水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术

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1、水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术文档仅供参考泸定水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术胡传安 黎文海 赵华荣（中国水利水电第十四工程局有限公司曲靖分公司,云南曲靖 655000）摘 要:泸定水电站尾水大桥属于318公路改线组成部分,横跨发电厂房尾水 渠,上部为连续预应力箱梁结构。为满足上、下游接线需要,尾水大桥为弯箱 梁,纵坡达4%。因转弯半径小,纵坡大，桥墩较高，桥墩最大高度达34.5m,底板 地质条件较差,与厂房施工干扰较大,施工难度较大。经过分析论证,最终采 用满堂支架方案,顺利完成了施工任务,对类似工程具有较好的借鉴参考价 值。关键词:尾水大桥连续预应力箱梁 满堂支架1工程概况跨尾水

2、渠大桥为G318公路泸定水电站发电厂房段的改线工程。桥梁的 布孔受桥下尾水渠边墙布置、尾水渠和厂房基础开挖及场内道路布置等因 素控制，设计为6-40m预应力连续弯箱梁，全长246.10m。桥轴线为路中线, 文档仅供参考 布置在缓-圆-缓型的平面曲线上。桥面按路面超高设置横坡,桥墩按法线方向布置。箱梁为单箱单室宽翼缘截面，翼缘板宽1.725m,端部厚18cm,根部 增至50cm。箱室底宽538.4cm,腹板为斜腹板，腹板厚度均为50cm,顶板厚 25cm,底板厚25 cm,梁体为250cm等高度箱梁。箱梁位于半径为255m的平 曲线上,为增加箱梁的整体抗扭能力,在支座处设有横隔梁,在每跨跨中设有

3、 一道横隔板。桥墩采用设倒角的矩形实体墩,1#、2#、3#、5#桥墩基础为带 承台的桩基,4#桥墩基础设计为与尾水渠墙体结合在一起。桥台设计为双柱 式轻型桥台,桩基础。箱梁采用C50混凝土浇筑,桥面铺装采用C40合成纤维混凝土,桥墩、 桥台盖梁采用C40混凝土，桥墩承台及扩大基础采用C35混凝土，桩基均采 用C35水下混凝土。预应力束由719根15.2钢绞线组成。预应力管道采 用预埋塑料波纹管。2施工难点分析(1) 上部结构为连续预应力箱梁,为满足接线需要,平面转弯,转弯半径仅 255m,纵坡达4%,因特殊的线形，方案决策难度较大。(2) 桥墩较高，最大高度达34.5m,无论是采用支架方案还是

4、贝雷架方案， 均有较大的难度。(3) 尾水渠底板覆盖层深厚,以漂卵石覆盖层为主,局部为粉土地层,受渗 水影响,地基软化,地基承载力较差。(4) 第一跨、第四六跨基础与尾水渠结构干扰,或位于尾水渠开挖覆盖 层边坡之上,如采用支架方案,基础处理难度较大。(5) 施工干扰大,尾水大桥与厂房基坑施工及压力钢管运输,均存在较的 干扰。3箱梁方案选择文档仅供参考（1）移动模架方案。移动模架方案具有施工快速,安全,与基坑施工干 扰小等优势。但由于本箱梁平面转弯,且转弯半径较小,纵坡大,经与众多移动 模架专业厂家咨询,参照移动模架施工工法,一般采用移动模架的桥梁平面转 弯半径须大于400m,因本工程线形特殊，

5、移动模架的稳定问题突出，几乎无法 采用移动模架浇筑,即使采用特制移动模架浇筑,因须量身定制,后续无法与 其它工程周转使用,施工成本极高,是极为不经济的。（2）贝雷架方案。贝雷架方案简便,一般在须保证底部通行的工程上使 用。本箱梁单跨度达40m,跨中必须设置钢管支墩，钢管支墩高度大,截面小，长细 比小,自身稳定问题突出,加之地基承载力较差,存在较大的安全隐患。（3）满堂支架方案。满堂支架是最常规的方案,具有机动灵活、安全可 靠等优点,有快插体系支架与普通满堂支架两种形式,快插体系支架钢管材质有 保证,轴心抗压性能优良,但缺点是整体稳定性较差,如基础产生不均匀沉降, 产生整体失稳的风险较大。经上述

6、分析对比,根据现场的实际条件,最终决定 采用普通满堂支架方案。4满堂支架方案面临的问题与对策（1）地基承载力问题。满堂支架对地基承载力要求较高,尾水渠底板覆盖 层无法满足承载力要求。对局部地基承载力较低部位,采用石渣进行换填,采 用振动碾分层碾压密实,经承载力检验合格后,浇筑垫层混凝土,垫层混凝土 根据现场的地质条件，厚度按2060cm控制，局部增设钢筋网,提高基础的整文档仅供参考体性。对于支架基础部位出露的渗水,采用引排措施,避免浸泡软化地基。(2) 上、下游斜坡基础问题。满堂支架立杆基础必须水平,且承载力须满 足要求,如立杆直接布置在斜坡覆盖层基础上,无法满足整体稳定要求。统筹 安排尾水渠

7、施工进度,对于第一跨、第四跨、第五跨斜坡基础,在搭设相应部 位支架前,将相应的挡墙混凝土浇筑至一定高程 ,并及时对墙背进行回填 ,回 填形成水平基础,再对基础进行硬化处理。对于第六跨斜坡基础,在支架基础 水平投影范围内,顺坡面自下而上浇筑混凝土台阶,形成台阶式基础。(3) 施工干扰问题。尾水大桥施工与压力钢管运输、厂房基坑施工及机 电安装交叉作业,通道干扰问题突出。统筹安排尾水渠底板与箱梁施工进度, 在第三跨箱梁施工期间,满堂支架将下基坑道路封堵 ,暂停尾水渠底板施工; 在施工第六跨脚手架前 ,完成压力钢管运输 ,施工第六跨时 ,在第五跨设置 4.5m 门洞,确保机电安装通道畅通。(4) 材质

8、问题。根据国内钢管供应市场实际情况,基本无符合国标的产品 实际壁厚远低于国标标准。在满堂支架的设计计算时 ,按照实际的钢管壁厚 进行设计计算 ,按照理论计算厚度选择钢管供应商 ,以计算厚度作为材质标 准。5满堂支架设计及质量控制5.1 满堂支架结构参数按照最高一跨脚手架进行设计计算，箱梁支撑脚手架选用外径48mm、壁 厚3.0mm钢管,材质为Q235,步距1.2m,立杆间、排距均为0.6m,长宽方向均 设置剪刀撑，宽度方向剪刀撑按每 4 跨设置一道，内外侧立面设置连续剪刀撑， 剪刀撑与地面夹角按 50控制。为降低风荷载,仅上部通道两侧挂安全网。 支架搭设宽度为箱梁水平投影宽度加两侧走道宽度。支

9、架立杆基础设置钢垫文档仅供参考 板,以分散立杆基础应力。立杆采用对接接长,剪刀撑采用搭接接长。立杆及 水平杆接头避免在同一截面上。遇桥墩时,利用支架附墩,增加整体性。5.2 满堂支架质量控制要点(1) 材质。用于支架的钢管、扣件必须有出厂材质检验报告,并经进场抽 检合格,方可投入使用。(2) 地基承载力。地基承载力检验合格，标准值不小于200kpa,并经监理 工程师验收签证。(3) 严格控制立杆间距、排距,以及步距,偏差不大于 10%。(4) 立杆垂直度是确保支架达到设计受力工况的关键 ,立杆垂直度按 0.5%控制。(5) 扣件紧固程度。扣件采用扭力扳手抽检 ,合格标准为紧固力不小于 35kn

10、*m,抽检合格率不低于85%。5.3 满堂支架预压为消除承重架、模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响 ,测量承重架 弹性变形的实际数值,作为箱梁立模预拱度设置的参考;同时,检验承重架的 受力稳定情况,确保承重架安全,按照规范要求对支架进行预压。采用堆载砂袋预压。为保证预压荷载的合理分布 ,模拟混凝土浇筑顺序 进行加载,第一步加载底板钢筋混凝土重量,第二步加载腹板钢筋混凝土重量, 第三步加载翼缘板及顶板钢筋混凝土重量。考虑到混凝土振捣产生的动荷 载、小型机具荷载及风荷载,预压荷载按总荷载的 1.2 倍考虑。砂袋采用装 载机配合人工装矿袋,50t汽车吊、塔机吊运。在预压过程中，加载、卸载前 后对底

11、模、腹板模板进行观测,计算非弹性变形及弹性变形量。根据第一跨 预压实测成果,50%的测点非弹性变形大于10mm,局部达22mm。根据预压过程文档仅供参考 中的巡视检查,因对基础进行了特殊处理,基础沉降变形的因素较小。考虑到 张拉后，跨中起拱约l2cm,跨中按5cm设置预拱度，全跨按抛物线分配。后 因工期紧张,经参建各方协商,自第二跨起取消系统预压,仅对第四跨基础条 件较差部位进行局部预压，预拱度按7cm设置。6 连续预应力箱梁施工技术方案6.l 浇筑分段、分层方案为利于支架稳定，分两层浇筑，第一层浇筑底板及腹板 ，第二层浇筑顶板 及翼缘板，分缝位置避免倒角等应力集中部位。按照设计要求，在零弯矩

12、附近 设置施工缝，第一跨长47m,第二五跨40m,第六跨33m。6.2模板及支撑加固方式采用竹胶板模板,堵头采用木模。底板铺设纵横向双层枋木 ,横向枋木截 面为15X15cm，间距60cm,纵向枋木截面为5X10cm，间距20cm, 枋木表面铺 竹胶板模板,底模利用顶托调节。腹板外侧模采用增加斜钢管支撑 ,并与支架 连接支撑，内、外模均采用枋木作背枋，纵向钢管做围令，对拉加固。反倒角 部位以及进人孔底板等部位 ，设置排气孔、振捣孔。顶板采用在底板上搭设 脚手架支撑，支撑方式同底模。6.3 材料垂直运输方案采用支架方案，材料垂直运输工程量大，为满足材料垂直运输需要，分别 在 2#桥墩外侧及 4#桥墩内侧各安装 1 台塔机，局部采用汽车吊辅助吊运。6.4 细骨料问题研究箱梁混凝土标号为 C50 高性能混凝土。因大渡河流域天然砂含泥量、云 母含量超标，只能采用机制砂 ，但泸定水电站的砂石系统按照水工规范设计 ， 采用半干半湿法生产工艺，石粉含量符合水工规范，但不满足桥涵规范。经实