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1、1跨海大桥分体式横梁整体制安施工工法GGG(中企)C3-2014中铁十九局集团有限公司张森 高禄巍 张国辉 陈伯军 郑悦1. 前言随着公路桥梁建设中横梁的应用，在桥梁结构中取代了盖梁，对加强上部结构整体性，协调结构整体受力和变形，分配支座反力等具有一定的优势。在大尺寸、大吨位箱梁安装中，横梁因其结构特点，还起到预防箱梁局部失稳的作用。在大连南部滨海大道工程星海湾大桥施工中，由于采用的是上下行线同墩的结构形式（见图 1-1），预制箱梁安装在横梁上，设计采用现浇下横梁，上横梁采用预制后架设再现浇上部的施工工艺（见图1-2）。在实际施工中，设在伸缩缝处的分体式上横梁吊装要求为整体吊装（总重 700t
2、），为了满足整体吊装要求，在预制施工中经过多次分析、模拟，采用了整体预制分体式上横梁的施工工艺，从而总结出“分体式上横梁整体预制施工工法”。 上 上 上 上上上上上上上X上A上 S上上 上 图 1-1 桥型结构横断面图上 横 梁 一 期 预 制 部 分上 横 梁 二 期 （ 架 梁 后 ） 现 浇 部 分图 1-2 上横梁结构形式图22. 工法特点2.1 改分体式为整体式预制施工，满足整体吊装工艺在不改变分体式横梁结构和功能的前提下，在分体式横梁伸缩缝间增设钢隔板一次预制完成两片横梁，通过此种方法施工降低了制梁台座占用时间，加快了制梁进度。2.2 组合钢隔板制作简单，坚固耐用，安拆方便钢隔板设
3、置成型钢骨架+钢板的结构组合形式，提高了模板的利用率；侧模板和钢隔板采用对拉杆相互连接，起到互相固定、限位的作用，使安装、拆除、组合简单化。2.3“T 型”限位型钢适用性，可操作性吊装时将分体式横梁伸缩缝间断填入“T 型”限位型钢定位，可以在保证缝宽的前提下实现一次吊装完成两片横梁，减少海上吊装次数和作业时间，降低海上作业风险。2.4 工艺成熟，变化灵活，节约费用，降低成本采用组合钢隔板和“T 型”限位型钢配合制安施工，不但降低了台座和模板投入费用，而且减少了施工工序。3. 适用范围本工法适用于所有分体式横梁制安工程施工，对所有分体式预应力混凝土结构施工具有指导意义。4. 工艺原理4.1 在现
4、有 3m 和 3.8m 宽制梁台座增设钢隔板完成 1.47m（1.47m+钢隔板+1.47m=3m）和1.64m（1.64m+钢隔板+1.64m=3.8m）宽分体式横梁预制，整个预制过程一次完成，满足分体式横梁整体预制要求。4.2 钢隔板采用组合式，单块钢隔板为 6m2m0.06m 钢骨架+钢板结构，根据梁长可以接长，根据伸缩缝宽度可以加厚组合成 12cm 厚钢隔板，即能满足 3 套钢隔板的施工要求；钢隔板与外侧模板一致对拉杆设置，侧模板和钢隔板相互连接，起到互相固定、限位的作用，可以确保截面的尺寸；存梁时在临时支座上设置高差，钢隔板会自然松动，便于拆除。满足易组合、易安装、易拆除的特点。4.
5、3 吊装前将分体式横梁伸缩缝中间间断“T 型”限位型钢定位，可以实现保证缝宽的前提下的整体装船和安装，落梁时利用横梁本身的重量实现一次性就位，利用临时支座拆除中间的限位型钢。5. 施工工艺流程及操作要点5.1 整体预制施工工艺流程（见图 5.1-1）5.2 操作要点5.2.1 钢隔板设计与制作钢隔板首先要对最小缝宽的宽度进行刚度验算，其刚度的影响范围主要是混凝土浇筑高度和缝宽。根据横梁伸缩缝宽度有 6cm 和 12cm 不等设计，制作采用单层 6cm 厚的钢隔板代替伸缩缝预留设置（见图 5.2.1-1） ，12cm 伸缩缝采用双层钢隔板组合固定设置（见图 5.2.1-2） ，实现隔板共用。3图
6、 5.1-1 整体预制施工工艺流程图=5m上 =5m上图 5.2.1-1 6cm 厚钢隔板立面图 图 5.2.1-2 12cm 厚钢隔板立面图钢隔板（见图 5.2.1-3）面板采用 =5mm 钢板制作，两面板间加设 10#槽钢进行固定焊接，每块混凝土浇筑整体预应力施工整体吊移梁高低差整体存梁拆出钢隔板下一循环施工左侧模板安装左侧钢筋绑扎左侧波纹管定位钢隔板定位安装右侧钢筋绑扎端模安装右侧波纹管定位右侧模板安装钢隔板固定校核4隔板 3m2m，隔板顶部预留 30mm 孔便于安装后固定，顶部焊接有吊装环便于装拆，底部设置限位固定卡槽，便于底部与底模板固定。 10#上310#上=5m上上说 明 ： 单
7、 位 cm。图 5.2.1-3 钢隔板构造图5.2.2 钢筋绑扎钢筋绑扎与传统工艺的区别在于分体式绑扎，以伸缩缝为界线，首先完成伸缩缝一侧钢筋绑扎与预应力波纹管定位，然后再另一侧绑扎。5.2.3 钢隔板安装在处理完毕的底模板上画出底板中轴线，并在底板中轴线上焊接限位固定 10#槽钢（见图 5.2-3） ，每 40+30cm 设置三个限位固定槽钢，高度 5cm。一侧钢筋绑扎完成后将钢隔板分别吊装定位槽钢上，采用线锤量测垂直度，确保横梁成型后结构尺寸（见图 5.2.3-1） ，安装完成后钢隔板顶部采用 25 对拉杆进行顶部固定，隔板两侧采用夹板和螺母紧固，防止隔板上浮和倾斜。 =10m上 25上上
8、上 上上 上图 5.2.3-1 安装后结构图5.2.4 混凝土浇筑混凝土浇筑时采用两台泵车同时浇筑钢隔板两侧梁体（见图 5.2.4-1） 。对称浇筑，两台泵车均匀等量布料，布料高度差不得超过 10cm，每层布料厚度不超过 30cm，钢隔板两侧振捣棒插点均匀排列，采用行列式的次序同步移动，避免造成混乱而发生漏振和因隔板两侧出现不均匀压力差，造成钢隔板受力不均。 上上图 5.2.4-1 横梁混凝土施工后钢隔板位置示意图5.2.5 预应力施工如图所示（见图 5.2.5-1）N1 为一期预应力管道，按设计要求可一次张拉完成，张拉时遵循“先中间后两边，先长后短”进行对称张拉。按照单片梁需要分两次进行，先
9、张拉中间束后对称张拉两侧束，两片梁需要四次完成。因采取整体浇筑，也可先对称张拉每侧的中间束，再对称张拉边束，张拉5三次就可以完成。 N1上图 5.2.5-1 预应力管道布置5.2.6 整体吊移梁、存梁采用 2 根 140mm 钢丝绳整体兜底吊装（见图 5.2.6-1） ，将横梁吊运至存梁台座。兜底位置选在距梁端 1.5m-2.5m 间，两端对称吊装，钢丝绳与混凝土直角边加设钢护脚，防止钢丝绳与混凝土面造成相互损坏。 上 140m上图 5.2.6-1 兜底吊装示意图单片横梁采用四点支撑存放，四点高差不大于 2mm，采用 50050050mm 橡胶垫板作为支撑垫，支撑高度根据钢丝绳直径确定。5.2
10、.7 拆除钢隔板整体吊装落梁时，两侧设置不同临时支座高度（见图 5.2.7-1） ，高差不得大于 5cm。横梁存放就位后，两侧横梁出现高差，会造成隔板松动，这个阶段是隔板撤出的关键时候，采用提梁机副钩将各分块隔板拆除。拆除钢隔板后，装入三块与缝宽相等长度为梁高 1/3 的型钢，位置为两侧 3m 处及中间位置。 上5上4上6图 5.2.7-1 存梁松、拆隔板示意图5.2.8 整体安装5.2.8.1 装船与运输装船前将“T 型”限位型钢梁装入分体式横梁伸缩缝内（见图 5.2.8.1-1） ，然后由提梁机整体装船。装船后采用限位档+捆绑的形式对梁体进行固（见图 5.2.8.1-2）定，防止海运中风浪
11、造成的摇摆使分体梁间相互位置移位而无法吊装架设。梁体体由 3000T 自航驳船海上运输至桥位安装现场。上140m上图 5.2.8.1-1 整体吊装示意图 图 5.2.8.1-2 整体限位示意图5.2.8.2 架设风力大于 6 级或出现雾霾天气禁止运架施工。1、架设时伸缩缝宽度控制装船后因其临时支座是水平的，利用梁重即在落梁时使两片梁底板在同一平面上，伸缩缝宽度由限位型钢控制。分体式横梁采用 1000T 自航式浮吊整体兜底架设安装，此过程伸缩缝宽度由限位型钢保持设计宽度。2、安装精度控制浮吊提梁后，落放在桥墩临时支座上时，通过整体吊装落梁时，两临时支座定位期间的松动，拆除型钢。利用临时支座和横向
12、移动设施精调纵向和横向位置，与下横梁位置对应，控制支座高程误差5mm 范围内，支座支承面的四角高差不得大于 2mm，然后锚固支座。5.3 劳动力组织（见表 5.3-1）表 5.3-1 劳动力安排序号 工种 人数 备注1 现场调度 1 负责现场施工管理2 起重 2 模板安装、提移梁3 模板安装 5 清理、打磨、喷脱模剂、装拆模板4 钢筋绑扎 12 制作、绑扎、波纹管定位5 混凝土浇筑 19 拌合、运输、浇筑、振捣6 预应力施工 5 钢绞线穿入、张拉、注浆、封端7 吊装 3 钢丝绳就位、橡胶垫板就位8 测量放线 2 底模板轴线放线、四点高程测量9 电工 2 负责施工用电10 安全员 1 负责吊装及
13、施工安全旁站合计 52 人76. 材料与设备6.1 主要材料（见表 6.1-1）表 6.1-1 主要材料序号 材料名称 型号规格 单位 数量 备注1 钢隔板 3920.06m m 601-1 钢板 =5mm m 1201-2 槽钢 10# m 2262 对拉丝杠 25 m 2002-1 夹板与螺母 套 2003 橡胶垫板 50050050mm 块 361001106cm 套 44 “T 型”限位型钢 10011012cm 套 46.2 主要机具设备（见表 6.1-2）表 6.1-2 主要设备序号 设备名称 型号规格 单位 数量 备注1 提梁机 450t 台 2 提移梁2 吊具（钢丝绳） 140
14、mm 套 2 兜底吊装梁3 自航驳船 3000t 艘 2 海上运输4 浮吊 1000t 艘 1 架设5 混凝土搅拌站 HZS120 台 2 浇筑施工6 混凝土运输车 8m3 台 6 浇筑施工7 混凝土泵车 臂长 48m 台 2 浇筑施工8 插入式振捣棒 50 台 8 浇筑施工9 千斤顶 YDCW5500B 台 4 5500KN，L=200mm10 千斤顶 YDCW3000B 台 4 3000KN，L=200mm11 自动张拉设备 YLA-01 型 台 1 张拉施工12 高速搅拌台车 JS-300 台 1 注浆施工13 真空泵 SZ-2 台 1 注浆施工14 注浆泵 YH3 台 1 注浆施工7.
15、 质量控制7.1 执行标准本工法严格按照 JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范和大连市南部滨海大道工程施工图纸设计标准执行。7.2 质量控制措施7.2.1 梁场成立质量管理组织机构，设立专职质检员，负责日常质量检查工作。7.2.2 底模板清理完毕后，必须在底模板上标识出中轴线，然后在中轴线位置焊接 5cm 长的限位固定槽钢，垂直与底板布置。7.2.3 钢筋保护层采用 5cm 高的同标号混凝土垫块控制。7.2.4 钢隔板安装，安装过程中采用线锤测量钢隔板垂直度，安装完成后采用 2m 靠尺检测表面平整度，检测合格后进行临时固定。87.2.5 混凝土浇筑前将钢隔板和两侧固定侧模板固定，采
16、用对拉杆进行固定，钢隔板两侧设计紧固夹板，与底模轴线上限位槽钢配合可有效防止钢隔板上浮和倾斜。7.2.6 严格控制混凝土布料顺序和厚度，布料口垂直底板布料，禁止直接冲击钢隔板。7.2.7 混凝土振捣采用插入式振捣棒行列式移动振捣，禁止贴着钢隔板振捣。7.2.8 张拉完成后采用兜底吊装移梁，严格控制四点临时支撑高差，h2mm。7.2.9 支座安装时，分别在垫石和支座上标出纵向和横向的中心十字线，安装完成后支座与梁在顺桥向的中心线相重合，且支座保持水平，不得有偏斜、不均匀受力和脱空现象。8. 安全措施8.1 执行标准本工法严格按照施工企业安全生产管理规范GB50656-2011、 起重机械安全规程GB6067.1-2010 和 GB/T 28001-2011职业健康安全管理体系规范标准执行。8.2 安全控制措施8.2.1 成立安全管理组织机构
