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1、郑州机场高速连续梁施工技术总结郑州机场高速连续梁施工技术总结1 工程概况郑西跨南水北调总干渠特大桥 66#69#墩以一联三跨 40+64+40m 预应力混凝土连续梁跨越郑州机场高速公路，夹角为 62.48 度，施工时上、下行分别设 4.5m*5m 双门洞供车辆通行。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽 12.0m，箱梁底宽6.7m。顶板厚度 40cm，隔墙处加厚，按折线变化，底板厚度 40 至 80cm，按曲线变化，腹板厚 48 至 80cm，隔墙处加厚，按折线变化。全联在端支点、中跨中及中支点处共5 个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。桥面宽度：防护墙内侧净宽 8.8m，桥上人
2、行道栏杆内侧净宽 11.9m，桥面宽12.0m，桥梁建筑总宽 12.28m。梁全长为 145.5m，计算跨度为 40+64+40m，中支点处梁高 6.05m，跨中 10m 直线段及边跨 13.75 直线段截面中心梁高为 3.05m，边支座横桥向中心距 5.6m，中支座横桥向 5.9m。梁底按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端 0.75m。全桥共分 7 个梁段，中支点 B 号梁段长度 28.5m；A 号梁段长度 26.5m；C号合龙段长度 2.25m；D 号梁段长度 31.0m。曲线上梁按曲梁曲做布置，梁体沿线路中心线布置，相应的梁体轮廓尺寸均为沿线路中心线的展开尺寸，位于曲线段时，梁体轮廓、普
3、通钢筋、预应力钢束及管道等均以线路中心线为基准线沿径向依据曲率进行相应的调整，支座亦按径向布置。全梁自重 1375t（40m）、2244t（64m）、1375t（40m），梁体混凝土等级为 C50，设计最高运行速度 350Km/h，地震设防烈度七度区（Ag=0.1g）。全梁设计为分七段进行浇注，分段示意图如下：下面就针对郑西跨南水北调总干渠特大桥跨机场高速公路连续梁，对施工过程做一总结。2 保通措施经现场实测，工点处郑州机场高速公路现有路面宽 10.8m，中央分隔带宽 2.4m，路面总宽 24m。梁体施工期间，满堂脚手架需占用机场高速部分路面，路面上共设4.5m（宽）*5m（高）双门洞两个。门
4、洞搭设期间采取单幅双向交通管制措施；门洞搭设完成后，车辆通过两个双门洞行驶，采用限速行驶交通管制措施，门洞搭设采取426 钢管做支撑，间距 2m，其上以 I40a 工字钢做横梁，间距 60cm，门洞上部铺设防护板防止落物。同时，门洞两端应比其他部分支架宽度各超出 3m，起到防护棚架的作用，另外，门洞全部进行受力检算，经监理批准后再进行实施。施工期间控制区布置为（仅示门洞搭设完毕后控制区布置）：根据公路养护安全作业规程，依次设置警告区 2000m、上游过渡区 90m、缓冲区 50m、工作区 20m、下游过度区 30m、终止区 30m。东、西半幅标牌分别距施工地点 2km 开始设置：a、前方 2k
5、m 施工；b、限速 60km/h；c、前方 1km 施工；d、前方 500m 施工；e、分道行驶标志；f、解除限速 60km/h。安全区用锥形标进行分区渠化，按照脚手架占用路面的宽度封闭部分紧急停车带，封闭部分超车道。安全区分别设置：a、圆盘式爆闪灯；b、导向标；c、前方施工，减速慢行；d、导向标；e、前方施工，谨慎驾驶。按照中间脚手架占用路面的宽度用锥形标渠化出临时中隔带，并摆放各种提示标志牌：a、向左向右导向标b、圆盘式爆闪灯；c、前方施工，减速慢行；d、向左向右导向标；e、前方施工，谨慎驾驶。考虑对通行车辆的影响，施工时先搭设东半幅(从机场回来方向)门洞，再搭设西半幅，搭设时间选在夜间
6、22：00次日凌晨 6：00，采取单幅双向交通管制措施，最大限度的降低了对行车的影响。有效的保证了高速公路来往车辆的通行安全。施工前与专业保通单位签订保通协议，施工期间在工点南、北两侧设保通人员各 4 名，全天 24 小时值班，同时备用清障车一台。施工中分不同施工阶段，及时更换保通设施（警示标语、标牌等）。3 施工方法及要点3.1 材料设备及施工程序根据设计要求，郑西跨南水北调总干渠特大桥跨机场高速公路连续梁采用 C50 混凝土，纵向预应力采用 1*7-15.2-1860-GB/T5224-2003 预应力钢绞线，锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉采用 350t 穿心式千斤顶 4 台；横向预应力
7、筋采用 1*7-15.2-1860-GB/T5224-2003 预应力钢绞线，锚固体系采用 BM15-4（P）锚具及配套的支撑垫板，张拉采用 YCQ25 型千斤顶 4 台；竖向预应力采用 25 型预应力螺纹钢筋,极限强度 830MPa,锚固体系采用 JLM-25 型锚具,张拉体系采用 YC60A 型千斤顶 4 台。预应力孔道为 90mm 波纹管。根据工程的特点和我单位的施工技术状况，确定了如下施工流程（图一）。另外，由于该梁处于架梁通道上，工期紧张。缩短施工周期的关键在于各环节之间的紧密衔接，根据设计要求，B、D 阶段全部施工张拉完毕后方可施工 A 段，经项目部精心组织采取的方法为：B、D 节
8、段张拉压浆完成之前提前完成 A 段的钢筋绑扎，只需在 A、B 两段间预留 2m 张拉空间即可，待 B 张拉完成后，立即绑扎剩余部分钢筋进行 A 段混凝土浇筑，这样至少能将工期缩短 1520 天。3.2 支架及模板3.2.1 支架及模板混凝土连续箱梁采用搭设满堂支架就地灌注法施工，混凝土浇注过程中，支架将承受较大的荷重。为此，搭设支架前，首先要对地基进行处理，然后根据支架的荷载情况预定支架搭设间距，并对支架进行检算。施工时，先将支架范围内(桥面宽度两侧各加 1.5m 脚手架的宽度)的地面整平压实，然后铺筑 50cm 厚 37 灰土，以确保地基有足够的承载能力，避免施工中产生不均匀沉降而影响梁体质
9、量。三七灰土在现场拌制，利用 25t 压路机分层压实，压实完毕后经轻型动力触探仪测试其承载力为 250kpa，符合方案要求，换填完毕后其上浇注20cm 厚 C20 混凝土封层。同时，在顶部设置 1.5%的双向横坡，以利地基排水，避免因下雨下雪或其他原因使支架基础浸水而影响其承载力。满堂支架采用“碗扣式”支撑体系搭设，支架立杆沿桥梁纵向 90cm 一根，横向腹板及底板下 60cm，翼缘板下为 90cm，水平横杆 B 段下为 60cm 一层，其他节段 120cm一层，组成空间网状结构。为了增加支架的整体稳固性，横向每隔 5m 加设一道剪刀撑，纵向剪刀撑则在支架外围设一道，两腹板下各一道，在每一跨内
10、全长设置。另外支架底部全部设置扫地杆，增强了支架的整体稳定性。支架横向布置示意图如下（仅显示 A、C、D 段，墩顶 B 段横杆步距为 60）：立杆底端安装可调试方形底托，底托下铺设顺桥向 15cm15cm 方木，立杆顶端安装可调式形顶托，先在顶托内安装纵向 10cm15cm 方木，再横桥向铺 10cm10cm方木，间距 20cm。腹板外侧模竖向间距 30cm 布置 10*10 方木，纵向双钢管间距为60cm，两纵向双钢管中间设 16 拉筋，拉筋纵向间距 90cm。为方便梁体现行控制，箱梁底模板下宜先铺设纵向大方木，其上再横向铺设小方木，方便底模标高调整与模板固定。3.2.2 劲性支撑设置根据设
11、计要求，中间 D 段张拉起拱后，全部荷载将由梁端支架承受，可设置609 钢管立柱支撑，也可对该部分支架进行加密处。经过对比，确定为，将 D 段梁端 2.1m 范围内支架加密至 30*30，既可保证支架的整体性和稳定性，也方便施工，且经过安全检算，可承受梁体全部荷载，符合经济性和安全性的原则。3.3 支架预压支架搭设完成后，为消除非弹性形变，测试弹性形变，对支架进行了 120%的预压，预压采用沙袋，每袋重 1.5t。支架预压的目的：1、检查支架的安全性，确保施工安全；2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。3.3.1 支架预压方法在安装好底模木板后，对支架进行预压。满载
12、后持荷时间不小于 24h，加载时按照 50%、100%、120%设计荷载分三级加载（起重机吊装），具体加载重量详见下表：加载时注意加载重量的大小和加荷速率，使其与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下，观测地基沉降速度已稳定后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更要严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏。一般地基最大沉降量不超过 10mm/d，水平位移不能大于 4mm/d 为宜。在预压前对底模的标高观测一次，观测至沉降速度已降到 0.51.0mm/d 为止，将预压荷载按加载级别卸载后再对标高观测一次，预压过程中要进行精确的测量，要测出梁段荷载作用下支架
13、将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与设计预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。加载用袋装土过磅后，按照箱梁浇筑后对支架的作用力分布，用吊车分码吊至支架顶，由人工配合摆放。加载中由技术人员现场控制加载重量和加载位置，避免出现过大误差而影响观测结果。3.2.2 测量方法基础顶面、支架顶面设置测点，各测点设置在支架顶部平台上，由于无法采用水准仪进行观测，采用相对高差观测模板支架沉降，在平台下钉铁钉、悬挂垂球等重物，在地面固定点上做标记，每天测量相对高差，并做好详细记录。观测采用精密水准仪进行测量，然后在每次加载、卸载时测量各测点的高程，根据测得数
14、据进行列表，分出各对应情况下的数值并和理论计算值进行对照、分析，找出规律，为支架标高即立模标高的调整提供基础资料，并据之进行适当调整。当数据没有异常时，取其平均沉降量作为最终沉降量，如沉降值超过 2cm，应对此位置脚手架加强。3.3.3 预设反拱为保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱，理论计算按设计实施，施工中反拱的设置根据具体情况，充分考虑收缩徐变的影响以及二期恒载上桥时间确定。预留拱度=设计拱度+支架弹性变形值，设计图纸中已提供设计拱度，包括施工阶段的恒载、预应力和混凝土收缩、徐变产生的挠度。3.4 预应力束布置预应力钢绞线在运抵现场后，经过了严格的外观检查和拉伸试验，在确认完全合
15、格后方可使用。钢绞线下料在钢筋加工场内进行。下料长度根据设计要求并做标记，在切割点两侧各 2cm 处用铁丝绑扎牢固，然后用砂轮锯切割，以免下料后接头散乱给穿束带来困难。同时下料时尚应考虑做管道摩阻试验的四个孔道要保证穿束后外露120cm，下料后的钢绞线按“编帘法”成束并一一编号。波纹管制作在现场进行，根据需要制成 10m 或 12m 一节，节间连接采用内径 65mm、外径 70mm 的同型波纹管，其长度为 30mm，用密封胶带缠封 2-3 层，以防漏浆，波纹管与锚垫板的喇叭管段接口也用胶带纸缠封严密。预应力束的位置和形状准确与否，将直接影响梁体内应力分布，甚至会产生较大的二次应力。因此，预应力
16、束定位时，我们根据设计的直线和曲线形状，用计算机准确求出各预应力孔道每 1m 的标高和水平投影位置，并设置“U”型定位钢筋和梁体骨架钢筋牢固联接，以保证预应力孔道位置与设计相符，梁体压力线不受影响。3.5 混凝土工程（40+64+40）m 后张法预应力混凝土连续箱梁混凝土标号为 C50，采用泵送混凝土施工。为满足设计要求和施工需要，试验室通过多次配合比试验，对混凝土早、中、后期强度及坍落度和和易性进行了综合比较，优化配合比，掺入泵送减水剂。为保证混凝土的质量，所用混凝土在拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运输，2 台臂长47m 混凝土输送泵泵送入模，插入式振动器振捣。振捣时，桥梁横隔板及锚垫板、齿块处的混凝土特意加强，务求振捣密实。考虑横隔板处钢筋密集，实际操作中，50型振动棒很难深入到钢筋内部进行振捣，绑扎此处钢筋时预先植入 60 钢管作为混凝土浇注时的振捣孔，经现场验证，取得的效果非常理想。浇注墩顶 B 段混凝土时，为防止支架沉降造成混凝土在墩顶处产生裂缝，混凝土从每孔梁跨中间向两端对称浇注，在桥墩处合拢，以消除因支架变形对梁体混凝土的影响。混凝土浇注
