各部件的表面光洁度要求均为25

（5）、加工下料前应仔细核对设计图，并在加工过程中随时组拼各部件，出现问题及时纠正。

（6）、构件底面涂一层防锈漆，层面涂橘黄色护面漆。

（7）、挂篮出厂前要进行试拼装，并通过验收合格方可投入使用。

2）、挂篮拼装

0#段张拉结束后，即可在其顶面拼装挂篮。

拼装挂篮的顺序是：

第一步,铺设轨道，将轨道底部与竖向预应力筋锚固。

第二步,在轨道上安装前支座和后支座及反扣轮,然后组装主构架。

第三步,安装横向连接系，将两片主构架连成整体。

第四步,用粗钢筋将主构架后端锚固在梁上，吊装顶横梁。

第五步,安装前后吊带及内外模滑行梁。

第六步,安装底模及内外模，调整标高，提起并锚固前后吊装置，拼装工作结束。

3）、挂篮预压

挂篮是施工悬臂梁的主要设备，它即是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的工作面，为了检验挂篮的安全性，测量挂篮的弹性变形值，挂篮必