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1、先簡支后連續梁施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0509-2011）橋梁工程有限公司 廖文華 余海1 前言1.1 工藝工法概況隨著橋梁技術的發展，綜合各類結構體系的優點，預制架設的梁式橋越來越多地采用了先簡支后連續結構體系。簡支梁具有施工工藝簡單，工廠化作業施工質量好，工效高，預制安裝方便的優點，而連續梁具有橋梁線形好行車平順，結構體系完整，梁體受力較好的優點，而將這兩種優點相結合就形成了先簡支后連續的結構體系。我單位在近年的橋梁施工中嚴格按照施工工藝施工，不斷總結完善先簡支后連續施工工藝形成了本工法。1.2 工藝原理由簡支轉換為連續體系，是通過在箱梁端部頂部負彎矩區內增設負彎矩預應2、力束來實現的，而為配合梁體結構體系轉換，在轉換過程中需在箱梁端部布設相應臨時支座并適時拆除來實現其體系的轉換。2 工藝工法特點2.1 剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適2.2 梁場整體預制梁，可確保施工質量，節省了施工時間，提高了經濟效益。3 適用范圍3.1 本工法適用于曲線半徑大于400m，跨度16m以上，多跨結構橋梁施工。適用于橋下無支架搭設條件，需要通車通航的橋梁工程施工。3.2 適用于1335m跨徑，吊裝重量小于70t的中小跨徑橋梁。4 主要技術標準鐵路架橋機架梁規程（TB10213）鐵路混凝土工程施工技術指南（TZ210）客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213）公路橋涵施工技術3、規范（JTG/T F50）公路工程質量檢驗評定標準（JTGF80-1）5 施工方法梁在預制場進行預制，采用運梁車簡支梁進行安裝，待箱梁安裝完畢即將每一聯的連續端端部負彎矩區預應力束管道和非預應力鋼筋進行連接。立模澆筑連續端橫梁及負彎矩區梁間濕接縫混凝土。立模時確保各永久支座處連續端橫梁底部間距均滿足設計圖紙及施工規范要求，待混凝土強度達到設計強度90%以上，即可進行負彎矩預應力束穿束張拉。張拉完畢進行孔道壓漿。此時，橋梁整聯上部結構已經形成一個連續的整體。此時將一聯所有臨時支座同時降低，保證一聯整個梁體同時平穩降落在永久支座上，并拆除臨時支座即可完成簡支體系向連續體系的轉換。6 工藝流程及操作4、要點6.1 施工工藝流程先簡支后連續梁施工中，新老混凝土連接面處理；臨時支座、永久支座正確安裝；連接鋼筋、預應力束施工質量是從簡支變為連續施工質量的關鍵。施工工藝流程圖見圖1。架設梁片前，在蓋梁頂面標出臨時支座位置線布置臨時支座，架設梁片連接連續端接頭鋼筋，設置接頭板處波紋管并穿束澆梁端橫梁及梁端濕接縫混凝土梁端橫梁及兩端濕接縫混凝土強度達90%，張拉負彎矩預應力筋一聯梁片負彎矩預應力束張拉完畢后，澆剩余濕接縫混凝土拆除一聯臨時支座，完成體系轉換圖1 先簡支后連續梁施工工藝流程圖6.2 操作要點6.2.1 施工準備簡支連續梁橋通過將簡支梁在墩頂實施結構連續或墩梁固結而成，所以，簡支梁體是基礎、5、墩頂結構連續、墩梁固結或橋面連續構造是關鍵，施工必須高度重視。強化施工設計，明確施工工藝，制定精細化的施工方案，實行首件（試制）制。施工準備中強調預制完成后到體系轉換的時間。 梁預制與支座安裝預制臺座穩定性好，頂面光滑，易于脫模。嚴格按照設計圖紙，制作強度、剛度、穩定性均滿足精品預制梁需要的模板系統，同時，模板必須能根據預制梁頂橫坡、錨固齒板等需要具有可調整功能。從控制混凝土原材料、配比、幾何尺寸、一期預應力體系建立精度、養護等方面入手，采取行之有效的措施，確保預制梁預拱度符合設計要求。臨時支座必須滿足強度、剛度、穩定性要求，建議采用砂筒等方便拆除結構形式。注意事先設置的永久支座的安裝精度和穩6、定性保持。6.2.3 墩頂濕接頭澆筑混凝土需作專門配比，保證高度、低收縮、高韌性的設計要求。對于簡支結構連續梁橋，墩頂濕接頭混凝土澆筑前，梁端面、梁端橫隔板以及橫隔板靠墩側面以外的梁肋側面應按要求鑿毛，或刷凈水泥漿，或刷專用粘結劑等增加老混凝土連接性能的處理。墩頂濕接頭澆筑應嚴格按設計要求執行。設計無明確要求時，墩頂連續應在一天中溫度最低且變化最小的時間段（一般為晚上1時6時）內進行，同時保證在溫度升高時，混凝土已有20%以上的強度。如遇晝夜溫差大于15度時，以避免因溫度升高過大而對混凝土凝結產生的不利影響。墩頂濕接頭混凝土應有專門的養護方案，確保此類間隙混凝土強度的成長。 二次預應力體系建立7、按照設計要求，嚴格控制預制梁中預應力管道、錨固齒板的幾何精度。采用專門的塑料波紋管，確保預應力管道暢通。在二次預應力施工前，必須對預應力管道，特別是管口借助襯管等實施特別保護。二次預應力張拉時混凝土強度必須滿足設計要求，張拉時間、順序應符合設計規定。簡支鋼構連續梁橋墩固接用豎向預應力預埋在橋墩蓋梁中，在墩梁固接構造混凝土澆筑前，應對豎向預應力筋作特別保護。應有專門的管道壓漿配方，采用真空壓漿。6.2.5 臨時支座、永久支座的安裝對于擱置空心板梁的臨時支座，其強度和剛度必須保證在梁板架設過程中不破損，基本無沉降值，可采用四周硬木板條用拉桿細栓箍緊方箱裝砂層辦法處理，擱置梁的臨時支座可用將鋼管截成8、筒狀側邊鉆孔臨時閥門封閉灌裝砂層的辦法，高度可比永久支座略高3mm5mm，以便體系轉換時最后拆除，在澆筑濕接頭混凝土前，應對永久性橡膠支座表面進行保護（塑料膜或薄鋼板覆蓋），其接縫處殘渣、雜質可用空壓機清除干凈，并仔細檢查各支座放置的平整度。先簡支后連續橋支座在伸縮縫處和連續墩處不同，伸縮縫處采用GJF4或GYZF4支座，連續墩處采用GJZ或GYZ支座，在連續墩處支座下設一定高度的支座墊石，GJZF4及GYZF4支座不允許傾斜安裝，對于永久橡膠支座安裝時，當縱坡1%時，需采取措施使支座平置，當有縱坡時必須采用梁底預埋鋼墊板調平后再放置支座。6.2.6 結構體系（支座）轉換在滿足強度、剛度、穩定9、性及拆除方便的要求下，對臨時支座（對于單支座簡支連續梁橋）構造、安裝、拆除方案進行研究，提出實施方案。嚴格按照設計要求的時間、順序進行結構體系（支座）轉換。6.2.7 新老混凝土連接面處理濕接頭部位新老混凝土接合最易成為結構的薄弱環節，新老混凝土強度必須達到一致連成整體，所以濕接頭部位老混凝土去皮相對重要。新老混凝土連接面處理，有試驗資料表明，新老混凝土連接面的抗拉強度與施工時的處理方法有關，彎曲抗拉強度滿足設計要求。所以，對現澆接頭部位的梁頂面應去皮處理，對有周邊解除面的（如空心板鉸縫）也應在預制場內鑿毛洗凈，以減少高空作業并保證新老混凝土粘結質量。同時由于該部位鋼筋、波紋管較密集，濕接頭混10、凝土一般用小石頭混凝土分層澆筑，層層仔細振搗。梁板預制時濕接頭預埋鋼筋位置一定要準確，板端鋼筋預留長度要一致，避免當梁板全部安裝完畢后處理接頭鋼筋造成的操作環境差、工人勞動強度大而無法保證接頭鋼筋連接質量情況出現。梁體上老混凝土的去皮鑿毛工作必須提前進行，當預制的梁板剛拆模后即開始施作，除對梁板端部接頭老混凝土鑿毛外，還必須重視鉸縫混凝土和梁上部負彎矩區梁頂鑿毛，避免梁板全部安裝完畢，鋼筋接頭接好后再做此道工序，費時、費工、殘渣、雜質飛落濕接頭縫隙內，用高壓風和高壓水槍均無法徹底清除，影響濕接頭混凝土澆筑質量，給今后橋梁運營安全帶來隱患。6.2.8 結構性現澆層與梁端濕接頭澆筑順序先簡支后連續11、梁橋靠梁端濕接頭和墩頂連續段預應力筋來實現體系轉換。墩頂連續段預應力筋一方面為結構性現澆層提供預應力，另一方面為橋梁提供支點正彎矩，以抵抗橋梁運營時支點負彎矩。結構性現澆層與梁端濕接頭的施工順序、施工時間間隔，對橋梁受力狀態產生較大的影響。因此，選擇合理的施工順序，可令橋梁成橋時得到更好的受力狀態。先澆筑結構性現澆層再澆筑濕接頭對結構更有利。因此，建議先澆筑結構性先澆層再澆筑濕接頭。6.2.9 結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層施工主要按照設計要求進行梁頂剪力鋼筋的預埋，特別是梁翼板現澆帶上的預埋。通過預制梁的試制，必要適當調整剪力鋼筋的伸出長度，適應剪力鋼筋與鋼筋網之間的連接，避免剪力鋼筋12、的失效。結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層混凝土澆筑后的基巖效應明顯，容易出現收縮裂縫，應在規定的時間（或預制梁齡期）進行施工，同時，應對裸梁頂面應按要求做鑿毛，或刷凈水泥漿，或刷專用粘結劑等增加新老混凝土連接性能的處理。在施工時采用專門的大門薄型混凝土的養護措施。7 勞動力組織以一座長達156m的大橋為參考，應由下列工種及人數組成，本工藝按一班工作時計（表1）。人員配備見表1。表1 先簡支后連續梁施工人員配置序號工 種人數分 工1指揮1現場指揮協調2技術員1施工中的技術指導3安全質量檢查員1安全檢查及值班4架梁工人7運梁4人，架梁3人5鋼筋工6焊接橋面梁端端橫梁及濕接縫鋼筋等6模板工8安裝13、橋面梁端端橫梁及濕接縫模板7混凝土工4澆筑橋面梁端端橫梁及濕接縫混凝土8機電工1修理機械，電器調配8 主要機具設備先簡支后連續梁施工中，主要機械是在架梁施工中的架橋機與運梁車。主要機具設備見表2。表2 主要機具設備表序號機具名稱規格型號單位數量備 注1架橋機120t臺1用來架梁2運梁車120t輛1用來運梁3電焊機BX-300臺4用于焊接鋼軌的連接拉桿4全站儀Tc402臺1用于放軸線及墊石線5水平儀臺1用于測量梁頂面標高9 質量控制9.1 易出現的質量問題9.1.1 結構體系轉換施工控制。9.1.2 連接段濕接縫新老混凝土連接質量。9.2 保證措施9.2.1 連接段濕接縫的施工預制簡支梁安裝在臨14、時支座上，調整好軸線與標高后即可進行濕接縫施工:1 對舊混凝土鑿毛處理，將梁頂板澆筑范圍內的表層混凝土鑿毛，在澆筑混凝土時濕潤表面，以保證新舊混凝土的良好結合。2 現澆混凝土鋪裝及橋面板濕接縫采取分期澆筑，一期為中支點兩側負彎矩鋼束范圍內橋面板濕接縫與中支點連續接頭混凝土一同澆筑；二期為張拉頂板負彎矩鋼束后，澆筑剩余橋面濕接縫混凝土；三期為體系轉換后澆筑混凝土鋪裝。9.2.2 結構體系轉換施工控制負彎矩鋼絞線全部張拉完成、壓漿、封錨后，即可落梁，進行體系轉換。體系轉換的核心是要保證梁體均勻、同步下降，支座共同受力。施工步驟為：1 在橋面墩頂附近布置測量點（標尺），精確抄平并做好初始值記錄。2 15、人員組織落實，進行技術交底，交代操作要點。3 由一聯兩邊跨開始對稱向中跨落梁，每個墩兩側對稱進行，下落方法是打開砂孔，緩慢均勻放砂，以便梁平穩均勻下落。4 測量橋面測量點標高，作好記錄，并堅持梁體無裂紋或損壞。5 臨時支座拆除。由于臨時支座拆除不是一次性同時完成，各永久支座處的相對位移勢必會引起空心板梁盈利重分布。因此，最佳的拆除工序因后連續跨數不同而異。針對常見的后連續跨數多于5跨，宜采用隔跨拆除法。而不是目前設計中經常建議的對稱拆除法。10 安全措施10.1 主要安全風險分析先簡支后連續梁施工中，架梁與運梁車工作時的安全控制為重中之重，在施工過程中，架梁、運梁施工現場嚴格實行統一指揮。應事16、先做出統一規定，并嚴格遵守。10.2 保證措施10.2.1 作業人員要技術培訓，分工明確，不可亂了工序和陣腳，注意人生、機具及梁體的安全。10.2.2 參加運、架梁操作人員首先要認真學習貫徹“安全生產”的方針，落實各項安全生產規章制度，熟悉各項安全操作規程，懂得指揮信號，并嚴格遵守操作規程和勞動組織紀律，服從分配，認真執行“三檢”制。10.2.3 對人員要明確分工，并建立崗位責任制。勞動分工應盡可能保持穩定，不得在操作前臨時調換工種，以避免由于技術不熟練而發生意外事故。10.2.4 施工運、架梁現場要嚴格實行統一指揮，在吊裝和運輸過程中除現場指揮人員外，任何人不得指揮操作。指揮操作采用各種手勢17、旗號、嗓音等訊號，應事先做出統一規定，并嚴格遵守，不得中途隨意改變，以免發生誤會。10.2.5 負彎矩張拉是較危險的施工作業，在張拉時要注意安全。10.2.6 在上班操作前和工作中必須戴安全帽和配備勞動保護用品。并設立安全警示標。10.2.7 高空作業人員要經過體檢，明確無心臟病、高血壓、貧血病、精神病等不適應于高空作業的疾病，才能擔任高空運梁作業，如工作前或工作中，在精神體力方面感到不適應高空作業時，應酌情另行安排作業。11 環保措施嚴格按照防治城市揚塵污染技術規范（HJ-T393-2007）要求，制定施工揚塵污染方案，依法提請排污申報，設置圍擋、圍欄和防溢座等，采取防塵、抑塵、壓塵和降塵18、措施，硬化進出道路，設置洗車平臺，采用密閉運輸，完善排水設施，防止泥土粘帶，確保施工運輸車輛清理干凈，施工現場周邊道路整潔，嚴格控制揚塵產生。12 應用實例12.1 工程簡介奉銅高速公路高陂大橋為簡支變連續預應力T梁，在第5跨及第13跨兩次跨越S309省道，該橋左幅17跨，右幅18跨，孔跨組成為左幅4*40+4*40+5*40+4*40m,右幅4*40+4*40+5*40+5*40m,0#，17#橋臺為D80伸縮縫，4#、8#、13#及18#右幅橋臺為D160伸縮縫；2#、6#、11#、15#橋墩設置墩梁固結。12.2 施工情況連續梁施工順序：首先在梁場預制T梁，并在墩、臺帽上安放永久支座和臨時支座，然后在橋跨內逐片將T梁安裝就位在臨時支座上，完成一聯內梁間聯結，梁端接頭混凝土澆注，橋面混凝土及防撞欄混凝土澆注，最后，一聯梁由兩端按相應次序逐墩拆除臨時支座，使T梁支承于永久支座上，即完成體系轉換。12.3 工程結果評價與普通板相比，箱形連續板橋所有建筑材料均有不同程度節省，鋼筋節省約40%，水泥節省約20%，吊裝重量比普通板輕約1/4，節約效益明顯，特別是其受力各部位相對均勻，伸縮縫少等優點，使其具有重大推廣價值。12.4 建設效果及施工圖片圖2臨時支座安裝 圖3 逐孔主梁安裝 圖4 濕接縫鋼筋綁扎 圖5澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土