节段预制拼装施工工艺工法.docx

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节段预制拼装施工工艺工法

节段预制拼装施工工艺工法

节段预制拼装施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0508-2011）

桥梁工程有限公司张建科刘涛

1前言

1.1工艺工法概况

简支梁预制节段拼装主要是由现场预制悬臂工艺演变而来，由于现场预制悬臂工艺有现场施工复杂和质量控制较难等限制，因而衍生简支梁预制节段拼装的工艺。

随着现代化城市建设的迅速发展，交通问题日益突出，城市的道路交通需要发展城市高架道路及轨道交通。

而城市发展对高架桥和轨道交通要求造型优美、外观质量高、混凝土徐变影响小、施工对周边环境和地面影响小。

符合以上施工要求的设备和施工技术，节段预制拼装就是其中之一，该工艺经济高效，成为一种系统化的施工方式。

1.2工艺原理

节段预制拼装施工工艺工法，其原理就是将桥梁上部结构划分为若干标准节段，在预制场地匹配预制完成后，在现场用架桥机等专用拼装设备在桥梁下部结构之上，按次序逐块组拼，同时施加预应力，使之成为整体结构，并沿预定的安装方向进行逐跨推进、逐跨拼装。

2工艺工法特点

2.1预制构件在架设之前存放场地保养一段时间，从而减少了拼装架设成梁后混凝土的收缩和徐变。

2.2较少的现浇有利于环境的保护。

2.3梁体的预制可与桥梁下部结构施工同步进行，可缩短施工工期。

2.4建设工序上提供了大量的机动性，对市区的交通枢纽和其它的拥挤地区保护道路具有积极意义。

2.5机械化程度高，适合于长大桥梁快速施工。

2.6现场逐段拼装调整，有利于上部结构线形控制。

节段厂内预制

节段运送

造桥机拼装、移动

吊装节段

拼装节段

张拉临时预应力

整跨箱梁永久性预应力束张拉

落梁

压浆封锚

造桥机过孔

返修

不合格

安装梁底支座

干拼

湿拼

膺架拼装

吊装节段

连接预留钢筋、浇筑连接处混凝土

整跨箱梁永久性预应力束张拉

压浆封锚

安装梁底支座

膺架移拼

重复吊装、拼装其余各孔

自检

施工验收

图1节段预制拼装施工工艺流程图

6.2操作要点

6.2.1干拼法施工

节段梁进场后，首先进行检验。

检验内容主要包括六点坐标预埋点的设置，吊装孔、顶板临时张拉台座安装孔、底板张拉台座预留孔的大小及位置，如果有问题，及时进行处理，防止架设时无法进行安装。

同时检查节段的端面是否洁净，当有污泥和灰尘首先进行清理和清洗，确保环氧树脂系胶结剂的粘结力。

1喂梁

下承式架桥机喂梁方式可采用桥上喂梁和桥下喂梁，喂梁时按照节段梁拼装的顺序进行。

2吊梁

当运梁车将节段梁运至架桥机正下方，通过龙门吊把悬挂梁垂直放下，在节段梁上预留孔，将悬挂梁上的孔与节段梁的孔一一对应，穿四条高强钢筋，在节段梁腹腔内的每一条高强钢筋上，按照设计及施工要求，先穿一块钢垫板，然后再用螺母紧固。

当施工人员从节段梁腹腔出来后，指挥员可发出吊装指令。

提升过程中要匀速平稳。

3节段梁的定位

为确保节段梁的准确定位，在临时张拉前首先根据预制厂提供的六点坐标进行施工控制坐标的转换，采用水准仪和全站仪按照转换后的六点坐标控制节段梁的空间位置，确保每一孔每一节段梁的正确位置。

第一块节段是整跨的起点，直接控制着整跨的线形及标高，故在进行安装时必须精确定位，并做好临时固结。

1）里程控制。

悬挂梁沿架桥机主梁纵向移动，使其里程达到设计要求。

2）轴线控制。

在已完成的桥面上设轴向控制点，用经纬仪校核节段梁轴线。

如有偏差，利用悬挂梁上的水平千斤顶将梁体调整至正确位置。

3）高程控制，调整悬挂梁上的竖向千斤顶使节段梁高程控制点达到设计要求。

4节段梁胶拼施工

1）试拼

在全部节段梁吊装到位后，为保证两梁段拼接面标高、倾斜度保持一致，减少涂胶后梁段位置的调节时间，在胶拼前进行试拼。

试拼时，根据换后的六点坐标调整待拼节段梁空间位置，并以第一块为基准逐块靠拢，为保证梁段拼接面完全匹配，应检查梁段标高、中线和拼接面情况，检查预应力孔道的接头对位，同时检查临时预应力钢筋及张拉设备是否完善。

试拼完成后将其移开0.4～0.5m（以便于涂胶就位即可）。

2）拌胶及涂胶

环氧树脂系胶结剂用搅拌器在约400转/min状态下搅拌2～3min，直到颜色均匀为止。

涂胶厚度为1.5mm，节段梁截面均需覆盖，涂胶过程以及拼装后2h之内采取措施，防水防太阳照射。

3）临时张拉

在节段梁全截面环氧树脂涂完毕，安装预应力管道密封圈后，移动待拼梁段，准确对位拼接。

利用节段梁顶板和底板上的混凝土齿坎（临时张拉预应力紧固台座），采用Φ32精轧螺纹钢作为临时预应力筋，通过锚具和张拉千斤顶进行张拉，使环氧树脂在不小于0.3MPa的压力下固化。

临时张拉挤出多余的环氧树脂系胶结剂及时刮除，并用检孔器检查预应力管道，确保孔道畅通。

临时张拉是为了接缝紧密接触，并保证在永久张拉前，节段之间不会发生错动。

5支座安装

支座安装先将地脚螺栓按设计位置放入支座垫石预留孔内，用定位框架定位后，注浆固定，注浆料完全凝固后，再拧紧螺母；支座上座板与箱梁支座预埋铁焊接。

支座安装时应注意以下几点：

1）支座顺桥向的中心线必须与主梁的中心线平行；上、下座板横桥向的中心线应根据安装时的温度计算其错开的距离；错开后，上、下座板的中心线平行。

2）支座安装时，支座平面的四角高差不得大于2mm。

3）注浆时，应保证没有空隙。

4）上座板与预埋件焊接时，应采用跳跃式断续的焊接方法，逐步焊满周边。

6永久张拉

整孔节段梁临时张拉完成后进行永久预应力穿束，穿束前在临时支架顶面或已架完的梁面搭设穿束和张拉平台。

在永久张拉开始前，向监理工程师提交详细说明、图纸、张拉应力和延伸量的静力计算。

张拉时需在技术人员指导下作业，所有操作预应力设备的人员需通过正式培训。

根据设计张拉要求，按要求分批、分阶段对称进行张拉预应力筋。

张拉程序0→20%σk→100%σk；先张拉到初始吨位，测量伸长量（作标记），然后张拉到100%σk，持荷5min后，测量伸长值并与理论计算伸长值比较（6%以内），合格后进行锚固。

预应力张拉严格按照铁路桥涵施工规范TB10203-2002的规定执行。

7落梁

张拉过程中由于节段架上拱，架桥机中间悬吊吊杆承重逐渐减小，整孔节段梁的重量转移到两端悬挂梁上的主落梁油缸上。

整孔落梁前，先解除临时张拉精轧螺纹钢及中间悬挂梁吊装精轧螺纹钢，然后整跨梁的安装位置可通过悬挂梁上的微调机构实现，保证中线及顺桥向位置（里程）符合设计要求。

整孔落梁时控制8套主落梁油缸同步动作将梁体落于支座上，落梁过程中防止梁体受扭。

8孔道压浆

孔道压浆采用真空压浆工艺，其基本原理：

用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内维持-0.06～-0.08MPa的真空度；然后再孔道另一端用螺旋式压浆机将水泥浆压入预应力孔道。

1）压浆施工技术要求：

①真空压浆的主要设备包括拌浆机、真空泵和压浆泵。

②将浆体采用同等级为42.5以上的普通硅酸盐水泥，稠度为14～22s；

③水泥浆调至灌注延续时间不超过45min，并在压浆中不停搅拌。

2）压浆施工注意事项：

①张拉完后，应在24h检查内无滑丝断丝现象后及时进行压浆，最迟不得超过48h，以免预应力钢束锈蚀；

②孔道压浆应按自下而上的顺序进行，压浆应一次作业中连续进行，并让出口处冒出浆体，等冒出浆体的稠度与压浆的浆体稠度相同时即可停止。

9封锚

压浆完毕后，进行封锚。

封锚混凝土强度等级应与节段梁混凝土相同。

10架桥机过孔

架桥机前移利用工作小车上的纵向推进油缸将其从一跨推进到另一跨。

在移架桥机前，先检查主梁、推进台车是否解除约束，清洁滑板及滑道面，并补充黄油，检查龙门吊停泊位置是否正确，主梁与鼻梁是否与节段梁有干涉，前托架是否张拉好。

架桥机推进过程中，龙门吊始终停留在墩柱上，主梁推进交替进行，每次推进行程为0.5m。

架桥机前移由指挥员发出移机指令，在每个支撑托架上都安排人员，负责监视主梁、鼻梁移动情况及清洁滑道涂黄油，所有人员都必须服从指挥员的指令。

1）推进前移准备事项：

①做好推进前的准备工作。

在推进小车的内、外侧支座架之间，安装板夹。

②确保门吊制动装备处于可使用状态。

③检查推进油缸的使用功能正常与否，确保液压系统无泄漏。

④检查推进器和制动装置是否正确安装。

2）推进前移注意事项：

①推进机手要留意推进油缸的压力表上的压力变化，如果出现压力很大而主梁仍不能推进的情况，应立即停下来检查原因，在解决问题后，并由指挥员发出推进信号后才能继续推进。

②推进机手当听到有人喊停时要立即停止推进，在检查完毕并由指挥员发出推进信号后才能继续推进。

③在主梁推进过程中，为防止主梁倾覆或出轨，动态检查主梁的垂直度和两主梁的规矩是十分重要的，方法是主梁上悬挂垂线，检查主梁的垂直度，由专人检查两主梁上的轨道距离是否在误差允许的范围内，当主梁距离超出误差允许的范围内时，应立即停止推进，检查推进台车、主梁推进台车、主梁推进轨道、龙门吊等部件，分析原因，在解决问题后才能继续推进。

6.2.1湿拼法施工

1地基处理

根据现场地质情况，需检算地基承载力是否满足设计要求时，则需对地基进行处理。

1）基底应力计算：

式中：

N——作用于基底的合力（kN）；

A——支架基础底面积（㎡）；

——地基土的容许承载力（kPa）；

当基础宽度b≥2m，基础埋深h≥3m，且h/b≤4时，地基的容许承载力应按下式进行修改：

式中：

——地基土按照深度和宽度修正后的容许承载力（kPa）；

、

——地基土容许承载力随基础宽度和深度的修正系数，按持力层决定；

b——基础底面的最小边宽（m），当b＜2时，取b=2，当b＞10时，取b=10；

h——基础底面埋置深度（m），对于受水冲刷的基础，由一般冲刷线算起，不受水流冲刷则由天然地面算起；位于挖方内的基础由开挖后的地面算起；当h＜3m时，取h=3m；

——基底以下持力层的天然容重（kN/m³）；

——基底以下土的容重（kN/m³）。

2）地基处理。

如

大于

，则需对地基进行换填或改良。

换土垫层是指将基础下面一定厚度的软弱土层挖除，然后换以中砂、粗砂、角（园）砾、碎（卵）石、灰土或黏性土以及其他压缩性小、性能稳定、无侵蚀性材料，经拌合、分层回填夯（压）实而成，作为地基的持力层。

通过试验和计算以确定垫层的铺设厚度、宽度以及承载力等，以指导施工和控制质量。

2膺架拼装

采用钢管脚手架、碗扣支架或门式支架搭设拼装平台。

支架立柱可当作两端简支的轴心受压构件计算，先初选构件类型（如钢管、型钢或门式支架等），再根据最大轴力的数据，按计算值选择构件型号及截面，最后验算抗压稳定性和水平联系杆的竖向间距（亦称歩距即水平联系杆的道数），并按结构要求设置扫地杆、剪刀撑、抛撑和缆风绳。

3节段梁架设及精调

节段梁采用100t龙门吊把梁段调运至设计位置。

梁段摆放在支架纵梁的千斤顶上。

纵梁上的螺旋千斤顶是高度可调的，螺旋千斤顶通过扣件与纵梁扣牢，以增加其稳定性。

整孔梁全部架设完后进行精确就位，精确就位是指梁段纵向、横向和竖向三个方向的调位满足设计和规范要求。

由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。

所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。

4湿接缝施工

按设计图纸绑轧钢筋，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，留出振捣棒插入空间，以利振捣。

湿接缝模板与梁段接触处贴上薄海绵条，以防漏浆。

立模的顺序依次为底模、侧模和内模。

底模支承在移动支架上，外侧模与内侧模用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。

湿接缝砼浇筑按底板、两侧腹板、