預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁懸臂澆筑施工技術講座

預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋懸臂法施工質量通病與防治措施

施鴻佩2013．7、預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁施工技術的特點概述梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構，由于外力（恒載與活載）的作用方向與承重結構的軸線幾乎接近垂直，因而與同樣跨徑其他結構體系的橋梁相比，梁橋內產生的彎矩最大，因此梁式橋是以受彎為主的結構。通常需用抗彎、抗拉能力強的材料（鋼、配筋混凝土、鋼-混組合結構等）來建造。設計上一般以梁體的彎矩和剪力來控制設計。對于中、小跨徑的橋梁，目前在公路上應用最廣的是標準跨徑的鋼筋混凝土簡支梁橋，施工方法有預制裝配和現澆兩種，這種梁橋的結構簡單，施工方便，簡支梁橋對地基承載力的要求也不高，其常用跨徑在25m以下，當跨徑較大時，需采用預應力混凝土連續(xù)梁橋，但跨度一般不超過50m。為了改善受力條件和使用性能，地質條件較好時，中、小跨徑梁橋均可修建等截面連續(xù)梁橋，對于很大跨徑的大橋和特大橋，可采用預應力混凝土變截面梁橋、鋼橋和鋼-混凝土組合梁橋，本節(jié)主要講述預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁施工中的懸臂施工的工藝。預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁懸臂施工法特點：懸臂施工法也稱為分段施工法。懸臂施工法施工是以橋墩為中心開始向兩岸對稱地、逐節(jié)懸臂接長的施工方法。預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁采用懸臂施工法是從鋼橋懸臂拼裝發(fā)展而來。懸臂施工法最早主要用于修建預應力T型剛構橋，由于懸臂施工方法的優(yōu)越性，后來被廣泛用于預應力混凝土懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、斜腿剛構橋、桁架橋、拱橋及斜拉橋。懸臂施工法采用在主墩兩側對稱進行現澆梁段或將預制節(jié)段對稱進行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工，后者為懸臂拼裝施工。據資料統(tǒng)計，國內外1952年以來100m以上大跨徑橋梁中，采用懸臂澆筑法施工的占80%左右，采用懸臂拼裝法施工的占20%左右。懸臂施工的主要施工特點：懸臂施工法充分利用預應力混凝土承受負彎矩能力強的特點，將跨中正彎矩轉移為支點負彎矩，加大了橋梁的跨越能力，并適合變截面橋梁的施工。橋梁在施工過程中產生負彎矩，橋墩也要承受由施工而產生的彎矩，因此懸臂施工宜在運營狀態(tài)的結構受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用，如預應力混凝土T型剛構橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等；非墩梁固結的預應力混凝土梁橋，采用懸臂施工時應采取措施，使墩梁、臨時固結，結構為T型剛構，合攏前，撤銷墩梁臨時固結，結構呈懸臂梁受力狀態(tài)，待結構合攏后形成連續(xù)梁體系。因而在施工過程中有結構體系轉換；設計時應對施工狀態(tài)進行配索驗算采用懸臂施工的機具設備種類很多，就掛藍而言，也有桁架式斜拉式等多種形式，可根據實際情況選用；懸臂澆筑施工簡便，結構整體性好，施工中可不斷調整位置，常在跨徑大于100m的橋梁上選用；懸臂拼裝法施工速度快，橋梁上下部結構可同時平行作業(yè)，但施工精度要求比較高，可在跨徑100m以下的大橋中選用；懸臂施工法可不用或少用支架，施工不影響橋下通航和橋下交通。多孔橋跨接管可同時施工，加快了施工進度，節(jié)省了工期；懸臂施工投入的施工機具設備可重復使用，節(jié)省了施工成本，降低了工程造價；2、預應力混凝土變截面連續(xù)箱橋梁懸臂澆筑法施工：懸臂澆筑(簡稱懸澆)采用移動式掛籃作為主要施工設備，以橋墩為中心，對稱向兩岸利用掛籃澆筑梁段混凝土，待混凝土達到要求強度后，張拉預應力束，再移動掛籃，進行下一節(jié)段施工。懸臂澆筑法是橋梁施工中難度較大的施工工藝，需要一定的施工設備和一支熟悉懸臂澆筑工藝的技術隊伍。由于80%左右的大跨徑的橋梁均采用懸臂澆筑法施工，通過大量實橋施工，使懸臂澆筑施工工藝日趨成熟。下面按懸臂澆筑程序、0#號塊施工、墩梁臨時固結、施工掛籃、澆筑梁段混凝土、結構體系轉換及合攏段施工等幾個方面進行較為詳細的講述。懸臂澆筑施工程序懸臂梁段0#號塊施工掛籃施工懸臂梁段施工邊跨支架現澆梁段施工合攏段施工及體系轉換2、預應力混凝土變截面連續(xù)箱橋梁施工過程中的受力特點：成橋后：混凝土與預應力共同受力的超靜定結構；成橋前：混凝土與預應力分階段受力的靜定結構；施工中：從靜定結構—連續(xù)超靜定結構的過程；靜定體系與超靜定體系在施工中的特點支座不均勻沉降位移；環(huán)境溫度的相應變化；預應力施加的過程；2、預應力混凝土變截面連續(xù)箱橋梁施工過程中的工藝特點：不同節(jié)段其施工工藝不同：0#塊托架現澆；邊跨段滿堂支架現澆；懸澆段掛藍懸臂澆筑；合攏段吊架現澆；同類型的橋梁不同的結構形式其施工工藝不同：單箱單室與單箱多室；寬幅箱梁與窄幅箱梁；直腹板與斜腹板箱梁變截面連續(xù)箱梁；變截面連續(xù)剛構；分部、分項施工環(huán)節(jié)多、工序復雜：部結構施工（略）上部結構施工0#塊施工T懸澆塊段施工T邊跨現澆段施工T合攏段施工托架法施工-掛藍懸澆施工-支架法施工-吊架法施工三次體系轉換第一次體系轉換-臨時固結-形成靜定T構第二次體系轉換-邊跨合攏-形成靜定單懸臂梁第三次體系轉換-中跨合攏-形成超靜定連續(xù)梁3、 預應力混凝土變截面箱梁施工過程中的質量特點質量問題的不可逆轉性工序間質量問題的可傳遞性橋梁線形與橋梁應力雙控4、 橋梁設計時的參數假定與實際橋梁施工時差異設計中的平截面假定與實際施工時的局部應力差異；設計中的溫度假定與實際施工時的環(huán)境溫度差異；設計中的材料性能參數與實際采用材料性能參數差異；5、 預應力混凝土橋梁施工過程中的質量依據1)中華人民共和國行業(yè)標準公路橋涵施工技術規(guī)范(JTG/TF58-2011)2)中華人民共和國行業(yè)標準公路工程質量檢驗評定標準(JTJ071-98)二、預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁施工及施工過程中的質量通病懸臂澆筑施工程序懸臂澆筑施工時，梁體一般要分四部分澆筑，墩頂梁段（又稱 0#號塊）、懸臂塊段、邊跨現澆段及合攏段。施工程序一般如下：在墩頂托架上澆筑0#號塊并實施墩梁臨時固結系統(tǒng)；在0#號塊上安裝掛籃，向兩側依次對稱地分段澆筑主梁至合攏段；在臨時支架上澆筑邊跨現澆段采用吊架澆筑合攏段，多跨合攏段澆筑順序按設計要求進行。施工流程，見圖6.5.3-10#塊段施工及施工過程中的質量通病A.0#號塊施工0#號塊結構復雜，預埋件、鋼筋、各向預應力鋼束及其孔道、錨具密集交錯，梁面有縱橫坡度，端面與待澆面密切相連，務必精心施工。施工程序如下：安裝墩頂托架平臺；澆筑支座墊石及臨時支座；安裝永久盆式橡膠支座；安裝底、側鋼梁及降落木契或千斤頂；安裝底板部分堵頭模板；托架平臺試壓；調整模板位置及標高；綁扎底板及腹板的伸入鋼筋；安裝底板上的豎向預應力管道和預應力筋；監(jiān)理工程師驗收；澆筑0#號塊第一次混凝土；混凝土養(yǎng)護；綁扎腹板、橫膈梁鋼筋；安裝腹板縱向橫膈梁橫向預應力管道及預應力筋；安裝全套模板；監(jiān)理工程師驗收；澆筑腹板、橫膈梁混凝土；混凝土養(yǎng)護；拆除部分內模后，安裝頂模板；安裝頂板端模；綁扎頂板底層鋼筋網及管道定位筋；安裝頂板縱向預應力管道及橫向預應力管道和預應力；安裝頂板上層鋼筋網；監(jiān)理工程師驗收；澆筑頂板混凝土；縱向管道內襯抽拔；aa)管道清理及混凝土養(yǎng)生；bb)拆除頂、底板端模；cc)兩端面混凝土鑿毛；dd)混凝土強度達到設計要求強度后張拉豎、橫向預應力筋；ee)豎橫向預應力管道壓漿；ff)拆除內模、側模和底模；gg)拆除墩頂托架平臺。下面將主要程序施工和結構構造要點分述如下：施工托架采用懸臂澆筑法施工時，墩頂 0#號塊梁段采用在托架上立?，F澆，并在施工過程中設置臨時梁墩錨固，使 0#梁段能承受兩側懸臂施工時產生的不平衡力矩。施工托架支撐方式：可根據承臺形式、墩身高度和地形情況，分別支撐在承臺墩身地面上。施工托架的結構類型：可采用滿布式鋼管腳手架式托架；采用由萬能桿件、貝雷桁架鋼管及型鋼組成的梁式支架；也可采用鋼筋混凝土構件作臨時支撐的組合托架。施工托架的支撐形式：扇形托架高墩托架墩頂預埋牛腿托架臨時墩及型鋼結構支撐托架支座1)支座墊石支座墊石是永久支座的基石，由于支座安裝平整度和對中精度的要求高，因此墊石四角及平面高差應小于1mm,為此墊石分兩次澆筑。首層澆筑標高比設計標高低 15cm。第二層應利用帶微調整平器的模板，控制澆筑標高比設計標高稍高，再利用整平器及精密水準儀量測，反復整平混凝土面。在安裝支座前鑿毛墊石，鋪2?3cm厚與墩身等強度的砂漿。砂漿澆筑標高較設計標高略高（3mm）,然后安放支座就位，用錘振擊，使之符合設計標高，偏差不得大于1mm;水平位置偏差不得大于2mm.2） 臨時支座大跨徑預應力混凝土橋梁采用懸臂施工法施工，為保證施工過程中結構的穩(wěn)定可靠，必須采取0#號塊梁段與橋墩間臨時固結或支承措施。臨時支座一般有兩個作用，一是在施工階段臨時固結墩、梁，承受施工時由墩兩側傳來的懸澆梁段荷載，在梁體合攏后便于拆除和體系轉換，二是在施工期間保護永久支座，以防止永久支座在施工過程中由于不平衡力致使永久支座偏心受壓產生破壞。臨時固結措施或支承措施有下列幾種：自平衡體系：60m跨徑以下；墩梁固結體系：100m以下；墩旁固結體系：100m以上。臨時支座一般采用C40混凝土在墩身上澆筑，防止墩身在施工過程中發(fā)生劈裂破壞，臨時支座的位置應距墩身邊25cm，原則上混凝土的設計強度與墩身強度等強。為方便臨時支座的拆除，臨時支座的混凝土澆筑前在墩頂放置隔離層。0#號塊模板和托架模板與支架是0#號塊施工的關鍵，其設計施工的主要技術要求是：應有足夠的強度和剛度；準確計算在澆筑過程中的結構的彈性變形與非彈性變形；施工偏差和定位要求應符合有關規(guī)定；便于操作，確保施工質量。當墩身較高時宜采用高墩托架；當墩身較低時宜采用扇形托架、臨時墩或型鋼結構支承平臺；預應力管道的設置為確保預應力筋布置、穿管、張拉、灌漿的施工質量，必須確保預應力管道的質量，一般采用鋼質波紋管和塑料波紋管，鋼質波紋管在施工過程中再加寸管，定位應準確。預應力混凝土施工在預應力混凝土結構中不得使用加氣劑加氣型減水劑及摻加氯化納，氯化鈣等各種氯鹽。澆筑養(yǎng)護時應注意：對于0#號塊混凝土的澆筑應對混凝土布料、混凝土縱橋向橫橋向及豎向進行澆筑順序的設計。澆筑混凝土時不得使其流到波紋管里，特別是波紋管端部連接部分與錨具處：檢查錨具固定的是否與預應力鋼束軸線垂直；檢查布偶我國內灌漿用的灌漿管與排氣管固定的是否可/H--.靠；對于預應力混凝土注意振搗器不要直接碰到波紋管上以免造成破壞；對于預應力混凝土錨固處附近的混凝土應特別注意振搗；施工托架的頂面尺寸：視拼裝掛籃的需要和擬澆梁段的長度而定，一般考慮：橫橋向的寬度：一般比箱梁底板寬出 1.5mm-2.0m，以便設立箱梁邊肋的外側模板；托架底面應與箱梁底板縱向線形的變化一致(可增設墊梁)。由于考慮到在托架上澆筑0#號塊混凝土，托架變形B.0#號塊施工施工過程中的質量通病1)混凝土澆筑振搗不實混凝土早期強度不達標混凝土外觀質量差色差施工冷縫水波紋豎向預應力孔道壓漿不實混凝土裂縫受力裂縫及其成因：混凝土緩凝時間較短托架設計剛度較小混凝土澆筑順序有誤混凝土收縮裂縫及其成因：混凝土配合比設計中細料成分偏多混凝土澆筑施工中振搗有誤混凝土澆筑施工后養(yǎng)生不及時溫度裂縫及其成因混凝土澆筑中的溫控措施控制不力混凝土構件拆模時間掌握有誤掛籃懸澆塊段施工及施工過程中的質量通病本節(jié)主要講述預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁懸臂施工中的懸臂澆筑施工工藝。1）掛籃形式A.掛籃分類作為事關梁段的承重結構，同時又是事關梁段的作業(yè)平臺，因此掛籃在施工過程中的平衡穩(wěn)定是首要的指標（包括混凝土澆筑與掛藍走行）。目前掛籃已基本由過去的壓重平衡式發(fā)展為現在通用的自錨平衡式。其結構形式主要有桁架式、斜拉式兩類。桁架式掛籃按其構成部件的不同可分為：萬能桿件掛籃貝雷梁組拼掛籃型鋼組合桁架掛籃桁架式掛籃按其桁架構成形狀的不同可分為：平行桁架掛籃平玄無平衡重式弓玄式菱形式等斜拉式掛籃也叫做輕型掛籃(亦稱三角掛籃)。隨著橋梁跨徑越來越大，為了減輕掛籃的自重，一達到減少事故節(jié)段增加的臨時鋼索，在桁架掛籃的基礎上研制了斜拉式掛籃。B.掛籃的主要構造主桁縱梁：主縱桁梁是掛藍懸臂的承重結構；可由萬能桿件、貝雷桁架及型鋼組拼而成；行走系統(tǒng)：包括支腿和滑道及拖移收緊設備。采用電動卷揚機(或認工手拉葫蘆)牽引，用過園棒滾動或在鋪成的上下滑道上移動。底藍：底藍直接承受懸澆梁體的重力，供立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)生及預應力張拉等工序使用；由下橫梁底?？v梁及吊桿組成。后錨系統(tǒng)：后錨是主縱桁梁的平衡裝置，由錨桿壓梁壓輪連接件升降千斤頂等組成。目的是防止掛藍在行走狀態(tài)及澆筑混凝土梁段時傾覆失穩(wěn)。系統(tǒng)結構按設計計算確定，混凝土澆筑前應按設計錨力的0.6、1.0及1.5倍分別用千斤頂檢驗錨桿2)掛籃的設計與選擇A.掛籃的設計：掛藍的合理設計是保證施工質量加快施工進度的重要因素。在設計中要求掛藍的質量小、結構簡單、受力明確、運行方便、堅固穩(wěn)定、變形小、裝拆方便，并盡量利用現有構件。設計時首先需確定懸澆的分段長度；按照設計圖紙的要求進行，目前一般的節(jié)段長度為3?5m設計時應考慮各項實際可能發(fā)生的荷載情況，進行最不利的荷載組合設計荷載大體有以下幾種：掛藍自重；模板及支架自重；振動器自重及振動力、千斤頂和油泵及其它施工設備自重、傾倒混凝土的沖擊力及施工人群荷載；最大節(jié)段混凝土自重；設計時掛藍橫斷面布置一般取決于橋梁寬度與橋梁橫斷面形式，單箱單室采用雙主桁，單箱雙室采用三主桁結構設計；設計時須驗算掛藍的強度、剛度及掛藍的抗傾覆穩(wěn)定性能。根據結構力學的力法方程確定掛藍前、后支點的反力，后錨點的錨力以及結構整體的尺寸與圖式。具體桿件的驗算按允許應力法進行軸心拉壓構件的強度計算：ci二P/Aji二【①i]P=1.2X恒載+1.4X施工荷載軸心拉壓構件的變形計算：△Li二PL/EA二【△Li]P=1.2X恒載+1.4X施工荷載軸心拉壓構件的穩(wěn)定計算：ci=P/巾A二【ci]巾：查相應的規(guī)范值，計算中的Lo應為步距加兩倍的頂托自由端長度;受彎構件的強度計算：cv=M/Vj/=【①W壓彎構件的強度計算：cWP/Aji±M/W二【cWB.掛籃的選擇：滿足梁段設計的要求，即滿足梁體結構形體質量及設計對掛藍的要求；滿足施工安全高質量低成本短工期和操作簡便的要求；掛藍制作選材上應考慮成本、工期、施工方便等綜合因素。掛籃的安裝掛藍組拼后應全面檢查安裝質量，并做荷載試驗，以測定其各部位的變形量，并設法消除其永久變形；在起步長度內梁段混凝土澆筑完成并獲得要求的強度后，在墩頂拼裝掛藍，有條件時應在地面上先進行試拼裝。拼裝時應對稱進行；掛藍在操作平臺下應設置安全網，防止物件墜落，以確保施工安全，掛藍應是全封閉形式，四周設有圍護并設有供工人上下掛藍的專用扶梯；掛藍走行時，須在掛藍尾部壓平衡重，以防傾覆，澆筑梁段混凝土時必須在掛藍尾部將掛藍與梁體進行錨固。掛籃的預壓：為了檢驗掛藍的性能與安全，并消除結構的非彈性變形，應對掛藍進行試壓，試壓通常采用試驗臺加壓法或水箱加壓法進行。試驗臺加壓法：

水箱加壓法:圖6.5.4-1掛籃靜載試驗5）圖6.5.4-1掛籃靜載試驗每節(jié)梁段混凝土澆筑需要一定的時間，才能澆筑完成，為了使后澆筑的混凝土不引起先澆筑混凝土的開裂，需要消除后澆混凝土引起掛藍的變形。一般采取以下措施：箱梁混凝土一次澆筑法：并在底板混凝土終凝前完成全部混凝土澆筑，也就是要求掛藍的變形全部發(fā)生在混凝土朔性狀態(tài)之間，避免裂縫的產生。但需在澆筑混凝土前預留準確的下沉量。水箱法：抬高掛藍的：上述措施必須與施工監(jiān)控結合使用3、箱梁高程監(jiān)控3.1測點布置高程測點每懸澆梁段頂面端頭（在距節(jié)點10cm的斷面內）布置5個，其中間測點與平面線形監(jiān)測點為同一個，兩個測點位于腹板上方外側（避開掛籃軌道），其余兩個測點位于護欄內側，底板測點布置在箱梁軸線底模梁端頂面（即立模標高點）。3.2理論計算Hlmi=Hi+藝f1i+藝f2i+f3i+f4i+f5i+fgl式中：Hlmi—第i節(jié)點實際立模標高;Hi—i節(jié)點的設計高程；藝f1i—由各節(jié)段自重在i節(jié)段產生的撓度值之和；藝f2i—由張拉各節(jié)段預應力在i節(jié)段產生的撓度值之和；F3i—混凝土收縮徐變在i節(jié)段引起的撓度值之和；藝f4i—施工臨時荷載在i節(jié)段引起的撓度值之和；f5i—施工使用荷載在i節(jié)段引起的撓度值之和；fgl—掛籃彈性壓縮變形。預計標高的計算：Hyji=Hlmi-fgl-fiHyji：i節(jié)段的預計標高值；Hlmi：i節(jié)段的立模標高值；Fgl：掛藍變形值；Fi: 塊件澆筑后，i節(jié)段的下擾值。懸臂澆筑必須對稱進行，并確保軸線與擾度達到設計要求和在允許的誤差范圍以內。成橋后線形標高：±5mm；合攏時相對高差：±20mm；軸線誤差按公路橋涵施工技術規(guī)范執(zhí)行。在施工過程中，梁體不得出現受力裂縫。懸澆塊段施工中必須注意的事項：懸臂澆筑應以線形控制為主，應力控制為輔；控制掛藍的剛度其掛藍的總體變形三20mm

控制掛藍后錨點至節(jié)段端面的距離150mm~200mm節(jié)段端面必須鑿毛保濕按施工縫要求進行；混凝土澆筑必須保證對稱和平衡，混凝土澆筑施工誤差三 3%高程控制流程4、箱梁和主墩控制斷面應力測量應力監(jiān)控斷面布置懸臂澆筑梁段時注意要點：1） 掛籃就位后，吊架安裝并校正模板2） 模板安裝應核準中心位置及標高3） 安裝預應力管道時，應與前一段預留管道接頭嚴密對準，并用膠布包貼，防止混凝土漿液滲入管道，管道定位準確澆筑混凝土時，應從梁段的前端開始澆筑并應盡量對稱平衡；為提高混凝土早期強度，梁段拆模后，梁端的混凝土應進行鑿毛，以加強混凝土的連接；箱梁梁段混凝土澆筑，一般采用一次澆筑混凝土澆筑振搗不實混凝土澆筑錯臺過大掛藍剛度偏小掛藍后錨點與節(jié)段面距離偏遠掛藍后錨點未頂緊混凝土外觀質量差混凝土裂縫較多混凝土配合比設計中細料成分偏多混凝土澆筑施工中振搗有誤混凝土澆筑施工后養(yǎng)生不及時節(jié)段面鑿毛及保濕不夠豎向預應力失效未采用二次復拉措施未及時灌漿或未壓漿邊跨現澆段施工(支架現澆)及施工過程中的質量通病施工邊跨支架上的現澆梁段部分時，可在墩旁搭設臨時墩支撐平臺，一般采用萬能桿件、貝雷梁等拼裝梁式支架，亦可采用滿布式鋼管腳手架。在其上澆筑混凝土，其步驟如下：1） 地基處理2） 搭設支架3） 支架預壓4） 安裝現澆底模、側模板（底模下設木契調整塊）5） 測量及調整底模高程6） 綁扎底、腹板鋼筋及豎向預應力筋7） 安裝底板縱向預應力管道8） 安裝端模及腹板模9） 自檢及報監(jiān)理工程師驗收10）澆筑底板及腹板混凝土11）養(yǎng)生待強12）安裝內頂模13）綁扎頂板底層鋼筋14）安裝縱向及橫向預應力管道15）綁扎頂板頂層鋼筋16）自檢及報監(jiān)理工程師驗收17）澆筑頂板混凝土18） 養(yǎng)生鑿毛19）拆除端頭模板20）張拉豎向預應力筋和頂板橫向預應力筋21）拆除外側模22） 拆除箱內模板在橋梁合攏時，現澆梁段支架經預壓后支架的變形已相對穩(wěn)定，但懸臂端受氣候影響在三個方面均可能產生較大的變形。尤其在混凝土澆筑初期，這些變形可能導致合攏段混凝土開裂，因此施工工藝應保證合攏段適應這些變形，避免裂縫的出現。因此必須加強梁體跟蹤觀測，其具體要點如下：選擇日間懸臂標高最高時(一般在清晨日出前后)進行觀測；觀測必須定點、定人、定設備；端部臨時支架下設置橫向滑移設置，以防止梁體在預應力及環(huán)境溫度的作用下發(fā)生裂縫。支架現澆段施工常見?。夯炷翝仓駬v不實混凝土外觀質量較差混凝土裂縫較多頂板裂縫底板裂縫腹板裂縫合攏段施工及施工過程中的質量通病合攏段施工連續(xù)梁的分段懸臂澆筑施工，從墩頂0#號塊開始至T構完成，再將各T構拼接而形成整體連續(xù)梁。這種T構的拼接就是合攏，合攏是連續(xù)梁施工和體系轉換的重要環(huán)節(jié)，合攏施工必須滿足受力狀態(tài)的設計要求和保持梁體線形，控制合攏段的施工誤差。利用連續(xù)梁成橋設計的負彎矩預應力筋為支承，是連續(xù)梁分段懸臂施工的受力特點，懸澆中各獨立T構的梁體處于負彎矩受力狀態(tài)，隨著各T構的依次合攏，梁體也依次轉化為成橋狀態(tài)的正負彎矩交替分布形式，這一轉化就是連續(xù)梁的體系轉換。因此連續(xù)梁懸澆施工的過程就是其盈利體系轉換的過程，也就是選澆時實行支座臨時固結、各T構的合攏、固結的適時解除、預應力的分配及分批依次張拉的過程。通常多跨連續(xù)梁的合攏段施工的順序為先各邊跨， 再各次邊跨、最后為中跨。中跨合攏段因溫差引起的變形變位大，由此產生的應力也大，對合攏臨時連續(xù)約束的設施亦有更高的要求。預應力混凝土連續(xù)箱梁的合攏力學分析：溫差產生的軸向力分析：為簡化計算，將溫度變化產生的軸向力內力按線膨脹計算，并將變截面箱梁分段按其平均截面計算之。假定合攏口兩側支座處在溫度變化時仍鎖定，設梁升溫△t時產生的自由伸長量為△Lt，由于兩端約束產生的縮短為△LN，貝心△Lt=agAtLg+2ah△tLh因ag=ah,貝有△Lt=ah^t(Lg+2Lh)=ahAtL又△LN=NLg/EgAg+2藝NLh/EhAh;假設兩端墩身無位移，則依變形協(xié)調原理：△Lt=ALN得：N=ahAtL/NLg/EgAg+2藝NLh/EhAh;當合攏口一端支座固結約束取消后，其另一端可沿支座滑動，此時合攏口剛性支撐的受力情況為：當升溫At時：N=Qf+Ny當降溫時：N=Ny—Qf若令上式為零N=Ny—Qf=0則；Ny=Qf若設抗裂安全系數為Kf,貝心Ny/Qf=KfNy=KfQf貝S N=KfQf—Qf=(Kf—1)Qf相應地,升溫時的軸向力則變?yōu)?N=Qf+KfQf=(1+Kf)Qf若取Kf=1.2，貝SN=2.2Qf依此力即可計算、選定(內)外剛性支撐的截面邊跨合攏施工程序：懸臂端配重安裝吊架(或支架)安裝合攏段模板及調整合攏段模板標高綁扎底板、腹板鋼筋安裝底板縱向預應力管道安裝內模綁扎頂板下層鋼筋安裝縱向預應力管道及橫向預應力管道綁扎頂板頂層鋼筋并焊接一端勁型骨架待合攏溫度時臨時鎖定勁型骨架解除永久支座的臨時鎖定張拉預鎖定力(15%-20%)一天溫度最低時段澆筑合攏段混凝土(邊澆筑混凝土邊等量卸載)養(yǎng)生(強度、彈模及齡期三控)混凝土強度達到設計強度要求時張拉合攏段預應力筋(張拉應分批進行，)在預鎖定力鋼束張拉完成后解除勁型骨架拆除吊架、支架解除臨時固結施工過程中的質量通病合攏施工常見病1)永久支座損壞與臨時支座拆除有關與合攏施工順序誤操作有關底板崩裂變截面連續(xù)箱梁底板崩裂成因分析通過多年的施工實踐與多座變截面連續(xù)箱梁底板崩裂破壞的現場檢測與分析基本可以認定變截面連續(xù)箱梁底板崩裂成因為底板下崩力與縱向壓應力(由于泊松比)引起的豎向拉應力的共同作用超標所致。底板下崩力大?。号c箱梁下緣采用的設計曲線的曲率變化的大小有關，與掛藍的剛度有關，與掛藍后錨點位置有關，與相鄰節(jié)段轉角有關；與縱向壓應力(由于泊松比)引起的豎向拉應力：與預應力度大小有關：與預應力鋼絞線的鋼束總根數有關，與每束鋼絞線的根數有關與鋼束的間距有關3)懸臂端高差與懸臂施工過程中線形控制有關與邊跨現澆段支架不均勻沉降有關與合攏施工順序誤操作有關三、預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁施工過程中質量通病的防治措施0#塊段施工過程中的施工裂縫防治措施1)施工托架控制措施設計控制措施強度剛度穩(wěn)定安裝控制措施托架安裝過程中的控制托架安裝完成后的檢查支座安裝：支座是設在墩(臺)頂，用于支承上部結構的傳力裝置，它不僅要傳遞很大的荷載，并且要保證上部結構按設計要求能產生一定的變位。支座檢查：類型、方向及大??；預壓控制措施堆載重量堆載時間堆載方式混凝土澆筑控制混凝土澆筑加載程序的設計混凝土澆筑加載程序的控制2)混凝土設計控制措施混凝土配合比設計混凝土緩凝控制設計混凝土溫度控制措施A.混凝土內部溫度控制措施水化反應溫度控制理論分析及設計水化反應溫度控制具體措施對混凝土材料溫度控制措施對混凝土入模溫度控制措施對增設輔助設施溫控措施B.混凝土外部溫度控制措施混凝土與環(huán)境溫差控制混凝土拆模溫度控制懸澆塊段施工過程中的施工裂縫防治措施1)腹板裂縫的防治措施2)底板崩裂防治措施保證掛藍的剛度減小節(jié)段轉角控制掛藍后錨與端面的距離減小節(jié)段錯臺厚度控制底板束定位及其防崩鋼筋的施工質量加強底板混凝土澆筑施工質量的控制邊跨現澆塊段施工過程中的施工裂縫防治措施1)現澆塊段的腹板裂縫防治措施加強支架設計施工預壓的控制保證支架與模板間的相對滑動2)現澆塊段的底板裂縫防治措施預應力張拉前解除支座的臨時鎖定合攏塊段施工過程中的施工裂縫防治措施1)施工中底板崩裂防治措施設計合攏鋼束的張拉程序2)主跨合攏塊段縱橫向裂縫防治措施設計合攏鋼束的張拉程序驗算合攏束的臨時鎖力箱形截面梁的結構受力特點：作用在箱形梁上的主要荷載是恒載與活載。恒載是對稱作用的，活載可以是對稱作用，也可以是非對稱偏心作用，偏心荷載作用，使箱形梁既產生對稱彎曲又產生扭轉。因此，作用于箱形梁的外力可綜合表達為偏心荷載來進行結構分析。箱形梁在偏心荷載作用下將產生縱向彎曲、扭轉、畸變及橫向翹曲等四種基本變形狀態(tài)：縱向彎曲縱向彎曲產生豎向變位3,因而在橫截面上引起縱向正應力(TM及剪應力TM2)箱梁的扭轉(這里指剛性扭轉，即受扭時箱形的周邊不變形)箱梁的扭轉主要變形特征是扭轉角0，扭轉分為自由扭轉和約束扭轉兩種：自由扭轉：在橫截面上產生自由扭轉剪應力TK約束扭轉：在橫截面上引起翹曲正應力Cw及約束扭轉剪應力TW3） 畸變（即受扭時箱形截面周邊變形）畸變的主要變形特征是畸變角丫?；儺a生翹曲正應力CDW和畸變剪應力TDW同時在板內產生橫向彎曲應力CDt4） 橫向翹曲箱形梁承受偏心荷載作用，除了按彎扭桿件進行整體分析外，還應考慮局部荷載的影響。車輛荷載作用于頂板箱形截面梁的結構分析方法：1）解析法箱形梁的受力是一個復雜的結構空間分析問題。為了把問題簡化，在解析法中采用了一些假定和近似的處理方法。將作用在箱型梁的偏心荷載分解成為對稱荷載與反對稱荷載，對稱荷載作用時按梁的彎曲理論求解；反對稱荷載作用時按薄壁桿件扭轉理論分析；然后將兩者結果疊加而得。扭轉分析又根據截面的剛度區(qū)分為截面不變形（剛性扭轉）與截面變形（畸變）兩種不同情況。A.關于箱型梁的扭轉分析：（四種箱梁扭轉理論）烏曼斯基第一箱梁扭轉理論烏曼斯基第二箱梁扭轉理論詹涅里杰與巴若夫柯第三箱梁扭轉理論符拉索夫第四箱梁扭轉理論（廣義坐標法）B.關于箱型梁的畸變分析彈性地基梁比擬法（該法應用能量原理導得一個與彈性地基梁擾曲微分方程類似的畸變微分方程）僅適宜等截面箱梁廣義坐標法等代梁法對于荷載作用在箱型梁頂板任意位置必須考慮局部荷載影響即箱梁的橫向彎曲影響面法框架分析法2） 數值法由于電子計算機在工程上日益廣泛的應用，為箱形梁的結構分析提供了有力的工具，目前借助計算機的有限元分析，可以得到箱形截面上的全部應力。目前有限元分析類軟件分為兩大類：基于彈性力學理論的三維空間有限元分析軟件基于結構力學理論的平面桿系有限元分析軟件設計中基于平截面假定與實際施工的局部應力的矛盾箱形截面的結構特點及其應用3.箱形截面的結構：截面抗扭剛度大，結構在施工與使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性；頂板與底板都具有較大的混凝土面積適應現代化施工方法的要求承重結構與傳力結構相結合修建曲線橋梁具有較大的適應性適應布置管線等公共設施4.箱形截面的結構在各類橋梁上的應用：普通鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁橋等截面預應力混凝土連續(xù)梁變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋變截面預應力混凝土連續(xù)剛構橋變截面預應力混凝土懸臂梁橋預應力混凝土斜拉橋鋼筋混凝土拱式橋5.箱形截面梁的結構構造特點：箱形梁截面的外形：箱形梁截面由頂板、底板、肋板及梗腋組成；頂板底板肋板梗腋2)箱形梁截面的配筋預應力鋼筋箱形截面的預應力混凝土結構一般配有預應力鋼筋與非預應力的普通鋼筋。大跨徑變截面箱形截面橋梁一般配有縱、橫、豎三向預應力鋼筋縱向預應力鋼筋橫向預應力鋼筋豎向預應力鋼筋非預應力的普通鋼筋箱形梁截面屬薄壁結構，因而在頂板、肋板和底板中根據受力需要，或為防止和限制由于溫度變化及混凝土收縮而引起的混凝土裂縫等構造要求，一般都配置兩層鋼筋網。㈤、根據工程重點與難點制定相關工序質量控制要點。高強混凝土施工質量的控制1)高強混凝土的定義與特點定義：按我國目前設計與施工水平一般認為：強度等級》C50的混凝土稱為高強混凝土。特點：強度高、變形小及耐久性好；不足之處脆性大、延性差:混凝土質量易受施工過程中環(huán)境因素的影響。2） 高強混凝土原材料質量控制水泥及水灰比水泥：宜選用標號三525號的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和早強型硅酸鹽水泥；其中鋁酸三鈣（GA）含量控制宜三8%;水灰比：（水膠比）宜控制在0.24?0.35的范圍內；細骨料及砂率細骨料：圓形顆粒質地堅硬、級配良好潔凈的天然河砂；細度模數三2.6、含泥量不應〉2%;砂率：宜控制在28%-34%，泵送工藝32%-40%；C.粗骨料：粗骨料：宜采用密實堅硬的石灰?guī)r、深層火成巖其抗壓強度應比所配制的混凝土強度高50%以上；碎石最大粒徑控制在20—25mm以下。D.化學添加劑高效減水劑：緩凝劑：E.礦物活性材粉煤灰：燒失量V5%（最好為2%）,Mg<5%、SOV3%;細度為通過45卩m孔的量65三％硅粉：要求其SQ含量》90%,密度2.2左右，平均粒徑0.1-0.2卩m比表面積》25X103/kg;沸石粉：高爐爐渣：3） 高強混凝土配合比設計控制由於高強混凝土與普通魂凝土性質不同，水灰比與混凝土強度無直接對應關系，因而必須進行試配?；炷僚渲频膹姸葹椋篺cu,pfcu,k+1.645CT水膠比：控制在0.24-0.38范圍內，C50用0.31-0.32;水泥量：一般不超過500kg/vm4） 高強混凝土施工過程的控制a）一般要求：高強混凝土應采用強制式混凝土撹拌設備拌制高效減水劑宜采用后摻法，高效減水劑應在其它材料充分拌合后，最后加入。在加入減水劑后混凝土拌合料在撹拌機中繼續(xù)撹拌的時間不得少于60s（粉劑）和30s（水劑）;嚴禁在混凝土拌合料出撹拌機后二次加水；高強混凝土在澆筑后一定的時間（根據環(huán)境溫度要求）內必須進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間三14天；b） 高效減水劑的使用高效減水劑的作用：高效減水劑使水泥顆粒高度分散，從而大大提高了水泥漿體的流動性，促進水泥的水化程度，加快混凝土的凝結。產生早強作用；高效減水劑能使混凝土的水灰比減小，流動性增加，現場工作度提高；高效減水劑的使用中常見問題與原因：混凝土拌合物坍落度損失快；與水泥兼容性要求嚴格；對混凝土外觀色差有影響；混凝土坍落度損失是由于水泥漿體中殘存的高效減水劑量降低使水泥顆粒吸附的減水劑分子減少，從而產生凝聚之故；施工中的對策：選制正確的混凝土撹拌時的投料順序；嚴格施工組織盡量縮短混凝土拌合料運輸時間；在摻加高效減水劑的同時，摻入一定量的緩凝劑如：摻木質素磺酸鹽可以延緩混凝土坍落度損失。目前新產品JM-H（非泵送）已可達要求；泵送混凝土為保證泵送質量，應控制水泥用量并摻入適量的粉煤灰，調整好砂率?？刹捎脧秃细咝p水劑（JM-8緩凝、泵送混凝土高效增強劑）采用施工現場二次添加少量減水劑二次撹拌；c） 高強混凝土的水化熱影響混凝土的水化熱現象混凝土水化熱結果混凝土水化熱問題的長期后果影響混凝土水化熱溫度的因素施工中的對策預應力張拉過程中的控制大體積混凝土施工質量控制施工過程中的混凝土裂縫控制混凝土裂縫的種類與特征從裂縫的性質劃分：A.受力裂縫混凝土構件的彎曲裂縫混凝土構件的剪切裂縫局部受力裂縫日照溫差及降溫作用裂縫支座不均勻沉降裂縫B.非受力裂縫混凝土塑性沉降裂縫混凝土塑性收縮裂縫混凝土干縮裂縫混凝土溫度收縮裂縫化學作用裂縫鋼筋銹蝕裂縫堿集料反應裂縫混凝土裂縫性質檢查與判斷目前我國現行橋涵設計規(guī)范規(guī)定：鋼筋混凝土構件允許出現v0.2mm的受力裂縫；全預應力混凝土結構以及部分預應力混凝土結構A類構件不得出現裂縫；當預應力混凝土構件在施工階段出現裂縫必須仔細的進行現場檢查。檢查裂縫的分布(裂縫的位置、間距及數量)、裂縫的長度、寬度及深度。認真記錄并在構件上標明；根據裂縫的分布情況，結合構件的受力及施工各工序的狀況，尋找裂縫產生的原因，判定裂縫的性質；對于非受力裂縫，混凝土學研究認為寬度v0.01mm混凝土裂縫是可以自行愈合的；但過寬的、正在發(fā)展的特別是裂縫中有流動水就很難愈合的；其機理是硬化水泥漿液中的氫氧化鈣可與周圍空氣或水中的二氧化碳結合生成碳酸鈣，它與氫氧化鈣結晶沉淀并集聚在裂縫內；對于受力裂縫，應根據裂縫檢查的具體情況，分析確定裂縫產生的原因，決定處理方法。并應通過橋梁荷載試驗進一部確定處理措施的可靠性；混凝土硬化過程中裂縫的防治混凝土收縮裂縫分類：A.凝結硬化收縮裂縫塑性收縮裂縫塑性沉降裂縫混凝土澆筑后1-3小時內，隨泌水而沉降或隨混凝土塑性收縮產生的裂縫。塑性沉降裂縫有明確的部位和方向性；在接近構件表面的水平鋼筋上方最容易形成沉降裂縫，并且隨鋼筋直徑加粗和混凝土保護層厚度減薄而產生，當寶護層較薄時塑性沉降裂縫可能達到鋼筋表面并沿鋼筋長度方向發(fā)展；混凝土構件側模板附近，由于垂直下沉的骨料及水泥漿因顆粒受到側模板的摩擦阻力而與周圍的混凝土形成沉減差而造成塑性沉降裂縫。側模板的剛度不足也會引起塑性沉降裂縫；混凝土截面變化較大部位，由于混凝土澆筑深度不同，有不同的沉降從而在交接面處產生沉降差而產生塑性沉降裂縫；對于混凝土現澆擴大基礎因地基不均勻沉降而產生塑性沉降裂縫；鋼筋正上方與其周圍發(fā)生不同的收縮下沉產生沉降裂縫，隨混凝土原材料及配比不同，澆筑高度與澆筑速度不同而不同。澆筑高度越高，澆筑速度越快沉降越大。塑性收縮裂縫是混凝土由塑性轉變?yōu)楣腆w性化學反應所引起。水泥用量越多，水灰比越高，所產生的塑性受縮就越大預防措施：嚴格控制混凝土水灰比和加水量，盡量減少單方水泥用量；摻入減水劑和適量粉煤灰，以便減少沉減量和塑性收縮；在混凝土澆筑1-2小時后對混凝土進行二次振搗，表面拍打、振密。箱梁及T梁應澆筑到翼板根部時停一段時間，待梁身混凝土泌水沉降完成后再繼續(xù)澆筑翼板混凝土；塑性干縮裂縫混凝土澆筑后約4小時列縫出現在結構或構件表面形狀很不規(guī)則，長短不一，互不連貫俗稱龜裂?；炷了苄允湛s是硬化前的新拌混凝土在凝結過程中因表面水分蒸發(fā)而引起的干縮裂縫，因而常見于澆筑后的混凝土構件的外露表面，尤其是大面積板面；產生塑性干燥收縮裂縫的原因是：混凝土澆筑后，表面沒覆蓋，水分蒸發(fā)快，體積急劇收縮在干熱及大風季節(jié)極易產生干燥收縮裂縫；水