某大橋預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工工藝
2017-04-25
1.工程概況
本合同段全長2.97公里，由橋梁、隧道、路基組成。橋梁總長1.6公里是本合同段的重點(diǎn)。本合同段橋梁工程的控制點(diǎn)是8聯(lián)現(xiàn)澆箱梁，每聯(lián)現(xiàn)澆箱梁長70米，高1.5米，頂寬12米，底寬8米。現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架法施工，分兩次澆筑，第一次澆筑至腹板和翼緣板連接處，第二次澆筑頂板，待箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100％時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。
2.施工方案
某大橋(下行線)現(xiàn)澆箱梁70米（20m+30m+20m,梁高為1.5米），針對本橋情況，本橋下部結(jié)構(gòu)已完成，支架搭設(shè)場地已完成預(yù)壓現(xiàn)可以轉(zhuǎn)入現(xiàn)澆箱梁分項工程施工。
現(xiàn)澆箱梁施工順序如下：施工準(zhǔn)備→場地處理→支架搭設(shè)→底模支架預(yù)壓→安裝支座→安裝側(cè)模→鋼筋制做及安裝→凝土澆筑混→凝土養(yǎng)生→拆除模板→預(yù)應(yīng)力張拉→拆除底模板及支架。
3.地基處理
搭設(shè)支架前，采用清石渣回填河道（厚度2m左右），用于河水通過縫隙流出，上面用土石回填并壓實，壓實度按90%控制。然后對原堆載預(yù)壓地面鋪小石子材料后進(jìn)行整平，并充分壓實，壓實度達(dá)到93%的要求。然后在整平壓實的地基上鋪筑一層厚10cm標(biāo)號C20的素砼，以減少地基沉降對梁體產(chǎn)生不良影響。
4.支架搭設(shè)
（1）支架采用可調(diào)鋼管支架搭設(shè)，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性、地基承載力。
某大橋現(xiàn)澆箱梁20m+30m+20m支架受力計算:
已知現(xiàn)澆箱梁砼自重：P1=5.69×1×2600×9.8/(8×1)=18Kpa。
施工組織設(shè)計擬采用φ48×3.5滿堂鋼管支架，間距為90?×90?，步距為1.5m,箱梁的底板采用復(fù)合竹膠板，竹膠板下采用10?×6?木檔。
模板體系荷載按規(guī)范規(guī)定：P2=0.75Kpa。
砼施工傾倒荷載按規(guī)范規(guī)定：P3=4.0Kpa。
砼施工振搗荷載按規(guī)范規(guī)定：P4=2.0Kpa。
施工機(jī)具人員荷載按規(guī)范規(guī)定：P5=2.5Kpa。
1、強(qiáng)度計算
ΣG=(18+0.75) ×0.9×0.9=15.19kN
ΣQ=(4.0+2.0+2.5) ×0.6×0.8=4.08kN
1.2SG+1.4 SQ’=1.2×15.19+1.4×4.08=23.94kN
已知鋼管φ48×3.5 I=2.06×105?4 A=489.303?2
σ=N/An=23.94×1000/489.303=48.93(N/?2 )≤f=205(N/?2 )
強(qiáng)度符合要求
2、剛度（撓度）計算
木檔的E=1.0×104 N/?2 ,I=5.0×106?4
q=(18+0.75)×1.2=22.5 Kpa。
由于在90?×90?范圍內(nèi)，10?×16?木檔并不是全部布滿，中間留有空隙。在90?×90?內(nèi)擬布置4檔10?×6?方木，則
q1=22.5×90/6/4=67.5 Kpa,則
V=5×22.5×1000×(90/6/4)4/(384×1.0×104×5.0×106 ) =1.05?≤900/400=2.25?
剛度符合要求。
3、穩(wěn)定性計算
已知采用φ48×3.5 i=1.58?，鋼管的步距為1.5m
l○=1.55×1.5=2.325m
λ=2.325×100/1.58=147.15
查得ψ=0.320
N/(ψA)= σ/ψ =48.93/0.320=152.9(N/?+ )≤f=205(N/?+ )
穩(wěn)定性符合要求
4、地基承載力計算
p=23.94×1000/(900×900)=0.029(N/?+ ) ≤20(N/?2 )
地基承載力符合要求
（2）支架搭設(shè)
立桿底腳均墊以底座或墊板，立桿接頭采用對接方式，并在支架頂端用搭接方式調(diào)整標(biāo)高。對于每個立桿搭接其扣件數(shù)不得少于3個，且端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100?，立桿搭接長度不得少于1m。
腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200?處的立桿上。橫向掃地桿亦采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。
立桿上的對接扣件應(yīng)交錯布置：兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個接頭在高度方向錯開的距離不宜小于500?；各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于步距的1/3。
支架應(yīng)設(shè)置剪刀撐，剪刀撐的斜桿與地面的傾腳宜在 45°~60°之間，每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，長度不應(yīng)小于6m, 剪刀撐底腳必須撐在地面上。
滿堂支架四邊與中間每隔四排支架立桿應(yīng)設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)置。
為了便于調(diào)節(jié)支架頂部高度，在支架頂部設(shè)置可調(diào)頂托。頂托上面先橫向支墊10cm×6cm的木方，木方上再支墊10cm×6cm方木縱梁，間距為20cm，每一排縱梁接頭處交錯布置，用鈀釘與橫梁固定牢靠。調(diào)節(jié)可調(diào)頂托高度使方木均勻受力，頂部調(diào)整高度嚴(yán)格控制在3cm以內(nèi)，以確保架子頂自由端的穩(wěn)定。
5.預(yù)應(yīng)力施工
5.1本工程設(shè)計
預(yù)應(yīng)力鋼絞線，采用фj15.24mm（單根截面積140mm2）高強(qiáng)度低松馳鋼絞線。其主要力學(xué)性能指標(biāo)：彈性模量E=1.95×105Mpa；標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=1860Mpa。
?、黉摻g線進(jìn)場應(yīng)分批驗收，驗收時應(yīng)對質(zhì)量證明書、包裝、標(biāo)志和規(guī)格等進(jìn)行檢查，同時，應(yīng)分批檢驗（每批重量不大于60t），在每批鋼絞線中任取3盤（如每批少于3盤則每盤?。┲腥?，按“規(guī)范”要求進(jìn)行表面質(zhì)量、直徑偏差和力學(xué)性能試驗。合格后方能使用。
?、阱^具
本區(qū)段工程的錨具采用OVM群錨體系，其類型規(guī)格：錨具進(jìn)場時應(yīng)按出廠合格證和質(zhì)量證明書核查其錨固性能、類別、型號、規(guī)格和數(shù)量，同時還應(yīng)分批（錨具以不超過1000套組為一個驗收批）抽樣按“橋規(guī)”要求進(jìn)行外觀檢查、硬度檢驗、靜載錨固性能試驗。若經(jīng)檢驗其錨固性能不可靠或承載能力不夠，則不得用于施工。
張拉時，千斤頂所用的工具錨和限位板，除與千斤頂配套外，還必須同錨具產(chǎn)品相配套。尤其是限位板的止口深度、孔間距，須符合錨具產(chǎn)品廠提出的要求，防止對張拉產(chǎn)生致命影響。
蓋帽：由于本工程采用真空輔助壓漿工藝。為此，預(yù)應(yīng)力錨具應(yīng)滿足錨具組裝件自身密封的要求，配置密封蓋帽，蓋帽與錨座可靠密封聯(lián)結(jié)后，使預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)能達(dá)到－0.08Mpa真空度，蓋帽除能承載一定的壓力，并有相應(yīng)的排漿、觀察孔，以滿足施工工藝的要求。
③預(yù)應(yīng)力孔道
波紋管以及配件組成的預(yù)應(yīng)力成孔系統(tǒng)，應(yīng)滿足后張預(yù)應(yīng)力真空輔助壓漿施工的需要，管和管之間的連接，采用密封連接裝置，此裝置應(yīng)帶有孔道壓漿過程的排氣、排水、排漿和觀察功效的排漿管。
波紋管材料進(jìn)場后，按技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行驗收檢驗。
④預(yù)應(yīng)力材料的貯放、保管：
進(jìn)場后的預(yù)應(yīng)力材料設(shè)專人保管，在存放、搬放、操作過程中要進(jìn)行妥善、有效保護(hù)，避免機(jī)械操損傷和有害的銹蝕。材料不得露天貯存，不得直接堆放在地面上。波紋管的堆放高度小于2m。
5.2 預(yù)應(yīng)力筋制作
?、兕A(yù)應(yīng)力筋下料長度：《施工圖》中標(biāo)出的鋼束下料長度為鋼束徑向投影至線路中心線的平均長度，不能作為實際下料依據(jù)。為此，需根據(jù)箱梁預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計平彎程度，錨具類型、千斤頂型號等因素，經(jīng)過計算確定。
?、陬A(yù)應(yīng)力筋下料注意事項
a、切割場地應(yīng)平整、硬化，有防雨、防潮措施；
b、下料要有專人負(fù)責(zé)，量尺準(zhǔn)確、材料順直；
c、鋼絞線切斷：宜采用砂輪切割機(jī)，以保證切口平整、線頭不散，不得采用電弧切割。要嚴(yán)防設(shè)備漏電、砂輪切割機(jī)傷人。
d、下料后要及時編號，編號用膠帶貼于材料兩端，當(dāng)每束下料好，需用細(xì)鐵絲分段綁扎，并用防雨材料蓋好，以免銹蝕。
③、預(yù)應(yīng)力鋼束穿束
預(yù)應(yīng)力鋼束采用先穿法，即在波紋管埋設(shè)好后先穿束，后澆砼。鋼束可單根穿入。采用單根穿入時，應(yīng)按一定順序進(jìn)行，以免鋼絞線在孔道內(nèi)人為打叉現(xiàn)象，采用整束穿入時，鋼絞線應(yīng)排列理順，沿長度方向每隔2cm~3cm用鐵絲捆扎一道，對長度較長的整束穿入時，應(yīng)套上穿束器，由引線牽引設(shè)備從另一端拉出。
5.3 預(yù)應(yīng)力張拉程序及工藝
?、兕A(yù)應(yīng)力張拉前準(zhǔn)備工作
a、對《施工圖》提供的預(yù)應(yīng)力筋伸長值進(jìn)行復(fù)核計算，并報監(jiān)理工程師認(rèn)可。
對待應(yīng)力張拉順序、張拉程序及現(xiàn)場施工操作說明等應(yīng)報監(jiān)理工程師認(rèn)可。
b、待箱梁混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%以上，才能進(jìn)行施加預(yù)應(yīng)力。
c、張拉設(shè)備檢查、標(biāo)定
預(yù)應(yīng)力張拉裝備由張拉千斤頂、油泵及其附近等組成。千斤頂與壓力表必須配套標(biāo)定，當(dāng)千斤頂使用超過6個月或200次或使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或檢修以后均應(yīng)重新標(biāo)定，標(biāo)定后應(yīng)報監(jiān)理工程師認(rèn)可。
張拉裝置技術(shù)性能應(yīng)良好，油量凈潔、充足，使用優(yōu)質(zhì)礦物油（一般冬天用10號機(jī)油，夏天用20號機(jī)油，也可用2號或3號錠子油）。張拉裝置各部件接頭應(yīng)密封，不得有漏油現(xiàn)象。
d、預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)應(yīng)暢通，錨具、墊板接觸處板面上的焊渣、砼殘渣等要清除干凈。
核對錨夾具質(zhì)量檢驗記錄，并再次進(jìn)行外觀檢查，看有無裂縫、變形或損傷情況。檢查合格后，用汽油（或煤油）擦除油污、臟物。錨夾具正確地安裝在預(yù)應(yīng)力鋼束上。
e、模板與支架的檢查：由于施加預(yù)應(yīng)力，砼必將產(chǎn)生彈性變形，同時引起軸向縮短，上、下方向的撓曲，水平方向的撓曲等，使砼產(chǎn)生預(yù)想不到的裂縫。為此，對軸向彈性收縮有約束作用的側(cè)模板，內(nèi)模板要拆除；模板與支架有約束支座在順橋方向移動和旋轉(zhuǎn)部位的地方要拆除；一般情況，施加預(yù)應(yīng)力引起的梁軸向縮短量，每米梁長約為0.2mm，在進(jìn)行施工時應(yīng)進(jìn)行觀察，以便調(diào)整。
f、張拉千斤頂應(yīng)具有簡單、牢固、便于操作的支撐，施工現(xiàn)場機(jī)具應(yīng)嚴(yán)防觸電和機(jī)械傷人事故發(fā)生，制定相應(yīng)安全技術(shù)措施，嚴(yán)禁預(yù)應(yīng)力筋正前方站人。
②預(yù)應(yīng)力張拉順序
按設(shè)計張拉順序張拉
在上述要求順序情況下，再遵循張拉時均勻?qū)ΨQ、產(chǎn)生偏心荷載小的原則進(jìn)行安排各束鋼束張拉。
?、蹚埨绦?
a、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉程序
0→初應(yīng)力→ （持荷3min錨固）
為鋼絞線錨下控制應(yīng)力
b、鋼絞線錨下控制應(yīng)力
=0.75×1860＝1395Mpa
設(shè)計中錨下控制應(yīng)力包括預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力損失，但不包括錨頭摩阻損失，因此，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時，預(yù)應(yīng)力筋的實際張拉控制應(yīng)力必須加上錨頭摩阻引起的應(yīng)力損失，但最大不能超過規(guī)范的規(guī)定，即為0.8=1488Mpa。
c、張拉鋼束張拉控制力
《施工圖》中提供錨下控制應(yīng)力時各類鋼束的張拉控制力如下：單束張拉力為2908.5kN。
實際施工時總張拉噸位，根據(jù)錨具供貨廠家提供的錨圈口損失系數(shù)（或現(xiàn)場測試結(jié)果）進(jìn)行計算，總張拉噸位為Ay+Fy（圈口損失），并應(yīng)滿足不得超過0.8Ay。
d、連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力采用張拉力與延伸量雙控，以張拉力控制為主。以伸長值進(jìn)行校核，實際伸長值與計算的理論伸長值允許-6%~+6%的誤差，如果超出此誤差，應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。
e、預(yù)應(yīng)力筋伸長值的計算與校核
預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值△L（mm）
△ L=PρL/AyEρ計算
式中：Pρ―預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N）；
L―預(yù)應(yīng)力筋的長度（mm）；
Ay―預(yù)應(yīng)力筋的截面積（mm2）；
Eρ―預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2），一般Eρ=1.90×105；
預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力Pρ（N），Pρ= 。預(yù)應(yīng)力筋為直線時Pρ=P。
式中：P―預(yù)應(yīng)力筋張拉端張拉力（N）；
x―從張拉端至計算截面的孔道長度（m）；
θ―從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）；
k―孔道每束局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；
μ―預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦（阻）系數(shù)，塑料波紋管的摩擦（阻）系數(shù)μ=0.12~0.15。
在《施工圖》中，已標(biāo)出各鋼束從初應(yīng)力錨固應(yīng)力的理論伸長量。在預(yù)應(yīng)力施工前應(yīng)進(jìn)行復(fù)核計算，并將預(yù)應(yīng)力計算結(jié)果報監(jiān)理工程師認(rèn)可后方進(jìn)行預(yù)應(yīng)力可施工（預(yù)應(yīng)力張拉施工方案另行上報）。
實際伸長值的量測
張拉采用分級張拉，總共分四級張拉。先張拉到初應(yīng)力（10% ），然后到20%，再到60%，然后控制應(yīng)力為，最后到張拉到總張拉噸位，持荷3min，然后錨固。在張拉過程中做好張拉記錄，量測每級張拉情況下預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。在張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋時。
預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉時，兩端千斤頂升降速度應(yīng)大致相等，兩端都達(dá)到分級張拉控制力后，兩端同時進(jìn)行量測伸長值，量測后再循次繼續(xù)進(jìn)行張拉，一直到錨固。每一級的張拉伸長值，為同一級兩端量測值之和。
實際伸長值△L實＝△L1+△L2。
式中：△L實―預(yù)應(yīng)力筋張拉的實際伸長值（mm）；
△L1―從初應(yīng)力至控制應(yīng)力間的實測伸長值（mm）；
△L2―初應(yīng)力以下推算伸長值（mm），可采用10%~20%的伸長值。
f、錨固、封錨
預(yù)應(yīng)力鋼束張拉至總張拉噸位（錨下控制力時的張拉噸位+圈口損失噸位），穩(wěn)壓3min后，緩慢旋松截止閥，千斤頂慢慢降壓，并把鋼絞線整齊地錨固在錨具內(nèi)。確定錨固正常后，千斤頂回油缸進(jìn)油，回復(fù)直至千斤頂外露30~40mm，停機(jī)施工后，按大橋?qū)Ｓ靡?guī)范，向監(jiān)理工程師遞交張拉施工相關(guān)記錄。
張拉作業(yè)施工時，必須有監(jiān)理工程師旁站。同時應(yīng)按規(guī)范要求作好記錄。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢，并符合規(guī)范要求后，在距錨具80mm處用砂輪切割器切割端頭多余的鋼絞線，不能采用氧、乙炔或電弧切割，以防止夾片、鋼絞線受熱退火而滑絲。隨后及時用摻加107膠的砂漿將錨具封錨，并在48小時內(nèi)進(jìn)行管道壓漿。
g、預(yù)應(yīng)力筋斷絲、滑絲限制及滑絲事故處理
連續(xù)梁張拉施工時，每束鋼絞線單根鋼絞線內(nèi)的斷絲不得超過1絲，每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%。在張拉過程中出現(xiàn)個別鋼絞線滑絲時，可用YDQ250型千斤頂處理，先將該根鋼絞線進(jìn)行脫錨，換去舊夾片，裝上新夾片，并按張拉程序重新張拉鋼絞線至錨固。若有嚴(yán)重滑絲，應(yīng)將該束鋼絞線全部卸荷，找出原因并解決后重新張拉。
6.質(zhì)量控制及措施
信譽(yù)至上，質(zhì)量第一是企業(yè)的宗旨，質(zhì)量是企業(yè)的生命，本承包人的質(zhì)量目標(biāo)是確保優(yōu)良工程。具體要求：單位工程一次檢查合格率達(dá)100％，優(yōu)良率達(dá)90％以上，為實現(xiàn)上述施工質(zhì)量目標(biāo)，本承包人在施工中將采取以下措施：投入精干的質(zhì)量管理人員，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備及嚴(yán)密的檢測手段，科學(xué)管理，按 IS09001質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量管理，切實開展全面質(zhì)量管理活動(TQC活動)，實行全員、全過程、全方位的質(zhì)量管理方法，用工作質(zhì)量保證工序質(zhì)量，以工序質(zhì)量保證整個工程質(zhì)量。
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