预应力混凝土梁预制与架设

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1、预应力混凝土梁预制与架设预应力混凝土梁预制与架设课时安排课时安排1 预应力混凝土梁预制与架设 1.1 预应力混凝土梁预制 1.1.1 预制场地布置 1.1.2 底模、侧模与内模 1.1.3 钢筋工程 1.1.4 预应力体系 1.1.5 预埋件 1.1.6 混凝土的灌注与养护 1.1.7 孔道压浆与封端 1.1.8 存梁台座 1.1.9 梁体的运输 1.1.10 长线法与短线法预制技术 1.2 预应力混凝土梁架设 1.2.1 支架现浇方法 1.2.2 吊装架设方法 1.2.3 架桥机架设方法 1.2.4 浮运架设方法 1.2.5 悬臂浇注方法 1.2.6 移动模架施工方法 1.2.7 悬臂拼装方

2、法 1.2.8 造桥机拼装方法 1.2.9 顶推施工方法 案例：上海洋山深水港工程东海大桥70m箱梁预制 及架设技术2 钻孔桩施工技术 2.1 施工平台布置 2.2 成孔作业 2.3 清孔作业 2.4 钢筋笼工程 2.5 水下混凝土灌注 2.6 桩底压浆 2.7 桩的质量检验 2.8 桩头清理作业3 土木工程套装软件plan功能概述 1 1 预应力混凝土梁预制与架设预应力混凝土梁预制与架设预应力混凝土被广泛使用于桥梁结构。由于预应 力混凝土桥梁大部分是在现场制造，产品质量较 难控制。影响产品质量的主要因素： 技术人员的技术水平，现场管理水平； 装备状况，如混凝土供应能力、模板质量等； 原材料、

3、半成品、成品（预埋件）质量控制； 混凝土质量控制（配合比）及施工工艺控制； 混凝土养护及存放； 预应力体系工艺控制（管道、张拉、压浆）； 预制场地条件及布局；1.1 预应力混凝土梁预制预应力混凝土梁的预制工作内容主要包含： 预制场地的选择和建设； 模板设计、制造和安装； 钢筋绑扎，预应力体系的布置，预埋件的正确埋 设； 混凝土配合比的选定与报审、混凝土的拌制、输 送和灌注； 混凝土的养护； 预应力孔道的压浆与封端； 预制梁体的存放、缺陷修复等。 1.1.1 预制场地布置预制梁场地选择的基本原则： 场地处于硬地基区域以减少基础处理工作量； 场地的面积能满足需要； 具有良好的预制梁体出运条件； 具

4、有良好的材料运输、设备采购、员工生活等条 件； 具有良好的水电供应、交通、通讯条件； 受气候影响小，生产条件好； 具有良好的社会治安状况； 预制的综合成本低。如图1.1.1a/ 1.1.1b图1.1.1a 某大桥70m梁预制场地 图1.1.1b 某大桥70m梁预制场地 1.1.2 底模、侧模与内模模板的设计、制造、安装质量直接影响预制梁体的 生产效率及产品质量。 模板应具有足够的总体和局部刚度含非弹性变形 合适的分块大小和部位； 快捷的安装和拆除速度；安装、拆除损耗少； 液压部件活动灵敏，伸展、收缩到位，不漏油； 模板表面平整，接缝横平竖直，棱角分明，没有锈斑 和污渍；选用合适的脱模剂，脱模剂

5、涂刷纹路美观； 模板材质耐腐蚀、防锈能力强； 焊缝及连接牢固；不漏浆； 配合施工的预留孔位或部件布置合理（如进料孔、振 动器）；预埋件能有效固定；见图1.1.2a/b/c。 关注预拱度设置。1.1.2a 台座及底模布置(见东海大桥图册P4551)1.1.2b 某大桥70m梁内模 (见东海大桥图册P6469、混 凝土梁图册P5371)1.1.2b 某大桥70m梁外模 (见东海大桥图册P5263、混 凝土梁图册P2852) 1.1.3 钢筋工程钢筋工程可以采用就地绑扎或分块吊装，就地绑 扎占用预制台座的时间较长，需要较多的预制台座 ，整体吊装速度快，可缩短梁体预制周期。 钢筋应根据设计要求和施工规

6、范要求进行加工和绑 扎； 应具有足够的整体性，满足吊装或混凝土灌筑(振 捣、作业人员荷载、进料及振捣通道等)需要； 符合要求的保护层厚度，为防止扎丝锈蚀，扎丝应 背向模板；选用合适的保护层垫块，使预制梁表面 更加美观； 预应力管道、预埋件等有效定位，有效的措施防止 管道漏浆； 钢筋接头的质量及布置满足要求。图1.1.3 顶板钢筋网整体吊装(见东海大桥图册P7097、混凝土梁P7288) 1.1.4 预应力体系预应力体系是预应力混凝土结构的最重要的组成 部分，预应力钢筋主要形式有：钢绞线、钢丝、 精扎螺纹钢筋，锚具的主要形式有夹片锚、F式锚 等，预应力管道的形式主要有：抽拔管道、钢波 纹管道、塑

7、料波纹管道。 预应力管道应预埋准确、定位有效，安装中应保 证不漏浆，无损伤，管道应具有足够的刚度和抗 拉强度； 喇叭口安装精度应严格控制，使预应力钢筋在喇 叭口处不产生折角，防止张拉时出现断丝，不降 低有效预应力值； 预应力体系中的部件应进行有效的检验。 图1.1.4 钢波纹管道(见混凝土梁P89145) 1.1.5 预埋件预埋件包括支座、水电支架、照明系统、通讯系 统、信号系统、警示标志系统、防雷击系统、施 工需要等，由于混凝土结构的特殊性，灌注混凝 土后增设预埋件将对梁体造成局部破坏，影响梁 体的质量或外观，因此： 灌注混凝土前，预埋件的内容、数量、规格应经 过设计、监理单位等的认可； 预

8、埋件应在混凝土灌注前列表检查落实，防止漏 埋； 预埋件应有效定位，防止在混凝土灌注过程中发 生移位、损坏等； 施工临时使用的预埋件的后期处理应不影响混凝 土的外观质量以及耐久性要求。图1.1.5 支座锚栓预埋 1.1.6 混凝土的灌注与养护混凝土灌注前，应对混凝土灌注体系进行认真的 检查: 包括砂、石、水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、外加 剂、水的质量和储备数量，施工配合比的调整; 供电系统特别是备用供电系统、混凝土搅拌、输 送或运输系统、布料系统、振捣系统、人员数量 及组织系统、前台与后台通讯系统、后勤保障系 统、表面收浆和养护系统、天气预报系统、各方 面的应急保障措施等的检查落实; 混凝土的灌注

9、工艺影响混凝土产量的需求，混凝 土的产量最低应满足下一层混凝土在初凝前能灌 注上一层混凝土，一般的分层厚度为30cm。混凝 土振捣时应插入下一层混凝土10cm左右，以保证 结合面混凝土的质量。 混凝土灌注中，除保证振捣质量外，更应注意不 要对预埋部件造成损伤。 及时进行混凝土表面的二次收浆是保证混凝土表 面不产生龟裂的重要手段，必须安排足够的人力 保证二次收浆及时进行，按时完成。 混凝土的养护工艺主要有浇水保湿养护、蒸汽养 护、喷洒养护液等养护措施。浇水养护中应注意 水资源的循环利用；蒸汽养护中应注意蒸汽管的 布置，出汽口的朝向，温度场的均匀性，注意混 凝土静养、升温、降温、脱模温差的控制等；

10、喷 洒养护液养护中应注意养护液喷洒的均匀性、密 度等。养护液的选择应注意不造成混凝土颜色、 外观的损害。 关于混凝土裂纹 裂缝缺陷指肉眼可见的宏观裂缝，其宽度在0.05mm 以上。混凝土的微观裂缝为混凝土所固有，水泥浆 体硬化后的干缩值较大，而骨料限制了水泥浆体的 自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开 始就在骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝。 混凝土的收缩变形主要有： 1）塑性沉降收缩；骨料下沉，粉煤灰和水上浮而 产生沉降、离析、泌水。 2）塑性收缩：初凝前水分蒸发，混凝土内部水分 不断向表面迁移，形成塑性阶段体积收缩；及时抹 压可以愈合； 3）自缩水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液

11、 面下降，混凝土不失重，发生在早期（模板拆除之 前）；及时保水养护； 4）碳化收缩； 5）温度收缩“冷缩”，温度上升时，混凝土弹 性模量小，产生的预压力松弛释放；随后的冷却过程 ，弹性模量增大和松弛作用减小导致大得多的拉应力 产生。 6）干燥收缩混凝土硬化后，湿度100情况下 水分蒸发产生的收缩； *当水灰比0.5，自生收缩与干缩相比小的可以忽略 不计，当水灰比0.35，混凝土内相对湿度很快会降 到80%以下，自生收缩与干缩则接近各占一半，当水 灰比低至0.17时，则自生收缩要占100，而干缩为0 。（大致概念） *配筋并不能消除或者减小混凝土里的收缩裂纹，而 只能把少而宽的裂纹分散为大量的微

12、细裂纹。正是那 些看不见，检测不到的微细裂纹，可能最终成为离子 在混凝土与钢筋表面之间迁移的必要通道。钢筋混凝土结构裂缝产生的主要原因 分类：与结构设计及受力荷载有关的 原因： 1）超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用； 2）地震、台风等特殊荷载作用； 3）构件断面尺寸不足、钢筋用量不足或配置位置不 当； 4）结构物的沉降差异； 5）次应力作用； 6）对温度应力和混凝土收缩应力估计不足； 分类：与使用及环境条件有关的 原因： 1）环境温度、湿度的变化； 2）结构构件各区域温度、湿度差异过大； 3）冻融、冻胀； 4）内部钢筋锈蚀； 5）火灾或表面遭受高温； 6）酸、碱、盐类的化学作用； 7）冲击

13、、振动影响； 分类：与材料性质和配合比有关的 原因： 1）水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高）； 2）水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过 高）； 3）水泥的水化热； 4）骨料含泥量过大； 5）骨料级配不良； 6）使用了碱活性骨料或风化岩石； 7）混凝土收缩； 8）混凝土配合比不当（水泥用量大、用水量大、水 胶比大、砂率大等） 9）选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当； 10）外加剂、硅灰等掺合料掺量过大； 分类：与施工有关的 原因： 1）拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土）， 搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长 ； 2）泵送时增加了用水量、水泥用量； 3）浇筑

14、顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋 过密） 4）捣实不良，坍落度过大、骨料下沉、泌水，混 凝土表面强度过低就进行下一道工序； 5）连续浇筑间隔时间过长，接缝处理不当； 6）钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动； 7）钢筋保护层厚度不够； 8）滑模工艺不当（拉裂或塌陷）； 9）模板变形、模板漏浆或渗水; 10）模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不 当； 11）硬化前遭受扰动或承受荷载； 12）养护措施不当或养护不及时； 13）养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻 害； 14）混凝土表面抹压不及时； 15）大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温 度与环境温度差异过大 裂缝问题的试验研究 1

15、、化学外加剂和矿物掺合料对水泥砂浆干缩与开 裂影响的研究结论： 1）掺加减水剂对砂浆干缩值（湿度100时，砂 浆产生干燥收缩）的影响与采用的减水剂种类和水 灰比有关。在水灰比为0.30.4时，掺加高效减水 剂砂浆干缩值比空白样明显增加，而且水灰比越小 ，干缩值增加的幅度越大（此值达到2040） ，而在水灰比为0.5时，掺加高效减水剂对干缩值 影响较小。 2）加入减水剂使试件较早开裂，而且裂纹总宽度 增加，开裂时对应的干缩值通常较低，而且开裂后 单位干缩值引起的裂纹宽度较大。 3）在单位体积用水量和骨料量相同的情况下，用 矿物掺合料等体积取代水泥时，矿物掺合料种类对 砂浆干缩值的影响较大，而一定范围内的矿物掺合 料掺量变化对砂浆干缩值的影响较小，粉煤灰能够 降低砂浆的干缩值，矿渣对干缩值的影响较小，而 硅灰增加干缩值。 4）水灰比较低时掺加矿物掺合料通常使砂浆试件 开裂较早、裂纹宽度增加、开裂时对应干缩值降低 ，但矿物掺合料种类和取代量不同对其影响程度不