桥梁空心板台座窄间隙施工工法

'桥梁空心板台座窄间隙施工工法1 目录1．前言12．特点13．适用范围24、材料性能25．工艺原理36．施工工艺流程47、操作要点58、机具设备109、劳动组织1010、安全措施1111、质量要求1212、效益分析1313、应用实例1312 桥梁空心板台座窄间隙施工工法1．前言桥梁预应力空心板在目前桥梁建设中是常用构件，一般长度从8M~20M，高度从0.5~1.0M，内腔高度小，施工不便，以前通常采用气囊作为内模板进行施工，但由于气囊重量轻，施工中容易上浮、偏位，截面几何尺寸不易控制而逐渐被淘汰，目前多用硬内模施工。桥梁预应力空心板的生产方法分为先张法和后张法，先张法对台座和施工场地要求较高，一般应先建设长线台座，需要墩台或传力柱等临时支撑构件来临时承受张拉力，3~5片梁为一槽同时生产，每片梁生产时的间隙以不小于内模最小拆模间隙为准，故多在5~6米，造成钢绞线和场地建设费的浪费；后张法对台座和施工场地的要求相对宽松，不需要墩台或传力柱等临时支撑构件，有满足板长+张拉的空间和板宽的场地即可，钢绞线的损耗也较小，但需增加波纹管和锚具的开支。总体来说以上方法都不是很经济，因此，中国建筑第七工程局在施工中总结钢内模的施工经验并对钢内模和台座加以改进和创新，并通过实践总结了本工法。本工法所采用的抽拉式钢内模预应力空心板台座窄间隙布置技术经湖北省科技信息研究院查新检索中心查新，在国内未见相同报道，并在2007年4月初经中建七局科技鉴定委员会鉴定达到国内领先水平并获中建七局2007年度科技进步奖。中板剖面一般先张法空心板构造图2．特点2.0.1本工法针对桥梁预制空心板或箱梁的生产具有能够控制芯模上浮，构件截面几何尺寸准确的特点；2.0.2与传统先张法长线台座比有构件生产时的间隙小，节约预制场地建设费和预应力筋的特点；12 2.0.3相对采用预应力筋连接器的方法缩短间距、节约预应力筋的方法具有接头少、安全性高的特点；2.0.4相同的台座长度可增加构件的一次生产量，施工速度快；3．适用范围3.0.1适用于各类先张法桥梁预应力空心板或预应力箱梁的生产；3.0.2后张法设计的空心板或箱梁须经设计同意并变更设计后适用；3.0.3适用一般先张法的生产。4、材料性能4.0.1钢筋混凝土中的钢筋和预应力混凝土中非预应力钢筋必须符合现行《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GBl3013)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)、《冷轧带肋钢筋》(GB13788)、《低碳钢热轧圆盘条》(GB701)的规定，环氧树脂涂层钢筋的标准可按照现行《环氧树脂涂层钢筋》(JC3042)执行；4.0.2空心板所用预应力筋应符合《GB/T20065-2006预应力混凝土用螺纹钢筋》的要求，钢绞线应符合现行国家标准《GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线》的要求；4.0.3应根据工程现场情况采用商品混凝土或现场搅拌，其材料应符合：1水泥：采用符合GB175标准的32.5级以上硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，或矿渣硅酸盐水泥，严禁使用过期，受潮、变质的水泥。2砂：宜用中砂，含泥量不得大于3%，质量应符合现行《普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ52》标准的要求。3石：宜用碎石，其质量应符合现行《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法JGJ53》的要求，最大粒径不宜大于31.5㎜，含泥量不大于1%，吸水率不大于1.5%。4水：饮用水或天然洁净水。512 外加剂：所采用的外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证明的产品，其质量应符合现行《混凝土外加剂》(GB8076)的规定，使用前应复验其效果；6混合材料包括粉煤灰、火山灰质材料、粒化高炉矿渣等，应由生产单位专门加工，进行产品检验并出具产品合格证书，其技术条件应分别符合现行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)、《用于水泥中的火山灰质混合料》(GB／T2847)、《用于水泥中的粒化高炉矿渣》(GB／T203)等标准的规定。5．工艺原理在先张法预应力空心板或箱梁的生产中，采用改进的抽拉式折叠钢内模加快内模的安装和拆除速度，采用长线抽拉法将内模从长线台座的两端集中抽出，可缩小台座间隙，增加构件预制场生产能力，降低台座建设费和钢绞线损耗，可在保证施工质量的同时保证施工速度和施工安全。12 先张法预应力空心板工艺流程建设构件预制场验收安装普通钢筋不合格安装预应力筋安装外模板及其它钢筋浇筑底板混凝土安装内模板安装修复顶板钢筋验收，出槽，进入下一循环合格检查不合格合格检查不合格合格检查不合格合格检查不合格合格检查不合格合格检查不合格检查不合格合格验收记录办理验收记录张拉预应力筋张拉记录验收记录浇筑腹板和顶板混凝土构件混凝土奍护压试块合格不合格放张6．施工工艺流程12 7、操作要点7.1台座7.1.1张拉台座可采用槽式、墩式，但无论采用哪一种台座均需按照规范要求进行结构计算，确保台座的强度、刚度和稳定性符合张拉的需要。7.1.2台座底模：1作为预制构件的底模，其宽度由制作预应力构件的宽度决定，一般按照构件的宽度减5mm；2底模应具有足够的强度，以抵抗放张后构件对底模两端的压力；3底模的表面应平整洁净，宜采用钢板或水磨石等面层；4底模的纵向轴线应在一条直线上，标高也应在一条直线上；5底模的纵向间距按容许一个人进出构件内腔设计，最小不应小于500mm，横向间距应留出操作距离；6台座的两端布置底模时应留出足够的空间，以便内模能够从两端抽出。7.1.3承力架是台座的主要受力结构，承力架的截面尺寸、强度、刚度等均应通过计算确定。7.1.4张拉横梁，承受全部预应力钢束的张拉力的构件，中部有可允许钢束通过的孔洞。张拉横梁的强度和刚度应按抗弯构件验算，在承受全部预应力荷载时挠度不应大于2mm。7.1.5台座施工完成后应经过验收方可使用，台座验收应经设计人、质量、安全检查员和公司工程部门负责人共同参加。7.2模板7.2.1构件的外模1采用分段加工的定型大钢模板，其强度、刚度和稳定性应符合要求，表面应平整光滑，截面几何尺寸符合设计及规范要求；2模板拼装后宜加固成整体，以便以后装拆；3使用前应除锈并涂刷隔离剂；7.2.2构件的内模12 1构件的内模采用抽拉式钢内模，如图7.2.1，图7.2.2。2对于较长的构件，为便于拆出，内模分节段制作，每节长度3~5m，安装时拼接成整体，拆除时分段拆出；3内模的制作采用两块式设计。图7.2.1内模剖面图2341图7.2.21-1剖面图11436抽出方向25571.φ10销轴2.[10槽钢抽拉横梁3.绞链4.δ=10活动撑杆5.角钢加强背楞6.δ=10固定撑杆7.￠18拉环12 7.3施工方法7.3.1钢筋加工和安装1钢筋采用预制骨架的方法，车间预制，整体用龙门吊吊装到底模上就位；2钢筋骨架制作安装时，底板的上层钢筋应在预应力筋安装张拉后再安装，顶板钢筋待内芯模安装校正完毕后再安装；3钢筋的保护层采用塑料定位件，底板上层钢筋尚应采用马凳支撑。7.3.2预应力筋制作安装1钢丝束下料长度的计算应按照公路桥涵施工技术规范的相关规定计算，第一槽梁的下料长度还应加上两个端部底模到张拉横梁的长度；2下料时用砂轮切割，切割口的两侧各5cm处先用铅丝绑扎，然后下料切割，切割后应立即将割口扎牢，以防松散。严禁用氧焊、电焊下料钢绞线。3在台座上铺放预应力筋时，应采取措施防止沾污预应力筋；4预应力筋安装时，应先按设计要求套上失效管。7.3.3预应力筋张拉前的准备工作：1张拉前，应对台座、横梁及各项张拉设备进行详细检查，符合要求后可进行操作；2预应力筋必须先用专用连接器串连后才能张拉。7.3.4预应力筋的张拉可采用单根逐根张拉，也可采用多根同时张拉。7.3.5张拉1同时张拉多根预应力筋时，应预先调整其初应力，使相互之间的应力一致；张拉过程中，应使活动横梁与固定横梁始终保持平行，并应抽查力筋的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部力筋预应力总值的5％。2预应力筋张拉完毕后，与设计位置的偏差不得大于5mm，同时不得大于构件最短边长的4％。3预应力筋的张拉应符合设计要求，设计无规定时，其张拉程序可按表7.3.5的规定进行。先张法预应力筋张程序表7.3.5-1预应力筋种类张拉程序钢筋0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→0.9σcon→σcon(锚固)80钢丝、钢绞线0→初应力→1.05σcon（持荷2min）→σcon(锚固)对于夹片式等具有自锚性能的锚具：普通松驰力筋0→初应力→1.03σcon(锚固)低松驰力筋0→初应力→σcon(持荷2min锚固)12 注：①表中σcon为张拉时的控制应力值，包括预应力损失值；②超张拉数值超过12.8.3条规定的最大超张拉应力限值时，应按该条规定的限制张拉应力进行张拉；③张拉钢筋时，为保证施工安全，应在超张拉放张至0.9σcon。时安装模板、普通钢筋及预埋件等。4张拉时，预应力筋的断丝数量不得超过表7.3.5-2的规定。先张法预应力筋断丝限制表7.3.5-2类别检查项目控制数钢丝、钢绞线同一构件内断丝数不得超过钢丝总数的1％钢筋断筋不容许7.3.6侧模安装1立模时严格控制侧模的倾斜度及顺直度，并支撑稳定，上下口各设对拉螺杆防止胀模，保证截面尺寸；2台座与侧模接触位置加厚胶带，防止漏浆；3同时模板拼装时，严格控制好接缝处的平整，接缝高低差应不大于1mm，以免影响混凝土面的外观质量。7.3.7混凝土浇筑1混凝土的浇筑顺序应按先浇筑台座两端构件，再浇筑中间构件的顺序，以便混凝土终凝后芯模的抽出；2单块构件浇筑时先浇筑到底板上表面，在底板混凝土初凝前安装完芯模，绑扎好顶板钢筋，然后再浇筑腹板和顶板混凝土，两次浇筑过程不得出现冷缝；3混凝土坍落度不宜过大，宜控制在3~7cm之间，混凝土浇筑采用龙门吊料斗运输，分层下料用振捣棒振捣或平板震动器振动，振捣棒振捣时，应避免振动棒碰撞预应力筋及其它预埋件。4腹板混凝土应分层下料，分层振捣密实，顶板混凝土浇筑完成后表面应拉毛，可在拉毛后再插入预埋桥面铺装拉结筋，但插入深度应符合设计要求。7.3.8安装芯模1芯模安装前应先刷脱模剂，脱模剂不得漏涂，也不得涂刷过多造成表面汪油或滴油；2每节两个半块的芯模拼装好检查截面几何尺寸符合设计及规范要求后，将固定支撑固定好并用钢带打包机或铁丝牢固绑扎，芯模场地拼装使用龙门吊整体吊入，芯模节与节之间用油毡包裹以避免漏浆；3芯模安装时应注意方向性，由于芯模两个节段接头处设有为防漏浆的阴阳接头，故安装时每节芯模的接头方向应一致，固定支撑应朝向芯模的抽出方向；4芯模安装时应注意其位置，保证两侧的腹板的厚度偏差应符合设计及规范要求。12 7.3.9混凝土养护1混凝土终凝后即开始保湿养护；2夏季温度较高时采用土工布覆盖洒水养护并遮盖，避免失水过快引起干缩裂缝；外界温度低于5℃时采取草袋覆盖养护，不得洒水，也可采用蒸汽养护，当采用内腔内加温养护时，构件表面的温度不得大于80℃且不得造成表面温度差异过大。3养护期内不吊运空心板，在强度达到2.0Mpa前梁板不准上人行走或施工。7.3.8芯模拆除1混凝土终凝后，强度达到1.2MPa后，即可拆除芯模，芯模的拆除时间不得过早，过早将造成构件的损伤，也不宜过迟，过迟则造成芯模拆出困难；2芯模分节段拆出，每节拆出时先拆下固定支撑，用卷扬机拉钩拉住芯模活动支撑的连接槽钢，拉动后模板合上截面变小，芯模可顺利地抽出；3每节芯模拆出时先拆下带阴接头的一半，再拆除带阳接头的一半，顺序错误不但无法拆出芯模，还有可能损坏芯模；4拆出的芯模及时清理并涂刷隔离剂，重新组装好以便下次使用。7.3.9预应力钢绞线放张1当混凝土达到设计规定的放张的强度后，在台座上放松受拉预应力筋，设计未规定时，不得低于设计的混凝土强度等级值的75％；2预应力筋的放张顺序应符合设计要求，设计未规定时，应分阶段、对称、相互交错地放张。在预力筋放张之前，应将限制位移的侧模、翼缘模板或内模拆除；3多根整批预应力筋的放张，可采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时，放砂速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成。单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时，宜先两侧后中间，并不得一次将一根力筋松完；4钢筋放张后，可用乙炔一氧气切割，但应采取措施防止烧坏钢筋端部。钢丝放张后，可用切割、锯断或剪断的方法切断；钢绞线放张后，可用砂轮锯切断。长线台座上预应力筋的切断顺序，应由放张端开始，逐次切向另一端。7.3.10移梁出槽1预应力筋放张后，构件的混凝土强度达到设计要求的移梁强度后即可移梁出槽，如设计未要求则一般不低于设计强度的80%；2移梁采用龙门吊，也可采用汽车吊等其它起重设备，移梁时吊点的设置应符合设计要求。12 8、机具设备一般采用本工法生产空心板所需机械设备表如下：名称型号数量备注搅拌机JS7501如采用商品混凝土可不用电子计量配料机PLD12001铲车ZL301龙门吊20T2跨度按台座宽度要求电焊机BS－3002角磨机1252振捣棒φ506钢筋切断机GJ－402钢筋弯曲机GW－40B2高速卷扬机1.5t2油泵ZB4－5002千斤顶YCW250A/4002/2砂轮切断机3发电机150KW1备用对焊机1水泵39、劳动组织采用本工法的劳动力需要如下表：序号工种名称人数持证情况备注1模板工16应持有安全培训合格证2混凝土工8应持有安全培训合格证3钢筋工30应持有安全培训合格证4铲车司机1应持有特殊工种操作证5龙门吊司机2应持有特殊工种操作证6电工1应持有特殊工种操作证7搅拌机操作工2应持有特殊工种操作证8预应力张拉工6应持有特殊工种操作证12 10、安全措施10.0.1张拉台座应经过专门的设计，对台座以及张拉梁的强度、抗倾覆稳定性以及张拉横梁的刚度等性能进行计算并报经企业技术负责人审批后方可实施，台座建设完成后应经企业质量安全部门和设计、审批人验收合格后方可使用；10.0.2安装工作锚和工具锚时，要清除夹具内的砂粒和杂质，并保持孔内的钢绞线平直、顺滑，以防止钢绞线打绞断丝，夹片飞出伤人；10.0.3张拉千斤顶吊装过程中，要仔细检查起吊手段的可靠性，如钢丝绳、小车的固定等，防止千斤顶在吊装过程中发生意外倾倒；10.0.4每根钢绞线张拉前必须有专人检查所有设备的工作状态，特别是检查油泵安全阀是否调整至规定值；10.0.5张拉作业前应设施安全区域范围，并用围绳圈定施工安全范围，无关人员禁止入内；10.0.6张拉前，需对张拉设备进行配套标定；并严格按照标定成果制定张拉程序及相应张拉级别的压力油压表、伸长量对照值。张拉设备标定超过6个月或经维修、长途运输后必须重新标定，避免出现安全事故；10.0.7张拉和放张过程中千斤顶的升、降压速度应保持缓慢、均匀，切忌突然加压或卸载；10.0.8张拉作业必须作好防护工作。为了防止钢绞线和连接器意外拉断伤人，在纲绞线端面用挡板进行防护；10.0.9张拉作业时，操作人员必须站在千斤顶两侧面进行操作，正端面45°角范围内严禁人员停留或通过；10.0.10油泵必须设定专人操作。操作前对压力表、管路和线路进行检查，对千斤顶进行排气试运行，复核张拉程序及张拉参数，确认无误后方可进行锚束张拉；10.0.11在张拉施工的全过程中，严禁任何人员敲击锚具和碰撞张拉设备。10.0.12砼振捣过程中，禁止直接振捣预应力筋。12 11、质量要求11.0.1用于公路工程的预应力构件施工质量应符合《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)的要求；11.0.2用于市政桥梁工程中的预应力构件施工质量应符合《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ2-90)的要求；11.0.3预制构件应在明显部位标明生产单位、构件型号、生产日期和质量验收标志。构件上的预埋件、插筋和预留孔洞的规格、位置和数量应符合标准图或设计的要求。检查数量:全数检查。检验方法:观察。11.0.4预制构件的外观质量不应有严重缺陷，对已经出现的严重缺陷，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。检查数量:全数检查。检验方法:观察，检查技术处理方案。11.0.5预制构件不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差。对超过尺寸允许偏差且影响结构性能和安装、使用功能的部位，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。检查数量:全数检查。检查检验方法:量测，检查技术处理方案。11.0.6预制构件的外观质量不宜有一般缺陷。对已经出现的一般缺陷，应按技术处理方案进行处理，并重新检查验收。检查数量:全数检查。检验方法:观察，检查技术处理方案。11.0.7预制构件的尺寸偏差应符合下表的规定。梁(板)预制实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按规范检查32梁(板)长度(mm)+5，-10尺量：每梁(板)13宽度(mm)干接缝(梁翼缘、板)±10尺量：检查3处1湿接缝(梁翼缘、板)±20箱梁顶宽±30底宽±204高度(mm)梁、板±5尺量：检查2处1箱梁+0，-55顶板厚+5，-0尺量：检查3个断面212 断面尺寸(mm)底板厚腹板或梁肋6平整度(mm)52m直尺：每侧面每梁长测l处17横系梁及预埋件位置(mm)5尺量：每件112、效益分析先张法预应力空心板窄间隙长线台座技术采用长线台座生产空心板，在采用节段抽拉式钢内模的同时，克服了单块钢内模长度对台座间隙的影响，台座间隙仅为0.5米，提高了工效，减少了钢绞线的浪费，兼具后张法节约钢绞线和先张法无须锚具和波纹管的优点，更无气囊法截面几何尺寸不易保证的困难，而且生产的空心板预应力基本一致，从而保证了板起拱值相对统一，成桥后板底无错台。xx大桥工程采用本技术成果进行预应力空心板的生产，整体生产成本降低了约20%，施工安全也有了保证。13、应用实例xx大桥引桥上部结构设计采用20m预应力混凝土宽幅式空心板，边板板宽199.5cm，中板板宽149cm，板长1994cm，预制板高95cm。横店侧为10×19+2×21=232块，盘龙侧引桥为15×19+2×21=327块。共计中板501块，边板58块。xx大桥项目空心板原设计为后张法施工，由于该工程属于武汉市重点工程，工期紧，项目提出设计变更采用先张法预应力空心板长线台座施工。采用该项工法一次张拉施工五片，效果显著，有效的解决了项目工期紧张的问题。12'