35m大跨径先张箱梁施工工艺和技术交底.docx

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35m大跨径先张箱梁施工工艺和技术交底

35m先张法折线箱梁施工

一、设计背景：

国内30米以上跨径预应力砼连续梁均采用后张法施工，尽管应用广泛，但是后张法施工中经常出现的堵孔、压浆不实等影响结构耐久性的质量问题却始终不能避免，许多预应力砼连续梁发生裂缝、持续下翘现象，造成安全隐患，成为工程通病。

采用先张法施工，则能很好的避免上述问题。

国外大跨径先张梁应用比较广泛，如前苏联设计的先张法等定型设计跨径为15.8米至33.5米。

我国起步较晚，铁路部门在九十年代末就开始了折线配筋先张梁的设计研究，并在青藏铁路24米T梁中使用。

在公路领域，30米以上折线配筋研究尚属空白。

基于上述背景，由河北省政府批准、河北省交通厅立项、河北省交通规划勘察设计院、河北海威工程咨询有限公司牵头设计，河北省高速公路发展有限公司以“折线配筋预应力砼先张梁的应用研究”为题，开展了专项研究，河北高速在由甘肃路桥中标的河北阳柏高速第八合同段海河大桥中设计了先张法折线配筋预应力砼组合箱梁，相应于直线配束箱梁，它能够有效降低梁端的主拉应力，改善结构受力性能，该桥设计箱梁纵向按全预应力构件设计。

与后张法相比，则既可以避免后张法压浆不密实不可靠带来的工程病害，从而提高结构的耐久性，又可以节省锚具、减少施工工序、降低维修养护费用，在一定程度上节省工程造价；同时具有便于工厂化预制，提高产量等优点，这在国内桥梁界还是首次，具有研究推广价值。

二、35米箱梁的构件介绍

1、35米预制箱梁的构造及预应力筋布置

中梁顶板宽2.4m，底板宽1.0m，高1.8m，斜腹板厚18cm，斜率1：

4，边梁顶板宽2.85m，每个边跨箱梁底板内布置了18根（中跨布置了16根）Ф15.24mm直线钢绞线，腹板内共布置了28根（每侧腹板14根）Ф15.24mm折线钢绞线，设计强度为1860Mpa,低松弛张拉控制应力σcon=0.75ｆpk=1395mpa，即单根钢绞线张拉力为195.3KN，中跨折线布筋弯起角4.77°（边跨为4.73°），折线处上拔力设计值为16.24KN，折线钢绞线水平向间距5cm，竖向间距6cm。

35m先张法预制预应力砼小箱梁的预应力钢绞线布置图：

3、台座（反力梁）结构及张拉横梁简介：

直线配筋先张梁的张拉台座由槽形反力梁和活动的张拉横梁构成，海河大桥使用35m长线法张拉台座，错误！

链接无效。

固定式反力梁使用砼结构，整个台座一次可预制两片梁，长线法反力梁采用800×1200mm矩形截面的钢筋砼梁做反力梁，全长72.54m.反力梁中心线设置在离箱梁中心线2.9m的位置，因反力梁一侧单根反力梁承受轴向偏心压力达到195.3KN×23=4491.9KN（边跨钢绞线46根），为防止反力梁失稳，一根反力梁一次性浇注完成，并在两反力梁之间增设钢筋砼横向联结梁以保证其稳定性，因反力梁两端受力过大，在反力梁端部提高砼标号和和增加受力钢筋（螺旋筋、斜拉筋，反力梁中部为C30砼，端部为C40砼）以满足反力梁受力需要，为增加结构的稳定性，特设了台座的钢筋砼横向条形基础，由于台座一次预制两片梁，在反力梁中间部位设置横隔（转向）墙，在转向墙下部高出地面160mm处设置700×100mm的预留直线钢绞线穿过孔，在反力梁横隔墙顶上设两片梁端上抬折线钢绞线穿过器，为了固定弯起器的弯起角度，在每片箱梁中心位置前后4．5米处设置￠1．8米桩基，再桩基顶部预埋钢板，以便与固定弯起器的∪形拉板连结位置用全站仪定位准确，精度控制在2mm以内，高程控制在0-5mm之间，布置图如下：

因反力梁结构细长，为防止失稳，反力梁浇注过程中严格控制结构尺寸，以防止反力梁线形出现弯折等情况，砼浇筑一次浇筑完成，梁体内钢筋网片及预埋钢板埋放到位，尺寸准确，反力梁浇筑完成后对其线形及关键部位标高进行测量检查，严格控制其精度，做到勤测量，多量测，保证其精度。

长线台座钢绞线锚固在张拉台座两端的张拉横梁上，35m折线配筋预应力箱梁的预备应力钢绞线有两种布置形式，两侧腹板中2×14=18根弯起钢绞线和底板中8+10=18根钢绞线（直线），张拉横梁采用上下两根，上张拉横梁弯起钢绞线，下张拉横梁锚固直线钢绞线，为确保钢绞线布置位置，张拉横梁放置在张拉横梁支座上，上张拉横梁与钢绞线保持垂直，张拉横梁通过QFSSD320-20分离式机械锁紧油压千斤顶将张拉应力传递到反力梁上，长线台座中钢筋砼反力梁与横向钢筋砼连结系整体浇筑，张拉横梁长6.8m，用大跨度活动的张拉横梁是现场模板的拆装空间需要，箱梁预制完成后，需拆模板后吊装出制梁台座，根据标准箱梁模板拆除及吊装空间尺寸，反力梁中心线设置在离箱梁中线2.9m的位置，反力的间距决定了张拉横梁的跨度。

张拉横梁制造为活动梁，由张拉千斤顶来进行顶推张拉和放张。

张拉横梁在制造（精加工）中为方便穿束，在横梁内设置镀锌钢管。

因长线台座反力梁采用截面800×1200mm的钢筋砼结构全长72.54m，两反力梁的中心距为5800mm，反力梁在设计中为竖平面内的压弯构件，因箱梁全长为72.54m，结构较为细长，为防止反力梁失控，要求尽可能一次浇筑完成，并在两反力梁之间增设钢筋砼横向联结梁，以保证其稳定性，由于反力梁两端反力过大，因此要在端部提高砼标号，和增加受力钢筋，由于台座一次制两片梁，在反力梁中间部位设置横隔墙，并在横隔墙下部离地面160mm处设置700×100mm的预留直线钢绞线通过孔，在反力梁横隔墙顶上设两片梁，梁端上抬折线钢绞线转向器，因台座较细长，用全站仪放线定位，因转向器、抗拉桩上的位置关键，标高控制在0—5mm之间。

三、施工工艺

1、弯起器的安装：

弯起器导向板上的减摩套应对称且成对安装，将有挡圈的一侧朝向跨中，弯起器的u形拉板通过Ф40mm45#钢轴与抗拔桩上的槽钢横梁绞接，因两槽钢背靠背，腹板之间净距为200mm，u形拉板与两槽钢腹板间各预留10mm间隙，并用硬木楔塞紧，防止预应力张拉过程中跑位，特别注意的是在预应力钢绞线放张前拆除硬木楔。

长线张拉台座的中隔墙上的转向器是固定的，为了减小摩擦系数，在凹槽内涂抹四氟粉，以防刮伤钢绞线。

弯起器样图及布置见下图：

2、布设预应力钢绞线：

为了防止预应力钢绞线在自重作用下产生垂度，在每根钢绞线下每隔2-3米设Ф6-Ф8mm的光圆钢筋将其托起，用光圆钢筋的目的是为了减小摩阻力。

要防止沾污预应力钢绞线。

由于钢绞线过长，所以在绑扎钢绞线前必须提前完成钢绞线穿入。

3、第一次初张拉

钢绞线布设完成后，用270KN的千斤顶一边两台，对称张拉至20%，张拉时观察夹片的情况，防止以后的张拉钢绞线飞出，夹片飞出。

4、绑扎钢筋

张拉完20%后，钢绞线处于初应力状态，对人身安全有保障，钢筋工人开始绑扎底板钢筋和腹板钢筋，绑扎钢筋时，保护层要固定好，防止钢绞线紧贴钢筋，以免张拉时钢绞线摩擦力太大。

5、放芯模

绑扎完腹板钢筋后，经监理工程师验完后，立边模，边模要严格按照1：

4坡度支好，用水平校正成一条线，放芯模，用定位筋定好底板厚度，每隔1米设一个定位钢筋，为了容易脱模，芯模要刷机油，安装芯模时要注意高低，边芯模应从中间往两边安装。

6、张拉40%—100%

①千斤顶和油压表的校正，每个台座配置八台用于单根钢绞线张拉的前卡式270KN千斤顶和八台用于顶升及卸张的顶力为4000KN、行程100mm、自锁行程70mm的千斤顶，在张拉前与油泵和油表配套进行校验。

检验方法应遵循《公路桥涵施工技术规范》的规定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。

②张拉控制原则：

当锚固钢绞线的张拉横梁定位后，采用张拉力为主和伸长量校核的双控原则进行单根钢绞线的张拉。

③单根预应力钢绞线的张拉力

因长座上的粗牙螺纹分离式机械锁紧油压千斤顶的自锁行程是70mm，而钢绞线伸长量又大于500mm，为此钢绞线要分三次张拉，第一次张拉40%；即0.4×195.3KN=78.12KN，绑扎完腹板及底板钢筋，合上外模。

第二次张拉至85%，即0.85×195.3KN=166.01KN。

这两次张拉均为单根张拉。

经多次调整各根钢绞线张拉力使温差控制在5%以内，当张拉至85%完毕后，吊装内模，绑扎箱梁顶板钢筋，再用机械压千斤顶张拉15%，即张拉至100%。

每根钢绞线达到195.3KN。

第三次张拉是在长线台座两端先用两台4000KN，行程70mm的千斤顶顶抬下横梁，使边（中）跨18（16）根直线钢绞线总张拉力为18（16）×195.3KN=3515.4（3124.8）KN，即每台千斤顶的顶力为1757.7（1562.4）KN，随即用机械螺母旋转锁紧，再在台座两端用两台用上述相同的分离式机械锁紧油压千斤顶顶抬上横梁，使28（24）根弯起钢绞线总张拉力为2734.2（2343.6）KN，随即用机械螺母旋转锁紧。

由于单根钢绞线初张拉力先张至40%，再张拉至85%时是在弹性横梁和反力梁上分先后批次张拉的，后张拉的使先张拉的钢绞线张拉力减小，使现场张拉操作人员难以控制。

为此我们进行了分批张拉单根钢绞线张拉力的计算，并制定以下张拉顺序。

张拉顺序及数据如表所示：

中跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

1

表号：

6198

中跨底板

0#台侧

5a

20%

39.80

9.2

40%

79.59

18.2

85%

169.14

38.7

5b

39.69

9.1

79.38

18.2

168.69

38.6

4a

39.59

9.1

79.17

18.2

168.24

38.5

4b

39.48

9.1

78.96

18.1

167.78

38.4

3a

39.37

9.1

78.74

18.1

167.33

38.3

3b

39.27

9.0

78.53

18.0

166.88

38.2

2a

39.17

9.0

78.33

18.0

166.44

38.1

2b

39.06

9.0

78.12

17.9

166.01

38.0

顶号：

1

表号：

6198

腹板

0#台侧

4b

20%

39.93

9.2

40%

79.86

18.3

85%

169.69

38.8

4a

39.85

9.2

79.70

18.3

169.36

38.8

5a

39.77

9.1

79.54

18.2

169.02

38.7

3b

39.69

9.1

79.38

18.2

168.69

38.6

5b

39.61

9.1

79.22

18.2

168.35

38.5

3a

39.53

9.1

79.06

18.1

168.01

38.5

6a

39.46

9.1

78.91

18.1

167.67

38.4

2b

39.38

9.1

78.75

18.1

167.35

38.3

6b

39.30

9.0

78.59

18.0

167.01

38.2

2a

39.22

9.0

78.44

18.0

166.67

38.1

1b

39.14

9.0

78.28

17.9

166.35

38.1

1a

39.06

9.0

78.12

17.9

166.01

38.0

中跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

2

表号：

6200

中跨底板

0#台侧

5’b

20%

39.80

9.6

40%

79.59

18.7

85%

169.14

39.1

5’a

39.69

9.6

79.38

18.6

168.69

39.0

4’b

39.59

9.6

79.17

18.6

168.24

38.9

4’a

39.48

9.5

78.96

18.5

167.78

38.8

3’b

39.37

9.5

78.74

18.5

167.33

38.7

3’a

39.27

9.5

78.53

18.4

166.88

38.6

2’b

39.17

9.5

78.33

18.4

166.44

38.5

2’a

39.06

9.4

78.12

17.3

166.01

38.4

顶号：

2

表号：

6200

腹板

0#台侧

4b

20%

39.93

9.6

40%

79.86

18.7

85%

169.69

39.2

4a

39.85

9.6

79.70

18.7

169.36

39.1

5a

39.77

9.6

79.54

18.7

169.02

39.1

3b

39.69

9.6

79.38

18.6

168.69

39.0

5b

39.61

9.6

79.22

18.6

168.35

38.9

3a

39.53

9.6

79.06

18.6

168.01

38.8

6a

39.46

9.5

78.91

18.5

167.67

38.7

浇

2b

39.38

9.5

78.75

18.5

167.35

38.7

6b

39.30

9.5

78.59

18.5

167.01

38.6

2a

39.22

9.5

78.44

18.4

166.67

38.5

1b

39.14

9.5

78.28

18.4

166.35

38.4

1a

39.06

9.4

78.12

18.3

166.01

38.4

中跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

3

表号：

6202

中跨底板

钢筋棚侧

5’b

20%

39.80

9.4

40%

79.59

18.5

85%

169.14

39.1

5’a

39.69

9.4

79.38

18.5

168.69

39.0

4’b

39.59

9.3

79.17

18.4

168.24

38.8

4’a

39.48

9.3

78.96

18.4

167.78

38.7

3’b

39.37

9.3

78.74

18.3

167.33

38.6

3’a

39.27

9.3

78.53

18.3

166.88

38.5

2’b

39.17

9.3

78.33

18.2

166.44

38.4

2’a

39.06

9.2

78.12

17.2

166.01

38.3

顶号：

3

表号：

6202

腹板

钢筋棚侧

4b

20%

39.93

9.4

40%

79.86

18.6

85%

169.69

39.2

4a

39.85

9.4

79.70

18.5

169.36

39.1

5a

39.77

9.4

79.54

18.5

169.02

39.0

3b

39.69

9.4

79.38

18.5

168.69

39.0

5b

39.61

9.4

79.22

18.4

168.35

38.9

3a

39.53

9.3

79.06

18.4

168.01

38.8

6a

39.46

9.3

78.91

18.4

167.67

38.7

2b

39.38

9.3

78.75

18.3

167.35

38.6

6b

39.30

9.3

78.59

18.3

167.01

38.6

2a

39.22

9.3

78.44

18.3

166.67

38.5

1b

39.14

9.2

78.28

18.2

166.35

38.4

1a

39.06

9.2

78.12

18.2

166.01

38.3

中跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

4

表号：

6191

中跨底板

钢筋棚侧

5a

20%

39.80

8.9

40%

79.59

17.4

85%

169.14

36.5

5b

39.69

8.8

79.38

17.3

168.69

36.4

4a

39.59

8.8

79.17

17.3

168.24

36.3

4b

39.48

8.8

78.96

17.2

167.78

36.2

3a

39.37

8.8

78.74

17.2

167.33

36.1

3b

39.27

8.8

78.53

17.1

166.88

36.0

2a

39.17

8.7

78.33

17.1

166.44

35.9

2b

39.06

8.7

78.12

17.1

166.01

35.8

顶号：

4

表号：

6191

腹板

钢筋棚侧

4b

20%

39.93

8.9

40%

79.86

17.4

85%

169.69

36.6

4a

39.85

8.9

79.70

17.4

169.36

36.6

5a

39.77

8.9

79.54

17.4

169.02

36.5

3b

39.69

8.8

79.38

17.3

168.69

36.4

5b

39.61

8.8

79.22

17.3

168.35

36.3

3a

39.53

8.8

79.06

17.3

168.01

36.3

6a

39.46

8.8

78.91

17.2

167.67

36.2

2b

39.38

8.8

78.75

17.2

167.35

36.1

6b

39.30

8.8

78.59

17.2

167.01

36.1

2a

39.22

8.7

78.44

17.1

166.67

36.0

1b

39.14

8.7

78.28

17.1

166.35

35.9

1a

39.06

8.7

78.12

17.1

166.01

35.8

边跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

1

表号：

6198

边跨底板

0#台侧

5a

20%

39.90

9.2

40%

79.80

18.3

85%

169.58

38.8

5b

39.80

9.2

79.59

18.2

169.12

38.7

4a

39.67

9.1

79.34

18.2

168.67

38.6

4b

39.58

9.1

79.16

18.1

168.22

38.5

3a

39.48

9.1

78.95

18.1

167.77

38.4

3b

39.37

9.1

78.74

18.1

167.32

38.3

2a

39.27

9.0

78.53

18.0

166.88

38.2

2b

39.17

9.0

78.33

18.0

166.44

38.1

1b

39.06

9.0

78.12

17.9

166.01

38.0

顶号：

1

表号：

6198

腹板

0#台侧

4b

20%

40.08

9.2

40%

80.16

18.4

85%

170.34

39.0

4a

40.00

9.2

80.00

18.3

170.00

38.9

5a

39.93

9.2

79.86

18.3

169.61

38.8

3b

39.84

9.2

79.68

18.3

169.32

38.7

5b

39.77

9.1

79.54

18.2

169.01

38.7

3a

39.69

9.1

79.38

18.2

168.69

38.6

6a

39.60

9.1

79.20

18.2

168.30

38.5

2b

39.53

9.1

79.06

18.1

168.01

38.5

6b

39.46

9.1

78.91

18.1

167.60

38.4

2a

39.38

9.1

78.75

18.1

167.35

38.3

7a

39.30

9.0

78.60

18.0

167.01

38.2

1b

39.22

9.0

78.44

18.0

166.67

38.1

7b

39.14

9.0

78.28

17.9

166.35

38.1

1a

39.06

9.0

78.12

17.9

166.01

38.0

边跨各小顶相对应的油表读数

油表号

张拉

顺序

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

分级情况

张拉力（KN）

油表读数（Mpa）

顶号：

2

表号：

6200

边跨底板

0#台侧

1b

20%

39.90

9.6

40%

79.80

18.7

85%

169.58

38.8

1a

39.80

9.6

79.59

18.7

169.12

38.7

4’b

39.67

9.6

79.34

18.6

168.67

38.6

4’a

39.58

9.6

79.16

18.6

168.22

38.5

3’b

39.48

9.5

78.95

18.5

167.77

38.4

3’a

39.37

9.5

78.74

18.5

167.32

38.3

2’b

39.27

9.5

78.53

18.4

166.88

38.2

2’a

39.17

9.5

78.33

18.4

166.44

38.1

1’b

39.06

9.4

78.12

18.3

166.01

38.0

顶号：

2

表号：

6200

腹板

0#台侧

4b

20%

40.08

9.7

40%

80.16

18.8

85%

170.34

39.4

4a

40.00

9.7

80.00

18.8

170.00

39.3