预制箱梁.docx

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预制箱梁

一、工程概况及工程量

本桥共有有后张30米预应力箱梁32片，20米箱梁8片。

，在5#台后的路基上K68+400～K68+900（3号预制厂）内预制，预制厂内设预制梁台座12个，加工预制梁模板4套；安装两台60T龙门吊，配合运梁平车进行横移梁和喂梁；配备足够的张拉设备，以完成本桥30米梁的预制。

箱梁架设时，由起吊梁龙门吊把梁体提升、横移至运梁小平车上，运梁小车通过铺在路基上的运梁轨道运到架桥机下面，用架桥机进行梁体架设。

架桥机在5号台后路基上拼装，架设顺序是先左幅后右幅，由5号台向小里程方向逐片架设。

全桥上部构造工程量:

C50预制砼1279.2m3；C50现浇砼192.4m3；

钢绞线53459.2kg；II级钢筋205140kg；I级钢筋65561kg。

二．施工组织及工期安排

  陈家湾高架桥计划安排二个专业桥梁工程队，一个队伍负责预制梁施工和集整施工，另一个队伍负责架梁施工。

该分部工程计划于2006年7月26日至2007年9月10日全部安成。

机械及劳动力计划投入见下表。

三．主要施工机械设备及人员

主要机具、材料表

序号

名称

规格型号

单位

数量

1

架桥机

ZHQ50/100,吊重100吨

台

1

3

装载机

ZL50, 3.1m3

台

2

4

吊车

LT25T/16T

台

2/2

5

轨道平车

载重80t/台

台

2

6

混凝土输送车

6m3,XZJ5270

台

4

7

钢筋调直机

TQ4-14

台

2

8

电弧焊机

BX1-400，400A

台

11

9

弯筋机

WJ-40

台

3

10

切筋机

GQ40

台

2

11

张拉千斤顶

YCW-150

台

2

12

附着式震动器

2．2Kw

台

120

13

电动油泵

ZBF-4-50

台

4

14

捣固器

插入式

台

18

投入劳动力明细表

序号

工种

桥梁预制队

架梁队

备注

1

钢筋工

10人

2

电焊工

4人

持证

3

混凝土工

10人

4

起重工

5人

10人

5

机械司机

4人

2人

持证

6

电工

1人

1人

持证

7

其他工种

20人

5人

8

合计

54人

18人

四．临时设施

1.施工便道

陈家湾架桥在安微省S210省道左侧30m左右，新修便道自桥下通过，过桥后向两侧桥台延伸，供桥梁使用。

2.施工用电

从临河18号桥台的400KVA变压器引入，架线500m，在桥梁施工现场合理布设低压线路用于施工生产和生活用电，同时备一台100KW可移动式发电机作为备用电源。

3.生产用水

在桥梁右侧的竹根河中抽水，1号梁场修建一座20m3的蓄水池以满足桥梁工程施工的需要。

4.生产生活用房

采用自建的方式解决生产生活用房，在现场修建钢筋棚、水泥库、其它材料机具库、值班室等房屋。

五.上部构造施工工艺

（一）箱梁预制

1.施工准备

（1）、施工前对各材料进行检测，按照设计强度要求做好砼试配报批工作；

（2）、严格按照材料检测结果的要求，控制进场材料的质量；

（3）、检查维修便道，保证施工时便道畅通无阻，使施工能顺利进行；

（4）、对施工所需机械设备进行检查维修，保证施工时各种机械设备能正常运转。

2.预制场布置

（1）、预制场设计

根据预制场生产规模、业主节点工期、预制场场地大小及架梁方案要求本预制场小箱梁台座12个。

（2）、台座设计

台座宽88cm，为防止张拉后箱梁起拱梁体重量传到两端发生下沉而引起底模变形，台座端头做1.5m长，0.5m厚钢筋砼条形基础，中部浇筑30cm厚C20钢筋混凝土，钢筋网片所用钢筋不少于Ф12，网格间距不大于20cm。

面板用4mm厚钢板制作，拼缝采用焊接后磨平。

在台座设计时，台座在箱梁跨中向下设置17mm反拱度，作箱梁预拱度。

为确保底模牢固耐用，两侧用∠50×50×5角钢护棱。

台座间硬化层结构为20cm厚C20混凝土面层。

台座制作时，砼中预埋Ф40PVC管，作固定箱梁侧模穿拉杆用。

（3）、台座布置

小箱梁台座12个，布置成3排，每排4个台座，每排中间空出3米用于钢绞线张拉作业，两排台座纵向错开。

（4）、钢筋、钢绞线加工厂设置

钢筋、钢绞线加工厂平行于预制场布置在预制场一侧，钢筋加工厂长20米，宽6.3米，紧靠着波纹管加工厂；波纹管加工厂长15米，宽6.3米；钢筋加工厂及波纹管加工厂前面为钢绞线加工厂，钢绞线加工厂长35米，宽2米。

3.钢筋加工

（1）、钢筋进场及检验

钢筋材料按设计图纸钢筋数量及规格分批进场，每批材料进场后立即核对材料数量、规格、有无质保证书等，并报试验室及监理现场取样试验，待取样试验合格后方可正式施工。

（2）、钢筋加工及安装

钢筋骨架采用在钢筋棚内集中弯制，运至台座上绑扎成型；采用的钢筋种类、钢号、直径和制作、试验均应符合设计图纸的规定；同一截面上钢筋接头数不得超过钢筋总数的50%，接头错开距离不少于35D（D代表钢筋直径），双面焊接头长度不小于5D，单面焊接头长度不小于10D，绑扎接头长度不小于20D；

钢筋安装前先在预制台座侧面上，弹出底板钢筋纵横向中心线，利用底板中间一根N1钢筋作为基准钢筋，采用石笔标识出底板分布钢筋位置，绑扎底板下层钢筋网片，接着将腹板箍筋穿在底板左右侧各三根N1钢筋上，将腹板钢筋分5~10根编为一束用钢丝绑扎以便固定。

底板钢筋绑扎完成后，将腹板钢筋立起；

腹板钢筋绑扎立起后绑扎腹板分布钢筋，先绑扎上侧分布钢筋，固定分布钢筋的两端，然后逐渐松开固定腹板钢筋的扎丝并调整间距、精确定位。

自上而下完成分布钢筋的绑扎；

腹板钢筋绑扎完成后，绑扎底板上层钢筋，在底板上下层钢筋间，增设架立筋。

在底板和腹板钢筋绑扎完成后，安装塑料垫块和波纹管。

（3）、钢绞线加工

①、钢绞线进场，必须有出厂质量证明书或厂家的试验报告单，并按规定提供给监理工程师。

钢绞线离地存放，上盖蓬布等覆盖物，以防雨水的浸蚀；

②、钢绞线使用前，必须进行外观检查，表面无裂纹、毛刺、机械损伤或不得有降低钢绞线粘结力的润滑剂、油渍等物；

③、钢绞线的制作、安装、试验等必须满足招标文件及规范要求。

④、最后吊装内模，安装侧模，绑扎翼板和顶板钢筋。

4.预留孔道：

①预应力钢绞线束预留孔道采用有一定强度、管壁严密、不易变形的金属波纹管，并在波纹管内再穿一根ф40PVC硬塑管，混凝土浇筑过程中来回拖动PVC管，每根扁波纹管穿5根ф16的钢筋，确保管道畅通；

②在非预应力钢筋骨架绑扎、安装就位后，再在钢筋骨架上安装预留孔道的金属波纹管。

制孔波纹管安装位置应符合设计，位置准确，直线段每1米，曲线段每50cm设定位钢筋一道，并在底板弯束上弯处设置防崩钢筋，避免波纹管在浇筑混凝土过程中移位。

相邻制孔管接头应至少错开300mm。

③预留孔道内不得进入泥浆及杂物，端头用木塞护防。

5.模板

①箱梁内、外模板均采用定型钢模。

箱梁模板骨架采用[10槽钢焊接而成，面板采用δ=4mm的钢板，机械弯折成型，焊接于槽钢骨架上，模板构造见下图所示；

箱梁模板示意图

②模板在使用时，模板板面采用脱模剂均匀涂刷，以利脱模。

脱模剂统一采用优质纯净机油。

立模要求连接牢固，接缝严密，支撑稳定可靠；

③梁体钢筋骨架就位、各种预埋件及预留孔道金属波纹管安装就位后利用龙门吊电动葫芦进行外侧模板安装，同时注意内模的安装。

梁体模板接缝采用20mm厚胶皮嵌缝防止水泥浆渗漏。

梁模安装完毕后，会同监理工程师检查确认合格后，方可灌注梁体混凝土。

在浇注过程中，设专人随时对梁体模板、支撑及钢筋、预埋件进行调整；

④梁体混凝土强度达到拆模强度后才能拆模，拆模利用龙门吊结合倒链滑车进行，拆下的模板立即清除粘附的混凝土等物，校正板面变形和其它缺陷，然后涂刷脱模剂备用；

⑤梁模根据制作加工的配合，编号配套使用，严禁混用，以防产生尺寸误差及接缝不严密等，影响制梁质量。

6.混凝土工程

混凝土原材料进场及检验；混凝土配合比设计；混凝土拌和、运输；混凝土浇注及养生

①材料

梁体混凝土所用砂、碎石、水、水泥、外加剂均应符合规范要求，根据箱梁结构，碎石级配为5~25mm。

②混凝土配合比

为加快施工进度及满足C50高标号砼施工需要，外加剂选用高效减水早强剂，混凝土配合比由试验优选确定，并报总监理工程师批准。

③混凝土拌制

混凝土由搅拌站集中统一拌制，严格按照配合比进行，材料采用自动计量。

④混凝土运输

混凝土运输由砼灌车运至预制场，放入料斗后，用龙门吊电动葫芦提升料斗，走行至施工部位，打开料斗放砼入模。

⑤混凝土浇筑

浇筑底板时，打开箱梁内模活动底板，送入砼，振捣密实整平并用木板压住表面,接着浇筑侧板砼并错开长度2米，梁体混凝土采用分层水平浇注，层厚不大于30cm。

混凝土浇筑首先自一端向另一端分层推进式施工。

捣固时，振动棒不许碰触模板、钢筋，严禁触及预留管件。

砼振捣先采用50型振动棒初振，接着采用30型小振动棒振捣密实。

操作时要注意对砼的变化进行仔细观察，砼表面不再下降，无气泡冒出，并泛出水泥浆，严禁砼有少振、过振、漏振现象发生。

为使箱梁与桥面铺装层能良好粘结，振实整平的梁顶面必须拉毛。

混凝土浇筑过程中，派专人负责模板动态观察，发现模板变形及时纠正复位。

浇筑完成后，派专人养护。

每片梁必须一次连续浇注完毕，中间不得停歇，如因故必须间歇（如断电等），间歇时间不得超过30分钟。

⑥拆模以及养生

梁体混凝土浇注完毕后，强度达到25MPa以上时，开始进行拆模，先拆内模，内模拆除时，先拆下支撑架，将内模分块，然后通过卷扬机将模板拉出，拆除外模时，先拆除拉杆，取出垫模楔形块，降低模板高度，直接采用电动葫芦吊装取出。

洒水养生，覆盖土工布，保持梁体表面湿润，养生时间不少于7天。

7.预应力施工

张拉设备配置及检定；张拉顺序及控制；钢绞线穿束、张拉；压浆及边跨封锚

梁体混凝土强度达到设计的90%穿钢绞线，施加预应力。

编束时，每隔1～1.5m绑扎一道铅丝，钢绞线束编号挂牌堆存，搬运时抬吊点间距不应大于3m，两端悬出长度不大于1.5m。

（1）、张拉工艺如下：

①张拉采用的千斤顶、压力表、油泵使用前进行配套标定；

 ②锚具订购可靠生产厂家的系列产品，进场后每批根据规范要求进行检测，合格后再使用；

③预应力张拉：

根据设计图纸，预应力钢材采用φj15.24mm钢绞线，群锚体系YM15型，张拉控制力δcon=1395MPa,两端同时张拉,张拉顺序见下图：

               ①                ①

                ③              ③

                 ②            ②

                 ④            ④

预制箱梁时，确保锚垫板位置尺寸正确，并与预应力孔道垂直，从而保证了千斤项的张拉作用线与钢绞线的轴线重合一致。

2台YCW-150千斤顶同时张拉。

预应力张拉的程序为：

   0—→初应力（10%δcon）—→100%δcon（持荷2分钟锚固）

（2）、张拉前准备工作：

   ①预应力钢绞线进场后应分批验收。

验收时，应检验其质保单、包装方法及标志内容是否齐全、正确。

并按批进行抗拉强度、伸长率及弹性模量试验。

钢绞线下料采用砂轮切割机。

下料长度应考虑千斤顶的工作长度。

   ②锚夹具进场时应分批进行探伤检查，不得有裂缝及伤痕、锈蚀。

尺寸不得超过允许偏差，分批进行外观、硬度常规项目检验，当质保单不符合要求或对质量有疑点时，对锚具的强度、锚固能力进行检验。

   ③本桥使用两台YCW-150型千斤顶及2台ZB4/500型电动高压油泵。

张拉前，千斤顶与压力计配套标定，并确定张拉力与压力读数之间的压力曲线，所用压力表的精度不低于1.5级，校验千斤顶用的试验机或测力计的精度不低于±2%。

   ④检查预应力孔道，发现被堵要及时排堵。

箱梁锚垫板与锚板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣清理干净。

   （3）、张拉应力控制：

   ①钢绞线采用应力控制法，同时以伸长值进行校核，实际伸长量与理论伸长量应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可继续张拉。

   ②理论伸长量计算：

     采用公式：

   其中   P——钢绞线的平均张拉力

           L——钢绞线的长度；

           E——此批钢绞线弹性模量；

           A——钢绞线截面积,φ15.24截面积140mm2

     式中P——预应力钢材张拉端的张拉力；

         x——从张拉端至计算截面积的孔道长度；

         θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

         k——孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数；

         u——钢绞线与波纹管壁摩擦系数。

 （4）、计算

   ①实际伸长量计算

      ΔLˊ=ΔL1+ΔL2

  式中ΔL1——初始应力至张拉控制应力间的实际伸长量；

      ΔL2——初始应力的推算伸长量，采用20%δcom与10%δcom时实际伸长量差。

   通过千斤顶活塞伸出量量测的实际伸长量，还应考虑千斤顶工具段及工具夹片的影响。

   （5）张拉过程控制：

   ①初始张拉：

开动高压油泵，使千斤顶大缸进油，随时调整锚圈与千斤顶的位置，使其对准孔道轴线，达到10%δcom时两端同时量出千斤顶活塞伸长量。

   ②张拉时设专人指挥，确保两端同步进行。

达到20%δcom时两端同时量出千斤顶活塞伸长量。

继续加载至100%δcom，保持油压2分钟，以补偿钢绞线松弛产生的应力损失，量出此时的活塞伸长量。

   ③ 根据上述各阶段计算出实际伸长量，并与理论伸长量相比较，满足6%则合格，否则应分析原因后再行张拉。

8.封锚及孔道压浆

   钢绞线张拉完毕后，马上封锚，待封锚砂浆达到足够强度，且观察锚具锚固稳定后，即可进行压浆，水泥浆稠度控制在14～18S之间，水泥浆水灰比一般控制在0.40-0.45,水泥浆最大泌水率不超过4%，拌和后3小时泌水率控制在2%，24小时后水全部被浆吸收。

水泥浆拌制后经常搅动，并在45分钟内压完。

   孔道压浆注意事项：

   压浆采用活塞式灰浆泵。

压浆前先将灰浆泵试开一次，运转正常并能达到所需压力后，才开始压浆，压浆时灰浆泵的压力取0.5～0.7ＭＰa。

   压浆由一端向另一端进行，当另一端排气孔排出浓浆时，用木塞塞紧，再加大压力到0.7ＭＰa，并持续５秒，如怀疑不实时，40分钟后由另一端压浆一次。

   压浆中途发生故障，不能连续一次压满时，立即用压力水冲洗干净，故障处理后再压浆。

压浆在预应力张拉完成，及封锚砂浆达强度且监理工程师同意后尽快进行。

拌制水泥浆时，注意其和易性良好，并掺入NFA高效减水剂，用以减少收缩。

压浆的顺序先下后上，每个孔道一次压浆完成不中断，并在高处设排气孔和泌水孔，压浆端的压力达到0.7MPa，时间维持2min以上，且作好记录。

压浆完成后进行封端。

 水泥浆水灰比一般控制在0.40～0.45，所用水泥龄期不超过一个月。

9.封锚及堵头板

边跨非连续端梁端需进行封锚，压浆后，先将锚端周围冲洗干净、凿毛，然后立模、绑扎钢筋、浇筑封锚混凝土。

本工程使用与梁体同标号的封锚混凝土。

浇筑封锚混凝土时，严格控制梁体长度，浇筑后及时进行养护。

当封锚混凝土达到15MPa后，方可拆模。

连续端梁端采用８cm厚预制混凝土板进行封堵。

10.移梁

梁体的移运存放必须在梁体混凝土、孔道水泥浆及封锚混凝土强度达到设计要求后进行。

采用两台60t龙门吊进行移梁至存梁场存放。

龙门吊净空宽度24米，净高8米，龙门吊轨道直接延伸到5号台。

箱梁采用φ32.5mm钢丝绳捆绑起吊，在梁体棱角处采取放置木块的办法，防止梁体混凝土崩落及钢丝绳磨损。

梁体移运和堆存的支承位置，应与吊点位置一致。

六.质量检查

在施工过程中，质检人员要对各部位检查控制，各项检查结果应符合下表规定。

各工序检查合格后才能进行下道工序施工。

预制梁检查项目一览表

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频率

权值

1△

混凝土强度（MP）

在合格标准内

按附录D检查

3

2

梁（板）长度（mm）

+5，-10

尺量：

每梁（板）

1

3

宽度

（mm）

干接缝（梁翼缘、板）

±10

尺量：

检查3处

1

湿接缝（梁翼缘、板）

±20

箱梁

顶宽

±30

底宽

±20

4△

高度

（mm）

梁、板

±5

尺量：

检查2个断面

1

箱梁

+0，-5

5△

断面尺寸（mm）

顶板厚

+5，-0

尺量：

检查2个断面

2

底板厚

腹板或梁肋

6

平整度（mm）

5

2m直尺：

每侧面每10m梁长测1处

1

7

横系梁及预埋件位置（mm）

5

尺量：

每件

1

 施工工艺流程图

七.龙门吊设计及受力计算

1、龙门吊结构图

根据预制厂的宽度以及一片T梁的重量，利用加强型六四式军用梁和八三军用轻墩来组装龙门吊。

龙门吊走行轮采用双轮对电力牵引，可用作移梁、混凝土吊装和支立、拆除模板；上部用4片单层六四式军用梁，两片一组，中间间隔80cm，在六四梁跨中用加强型三角及弦杆以提高抗弯能力；立柱采用八三轻墩杆件，结构形式为2×3式，即立柱横向为两个立杆，宽度为1.75米；立柱纵向为三个立杆，宽度为3米。

每个吊梁滑轮组起吊能力设计为40吨，龙门吊上横梁的每片军用梁的下弦杆可以承受100t的拉力，实际在起吊梁时的每个弦杆所受力可以按照下列公式计算：

F=［（G/2）*11/4］/L=73（吨），其中F为军用梁下弦杆所受拉力，G为一个龙门吊所受的荷载，L为军用梁的高度。

因为横梁为加强型军用梁，所以有足够的安全系数。

2、龙门吊机设计检算书

概况：

本龙门吊机由贝雷片组装而成，支腿高6.0米，横梁全宽27.0米，净跨径25.0米，采用两台60T龙门吊机抬吊的方式进行起梁、移梁、架梁作业，起吊梁重按75.0T检算，共配置四台轨道平车、两道横梁、两台天车，每台天车重5.0T。

（1）、横梁强度计算

横梁采用六排贝雷片组装而成，净跨径L=24.0米，其容许弯矩[W]=4729.0KN.m，容许剪力[Q]=980.8kN，自重荷载集度q=4.73kN/m。

①、动荷载计算

工作荷载：

P=K1（W1/2+W2）=510kN

式中：

   K1 —— 动荷载系数，取值1.2；

   W1 —— 梁重，取值750kN；

   W2 —— 天车重，取值50kN。

动荷载最大弯矩：

   Mmax动=PL/4=510×15.0/4=1912.5kN·m

动荷载最大剪力：

   Qmax动=P=510KN

②、静荷载计算

   横梁的静荷载为横梁上部枕木、钢轨及横梁自重，为均布荷载。

取荷载集度q=4.73KN/m。

静荷载最大弯矩：

   Mmax静=qL2/8=4.73×15.02/8=133.0KN.m

静荷载最大剪力：

   Qmax静=qL/2=4.73×15.0/2=35.5KN

③、受力最大值

最大弯矩：

   Mmax=Mmax动+Mmax静=1912.5+133.0=2045.5KN.m

最大剪力：

   Qmax=Qmax动+Qmax静=510.0+35.5=545.5KN

④、检算结论

   从以上计算可以看出，[M]＞Mmax，[Q]＞Qmax，且安全系数KM=[M]/Mmax=4729.0/2045.5=2.3，KQ=[Q]/Qmax=980.8/545.5=1.8，故横梁强度能满足使用要求！

（2）、横梁刚度计算

横梁惯性矩I=251000×4=1004000cm4，E=2.1×105MPa，[f]=L/400=15000/400=37.5mm。

①、满载时动载P产生的最大挠度f1

        P=K1（W1/2+W2）=510KN，则

        f1=PL3/（48EI）

         =510×103×15.03/（48×2.1×1011×1004000×10-8）

         =17.0mm

②、自重产生的最大挠度f2

   荷载集度q=4.73KN/m，则

f2=5qL4/（384EI）

 =5×4.73×103×15.04/（384×2.1×1011×1004000×10-8）

=1.5mm

③、贝雷片珩架销孔间隙产生的挠度f3

   净跨内节数n=4，销孔间隙ΔL=0.159cm，珩高h=150cm。

tgΦ=2nΔL/h=2×4×0.159/150=0.00848

Φ=0.4858567

R=h（L-nΔL）/（2nΔL）

=150×（1500-4×0.159）/（2×4×0.159）

=176812cm

f3=（R+h）（1-CosΦ/2）

 =（176812+150）（1-Cos0.4858567/2）

 =1.6mm

④、工作状态时最大挠度fmax

    fmax=f1+f2+f3

=17.0+1.5+1.6

=20.1mm

⑤、检算结论

   从以上计算可以看出，[f]＞fmax，且安全系数Kf=[f]/fmax=37.5/20.1=1.86，故横梁刚度能满足使用要求！

八.架梁方案

1、架桥机架梁作业流程：

（1）、 喂梁到位，1号天车起吊；

（2）、1号天车和后运梁台车拖梁前行到2号天车取梁位置，2号天车取梁；

（3）、1号、2号天车同时吊梁前行，运梁车返回运送下一片梁；

（4）、桥机横移到位，落梁就位，拆卸吊具；

（5）、架桥机返回至取梁位置，重新喂送下一片梁，至此架桥机完成一个作业循环。

2、架桥机过孔作业流程

（1）、架桥机由架梁状态改为过孔状态（中支腿由窄式支撑改为宽式支撑），1号、2号天车撤到架桥机尾部，由2号天车吊梁配重，架桥机前支腿抬起，前支腿横移轨道撤出移至前方墩台支立（或由架桥机自带等过孔后再铺设）；

（2）、配重台车和架桥机同步前行至前方墩台；

（3）、放松配重，支立架桥机前支腿，起升液压油缸，将中支腿由宽式支撑改为窄式支撑，架桥机重新回到喂梁状态。

至此架桥机过孔全部结束，开始架设下一孔梁。

架梁工艺流程图

铺设架桥机轨道

喂　　梁

组装架桥机

调试

脱空前支架

整机推进到位

顶升前支架

吊梁，纵移到位

安放支座

落梁，横移就位

焊接梁片连接板

铺设桥面结构

收尾

架下一片梁

九.体系转换

  1.横隔板施工

一片箱梁有一道横隔板，一跨一幅横隔板共3道。

每道横隔板连接钢筋为8根（其中顶部4根，底部4根），直径Ф25mm。

每根钢筋焊接长度为25cm，接触网距梁底70cm高，距横隔板底95cm高