预制梁首件施工实施方案

乐广高速公路T10标

预制箱梁首件实施方案

编制：

审核：

审批：

中铁隧道集团有限公司乐广高速公路T10标项目经理部

二O一O年十一月

预制箱梁首件工程实施方案

一、工程概况

本合同段马渡互通特大桥、乳源河大桥、江湾河大桥上部结构设计采用装配式预应力砼箱行连续梁及简支梁，西岸小桥上部结构设计采用装配式钢筋砼简支空心板。桥梁预制箱梁及空心板设计参数见表1。

表1 桥梁预制箱梁设计参数表

二、准备阶段

（一）、施工组织准备

1、根据广东省广乐高速公路桥梁标准化指南，我部桥梁预制箱梁施工成立实施工作小组，负责标段所有预制箱梁的方案工艺审定、实施过程监督指导及总结考核工作。在箱梁实施工作小组的指导下，充分完善桥梁上部结构的技术交底工作。

2、在箱梁首件工程施工前对施工班组及现场管理人员进行交底，并组织施工员工集体学习，认识该工程的重要性，熟悉箱梁工程实施管理方法，加强箱梁工程实施

过程中的关键工艺和质量控制措施，明确箱梁施工考核奖惩办法，对该工程施工过程中不按规范要求施工的班组给予经济处罚，情节严重的将其清退出场。

3、有关技术文件和施工方案编制已完成并经审核批准，现场安全质量保证体系已建立，明确了每工序负责人。

4、分项工程开工报告已得到批复，施工现场的劳动力满足施工进度的要求，施工进度计划及分项工程的施工方案已得到批复。

5、箱梁工程实施前，用于箱梁的相关原材料、机械设备等严格按照合同及标准化要求进场或准入检查，对不能满足要求的前述材料或设备坚决清除出场。

6、根据总体施工组织安排和形象进度目标，落实箱梁实施，进一步深化工作计划和安排。

（二）、施工现场准备

1、施工人员、机械、设备已全部到位，明确了质量、安全、工期、环保等要求；钢筋、水泥、砂石、钢绞线、锚具等原材料均已到场并通过检验。

2、钢筋加工机具、班组已到位并完成钢筋制作及安装技术交底。

3、箱梁砼施工配合比已调配完成，砼拌和站调试完毕，可随时供应砼。

4、首件箱梁施工场地能满足砼运送要求，能够满足施工条件。

5、箱梁工程实施前，严格按照标准化要求做到场地布置合理、整洁、美观，工艺流程图和指示标识准确、齐全。

三、施工计划

2010年11月16日开始桥梁预制箱梁首件工程施工，选定为马渡枢纽互通主线特大桥右幅79跨79-2#梁为首件工程。

四、施工方法

1、钢筋制作安装

钢筋的加工、绑扎按《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000有关规定进行。

①钢筋加工

调直：钢筋调直采用冷拉的方法，即将钢筋的两端夹住，用调直机（或卷扬机）将其强力拉直。Ⅰ级钢筋的冷拉率控制在4%以内。

剪切：钢筋按所计算的下料长度进行剪切，当钢筋直径小于12mm时用手动剪切器剪切，当钢筋直径大于12mm而小于40mm时用钢筋弯切机剪切。

弯曲：钢筋弯曲前在加工前先划线，然后用弯曲中心机弯曲。

接头：受力钢筋的绑扎接头位置应相互错开。在受力钢筋直径30倍区段范围内（不小于500mm），有绑扎接头的受力钢筋截面积与受力钢筋总截面积受拉区不得超过25%，受压区不得超过50%。

②钢筋绑扎

图2 钢筋搭接图

注：d为被焊接钢筋的直径

焊接采用电弧焊，采用双面焊接，焊接时，两钢筋搭接端部预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头双面焊缝的长度不小于5d，单面焊接的长度不小于10d。且钢筋焊接时，同一截面钢筋焊接接头面积不得超过50%。钢筋绑扎采用20~22号铁丝，绑扎前要核对预制梁的类型，与加工的钢筋半成品对号入座。

为了便于箱梁钢筋的绑扎定位，根据箱梁钢筋的配筋间距，用槽钢制作了钢筋加工模具，钢筋加工模具上刻有与箱梁钢筋间距相同的刻度，便于钢筋的绑扎；波纹管的安装采用#字架固定，直线段每隔1米设置一组，曲线段每隔0.5米设置一组，在绑

体普通钢筋。锚垫板的安装与波纹管相垂直，用螺丝固定的端头板上，待砼浇筑完后缷下端头板即可，能够保证锚垫板定位准确。

为了确保钢筋在混凝土中有一定厚度的保护层，用高强度砂浆垫块呈梅花形布置在钢筋骨架两侧，钢筋保护层厚度用梅花形砂浆垫块控制，布置按纵横向间距均不得大于0.8m，梁底位置间距不得大于0.5m，确保每平方米不少于5块，砂浆垫块的尺寸分别有：2cm、3cm、4cm三种规格，一片20米预制箱梁大约用垫块250块。

2、模板制作与安装

①模板准备

在模板安装前，检查其编号、几何尺寸、平整度和连接牢固程度，必须满足“预制梁模板准入制”有关要求（具体要求见表1）。生产前必须及时清除模板上的水泥块及污渣，安装前应均匀涂刷脱模剂，拼缝处粘贴橡胶带防止漏浆。钢筋骨架与模板支架之间用定型塑砂浆块垫紧，避免浇注混凝土时钢筋移位，保证构件保护层和壁厚满足设计要求和规范允许误差。

表1 预制梁片模板有关要求

采用5t小型龙门吊模板安装，安装过程，速度要缓慢，不可挤压、碰撞已扎好的钢筋骨架。模板安装顺序可先中间后两边先外模后内模。模板安装后通过自检合格报监理鉴证后方可进入下一道工序。

③模板固定采用台座底模内预留孔上拉杆和模板顶拉杆钢管支顶固定，模板上下拉杆必须将螺帽上紧，为了防止振动时螺帽松动，采用双螺帽，侧面垂直度用斜撑调整。钢模板安装后，其内部几何尺寸偏差值小于《公路桥涵施工技术规范》的要求。

④模板的各项指标验算

(一) 、模板选用条件及有关参数取值

混凝土的温度T=20℃

混凝土的浇筑速度v=4 m/h

混凝土的坍落度:11 cm

混凝土浇筑倾倒荷载:F3=4 kN/m2

模板形式：钢模，自重标准值g=0.75 kN/m2

荷载折减系数k: 0.85

钢模选用：钢板厚度为5mm，模板长度L=30m，模板宽度b=2.4m

惯性矩Im=1.125*108mm4 ,截面抵抗矩Wm=2.25*106mm3

(二)、计算

1、荷载计算：

混凝土对模板产生的侧压力：

F =γcH =25*0.5＝12.5 kN/m2

F2=4 kN/m2

F：新浇筑砼对模板的最大侧压力(kN/m2)

γc:混凝土的重力密度：25 kN/m3

新浇筑混凝土的初凝时间: t0=200/(T+15)=200/(20+15)＝5.7h

H：混凝土侧压力计算位置处至浇筑混凝土顶面的高度：m

β1：外加剂影响修正系数：1.2

β2：混凝土坍落度影响修正系数：1.0

F1= 12.5kN/m2

恒荷载：F恒=F'×1.2×k=12.5*1.2*0.85=12.75kN/m2(用于挠度计算) 活荷载：F活=F2×1.4×k=4×1.4×0.85=4.76kN/m2

总荷载为：F=F恒+F活=17.51 kN/m2 (用于强度计算) 2、验算：

（1）模板验算：

q1=F×b=17.51*1000/10002*500=8.755N/mm (用于计算承载力)

q2=F恒×b=12.75*1000/10002*500=6.375 N/mm (用于计算挠度) 抗弯强度验算：

l：小楞的间距3000mm

M=q12/8=8.755*30002/8=9849375 N?mm

σ=M/Wm=9849375/2250000=4.3775 N/mm2≤ [f]

其中：[f] 为钢材抗弯、抗拉强度设计值：205N/mm2

经验算，模板符合要求

（2）挠度验算：

W=5*q2*L4/384*Em*Im

=5*6.375*30004/384*2.06*106*1.125*10＝0.29 mm ≤ [w] [w]：钢模允许挠度 [w]= 1.5 mm

经验证得知，钢模板本身符合要求。

3、混凝土施工

在浇注混凝土前，经监理工程师检查模板、钢筋、预应力管道位置及伸缩缝预埋钢筋、护栏预埋钢筋、泄水孔、支座的预埋钢板是否齐全并确定无误后，方能浇注混凝土。

混凝土用自搅混凝土，直接用混凝土灌车去拌和站接混凝土，运至要浇筑的箱梁位置。用龙门吊吊至灌注部位，混凝土原材料分类堆放，并且用同一个厂家或地方出产的原料，以保证构件外观颜色一致。

根据广东的气候条件，需要考虑雨季影响。雨季施工期间，浇注混凝土前向气象预报部门了解当天的天气情况，以便采取预防措施。尽量不在大雨天进行混凝土浇注施工，但为防止浇注过程中突降大雨，施工现场常备彩条布，以便能及时对新浇注混凝土进行遮盖。在雨季节施工，经常检测混凝土坍落度和砂、碎石含水量，及时调整混凝土的用水量，以保证混凝土严格按照设计配合比施工。

混凝土的振捣采用插入式振动棒，并附加使用附着式振捣器振捣，直至混凝土表面泛浆、无气泡析出。浇注箱梁混凝土时，先从梁端向另一端推进，注意混凝土的坍落度，浇注顺序先底板，后腹板，再顶板。

对预制箱梁内芯模或预留孔（槽）的抽（拆）芯模的时间，应通过砼试块强度来确定，即砼试块压强达0.4至0.8MPa时拆模为宜。在夏季气温30℃左右，预制箱梁内芯模拆模时间宜为8小时.为保证箱梁腹板侧模砼表面和棱角不因拆模砼强度不足而损伤，宜取砼强度不低于2.5MPa时拆去侧模。在夏季气温30℃左右时，宜取不小于24小时或36小时，拆去侧模。为保护砼表面不受损伤，拆模时严禁使用锋利器具猛敲，强扭和硬撬。严禁外扔刚拆下的模板，并将刚拆下的钢模板，由熟练工人进行整平、抛光和涂脱模剂防污防锈，小心置放遮盖待用。

预制箱梁拆模时，须经监理工程师同意和旁站，小心拆模。在拆模后立即进行直观检查。一般不许进行装饰（涂刷水泥浆等），对于在规范允许范围内的局部表面缺陷，若需处理，其处理工艺必须经监理工程师同意后方可进行。拆模板后，可将预穿防堵

的硬塑料管全部抽出，并随即用塑膜（纤维布）将波纹管口包扎好，以防人为异物丢入管道内。待混凝土终凝后进行喷淋养护洒水，养护时间从灌注完成开始计时，通过增压泵将循环池的水增压送往暗装在制梁区纵向主水沟内的DN65管；然后分流到暗装在制梁区的横向水沟内的DN32支管；在每个箱梁台座的端部由DN32管变径接出一根DN25管喷淋支管接口，喷淋支管接口有三个出水口由DN25铜芯闸阀控制；最后在梁片的两边翼缘板底部和梁片顶板分别设有一根DN25喷淋支管，支管上每隔80cm设有喷头，通水时就能达到自动喷淋效果，喷淋支管是移动式管。喷淋管配置：20m、25m、30m、40m梁各9套。梁片拆模后安装自动喷淋养护措施进行养护，并用土工布覆盖至梁底保持足够的湿度和温度，不能只覆盖梁顶部分；混凝土覆盖养生在7天以上。为保证板连接面粗糙，满足设计要求，施工时，表面用木抹子抹平后，在混凝土泌水现象完全停止后，用竹扫帚对箱梁顶板混泥土表面进行拉毛，用金刚钻头凿毛机对翼缘板、封锚端、中横隔板端部进行凿毛。

6、预应力张拉

①预应力钢束加工

预应力筋下料长度既要满足使用要求，又要防止下料过长造成浪费。预应力筋下料长度的计算，应考虑预应力筋的品种、锚具形式、弹性回缩率、张拉伸长值、构件孔道长度、张拉设备与施工方法等因素，由于预制梁采用两端张拉，故每根钢绞线的长度按下式确定：

L=L0+2（L1+L2+L3+L4+ L5）

式中L0——构件的孔道长度；

L1——工作锚厚度；

L2——千斤顶长度；

L3——工具锚厚度；

L4——限位板长度

L5——长度富余量；（一般取100mm）

然后在工作台上排列整齐编束，防止钢绞线相互缠绕，后用胶布缠裹钢绞线束两端，防止穿破波纹管。预应力筋下料时采用砂轮切断机切割。在施工时，绝对禁止电焊，风焊等将钢绞线烧伤或灼伤。波纹管接头处的处理必须密实，外套一节大一号的波纹管，再用胶布缠裹严密，防止漏浆。

②预应力筋的定位和安装(包括孔道成型方法):

a当普通钢筋底筋和骨架安装成型后，可以进行波纹管的安装，按图布控，平面关系按顶、底板纵向预应力钢束布置图布置，钢束中心距梁底板高度按设计高差控制，波纹管安装要求绑扎牢固，直线段每隔1m设置波纹管定位“井”字架钢筋，曲线段每隔0.5m设置波纹管定位“井”字架钢筋，定位“井”字架钢筋应按设计图纸绘出的预应筋坐标，算出波纹管底部定位筋的坐标，划出定位筋位置，再将其与骨架或箍筋焊牢，骨架(箍筋)应绑扎适量的垫块垫实，呈梅花型，其强度与厚度均应符合设计要求。

b波纹管的接头采用套接法，套管长约30cm，管纹应互相转接吻合。并用密封胶布包裹，防止浇砼时，砼浆渗入管内。

c预应力筋与普通钢筋位置发生冲突时，应适当移动普通钢筋。

d预应力筋分别锚固在梁体的两端和底部，预留槽口绑扎钢筋时应注意槽口钢筋，钢板的安装，槽口部位砼张拉后才浇筑，应预埋适当钢筋。

e波纹管安装完成后，在波纹管内穿入一根比波纹管内径小10~15毫米的塑料管，在灌注混凝土时经常抽动。

安装工具锚和工作锚之前，钢绞线清理干净，并逐件检查外观质量，有无裂痕、伤痕，尺寸是否合格。在进货后，抽样送检，检查硬度指标。安装锚具时，弹簧筋、锚具的埋设必须垂直钢束中心线。

③预应力张拉

张拉时，箱梁混凝土强度必须达到设计强度的85%以上且满足七天龄期。预应力张拉施工前，张拉机具提前进行标定，张拉机具与压力表应配套使用，千斤顶与压力表在张拉前进行配套校验，校验设备送到国家认可的计量部门进行校验，并使千斤顶活塞的运行方向与实际张拉工作状态一致，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线或线性回归议程。从而计算出各束钢绞线的张拉控制应力相对的压力表读数值，并由专人负责使用、管理和维护。使用时千斤顶与油压表配套，禁止混用。箱梁钢束两端对称张拉, 20m箱梁钢束张拉顺序为N1,N2,N3号钢束；25m箱梁钢束张拉顺序为N1,N3,N2,N4号钢束。30m（1.6m高）箱梁钢束张拉顺序为N1,N3,N2,N4号钢束; 30m （2.0m高）箱梁钢束张拉顺序为N3,N2,N4,N1号钢束；40m箱梁钢束张拉顺序为N4,N2,N3,N5,N6,N1号钢束。钢束张拉采用应力控制、伸长量复核的双控方式。(注：“实测伸长量应在设计伸长量±6%误差范围以内)

A、伸长量计算

对预应力钢绞线施加张拉力，采用千斤顶，张拉力的大小，根据千斤顶压力表读数及钢绞线的伸长值来确定。在设计计算中应确定摩擦系数的界限和回缩的容许界限，以便张拉控制，计算时主要考虑以下因素：千斤顶内磨损、锚具滑移、变形及磨损，孔道与钢绞线磨损，混凝土弹性变形、徐变、干缩及钢绞线应力松弛损失等因素，即有效张拉力是从压力表读出的初期张拉力扣除以上各项损失计算得来。

预应力钢绞线伸长值的计算与张拉力计算一样，都是预加应力控制中不可缺少的重要计算。

预应力钢材本身的伸长值，用钢材的弹性模量去除钢材应力再乘以所定的钢束长度即可求得，但要注意考虑摩擦影响钢材应力的变化。即伸长值随着与摩擦有关的系数的变化而变化。应注意现场测定的伸长值是上述预应力钢材本身的伸长值与砼构

件上作用预应力后产生弹性压缩变形之和的表观伸长值。

后张预应力张拉时理论伸长值△L＝PL［1-e-(kL+цθ)］/［(kL+цθ)AyEy］P—预应力钢材初始张拉力（N）

L—预应力钢材长度（cm）

Ey—预应力钢材弹性模量（N/mm2）

Ay —预应力钢材截面面积（mm2）

ц—预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数

K —孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数

θ—从张拉端到计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad

钢束理论伸长值的计算过程

伸长值采用有效应力法计算，计算原理如下：钢束按曲线变化段计算特征值，即区段长度和曲线夹角，分别计算出张拉截面至计算截面的平均张拉力计算伸长值，最后将各分段伸长值累加即为钢束总伸长量。N1,N2,N3钢束按六段曲线计算，考虑千斤顶张拉时工作锚厚4.5㎝，限位板厚2.9㎝，千斤顶长度33.5㎝，工具锚厚度5.5㎝，总长度为92.8㎝。

例：20m箱梁N1，N2,N3钢束钢绞线理论伸长值见曲线图和计算附表。

中跨、边跨20m箱梁钢束构造图（半跨）

20m箱梁中跨、边跨N1钢束伸长值计算

20m箱梁中跨、边跨N2钢束伸长值计算

20m箱梁中跨、边跨N3钢束伸长值计算

张预应力钢材张拉实际伸长值△L的计算方法。

△L＝△L1＋△L2

式中△L1—从初应力至最大张拉力间的实测伸长值（cm）

△L2—初应力时的推算伸长值（cm），可采用相邻级的伸长度，预应力钢材张拉前，应先调整到初应力σO（一般可取张拉控制应力的10～25%左右），再开始张拉和量测伸长值，实际伸长值除量测的伸长值外，应加上初应力时的推算伸长值。

B、张拉

a 张拉顺序按设计钢束编号进行，采用两端逐级张拉的方法进行，两端张拉时，两端的千斤顶张拉应同步，由一人专人指挥。张拉采用应力，应变(伸长量)双控制。

b 预应力钢束应以渐进的和均匀的速度张拉。钢丝束伸长值与监理同意的计算伸长值误差应控制在6％以内。如果计算伸长值与实际伸长值有明显的出入，继续张拉前通知监理工程师。

c 除非另有书面允许，张拉工作应在监理工程师在场时进行。

d 预应力张拉作业时，应由技术人员专职指导。所有操作预应力设备的人员，应通过设备使用的正式训练。

e 张拉程序

ⅰ检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上。并要注意钢丝束中每根钢丝受力要均匀。

ⅱ准备工作就绪后，两端人员互打招呼，千斤顶缓缓进油，用锤轻轻敲击锚环，调整位置，使孔道、锚圈、千斤顶的轴互相重合，避免断丝，从而调整钢丝的长度，便于正式张拉时钢铰线受力均匀。到达初应力时，千斤顶受力一定程度后尾端开始上翘，此时应放松悬吊千斤顶的手动葫芦，停止进油，在千斤顶的端处钢丝上划线作记号，作为测量钢丝张拉伸长值的基点(也可根据千斤顶的行程量度伸长量)。

ⅲ由初应力到应力的100%张拉共分3级进行，两端千斤顶同时分级张拉，由专人指挥，尽量做到同步进行，每增加一级力，挥旗为号，使升压速度接近相等，达到设计应力后，关掉电机稳住进油量，持荷2分钟，以减少钢丝松驰的影响，使钢丝应力趋于稳定状态，并应检查钢铰线有无滑丝，如有则应及时按规范处理。

7、孔道压浆

孔道压浆是为了保护预应力钢筋不锈蚀，并使预应力筋与构件混凝土有效的粘结，从而既能减轻梁端锚具的负荷，又能提高梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。

①准备工作：用砂轮机切割端头多余的预应力筋,预应力筋外露长度30mm，并用无收缩水泥砂浆密封锚头，锚头不得漏浆、漏水，清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通和孔道密封良好。预应力钢绞线张拉完成封锚后，一般24～36ｈ之内宜及时进行孔道压浆，水泥浆一般为纯水泥浆，根据要求进行水泥浆原材料检验和配合比设计，水泥浆水灰比一般为0.4-0.45，当掺加减水剂，水灰比可减小到0.35；浆体泌水率在拌和3小时后应小于2%，泌水在24小时之后应被浆体完全吸收；初凝时间不小于3小时，终凝时间应不大于17小时；浆体体积变化率应小于5%，28天龄期强度应符合设计规范要求。

②真空注浆施工方法：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.1Mpa左右的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，压浆时应缓慢、均匀地进行，不得中断。直至充满整条孔道，并加以≤0.7Mpa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。

③真空压浆的工艺流程：

A.检查压浆过程所需的各种材料、机具是否齐全，并按要求连接好各种管道；

B.检查预应力管道及其连接件的密封性，能保证启动真空泵10min内管道获得-0.1MPa左右的真空度，一般控制在-0.06MPa～-0.1MPa之间。否则应进行检查和更正工作。

C.拌浆前应使拌和机内壁充分湿润，将称量好的水、水泥等拌合料倒入拌和机搅拌2min，再加入外加剂搅拌3min后出料。出料后压浆前必须经过1.2mm的筛子，以免有杂物进入损坏设备、堵塞管道。

D.启动真空泵抽真空，在保持真空泵运作的同时，启动灌浆泵，压浆端应以0.5～

0.7MPa的压力开始压浆。注意，在压浆过程中真空压力将会下降，但应保持在不低于-0.03MPa。从透明的喉管中观察水泥浆是否已填满波纹管。继续压浆直至水泥浆到达安装在负压容器上方的三相阀门。

E.操作阀门以隔离真空泵及水泥浆，将水泥浆导向废浆桶的方向。继续压浆直至所溢出的水泥浆形成流畅及一致性，没有不规则的摆动。

F.关闭真空泵，关闭设在压浆泵出浆处的阀门。

G.将设在压浆盖帽排气孔上的小盖打开。打开压浆泵出浆处的阀门直至所溢出的水泥浆形状均匀。在压浆盖帽的排气管上安装小盖，并保持压力在0.4MPa下继续压浆30秒钟，使管道内有一定的压力。

H.关闭设在压浆泵出浆处的阀门，关闭压浆泵。

J.拆下真空管的两个活接，卸下真空泵；拆下空气过滤器和压浆胶管，清洗压浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具、设备。

K.压浆的温度宜控制在5～35℃之间，以防水泥浆发生离析。夏季高温季节施工，宜在晚上进行压浆。

L.压浆完成后，先将锚具周围冲洗干净，并对梁端混凝土凿毛，然后浇筑封锚砼。箱梁施工工序流程图已编制并悬挂在施工现场：（见图4.1）