应用托架施工连续梁0#段的施工技术

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1、应用托架方案施工连续梁0#段的施工技术熊志刚摘要通过唐家渡涪江双线特大桥三个小跨度连续刚构0#段的施工，介绍了利用托架支撑，分两次灌注0#混凝土的施工技术。关键词连续梁托架0#段施工技术达成扩能改造工程唐家渡涪江双线特大桥126#129#段，145#148#段，160#163#段均为一联三跨预应力连续刚构梁，除145#148#段跨径组合为(32+48+32)m外其它两段为（40+64+40）m，单箱单室结构，主墩高18m23m，126#129#段主墩位于涪江内，常年水深23m，145#148#段，160#163#段位城区，属常规旱桥施工，下面就126#129#段和160#163#段结构设计做简

2、要介绍。0号梁段长12m，二端悬挑长度3.5m，墩顶根部梁高5.1m。底板厚度80cm，腹板厚度6670cm，顶板厚度35cm。顶板设2%的横坡，底板水平设置。0#梁段混凝土强度为C55，设计混凝土量为226.3m3。0#段外形结构详见图187335013071200518030166070853804884220802040632080203018030506050806066571图10#段结构图梁体按三向预应力设计，纵向、横向、竖向均设预应力。纵向预应力钢束采用9-75高强度低松驰钢绞线，抗拉强度标准值fPK=1860MPa,弹性模量EP=195GPa,公称直径为15.20mm。内径70

3、mm、外径83mm的塑料波纹管成孔，OVM15-9群锚。全桥共设228束，其中顶板束106束，底板束84束，腹板下弯束24束。为防止意外，顶板预留8个备用孔道，底板跨中预留2个备用孔道，底板边跨预留4个备用孔道。横向预应力钢束采用3-75高强度低松驰钢绞线，抗拉强度标准值fPK=1860MPa,张拉端采用BM15-3扁形锚具锚固，固定端采用BM15P-3型锚具锚固。梁体腹板竖向预应力采用公称直径32mm的PSB830预应力混凝土用螺纹钢筋，抗拉强度标准值fPK=830MPa，弹性模量EP=200GPa。内径45mm波纹管成孔，JLM-32型锚具锚固；在腹板内单排布置。1.施工方案的确定1.1支

4、撑的选择悬灌梁常用支撑体系有两种：钢管支撑和托架支撑。在唐家渡涪江双线特大桥三个悬灌梁支撑的选择上优先考虑简单适用的方案，主墩墩高均在20米以上，使用钢管支撑对钢管的稳定性有严格的要求，必须在墩身预先预埋钢管的扶持体系，无论从钢管基础、钢管的安装及顶面平台的铺设，都比较复杂且要求较高，然而托架方案仅在墩身托盘位置预埋牛腿支撑，墩身顶面纵向铺设40工字钢，施工均在一个平面内，操作较方便，且使用的钢材较钢管支撑节约，所以采用托架支撑体系。1.2砼分两次灌注的选择连续刚构铁路桥0#段采用一次立模灌注成型，考虑该桥0#段梁高、混凝土量大、结构复杂，而且0#段是悬臂灌注施工的中心梁段，纵、横、竖向预应力

5、管道与普通钢筋密集，纵横交错，施工难度大，为了减轻托架负荷和保证混凝土浇注质量，0#段竖向分两次灌注。施工流程详见图1施工流程图。2.施工准备测量人员根据埋设的桥梁控制导线点及高程点进行0#块的放线，并负责复核测量成果及放线的精度，测量人员根据0#梁段情况导引测量控制点。用全站仪根据设计图纸在已浇筑好的主墩顶面上放出桥梁的纵轴线及桥墩两片肋上的梁段横轴线，用红油漆进行标注。施工技术人员放出0#梁段的细部尺寸线、各托架中线等。用精密水准仪在墩顶截面四方放出0#梁段的标高，并进行抄平。为保证箱梁线形、预拱等符合设计要求，0#梁段的底标高必须得到设计单位和监测单位的书面认可，才能作为立模的依据。准备

6、工作托架安装拼装特殊三架砌砖及填沙铺设底模安装外侧模绑扎钢筋安装内模及堵头模循环完成余下部分浇注砼砼养生张拉压浆拆除托架图1施工流程图3.托架施工3.1结构设计托架是固定在墩身上部以承担0#块支架、模板、混凝土和施工荷载的重要受力结构，其设计荷载考虑：混凝土自重、模板支架重量、人群机具重量、风载、冲击荷载等，托架采取自支撑体系构件设计，详见下图所示。3cm厚木板205505050505055方木拼制5槽钢10槽钢按图纸要求在墩身混凝土浇筑时预埋好托架所需预埋的预埋件作为托架支点，求预埋件位置准确无误，以利托架拼装时连接。托架主梁采用40a工字钢，底模卸落利用2根10#槽钢立放，最后用气割卸落。

7、悬臂部分是在槽钢上放22#工字钢作分配梁，分配梁上用方木调整模板高度，在方木上铺设胶合板。刚度经过严格的受力计算。具体0#托架的设计方案为：在墩身上纵向采用11根40a#工字钢钢梁(经监理工程师批准后)作为托架主梁，上设间距82.5cm的22#工字钢分配梁，分配梁横向伸出箱梁底板边线2m作为侧模及翼缘模板的支撑架。根据墩身宽度、箱梁底宽度和0#块悬出长度，以及施工操作空间需要，平台平面尺寸为1310.5m，附着墩身高度为2.5m，为三角形桁架式托架。每片托架分别由40a工字钢与双肢槽钢20b组成，双肢之间设置节点联结。每边悬出段由11片托架组成，相互间由水平支撑联结成整体。托架安装后进行预压以

8、消除非弹性变形，测定弹性变形，为悬浇施工立模标高提供依据。3.2托架预埋件的安装在主墩施工到距离垫石顶2.28m位置预埋11个内空的牛腿洞，牛腿洞的底板铺设3层12的钢筋网片承受局部压力。预埋件采用3mm钢板，由加工厂精确加工制作成型后，运至墩旁，待钢筋绑扎完毕，安装墩身模板之前安装托架预埋件。由测量队放样定出预埋件位置，加固墩身施工脚手架作为安装工作平台，用塔机吊起吊、人工辅助安装，安装过程中，采用倒链使预埋件调至预定位置后焊接固定，为保证托架顺利安装，在墩身模板安装到位后，通过连接槽钢将托架预埋件与模板焊接固定，以保证其平面位置准确，上下垂直成线。为保证结构安全，上预埋件在安装时，通过钢板

9、将墩身两侧预埋件对拉。3.3纵梁及分配梁的安装纵梁和分配梁比较长和重，采用在地面制作加工成整片，托架上弦长13.0m，重约887Kg，分配梁长10.5m，重约381Kg。通过栈桥和塔吊进行水平及垂直运输到墩上进行组装。在托架上弦安装后再组装牛腿和焊接缀板、连接板、加劲肋等辅助件。墩身施工完成后要及时检查托架预埋件的安装偏差，并据此调整托架缝隙大小。托架采用单片吊装，为加快施工进度，先采用销子将托架与预埋件临时连接，整体拼装好后检查托架的平面对角线，垂直度合格后将其焊接固定。托架与墩身预埋件焊接既为高空作业又为竖焊，而且是受力最大的关键部位，因此要求焊接人员必须要有相应的资质，确保焊接质量符合要

10、求。4.模板施工4.1模板设计模板分为底模、侧模、内模及端模。分别做如下设计：底模：0#段箱梁底模，采用大块的厚3cm的胶合模板，底模设置需考虑桥的纵向坡度。安装时首先在托架顶面铺设22#工字钢分配梁，在分配梁下方安装拆除模板用的槽钢及钢楔块，在分配梁上铺设底模板。外模：采用墩身模板改制。用6mm厚的钢面板，外模板支架用12槽钢组焊成桁架结构，将墩身模板的背楞改焊在模板桁架的肢上。外侧模落于底板水平托架上，并用木楔调整侧模高度，外侧模安装后用穿心拉杆与内侧模对拉固定。隔墙模板及内侧模：考虑0#块内梁体截面变化大，模板通用性差，采用钢木组骨架框架贴竹胶模板拼、钢木组合骨架，内模就位后，与外侧模用

11、穿心拉杆相连，加固，同时在可行的位置设置自撑体系。洞孔模板在隔墙上有1个120*120cm人孔，洞孔模板用组合钢模拼装，用满堂钢管支架支撑。端模上有钢筋和预应力管道伸出，位置要求准确，模板采用钢模。模板内模及内部顶部模板除梗肋部分做特殊加工外，其余部分采用组合模板，使用螺栓及U型卡联结成整体，竖向用15cm15cm方木或型钢作为背楞，横向用48钢管或型钢通过扣件及拉杆将内、外模框架拉紧，安装内模底部时竖向预应力压浆管设计位置预先挖孔，并在模板安装时注意对压浆孔进行保护，安装后用海绵或其他材料封堵管周空隙，内模就位后用方木或型钢将内外侧模顶紧，用脚手架及可调式承托配合，将内模顶紧，并设剪刀撑将各

12、杆件联成整体。在过人洞处截面复杂。制作使用整体钢模板，在该处顶部钢筋封顶前放入。以增强模板刚度和整体性，并方便立模，为方便混凝土浇筑及振捣，箱室内模及顶模预留施工用振捣及观察窗，待混凝土浇筑接近预留口时再将钢筋按照规范连接后进行封堵。拆模时先将内模的支撑卸掉，然后松下内外拉杆即可拆除模板。内外模板的端头间拉杆螺栓联结并用钢管做内撑以控制混凝土浇筑时模板的位移及变形。确保腹板厚度准确，为防止内模板上浮，在墩柱顶上设置防浮拉杆预埋件。在内模安装后将其与内模联结，以防止上浮。端头模板：端头模板是保证0#块端部及预应力管道成型要求的关键，端模架利用75mm5mm角钢加工制作成钢结构骨架，用螺栓与内外模

13、联结固定，板面使用3mm的钢板，以便拆模。4.2模板安装安装前，检查托架顶面平整度、落梁槽钢及底模横梁就位情况，铺设脚手板围栏及安全网防护设施。外侧模利用墩身塔吊分段整体吊装到位，吊装顺序为先远后近，先外后内，外侧模就位后利用倒链将其与墩梁连接钢筋固定，以增强其稳定性，对称于桥轴线的两侧外侧模到位后，及时用拉杆将上下端连接固定为整体。圆弧底模与墩身之间通过在墩身顶面设20拉杆固定，使其与墩身密贴，防止墩梁混凝土交接处产生错台。模板安装质量的好坏直接影响到箱梁混凝土厚度外型尺寸，为减少高空作业，保证模板精度及施工进度，内模、洞口模、端模以及外侧模支架、底模尽量在工作平台拼装，模板拼装好后，用墩旁

14、塔吊吊运安装就位，所有模板及其大小构件在吊运过程中不允许与其它物体碰撞，以防变形和损坏。模板拼装场地必须平整、坚实，模板或支架不得停放在松土或坑洼不平的地方。当模板水平放置时，决不允许上面走人或堆放重物。各种模板的紧固件必须牢固可靠，刚架不允许有松动、摇摆现象。为保证预应力管道位置准确，纵横向张拉槽模板连接栓孔必须钻眼安装，8螺栓连接。4.3模板的拆除0#段混凝土浇筑完毕，混凝土强度达到70%设计强度时，即可拆除内模及墩顶部位的外侧模，当0#段预应力束张拉压浆完成后，即可拆除底模，底模通过割除铁凳子使其脱模。5.钢筋施工对图纸复核后绘出加工图，加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯

15、曲机加工后与大样图核对，并据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。0#块钢筋分两次绑扎：第一次：安放底板钢筋和竖向预应力管道、预应力钢束等，布置腹板和隔板钢筋；第二次：安放箱梁腹板上部钢筋及全部顶板钢筋，纵横向预应力管道及钢束。由于底板厚度1.2m，须在底板钢筋上下层间设立架立钢筋，为保证纵横向预应力管道的位置正确，也应在顶、底板两层钢筋之间设置架立筋和防浮钢筋，以固定预应力筋管道。悬臂浇注梁段的钢筋绑扎:悬浇梁段普通钢筋采取在钢平台上就地绑扎，对腹板和底板钢筋也可采用在地面预绑扎，用塔吊吊装就位的方案。采取就地绑扎方案，实施时全体流程如下：a、在底板上按照设计间距标化后再进行钢

16、筋绑扎，并设置足够的垫块厚度和密度。b、绑扎腹板竖向预应力筋、底板顶层普通钢筋。同时根据设计将纵向预应力管道放置在腹板钢筋内，将腹板钢筋绑扎完成后，进行管道位置的调整及固定。c、绑扎底板、腹板斜插筋。d、安装底板端头板、腹板锚具。e、放置垫块，安装内模板，加固。f、绑扎顶板底层钢筋和顶板纵向预应力管道。g、绑扎顶板上层钢筋及斜插筋，调整顶板纵向预应力管道位置并固定。h、安装顶板锚具。6.预应力施工6.1预应力管道的安装预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求。制孔管应管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连接应平顺。孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线。孔道成型后应对孔道进行

17、检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理。6.2穿束钢绞线下料按设计长度加张拉设备长度，并余留锚外不少于100MM的总长度下料，下料应用砂轮机平放切割。断后平放地面上，采取措施防止钢铰线散头。钢绞线切割完后按各束理顺，并间隔1.5米用铁丝捆扎编束。同一孔道穿束应整束整穿。穿束可采用人工或机械牵引，束头应平顺，以防挂破管壁。6.3预应力筋张拉6.3.1锚具的安装及准备工作将锚垫板内的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞。清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力筋的现象，如有应予以排除。安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正。在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片，夹片安装后要齐平

18、，必要时用专用工具轻敲，但不得重敲把夹片损坏。6.3.2预应力张拉程序当梁体混凝土强度达到设计强度的90%，并达到相应强度的弹性模量后，且不少于5天龄期后即可进行张拉。张拉时的强度要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。在进行第一孔梁张拉时需要对管道摩阻损失、锚圈摩阻损失进行测量。根据测量结果对张拉控制应力作适当调整，确保有效应力值。箱梁两侧腹板宜对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，张拉同束钢绞线应由两端对称同步进行，且按设计规定的编号及张拉顺序张拉。张拉程序为：010k100k（持荷5min锚固）补拉103k（测量长度）锚固，分别量测伸长值。张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力

19、控制为主，以伸长值进行校核，当实际伸长值与理论伸长值差超过6时，应停止张拉，等查明原因并采取措施后再进行施工。6.3.3真空注浆真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，其原理是在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.06-0.1MPa左右的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并加以0.50.6MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。7.混凝土施工0号段内预应力筋布置复杂、非预应力筋密集，要求分二次灌注成型，施工难度大。为保证施工质量，采取如下措施：混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土输送泵运送到位。拌和站的拌和能力和输送泵

20、的输送能力，以满足在最早灌注的混凝土初凝前灌注完0#段的全部混凝土为控制标准。连续刚构采用C55混凝土，采用泵送混凝土，要求混凝土可泵性好，流动性大，以便混凝土泵送和钢筋管道密布情况下的入模和振捣，另一方面混凝土的初凝时间还要满足施工需要。根据施工经验，施工工艺及各种材料的性能，并综合考虑混凝土3天强度达到设计强度的85%。结合混凝土振捣所用时间和输送运输混凝土的能力，将0号段混凝土的初凝时间定为10h左右，将坍落度控制在22cm左右。为此，将在混凝土中掺加高效减水剂，粗骨料采用5-31.5m级配良好的石灰岩碎石或卵石碎石，细骨料用中粗砂（卵石机制砂掺配金堂砂），在混凝土中掺粉煤灰改善混凝土的

21、泵送性能。7.1混凝土浇注因0#段钢筋预应力管道按常规作业要求完成，检查合格后，即开始混凝土施工，梁高壁薄，混凝土入模成为施工中的一项重要的技术问题，灌注底板混凝土时，在底板顶面搭设脚手架作为施工平台。a、混凝土灌注顺序：横隔板底板腹板横隔板腹板四周顶板。灌注时要前后左右基本对称进行。b、混凝土入模导管安装间距为2.5m左右，导管底面与混凝土灌注面保持1m以内。在钢筋密集处断开个别钢筋留作导管入口，待混凝土灌注到此部位时，将钢筋焊接恢复。在钢筋密集处要适当增加导管数量。c、混凝土振捣应根据振捣工艺、钢筋管道密度、振捣部位确定合适的分层厚度才能保0#证混凝土的振捣质量。段钢筋及预应力管道比较密集

22、，灌筑混凝土采用插入式振捣器捣固，要求捣固人员必须熟悉钢筋及管道位置，混凝土分层灌筑，厚度控制在3040cm，与底板相连的八字角由于振捣时会引起八字角下部翻浆，致使此处混凝土质量欠佳，易出现麻面、漏筋等施工缺陷，振捣时，特别注意加强振捣。腹板混凝土分层厚度太厚则振捣时间长，而且混凝土气泡不易排出；太薄则振捣频繁，影响施工速度，为此分层振捣厚度为40cm。采用腹板模板预先开洞“边灌边关”的办法进行振捣，开洞距离不宜大于2m，并且最好在波纹管下方开洞，振动棒要垂直插入混凝土中，避免振捣模板，同时要注意混凝土布料均匀，以保证混凝土表面水平，预应力锚垫板部位要特别注意振捣密实。顶板混凝土厚度为42cm

23、，由于纵、横、竖三向预应力管道密集，上下左右交错布置，在混凝土入模过程中，应随时保护管道不被碰瘪。混凝土未振实前，切忌操作人员在混凝土上面走动，否则，不但会引起管道下垂，还会发生混凝土“搁空”、“假实”等现象。d、对捣固人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣。振捣腹板混凝土时，振捣人员要从预留“天窗”进入腹板内捣固。“天窗”设在内模和内侧钢筋网片上，每2m左右设一个，混凝土灌注至“天窗”前封闭。e、混凝土灌注前先将原墩顶混凝土面用水或高压风冲洗干净。木模板用水泡胀，防止其干燥吸水。灌注前在原混凝土面上铺1cm厚的同标号砂浆，并摊铺均匀平整。灌注底腹板混凝土前，对顶板钢筋顶面要用布或草袋覆盖

24、，以防松散混凝土粘附其上。混凝土倒入储浆盘后，试验人员要检查混凝土的坍落度、和易性，如不合适要通知拌和站及时调整。f、在顶板混凝土浇注完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠。g、注意顶板混凝土浇注中的横坡处理。混凝土灌注结束后，要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的洒水养护。8.结语通过唐家渡涪江双线特大桥三个小跨度悬灌梁的施工，实践经验告诉我们采用托架方案切实可行的，能够满足施工要求且操作简单，可广泛应用于悬灌梁施工中。托架施工中对预埋盒的安装要求较高，施工中特别需要注意预埋盒的位置安装，顶面托架安装前应对预埋盒位置进行复核，及时调整纵梁位置，方便施工。托架安

25、装完成后对托架整体的变形量需严格把控，作为立模依据。钢筋安装顺序也尤为重要，特别是横隔板钢筋，安装时需同时考虑下一类钢筋如何安装，比如横隔板与腹板钢筋的交叉部分，如果先安装横隔板安装，腹板钢筋能否可以顺利安装，反之亦然。所以绑扎0#段钢筋之前应对0#段钢筋进行一次模拟，避免不必要的返工。0#段预应力管道纵横交错，结构复杂，而预应力的施工又是连续刚构最关键的一道施工工序，所以在施工中，要采用可信的牢固的措施，保证管道的畅通和位置准确,浇筑砼过程中随时检查预应力管道的情况，是否发现变形、扭曲、上浮等现象，做到及时发现及时处理。0#段混凝土分两次灌注，并在第一次混凝土灌注时，在腹板顶面埋设32的受力钢筋，使第二次灌注时，底板混凝土能与墩身托架共同受力，减轻托架的施工荷载，可以节省材料，降低成本。