1、耙巨逛佃刃閃吊茹房哩菲冠餅父晶荒廣僳友堤蒲猴內環惱欄季眼繪珊捏澇負成羹朽伏胚登城帖挽圣兵謠蔣玉謅翠雀釀毖灣擦媳抿傻圃頓影赴瓢蔬俠榜迫橡玉盞纏走滇仆泥磺難閹繃獲咬珍進顴疇箋薩批費斌炔東壁餞搶性屁峻墜敬蠶垮矩兇罪恍記亨灶隋親面珠狄怯矚額蝎仙嗡需層步拱嗅朝禽認斑嗚祿笆悅鞠犬游捕燥年蔬披唆馬夾附船稅紫挖鑲皺凄胸趁烷狀專蠶乾轉拆患辮婿古初坐添竣瞅旺鮮襟地聰折柔瑟梁喪媳蠢栓埂痙癡爆揩柴織卻湘撂喚沮粳浚吃閹胃森貴顆切佳必嘉林磕擁哮疏引發鱉悔熾南昨濺雨纂臍絮妊妒樸落綠叭鋼攣故覓柱峭憋艦疹藩痘酪署閉宏把憎呀夾黔淮贓蔗厘飛陷忽澳門凼仔第三跨海大橋預應力連續梁懸拼法施工工藝撰寫人:復核人:審核人:目錄一、 工程概況
2、二、 塊件預制 (一) 預制場地的選擇(二) 塊件的預制方法三、 塊件裝船運輸(一) 塊件吊離制梁臺座前的準備工作(二) 塊件整修(三) 塊件的裝船及浮運四、 懸拼吊架及作業程序(一) 懸拼吊架(二) 塊件拼裝作業程序五、 塊件拼裝的接縫處理及預施應力(一) 濕接縫(二) 環氧樹脂接縫(三) 預施應力及體系轉換(四) 膠接縫的預施應力過程中出現的問題及處理方法 六、 塊件拼裝位置的控制七、 懸拼施工中的幾個問題一、工程概況該橋上部結構形式為:從澳門側為(560)+(260)+(110+180+110)+(960)+(76045)=1825m,其中正橋110+180+110=400m為預應力混凝
3、土斜拉橋,除南引橋S16S17號墩跨為45m跨外,引橋其余跨均為60m的預應力砼等高連續箱梁,北引橋1N2為260m異形段箱梁,連接A、B匝道。匝道A為(422.6)(422.6)(422.6)=271.2m連續等高箱梁;匝道B為(322.6)+(322.6)+(322.6)(26.63722.6)(322.6)+(322.6)=519.6m混凝土箱梁。采用懸拼法施工的梁段從主橋1#墩至S14#墩,共34跨,28個“T”構,它們是主橋2、3號墩“T”構和引橋S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S10、S11、S12、S13號墩“T”構。主橋每個“T”構的拼裝塊件數為48塊,即每個懸
4、臂端24塊;引橋每個“T”構的拼裝塊件數為12塊,即每個懸臂端6塊。全橋共懸拼480個塊段,其中1#4#墩為向下的圓曲線,4#S4#墩為5%的下坡,S4#S6#墩為向上的圓曲線,S6#S14#墩為平坡。預制梁塊長有2m、3m、4m三種,梁體寬度主橋為15.90m,引橋為12.95m。各種塊件的數量如下:塊 段0#塊(現澆)2 m3m4m合龍段直線段數 量主橋448813664引橋24288286二、施工方法一 個“T”構懸拼施工的工藝流程如下:澆注0#塊砼提升1#塊節段、調整就位張拉0#和1#塊之間的臨時預應力筋安裝另一懸臂端吊架前移吊架1#塊上永久預應力束張拉、壓漿拆除臨時張拉鋼筋懸拼2#塊
5、節段在0#塊上安裝一個吊架0.5m濕接縫立模、扎筋、澆砼2#塊提升對位塊件拼接,張拉臨時鋼筋塊件對接面涂環氧樹脂膠2#塊上永久預應力束張拉、壓漿主要分為:箱梁0#塊施工、塊件預制、裝船運輸、拼裝等三個工序,其中塊件預制包含塊件的橫、豎向預應力筋的張拉及其管道壓漿。拼裝包括起吊、涂膠、定位、穿預應力鋼束、張拉縱豎向預應力鋼束、鋼筋及其孔道壓漿等。現將施工工藝分別介紹如下。 一、塊件存放 塊件預制方法祥見箱梁預制施工組織設計,這里對梁段起吊和存放做幾點補充。塊件吊離制梁臺座前應做好以下準備工作: 1.塊件編號:統一用紅油漆在箱梁腹板外側標示,并用箭頭指向塊件拼裝時的懸臂端,編號格式為:* 2.橫、
6、豎向預應力筋張拉壓漿:在砼強度達設計強度的80%時,張拉橫向和豎向預應力筋,壓漿可以在塊件吊離制梁臺座后進行,但不宜超過張拉后3天。 3.用紅油漆在相鄰塊件的兩個腹板內側作三角形的對接標志,以便于懸拼時的對位。 4.在塊段頂板的前后兩端放出箱梁中心線,用紅油漆標示,在懸拼時作為調整塊件標高和縱軸線的測量控制點。 5.箱梁底部的挑梁在存梁臺座上立模澆注。二、塊件裝船運輸 (一)塊件裝船運輸前的準備工作1.用鋼絲刷、粗砂紙等工具把膠拼面上的隔離劑(石灰水)清除干凈,然后用壓力水沖洗,并使膠拼面干燥。2.對濕接縫截面進行鑿毛處理。3用通孔器檢查孔道是否阻塞變形,并進行處理。4.檢查各錨頭墊板是否與孔
7、道垂直,否則,在錨頭墊板上加焊楔行墊板糾正。5.檢查梁體是否有蜂窩、麻面、缺棱掉角等缺陷并進行修補。6.安裝腹板內側的臨時張拉結構。(二)塊件的裝船及浮運塊件的運輸過程是:在下河棧橋與存梁臺座間鋪設運梁軌道利用梁場的200t龍門吊機把存梁臺座上的塊件吊放到軌道上的運梁臺車上運梁臺車利用自身動力將塊件運至下河棧橋的天車下方棧橋上天車運送塊件下河裝船。本橋箱梁預制塊件的最大重量為163.3t,梁高為6m,塊件長度分4m、3m、2m三 種。由于塊件高度較大,且橋址位于海區風大浪高,為了保證浮運過程中的穩定,在塊件裝船后必須對塊件采取固定措施(見附圖1)。浮運梁塊的船只為2只載重量400t的鐵駁,每只
8、鐵駁配兩只60t的拖船,兩只鐵駁分別獨立浮運一個梁塊。 三、 懸拼吊架及作業程序(一)懸拼吊點1.吊架構造吊架為分離式,每個吊架凈吊重量為180t。吊架由主桁架及連接系、錨固系統、操縱系統、提升系統、縱向調節系統、吊架滑移系統等6大部分組成,其主要性能參數如下:DQP180節段懸拼提梁機主要性能參數1節段長度(2m、3m)4m2最大起重量180t(含吊具等)3架橋機走行速度00.5m/min4吊點平移范圍0500mm5起升速度 約0.8m/min6起升高度30m7前支點最大壓力之和約302t(以凈起重170t計)8后支點最大拉力之和約85m(以凈起重170t計)9整機自重約37t10架橋機總功
9、率小于40KW11外形尺寸(長*寬*高)9m*12m*6m當拼裝3#塊及以后的塊件時,即將雙懸臂吊機拆開改裝為兩個獨立的吊架,如圖3所示。懸拼吊架由縱向主桁架、橫向起重扁擔、平衡重及錨固裝置、起重機構、走移機構、吊籃工作平臺等部分組成。吊架用萬能桿件和型鋼拼裝,其最大起重量為500KN。(1)縱向主桁架:是吊架的主要承重部分,桁架用萬能桿件和30槽鋼拼制而成,共四片桁架,各片之間設橫向聯結系連成整體。(2)橫向起重扁擔:由I55和30以及100組拼而成,其上安裝一組蘇式定滑輪組,用于起吊梁塊 ,該扁擔通過兩個10t的倒鏈,可以在主桁上順橋向來回滑動。(3)平衡重及錨固裝置:其目的是保持主桁架的
10、平衡,防止吊架傾覆翻轉。拼裝1#2#塊件,不設平衡重,而用8根35的錨固桿,將主桁架錨固在0#塊的豎向預應力粗筋上,拼裝3#11#塊件時,雙懸臂吊架分成兩個單懸臂吊架,每個單懸臂吊架分別采用1個澆滿水的、重量為23t的浮箱作為平衡重,還分別用4根35的錨筋將主桁架錨固于已拼好梁塊的豎向預應力筋上,防止吊架傾覆。(4)起重機構:每個吊點由2個蘇式五輪滑車組組成,用一臺7.5t卷揚機帶動。(5)走移機構:吊架整體縱移采用兩組8米長的鋼軌作下滑道,主桁底部設上滑道,上下滑道間涂黃油,用兩臺10t倒鏈拖動,橫向起重扁擔的走行,采用扁擔直接在主桁上滑移(涂黃油),由兩臺10t倒鏈拖動。(6)吊籃工作平臺
11、:供穿束、張拉、壓漿人員工作之用。它懸掛在主桁架的前端。2.吊架拼裝與改裝吊架的拼裝程序如下:(1)將吊架分成對稱的兩組(每組各2片),并在岸上分別預拼好。(2)在0#塊頂部按設計位置布置縱向主桁架的四個支點。(3)將兩組主桁架浮運至墩下,每組主桁架重約20t左右,合用兩臺水上TMK吊機將其吊上0#塊頂部,兩組主桁架就位后,立即拼裝橫向聯結系。(4)吊架錨固于0#塊頂部,并在其上安裝橫向起重扁擔。(5)安裝電動卷揚機(2臺7.5t卷揚機)和滑車組。(6)安裝吊籃工作平臺。經上述安裝后的吊架即可進行懸拼工作了。每側拼完2#塊后,將吊架進行如下改裝:(1)起重扁擔內移至支點附近,并設置好平衡重。(
12、2)在主桁架底部設置滑道,并涂上黃油,準備好拖拉主桁架的倒鏈(10t倒鏈)。(3)沿主桁架中部拆開分離。這時吊架改裝成了兩個獨立的懸臂吊架,用于分別吊裝兩側的塊件(311塊)。3、吊架的移動塊件拼裝及預施應力后,在拼裝下一塊件前,吊架需進行前移,具體步驟如下:(1)將起重扁擔內移至支點附近并松開錨固桿。(2)用50t千斤頂將吊架稍稍頂起,將下滑道前移2.5m或3.5m。(3)吊架前移采用2臺10噸的手拉倒鏈,在下滑道前端設置反力點,倒鏈連接于反力點與主桁架前支點的牽引鼻之間。(4)收緊倒鏈,實現吊架前移。(5)吊架定位對中。(6)安裝限位裝置,固定錨桿,并前移起重扁擔,準備下一塊件的拼裝。(二
13、)塊件拼裝作業程序1.濕接縫塊件拼裝作業程序(1)駁船浮運1#塊至橋下預定位置,并將駁船靠泊穩定。(2)掛好吊點后,兩側塊件同時起吊,塊件吊離駁船20cm左右后即可停止提升,檢查起重設備是否工作正常,當確認一切安全可靠后即可撤走駁船,將塊件繼續提升至拼裝高度。(3)移動橫向起重扁擔,使1#塊與0#塊靠攏,初步進行定位檢查,檢查縫寬(設計為20cm),核對孔道對接情況,發現問題及時處理。(4)正式定位后,焊接濕接縫定位撐塊,并安裝濕接縫制孔膠管、鋼筋、模板等。(5)張拉臨時束后,澆注濕接縫砼。(6)待砼強度達到40號后,進行全面預施應力。2.膠接縫塊件拼裝作業程序除1#塊外,其余塊件接縫均為膠接
14、縫 ,拼裝作業程序如下:(1)、(2)同濕接縫拼裝。(3)將塊件起吊至拼裝高度進行試拼,初步定位,檢查塊件的標高,中線以及孔道接頭并進行處理。(4)將塊件移開,在接縫面涂環氧樹脂。(5)塊件靠攏,正式定位。(6)張拉臨時束(噸位為設計噸位的60%),保溫1224小時后,進行正式預應力張拉。一、 塊件拼裝的接縫處理及預施應力(一)濕接縫本橋懸拼“T”構中,僅在0#塊與1#塊之間設置了縫寬為20厘米的濕接縫,其作用是便于1#塊的拼裝定位,保證現澆0#塊與預制1#塊之間的接縫密貼。濕接縫砼標號與梁體砼標號相同(50號),并摻入膨脹劑以消除砼收縮裂縫,保證接縫質量。(二)環氧樹脂膠接縫1.膠接縫的作用
15、及影響膠接縫強度的因素:提高懸拼塊件間接縫的抗剪能力,改善接縫處的應力傳遞。使接縫能承受拉力,提高抗裂性。增強懸臂的的整體性等。膠接縫的強度除和選用的膠結材料及其配合比有關外,還和膠接縫的施工操作工藝有密切關系。例如:非活性稀釋劑用量過多,膠接縫施加壓力不足(小于2kg/cm2),膠接面處理不佳(油脂未除去,膠合面潮濕),硬化溫度不合適,作業時間超過規定等等,均能引起膠接縫強度降低,因此選擇適當材料、嚴格施工工藝是保證膠接縫質量的關鍵。2.樹脂膠的材料施工中采用的環氧樹脂的材料主要是由環氧樹脂粘結劑、增塑劑、稀釋劑、硬化劑以及填充料等材料組成。環氧樹脂粘結劑:采用6101低分子量樹脂。硬化劑:
16、根據施工操作時所需的硬化時間,選用了在常溫硬化的簡苯二胺。增塑劑:環氧樹脂硬化以后,其性能較脆,為增加膠結材料的塑性,提高其抗沖擊、抗彎及抗拉性能,選用二丁脂作增塑劑。稀釋劑:在常溫條件下,可降低粘度,浸潤膠合劑表面,提高粘結力,增加體積容量和填充料含量,以及便于涂抹與延長使用時間。本橋選用活性稀釋劑501#(環氧丙烷丁基醚),施工中還采用了非活性稀釋劑丙酮來吸附涂膠面的水分。填充料:是改善膠結料的機械物理性能,滿足操作要求的摻合料,施工選用了便于調整施工稠度,控制膠層厚度,提高膠縫彈性模量的水泥作為填充料,所用水泥須干燥無水,并用900孔/平方厘米的篩子過篩。輔助材料:由于環氧樹脂膠結料不溶
17、于水,因此對工具的洗刷采用丙酮或二丁脂。3.環氧樹脂膠結料的配方環氧樹脂膠結料的配方,是根據膠接縫所要求的物理力學性能,以及拼裝時的環境溫度和所要求的操作時間而選定的。本橋在經過幾十種配方試驗后,選擇了低溫配方和高溫配方各一種,如下表所示:環氧樹脂膠結料的低溫配方(010)6101涂料A-1稀釋劑501增塑劑A-2低溫固化劑YH-82滑石粉525#水泥工作時間(h)6733103.3308254環氧樹脂膠結料的高溫配方(2035)6101二丁脂簡苯二胺525#水泥工作時間(h)1002030220 4其中水泥用量,可根據施工時膠合面的不同施工溫度進行適當調整,其調整數據以涂膠厚度不超過1毫米,
18、在涂膠時間內不產生下淌為宜,其它材料的用量均不得隨意更改。4.膠接縫施工工藝(1)準備工作檢查入庫材料的牌號、性能是否和經試驗選定的材料相符。挑選身體健康的人員組成膠接縫施工專業隊,進行施工工藝交底。清除箱梁膠接面的油污和石灰層(預制箱梁塊時,為便于脫模,在匹配面上涂上了石灰水),并使膠接面保持干燥。準備好口徑350mm400mm和口徑200mm的容器以及毛刷若干,以供調制和涂刷樹脂膠時操作人員使用。準備防雨措施,以防天氣變化影響施工質量。冬季施工,備好保溫設備。(2)拌膠程序及注意事項拌膠程序先將環氧樹脂與二丁脂,501#與簡苯二胺,分兩個容器分別拌合,其中簡苯二胺需先搗碎成粉末后,再加上5
19、01#稀釋劑,加熱至5560,攪拌稀釋均勻,并使水分和氣泡逸出,然后倒入前者的容器,混合攪拌,最后加水泥繼續攪拌均勻為止。注意事項a.嚴格按拌合順序逐一稱量,不準隨意變動配合比。b.拌料要均勻,加料時應邊拌邊加料,攪拌速度要快,攪拌時間不得少于10分鐘。c.攪拌時不得有雜物、水分進入,陽光不得直接照射。d.在塊件初步定位,各項涂膠準備工作就緒后,方可加入固化劑,以便在規定時間內操作完畢(一般為30分鐘),防止硬化。e.每次拌合的膠結料均應做好各項記錄,制作試件,試件要在與實物處于相同的條件下進行養護,以供試驗檢查。f.各種容器使用后及時檫洗干凈。涂膠工藝及注意事項為保證在硬化前對膠接縫施加0.
20、2Mpa的壓力,因此要求涂膠操作在預定時間內完成(30分鐘),同時涂膠、預施應力等各項工作必須密切配合。涂膠工藝及注意事項如下:a.人員組織:按兩個接縫同時涂膠組織,根據接縫面積,涂膠厚度、硬化時間以及每人每小時能完成的涂膠面積來確定涂膠人數。當涂膠厚度為1毫米時,每人每小時能完成2.0平方米左右。b.操作時,先由下而上掛膠,在左右鋪平,最后自上而下刮平。涂膠厚度控制為1毫米。c.膠結料在使用過程中,要繼續攪拌,以保持均勻。d.樹脂膠涂好后,在接縫面的預應力孔道上帖一塊厚10mm的環行海綿墊(普通海綿),以保證預應力孔道的密封,防止孔道壓漿時串漿、漏漿。e.根據試驗得知,環氧樹脂膠粘料涂抹以后
21、,需對膠縫施加0.2Mpa的壓力,并且還要求在比較穩定的溫度下進行硬化,特別是初始養護的溫差必須嚴格控制。本橋在懸拼施工中,由于氣溫較低,我們采用了草帶加蓬布覆蓋的保溫措施,使砼表面保持在特定的溫度范圍,其溫度變化幅度控制在510。f.膠縫加壓后被擠出的膠粘料要及時刮干凈以免污染箱梁,影響外觀。(三)預施應力及體系轉換1.壓膠束臨時張拉。根據施工工藝要求,膠拼面樹脂膠要求在一定的壓力下進行硬化,因此需臨時張拉壓膠束,每個膠拼面選用6束,其中頂板4束,腹板各一束,并與膠拼面豎軸對稱,每束張拉力300KN。2.全面張拉。待環氧樹脂膠強度達到設計強度后,(一般為24小時),張拉全部靜定鋼絲束,臨時張
22、拉的壓膠束也松解重新張拉至設計噸位。張拉原則:先長后短,先邊后中,先上后下,交錯的原則進行。張拉質量采取應力、伸長量雙控制,張拉采用分級張拉。其加載順序如下:0初應力(10%k并劃線作記號)105%k(持荷5分鐘后,測量伸長率)k頂錨塞油缸回零(測回縮量)回油退楔。其中k=1200Mpa,每束鋼絲束的設計張拉力為565KN,分級張拉,每級5Mpa 。3.豎向預應力張拉豎向預應力筋在箱梁預制時已安裝在塊件內,塊件在拼裝完畢后即可直接進行張拉。張拉順序如下:0初應力(10%k并劃線作記號)k(持荷2分鐘,測量伸長量)擰緊螺帽進行錨固卸載。其中k=477Mpa,每根鋼筋設計張拉力為234KN,豎向預
23、應力筋張拉時沒有進行分級加載,均屬直接張拉至設計噸位。4.合龍段設置內支撐并預施應力。根據設計圖紙的要求,在合龍段內設置鋼支撐。鋼支撐位置如下圖所示。安裝鋼支撐要求在當天氣溫最低時進行,支撐裝好后,按設計規定張拉合龍段臨時束,然后進行合龍段鋼筋、砼的施工。待砼強度達到設計強度的80%時,張拉合龍段預應力鋼絲束并進行體系轉換。合龍由邊孔向中孔對稱進行,永久固定支座設在12#墩上。(四)膠接縫在預施應力過程中出現的問題及處理方法廖家溝大橋箱梁懸拼在預施應力過程中,出現了膠接縫下緣開口的現象,這是由于在預施應力時,箱梁截面下緣出現拉應力所致。處理辦法:(1)在箱梁底板部位用兩臺10t倒鏈拉住,抵抗預
24、施應力時在下緣所產生的拉應力,效果良好。(2)在箱梁底板部位有預應力孔道9通過束孔道)的截面,采用增加兩道底板臨時束的辦法,效果良好。臨時束的張拉噸位為設計噸位的60%。由于箱梁拼接面的腹板部位設有剪力鍵,因此在預施應力時,梁塊沒出現向上滑移的現象。二、 塊件拼裝位置的控制塊件拼裝時,必須按設計線型控制各塊件末端的底面和頂面標高及橋軸向位置。本橋箱梁塊件的標高控制以梁塊末端底面標高作為控制對象(其中1#塊需控制前后兩端的底板標高)。梁塊的頂板和底板兩端設置騎馬線,即梁塊的中軸線,是梁塊吊離制梁臺座前統一設置的,懸拼中,用以控制橋中線。本橋的箱梁懸拼中,標高和中線的變化難以控制,往往出現上翹和側
25、彎的現象,一般在拼至3#塊以后,標高就是呈現偏高的趨勢,且中線也偏離理論位置。當初,我們采用23mm厚的石棉墊塊來進行調整,但效果較差,后來就干脆采用了墊鐵板設置小濕接縫的辦法來進行調整,通過幾何計算來決定該截面上下左右的縫隙寬度,使被調整的梁塊朝有利方向扭轉一定角度,將標高和中線的偏差逐步調整過來。小濕接縫的施工方法與1#塊、0#塊之間的濕接縫施工方法相同,但因小濕接縫的寬度較小(一般5厘米左右),縫內無法澆注砼,只能澆高標號砂漿(摻膨脹劑),砂漿標號為65號,力學性能滿足設計要求。各“T”構的設縫位置如下所述:下行道:10#墩“T”構,4#塊與5#塊之間設縫(調標高、中線)。11#墩“T”
26、構,6#塊與7#塊之間設縫(調標高、中線)。12#墩“T”構,6#塊與7#塊之間設縫(調標高、中線)。13#墩“T”構,僅揚州岸5#塊與6#塊之間設縫(調標高、中線)。上行道:10#墩“T”構,7#塊與8#塊之間設縫(調標高、中線)。11#墩“T”構,7#塊與8#塊之間設縫(調標高、中線)。12#墩“T”構,5#塊與6#塊之間、7#塊與8#塊之間設縫(調標高、中線)。13#墩“T”構,6#塊與7#塊之間設縫(調標高、中線)。三、 懸拼施工中的幾個問題(一)由于缺乏經驗,箱梁塊在預制時沒有很好的在梁塊上設置標高測量標志,因此在懸拼中控制標高時,只能以梁塊底板的底面為基礎,不可避免地造成了較大的偏差。(二)為調整懸臂端的標高和中線誤差而設置的施接縫,由于縫較窄,在往里澆砂漿時,不可避免地出現了密實度不均勻地現象,因而對截面受力有一定影響。(三)在進行預應力孔道壓漿時,拼接面處仍出現了串漿漏漿現象,但在懸臂完畢后,對壓漿不密實地孔作了補漿處理。(四)從設計地角度來看,箱梁懸臂拼裝的施工方法是有其優越性的,但從施工方面來講,要保證良好的接縫質量和密實的孔道壓漿質量,難度很大,而且梁部的結構線形也不好掌握。懸拼中的有關標高數據及有關附圖見后面的附錄。