合龍段及體系轉(zhuǎn)換施工工藝工法

1、合龍段及體系轉(zhuǎn)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(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))被劃分為0#段、懸臂澆筑段、邊跨現(xiàn)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(zhuǎn)換是連續(xù)梁(剛構(gòu))施工的重難點(diǎn)之一，其施工質(zhì)量將直接影響全橋的施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換由施工過程的懸臂靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的超靜定結(jié)構(gòu)，橋梁轉(zhuǎn)換成超靜定結(jié)構(gòu)后，除了因合龍的順序不同而產(chǎn)生不同的施工內(nèi)力外，梁體內(nèi)力將重新分布。1.2 工藝原理對于懸臂澆筑的橋梁結(jié)構(gòu)，按照一定的順序施工合龍和解除支座、0#段臨時(shí)固結(jié)措施，將懸臂施工的靜力

2、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成橋狀態(tài)的連續(xù)梁（剛構(gòu)）。即橋梁由施工過程中的懸臂靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的超靜定結(jié)構(gòu)。2 工藝特點(diǎn)2.1 充分考慮了合龍段和體系轉(zhuǎn)換階段橋梁結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，合龍段勁性骨架和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索、臨時(shí)支座設(shè)計(jì)合理，施工質(zhì)量可靠。2.2 合龍段施工支架可考慮利用掛籃或搭設(shè)落地支架方案，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(cè)模和底模，僅內(nèi)?？赡苁軝M隔板的影響需另行加工模板，施工費(fèi)用低。3 適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)工藝適用于所有預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))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(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)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(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB 10415）城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（CJJ 2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50）5 施工方法合龍前應(yīng)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(guān)系，選定適當(dāng)?shù)暮淆垵沧r(shí)間。連續(xù)梁(剛構(gòu))合龍段及體系轉(zhuǎn)換施工順序一般是：先邊跨、后中跨，最后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換；體系轉(zhuǎn)換施工主要包括確定勁性骨架、臨時(shí)預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力張拉及管道壓漿、合龍段混凝土養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容。6 工藝流程及操作要點(diǎn)6.1 施工工藝流程施工順序應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件規(guī)定進(jìn)行。邊跨、中跨合龍段施工工藝

4、流程見圖1：施工準(zhǔn)備掛籃就位(落地支架搭設(shè))模板安裝確定勁性骨架、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索施工方案等載換重勁性骨架鎖定及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索張拉勁性骨架加工解除現(xiàn)澆段、交界墩約束底腹板、橫隔板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝內(nèi)模系統(tǒng)安裝頂板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝合龍段混凝土澆筑（同時(shí)換重）、養(yǎng)護(hù)樁外部勁性骨架約束解除樁合龍段預(yù)應(yīng)力張拉及管道壓漿樁施工結(jié)束樁圖1 施工工藝流程圖6.2 操作要點(diǎn)6.2.1 施工準(zhǔn)備、合龍前施工量測合龍段施工前應(yīng)積極做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，包括技術(shù)準(zhǔn)備(施工技術(shù)方案編制及報(bào)批、技術(shù)交底和施工測量等)和施工組織準(zhǔn)備(施工人員安排、設(shè)備及物資準(zhǔn)備及進(jìn)度安排)以及各項(xiàng)施工預(yù)案編制等。在最終的合龍段施工技術(shù)方案確

5、定前，應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)進(jìn)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(guān)鍵控制截面應(yīng)力監(jiān)測，以此確定最終的合龍段施工技術(shù)方案并準(zhǔn)備配重設(shè)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(jī)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(gè)懸灌段施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)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(shí)，先進(jìn)行支架地基處理、搭設(shè)邊跨現(xiàn)澆段落地支架施工，在搭設(shè)支架上進(jìn)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(gè)懸灌段施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)留孔

6、道，待懸灌完成后即可將一個(gè)掛籃后退或拆除，另一個(gè)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(shí)，底模系統(tǒng)直接利用懸灌段施工的底模系統(tǒng)，隨掛籃一起就位；采用落地支架施工合龍段時(shí)，底模系統(tǒng)一般采用木模結(jié)構(gòu)(膠合板面板+方術(shù)加勁肋+分配梁)，人工由下至上安裝。2 側(cè)模安裝側(cè)模系統(tǒng)一般情況下直接利用懸灌段施工的外側(cè)模系統(tǒng)，隨掛籃一起就位。3 內(nèi)模安裝內(nèi)模在底、腹板及橫隔墻鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝完成后進(jìn)行，一般采用組合鋼模與木模相配合的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行安裝時(shí)應(yīng)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(yù)應(yīng)力管道安裝合龍長度設(shè)計(jì)一

7、般為2m，其結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)雜、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件較多，為了保證其施工質(zhì)量，必須按照制定好的工序及工藝進(jìn)行實(shí)施。1 鋼筋加工制作及安裝嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)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(gè)方面應(yīng)特別注意：布置波紋管時(shí)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(shè)計(jì)圖紙尺寸定位，波紋管中穿內(nèi)襯管，為保證波紋管的成孔質(zhì)量，在澆注混凝土?xí)r派專人來回拉動內(nèi)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(shí)引起波紋管翻卷導(dǎo)致管道堵塞；澆注混凝土前應(yīng)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?xí)r應(yīng)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(yīng)在勁性骨架鎖定和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索張拉前進(jìn)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(jì)量；也可以采用混凝土塊或鋼材，但應(yīng)注意準(zhǔn)確計(jì)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(shè)水箱與合龍段混凝土換重(每端水箱裝水重量與吊點(diǎn)承受的重量一致，水箱重心位置與吊桿合力作用點(diǎn)重合)。在澆注合龍段混凝土?xí)r，根據(jù)混凝土澆注量，邊澆注混凝土邊放水，放水速度根據(jù)混凝土澆注速度而定，原則是同一時(shí)段內(nèi)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(biāo)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(jié)構(gòu)引起附加應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)“無應(yīng)力”合龍。邊跨合龍采用掛籃合龍時(shí)由于中跨掛籃與邊跨的重量可能不一致，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)測標(biāo)高及邊中跨掛籃的重量經(jīng)過計(jì)算在邊跨應(yīng)加配重，配重加設(shè)完成后重新測量標(biāo)高，標(biāo)高確定后再根合龍段混凝土的重量確定需要加設(shè)的換重重量。邊跨合龍采用落地支架時(shí)，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(shí)預(yù)應(yīng)力束施工合龍臨時(shí)鎖定有兩個(gè)步驟：首先是焊接鎖定勁性骨架，然

10、后張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)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(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)過程中梁兩端錯(cuò)動，同時(shí)用來抵抗合龍段因溫度升高而產(chǎn)生的壓應(yīng)力及梁體可能錯(cuò)動而起的豎向剪應(yīng)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(shí)預(yù)應(yīng)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(chǎn)生的拉應(yīng)力。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束一般采用設(shè)計(jì)的正式的合龍段預(yù)應(yīng)力束。根據(jù)混凝土因溫度降低而產(chǎn)生的拉應(yīng)力確定每根束臨時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束張拉力未達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力，待合龍施工完成、合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再將其補(bǔ)拉至設(shè)計(jì)噸位。勁性骨安裝時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：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(guān)系，選定適當(dāng)?shù)陌惭b時(shí)間。2 安排技術(shù)水平高的焊工負(fù)責(zé)焊接，確保勁性骨架焊縫質(zhì)最。3 認(rèn)真做好施工組織，盡量縮短勁性骨架的安裝時(shí)間。6.2.7 合龍段混凝土施工1 合龍段混凝土配合比設(shè)計(jì)合龍段混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求一般與其他懸灌節(jié)段強(qiáng)度一樣，但是為了保證合龍段的施工質(zhì)量，一般情況下合龍段的混凝土強(qiáng)度實(shí)際施工中要提高一個(gè)等級。2 合龍段混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、現(xiàn)場澆注、養(yǎng)護(hù)合龍段混凝土采用拌和站集中生產(chǎn)、罐車運(yùn)輸，要求與一般懸灌段混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸相同?；炷翝沧r(shí)間應(yīng)在全天最低溫度、溫差變化小的時(shí)段進(jìn)行，一般選擇在晚上的12點(diǎn)第二

12、天清晨6點(diǎn)。合龍段混凝土澆注完成后，應(yīng)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，減小混凝土收縮；合龍段混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)禁止施工荷載上橋，避免擾動開裂。6.2.8 橋梁體系轉(zhuǎn)換施工橋梁體系轉(zhuǎn)換施工主要包括滑動支座約束解除、限位支座安裝、臨時(shí)支座拆除和后期預(yù)應(yīng)力張拉等內(nèi)容，其施工順序應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件規(guī)定進(jìn)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(zhuǎn)變，橋梁體系轉(zhuǎn)換施工也同步進(jìn)行，此時(shí)梁段是處于比較復(fù)雜的受力狀態(tài)，其施工的好壞將直接影響到整個(gè)橋梁的結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量，因此在施工時(shí)需注意以下事項(xiàng)：1 保證勁性骨架及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束的施工質(zhì)量，因?yàn)閯判怨羌芗芭R時(shí)預(yù)應(yīng)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(xiàn)澆

13、段的約束應(yīng)及時(shí)解除，保證現(xiàn)澆段能隨主梁溫度變化自由伸縮。3 限位支座安裝和臨時(shí)支座拆除應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的時(shí)間和方法進(jìn)行，確保橋梁整個(gè)體系與設(shè)計(jì)一致。4 后期預(yù)應(yīng)力束一般比較長，制索、穿索及張拉施工均比較麻煩，應(yīng)認(rèn)真做好施工組織安排和施工質(zhì)量控制工作，確保成橋質(zhì)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(nèi)容人數(shù)技術(shù)員技工普工1技術(shù)組施工、技術(shù)指導(dǎo)33 2試驗(yàn)組各種材料試驗(yàn)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(yù)應(yīng)力張拉、壓漿212 8 主要機(jī)具設(shè)備所需機(jī)具設(shè)備見表2。表2 主要設(shè)備配置表序號設(shè)備名

14、稱規(guī)格型號數(shù)量用途1汽車吊30t1臺2裝載機(jī)ZL501臺倒運(yùn)材料3砼運(yùn)輸車8m36臺4混凝土泵1臺5砼振搗棒6個(gè)6張拉設(shè)備、壓漿機(jī)4套9 質(zhì)量控制9.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問題合龍段及體系轉(zhuǎn)換施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題有相鄰塊件的接縫不平整密實(shí)，顏色不一致，有明顯錯(cuò)臺；混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面；混凝土表面出現(xiàn)非受力裂縫。 9.2 保證措施9.2.1 在合龍段施工前，應(yīng)清除橋上雜物，將機(jī)具設(shè)備移至墩頂0#塊附近。9.2.2 合龍段勁性骨架鎖定時(shí)間應(yīng)與設(shè)汁、監(jiān)理單位共同研究確定，一般選在晚12時(shí)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(shí)放松交界墩支座及現(xiàn)澆段支架的水平

15、向臨時(shí)約束，張拉合龍臨時(shí)鋼束。9.2.4 合龍段混凝土澆注安排在晚12時(shí)后至次日凌晨前的穩(wěn)定低氣溫狀態(tài)下進(jìn)行。注意隨合龍段混凝土澆注重量的增加，要求按對應(yīng)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(qiáng)合龍段混凝土養(yǎng)護(hù)工作。9.2.6 合龍段預(yù)應(yīng)力鋼束張拉嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件要求的順序進(jìn)行。10 安全措施10.1主要安全風(fēng)險(xiǎn)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(shè)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(diǎn)重合，排水流量須根據(jù)混凝土澆注量嚴(yán)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(shè)計(jì)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(shè)安全防護(hù)欄和安全網(wǎng)，嚴(yán)防墜物；高空作業(yè)時(shí)不得向地面拋擲物品；腳手架、安全網(wǎng)的搭設(shè)要符合安全要求，并要定期檢查、維修、保養(yǎng)。10.2.4 嚴(yán)格施工機(jī)械設(shè)備作業(yè)管理：嚴(yán)禁非機(jī)械設(shè)備作業(yè)人員擅自操作機(jī)械；起重機(jī)械作業(yè)時(shí)起重臂下嚴(yán)禁站人；塔吊作業(yè)必須有專人指揮，塔吊司機(jī)必須遵守塔吊的有關(guān)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(shí)，周圍采取防護(hù)措施，以盡量減少噪聲對周圍環(huán)境的影響。11.2 加強(qiáng)各種機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，盡量降低設(shè)備噪聲排放防止噪聲超標(biāo)。11.3 主要運(yùn)

17、輸便道和車輛進(jìn)出口采取定時(shí)灑水的措施，以減少揚(yáng)車工塵。11.4 施工中產(chǎn)生的廢棄物，采用袋裝集中清理、統(tǒng)一堆放、分類處理，禁止從高處向下自由拋撒。11.5 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，嚴(yán)禁破壞設(shè)計(jì)紅線以外的原有地貌和植被。12.應(yīng)用實(shí)例12.1 工程簡介嘉陵江1號大橋主橋上部構(gòu)造由三跨一聯(lián)雙幅預(yù)應(yīng)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(cè)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(diǎn)處的截面高度為8.8m，在跨中及橋端支點(diǎn)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(shè)置：箱梁在主墩和交接墩處設(shè)橫隔板，橫隔板厚50cm，主橋上部結(jié)構(gòu)兩幅分8個(gè)單“T”懸臂澆筑，采用4套掛籃，主梁由墩頂現(xiàn)澆0#塊和其余20個(gè)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