合龍段及體系轉換施工工藝工法

1、合龍段及體系轉換施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0507-2011）橋梁工程有限公司 廖文華 劉濤1 前言1.1 工藝工法概況預應力混凝土連續(xù)梁(剛構)被劃分為0#段、懸臂澆筑段、邊跨現澆段及邊(中)跨合龍段，其中的合龍段施工方案、施工工藝及體系轉換是連續(xù)梁(剛構)施工的重難點之一，其施工質量將直接影響全橋的施工質量和結構安全。結構體系轉換由施工過程的懸臂靜定結構轉換成連續(xù)的超靜定結構，橋梁轉換成超靜定結構后，除了因合龍的順序不同而產生不同的施工內力外，梁體內力將重新分布。1.2 工藝原理對于懸臂澆筑的橋梁結構，按照一定的順序施工合龍和解除支座、0#段臨時固結措施，將懸臂施工的靜力

2、結構轉換成橋狀態(tài)的連續(xù)梁（剛構）。即橋梁由施工過程中的懸臂靜定結構轉換成連續(xù)的超靜定結構。2 工藝特點2.1 充分考慮了合龍段和體系轉換階段橋梁結構的受力特點，合龍段勁性骨架和臨時預應力索、臨時支座設計合理，施工質量可靠。2.2 合龍段施工支架可考慮利用掛籃或搭設落地支架方案，根據現場實際情況靈和選擇，施工方便。 2.3 模板可利用懸灌段施工的外側模和底模，僅內?？赡苁軝M隔板的影響需另行加工模板，施工費用低。3 適用范圍本標準工藝適用于所有預應力混凝土連續(xù)梁(剛構)的施工；其他類型橋梁合龍施工亦可參照本工法。4 主要技術標準公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ 041）鐵路橋涵施工規(guī)范（TB 1020

3、3）鐵路橋涵工程施工質量驗收標準（TB 10415）城市橋梁工程施工與質量驗收標準（CJJ 2）鋼結構設計規(guī)范（GB 50017）公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG/T F50）5 施工方法合龍前應觀測連日的晝夜溫度變化與合龍高程及合龍口長度變化的關系，選定適當的合龍澆注時間。連續(xù)梁(剛構)合龍段及體系轉換施工順序一般是：先邊跨、后中跨，最后進行體系轉換；體系轉換施工主要包括確定勁性骨架、臨時預應力索施工、勁性骨架鎖定、勁性骨架約束解除、合龍段混凝土澆筑預應力張拉及管道壓漿、合龍段混凝土養(yǎng)護等內容。6 工藝流程及操作要點6.1 施工工藝流程施工順序應嚴格按照設計文件規(guī)定進行。邊跨、中跨合龍段施工工藝

4、流程見圖1：施工準備掛籃就位(落地支架搭設)模板安裝確定勁性骨架、臨時預應力索施工方案等載換重勁性骨架鎖定及臨時預應力索張拉勁性骨架加工解除現澆段、交界墩約束底腹板、橫隔板鋼筋及預應力管道安裝內模系統安裝頂板鋼筋、預應力管道安裝合龍段混凝土澆筑（同時換重）、養(yǎng)護樁外部勁性骨架約束解除樁合龍段預應力張拉及管道壓漿樁施工結束樁圖1 施工工藝流程圖6.2 操作要點6.2.1 施工準備、合龍前施工量測合龍段施工前應積極做好各項準備工作，包括技術準備(施工技術方案編制及報批、技術交底和施工測量等)和施工組織準備(施工人員安排、設備及物資準備及進度安排)以及各項施工預案編制等。在最終的合龍段施工技術方案確

5、定前，應安排專人負責進行環(huán)境氣溫監(jiān)測、合龍口空間變形(縱、橫、豎向)監(jiān)測以及關鍵控制截面應力監(jiān)測，以此確定最終的合龍段施工技術方案并準備配重設施。6.2.2 掛籃就位或支架安裝1 邊跨合龍段施工一般采用支架法機型施工，在特殊條件下也可采用掛籃作為合龍段施工，但是必須考慮平衡問題，在最后一個懸灌段施工時應注意預留孔道，待懸灌完成后即可將掛籃走行就位并錨固在邊跨與懸灌段上，以掛籃作為合龍段施工平臺；采用落地支架施工合龍段時，先進行支架地基處理、搭設邊跨現澆段落地支架施工，在搭設支架上進行邊跨合龍施工。2 中跨合龍段施工中跨合龍段施工一般采用掛籃作為合龍段施工支架，在最后一個懸灌段施工時應注意預留孔

6、道，待懸灌完成后即可將一個掛籃后退或拆除，另一個掛籃走行就位并錨固好。6.2.3 模板安裝1 底模安裝采用掛籃作為合龍段施工支架時，底模系統直接利用懸灌段施工的底模系統，隨掛籃一起就位；采用落地支架施工合龍段時，底模系統一般采用木模結構(膠合板面板+方術加勁肋+分配梁)，人工由下至上安裝。2 側模安裝側模系統一般情況下直接利用懸灌段施工的外側模系統，隨掛籃一起就位。3 內模安裝內模在底、腹板及橫隔墻鋼筋、預應力管道安裝完成后進行，一般采用組合鋼模與木模相配合的結構，在進行安裝時應注意加固，尤其對斜腹板的加固，如加固不到位，有可能造成模板上浮。6.2.4 合龍段鋼筋及預應力管道安裝合龍長度設計一

7、般為2m，其結構尺寸復雜、鋼筋、預應力管道、預埋件較多，為了保證其施工質量，必須按照制定好的工序及工藝進行實施。1 鋼筋加工制作及安裝嚴格按設計和施工規(guī)范要求進行施工。2 波紋管制作和安裝。波紋管制作和安裝在以下幾個方面應特別注意：布置波紋管時首先用鋼筋加工井字架作為波紋管的定位架，縱、橫向位置按設計圖紙尺寸定位，波紋管中穿內襯管，為保證波紋管的成孔質量，在澆注混凝土時派專人來回拉動內襯管；在波紋管接頭處一定要將波紋管接口剪平后外套接頭管，用膠帶裹緊，以防止漏漿或在穿束時引起波紋管翻卷導致管道堵塞；澆注混凝土前應檢查波紋管是否有孔洞或變形，尤其是接頭處是否密封好；澆注混凝土時應盡量避免振搗棒直

8、接接觸波紋管，以防損壞波紋管，造成漏漿堵孔。6.2.5 合龍段配重、換重施工合龍段配重和換重施工應在勁性骨架鎖定和臨時預應力索張拉前進行。配重和換重一般均采用水箱或磚砌水池裝水，便于加載和卸載計量；也可以采用混凝土塊或鋼材，但應注意準確計量。采用水箱加水換重具體方法為：在勁性骨架鎖定前，在梁端加設水箱與合龍段混凝土換重(每端水箱裝水重量與吊點承受的重量一致，水箱重心位置與吊桿合力作用點重合)。在澆注合龍段混凝土時，根據混凝土澆注量，邊澆注混凝土邊放水，放水速度根據混凝土澆注速度而定，原則是同一時段內澆注的混凝土重量盡可能與放出的水重量相等(灌注混凝土前先要在水箱上做好標志，以便控制放水量，放水

9、量與合龍段混凝土澆注量相差不超過5t)。通過水箱放水使合龍段兩端懸臂在混凝土澆注過程中受力保持一致，從而使合龍段兩邊懸臂高差始終保持不變，盡可能避免因施工原因而使結構引起附加應力，實現“無應力”合龍。邊跨合龍采用掛籃合龍時由于中跨掛籃與邊跨的重量可能不一致，此時應根據實測標高及邊中跨掛籃的重量經過計算在邊跨應加配重，配重加設完成后重新測量標高，標高確定后再根合龍段混凝土的重量確定需要加設的換重重量。邊跨合龍采用落地支架時，由于合龍段混凝土的重量直接由支架傳遞給地面，對梁部線形無影響，不必考慮換重。6.2.6 合龍段勁性骨架安裝及臨時預應力束施工合龍臨時鎖定有兩個步驟：首先是焊接鎖定勁性骨架，然

10、后張拉臨時預應力束。勁性骨架用來連接兩端梁，保證合龍段凈空，防止在澆注合龍段混凝土的過程中及合龍段混凝土未達到設計強度的養(yǎng)護過程中梁兩端錯動，同時用來抵抗合龍段因溫度升高而產生的壓應力及梁體可能錯動而起的豎向剪應力。由于勁性骨架采用焊縫連接，焊縫抗拉能力低，故采用臨時預應力來抵抗合龍段兩端梁體固溫度降低收縮而在合龍段混凝土中產生的拉應力。臨時預應力束一般采用設計的正式的合龍段預應力束。根據混凝土因溫度降低而產生的拉應力確定每根束臨時張拉預應力，臨時預應力束張拉力未達到設計張拉力，待合龍施工完成、合龍段混凝土強度達到設計強度后，再將其補拉至設計噸位。勁性骨安裝時應注意以下事項：1 合龍前幾天連續(xù)

11、觀測晝夜溫度變化、合龍口高程變化、合龍口長度變化，確定溫度變化與高程、長度的關系，選定適當的安裝時間。2 安排技術水平高的焊工負責焊接，確保勁性骨架焊縫質最。3 認真做好施工組織，盡量縮短勁性骨架的安裝時間。6.2.7 合龍段混凝土施工1 合龍段混凝土配合比設計合龍段混凝土強度設計要求一般與其他懸灌節(jié)段強度一樣，但是為了保證合龍段的施工質量，一般情況下合龍段的混凝土強度實際施工中要提高一個等級。2 合龍段混凝土生產、運輸、現場澆注、養(yǎng)護合龍段混凝土采用拌和站集中生產、罐車運輸，要求與一般懸灌段混凝土生產、運輸相同?；炷翝沧r間應在全天最低溫度、溫差變化小的時段進行，一般選擇在晚上的12點第二

12、天清晨6點。合龍段混凝土澆注完成后，應加強混凝土養(yǎng)護，減小混凝土收縮；合龍段混凝土養(yǎng)護期間，應禁止施工荷載上橋，避免擾動開裂。6.2.8 橋梁體系轉換施工橋梁體系轉換施工主要包括滑動支座約束解除、限位支座安裝、臨時支座拆除和后期預應力張拉等內容，其施工順序應嚴格按照設計文件規(guī)定進行。在橋梁合龍段施工過程中，主梁由懸臂狀態(tài)向固定狀態(tài)轉變，橋梁體系轉換施工也同步進行，此時梁段是處于比較復雜的受力狀態(tài)，其施工的好壞將直接影響到整個橋梁的結構安全和質量，因此在施工時需注意以下事項：1 保證勁性骨架及臨時預應力束的施工質量，因為勁性骨架及臨時預應力束鎖定的好壞將決定著合龍段的施工好壞。2 滑動支座和現澆

13、段的約束應及時解除，保證現澆段能隨主梁溫度變化自由伸縮。3 限位支座安裝和臨時支座拆除應嚴格按照設計要求的時間和方法進行，確保橋梁整個體系與設計一致。4 后期預應力束一般比較長，制索、穿索及張拉施工均比較麻煩，應認真做好施工組織安排和施工質量控制工作，確保成橋質量。7 勞動力組織人員配備見表1。表1 勞動力組織序號作業(yè)組主要作業(yè)內容人數技術員技工普工1技術組施工、技術指導33 2試驗組各種材料試驗21 3作業(yè)組合龍作業(yè)425 4鋼筋組鋼筋加工、制作420 5模型組模型加工、安裝及混凝土施工230 6張拉組預應力張拉、壓漿212 8 主要機具設備所需機具設備見表2。表2 主要設備配置表序號設備名

14、稱規(guī)格型號數量用途1汽車吊30t1臺2裝載機ZL501臺倒運材料3砼運輸車8m36臺4混凝土泵1臺5砼振搗棒6個6張拉設備、壓漿機4套9 質量控制9.1 易出現的質量問題合龍段及體系轉換施工中易出現的質量問題有相鄰塊件的接縫不平整密實，顏色不一致，有明顯錯臺；混凝土表面出現蜂窩、麻面；混凝土表面出現非受力裂縫。 9.2 保證措施9.2.1 在合龍段施工前，應清除橋上雜物，將機具設備移至墩頂0#塊附近。9.2.2 合龍段勁性骨架鎖定時間應與設汁、監(jiān)理單位共同研究確定，一般選在晚12時后至次日凌晨前的穩(wěn)定低氣溫狀態(tài)下鎖定勁性骨架接頭。9.2.3 勁性骨架鎖定后，及時放松交界墩支座及現澆段支架的水平

15、向臨時約束，張拉合龍臨時鋼束。9.2.4 合龍段混凝土澆注安排在晚12時后至次日凌晨前的穩(wěn)定低氣溫狀態(tài)下進行。注意隨合龍段混凝土澆注重量的增加，要求按對應重量成比例逐步拆除邊跨換重，合龍段混凝土澆注完，換重剛好拆完。9.2.5 必須加強合龍段混凝土養(yǎng)護工作。9.2.6 合龍段預應力鋼束張拉嚴格按設計文件要求的順序進行。10 安全措施10.1主要安全風險分析合龍段一般選在氣溫較低的夜間施工，光線條件較差，容易發(fā)生高空墜落事件。10.2保證措施10.2.1 合龍段兩端加設換重，換重采用水箱，其重心位置分別與掛籃主桁平臺前后吊桿合力作用點重合，排水流量須根據混凝土澆注量嚴格控制，放水量與合龍段混凝土

16、澆注量相差不超過5t。10.2.2 設計和制作模板，保證模板和幾何尺寸精度。10.2.3 施工支架平臺上設安全防護欄和安全網，嚴防墜物；高空作業(yè)時不得向地面拋擲物品；腳手架、安全網的搭設要符合安全要求，并要定期檢查、維修、保養(yǎng)。10.2.4 嚴格施工機械設備作業(yè)管理：嚴禁非機械設備作業(yè)人員擅自操作機械；起重機械作業(yè)時起重臂下嚴禁站人；塔吊作業(yè)必須有專人指揮，塔吊司機必須遵守塔吊的有關操作規(guī)程。11 環(huán)保措施11.1 主梁懸灌施工、拌和站混凝土攪拌作業(yè)時，周圍采取防護措施，以盡量減少噪聲對周圍環(huán)境的影響。11.2 加強各種機械設備的維修保養(yǎng)工作，盡量降低設備噪聲排放防止噪聲超標。11.3 主要運

17、輸便道和車輛進出口采取定時灑水的措施，以減少揚車工塵。11.4 施工中產生的廢棄物，采用袋裝集中清理、統一堆放、分類處理，禁止從高處向下自由拋撒。11.5 嚴格按設計進行施工，嚴禁破壞設計紅線以外的原有地貌和植被。12.應用實例12.1 工程簡介嘉陵江1號大橋主橋上部構造由三跨一聯雙幅預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁組成，橋孔布置為98m+150m+85m，全長333m，橋面橫坡2%。1、截面形式：本橋箱梁為分離式的單箱單室直腹板截面，梁底寬6.0m，兩側翼緣寬3.125m，箱梁頂面全寬12.25m。2、截面尺寸：箱梁在各墩支點處的截面高度為8.8m，在跨中及橋端支點處的高度為3.2m，箱梁頂板厚30cm，腹板厚5080cm，底板厚32120cm。3、橫隔板的設置：箱梁在主墩和交接墩處設橫隔板，橫隔板厚50cm，主橋上部結構兩幅分8個單“T”懸臂澆筑，采用4套掛籃，主梁由墩頂現澆0#塊和其余20個懸臂澆筑節(jié)段組成，其中0#塊長12m，1#節(jié)段長2.5m，2#8#節(jié)段長3.0m，9#15#節(jié)段長3.5m，16#20#節(jié)段長4.0m。0