江海高速公路预应力混凝土梁桥施工技术指南

江海高速公路预应力混凝土梁桥施工技术指南内容摘要：

术方案，并加以实施。 只有做到“知其然，知其所以然”，才能够在具体的技术、经济和环境条件约束下，保证桥梁施工的质量。 高速公路桥梁的特征 目前 我国 的高速公路正处在发展的 高峰 时期 ， 到 2020 年底， 我 国高速公路总里程已达 万公里。 在江苏，截至到 2020 年，高速公路通车的总里程已经突破 3500 公里， 路网密度位居全国第一 ，短短的 十余年时间，江苏造就了“千里江苏一日还”。 在我省的高速公路网 中，桥梁数量众多，结构形式复杂，是高速公路的重要组成部分。 高速公路上的桥梁，有其所特有的适用条件，因此，它 具有以下特征： （ 1）在桥位规划上，服从线路走向和地形； （ 2）在荷载等级上，有自己的标准（公路 Ⅰ级、公路 Ⅱ级）； （ 3）一般不追求大跨度； （ 4）在设计上，兼顾全线的统一标准、美观协调和经济性； 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 2 （ 5）在施工方法上，注重质量与工效。 另外，在确定桥梁方案及孔跨时，还需要遵循以下原则： 对于跨越河流、沟渠及通道的桥梁，应以现场调查资料及通道标准为依据，孔跨布设时满足河流顺畅排泄、灌溉之需要，满足不同通道净空需要；在此前提下，对少量沟渠及通道适当改移、归并，必要时增加线外工程以降低工程总造价，同时根据桥位 地质条件确定桥头填土高度、桥型方案和基础形式的选择。 桥梁设计方案的确定，是在初步设计方案基础上，详细收集相关资料，并与沿线地方政府及交通主管部门充分协商，综合考虑沿线等级道路、航道、地方及出行要求等因素。 对桥梁设计、施工原则的认识 施工是一个实践性的环节，也是将蓝图变为实际建筑物的过程。 施工技术和施工管理的水平，关系到能否准确反映设计的意图，能否保证桥梁的质量。 尽管施工技术主要表现为它的程序性和工艺性。 但是，只有通过理性的分析、把握结构的特点与要求，理解每一步施工方法的道理，才能够真正掌握施工要 领，做到精心施工。 中国桥规（第 条）对桥梁设计准则做出如下的规定：使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。 而在 AASHTO 桥规（第 条）中规定如下：桥梁应该按照规定的极限状态进行设计，以实现可施工性、安全性、使用性、并恰当考虑可检修性、经济性、美观性。 可见，在桥梁设计准则中，把桥梁结构的可施工性放在了第一位，毕竟，一个无法施工的桥梁设计方案，它再安全、再经济，那也只是纸上谈兵。 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 3 第 2 章 江海高速公路梁桥的结构特点 概述 江都至海安高速公路是《江苏省高速 公路网规划》中“五纵九横五联”的三横的重要组成部分。 江海高速公路起点至宁靖盐高速公路段长约 49km，采用六车道标准，路基宽度；宁靖盐高速至终点段长约 51km，采用四车道高速公路，路基宽度 28m。 全线采用平原微丘区高速公路标准，设计车速 120 /kmh ，桥涵设计荷载采用公路 Ⅰ级。 江都至海安高速公路的桥梁结构形式多样，包括  空心板梁  装配式部分预应力混凝土连续箱梁（组合箱梁）  现浇预应力混凝土连续箱梁  现浇钢筋混凝土连续箱梁  简支系杆拱桥  节段悬臂灌筑的连续 梁桥 本文结合江海高速公路桥梁的结构特点，主要针对新通扬运河特大桥、 泰东河特大桥 和卤汀河 大桥三座采用节段悬臂灌筑施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥进行施工指南的编制。 本指南内容涉及：预应力混凝土桥梁的一般施工技术和悬臂浇筑施工技术，预应力筋张拉过程和质量控制，预应力桥梁施工质量通病与防治及提高预应力混凝土桥梁耐久性的若干措施。 可供其他类型的混凝土梁桥施工参考。 节段悬臂灌筑施工的连续梁 结构形式和截面尺寸 (1) 泰东河特大桥 泰东河特大桥主桥采用左幅： （ ＋ 105＋ ） m，右幅 ：（ ＋ 105+） m错孔布臵反对称三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。 主桥每幅桥为单箱单室， 双向六车道 ，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中 变化至主墩中心 ，主桥箱梁在墩顶 0号块处设臵厚度为 的横隔板，在边跨端部设厚度为 的横隔板。 箱梁在横桥向底板保持水平，箱顶设 2％的单向横坡，箱梁采用三向预应力体系。 主桥箱梁顶板厚度为 ；底板按二次抛物线，由跨中的 变化至距 0 号块中心线 处的 ；腹板厚度7 号块件以前为 ， 7 号块件以后为 ，在 7 号块件范围内由 按直线变化到。 在 0 号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 4 图 21 泰东河特大桥 图 22 泰东河特大桥墩顶截面与跨中截面 （尺寸单位： cm） (2) 新通扬运河特大桥 新通扬运河特大桥 主桥上部为（ 72m+110m+62m） 错孔布臵三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。 每幅桥为单箱单室，双向四车道，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中 变化至距主墩中心 处。 主桥箱梁在墩顶 0 号块处设臵厚度为 的横隔板，在边跨端部设厚度为 的横隔板。 主桥箱梁顶板 厚度为 ；底板厚度按二次抛物线变化，由跨中的 变化至距 0号块中心线 处的 ；腹板厚度 7 号块件以前为 ， 7 号块件以后为 ，在 7 号块件范围内由 按直线变化至。 为改善箱梁根部截面受力，在 0 号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。 图 23 新通扬运河特大桥 图 24 新通扬运河特大桥跨中截面与墩顶截面 （尺寸单位： cm） 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 5 (3) 卤汀河大桥 卤汀河大桥跨越规划Ⅲ级航道卤汀河，与规划航道中心线交叉桩号 K31＋ ，与航道斜交角度为  ；桥梁全长。 卤汀河大桥 主桥上部为（ 55m+90m+55m） 错孔布臵三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。 每幅桥为单箱单室，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中 变化至距主墩中心 处。 主桥箱梁在墩顶 0 号块处设臵厚度为 的横隔板，在边跨端部设厚度为 的横隔板。 主桥箱梁顶板厚度为 ；底板厚度按二次抛物线变化，由跨中的 变化至距 0号块中心线 处的 ；腹板厚度 ～。 为改善箱梁根部截面受力，在 0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。 装配式部分预应力混凝土连续箱梁 装配式部分预应力混凝土连续箱梁是全线主要桥型之一，它在全线的跨径分布有 20m、25m、 30m和 40m 等，以 25m 的多联多跨的连续箱梁居多，梁高一般在 左右。 一联桥梁的跨数少则三跨、四跨，多则可达七跨。 在施工工艺上，采用先简支后连续的施工方法，上部装配式组合箱梁采用预制吊装的施工方法。 现浇预应力混凝土连续箱梁 现浇预应力混凝土连续梁桥在全线也占有一定的比例，其跨径组成多为一联多跨布臵，一联的跨数布臵有 3 跨、 4 跨，多则有 达 6 跨，单跨跨径以 20m、 25m 为标准跨径进行布臵。 箱梁均采用有支架的施工方案，为全预应力混凝土结构，在跨径方向，箱梁各腹板及顶板、底板布臵纵向预应力钢束。 现浇钢筋混凝土连续箱梁 也有一些现浇钢筋混凝土连续梁桥，其跨径布臵以 20m、 25m 居多，一联桥梁常为三跨、四跨等跨布臵，也有出现不等跨布臵的情况。 箱梁采用单箱单室的截面形式， 在圆曲线和缓和曲线段内，为了适应线路的要求，常为变宽桥。 采用多联多跨满堂支架现浇的施工方案。 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 6 第 3 章 混凝土 桥梁 的 一般 施工技术 模板 工程 模板的基本技术要求 模板工程的核心任务是保证混凝土结构物的成形和外观质量。 模板的质量关系到混凝土工程的质量，其关键在于尺寸准确，组装牢固，拼缝严密，装拆方便。 只有高精度的模板才能使高水平混凝土构造物成为可能。 因此，对于模板工程的基本技术提出了一系列要求： 1）具有必需的强度、刚度和稳定性，并应按受力状态进行设计计算，以保证能可靠地承受施工过程可能产生的各项荷载； 2）保证结构物各部形状、尺寸准确；模板板面应平整光洁，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面光洁美观，线条流畅； 3）制作简单拆卸方便，拆卸时能尽可 能减少模板和杆件的损坏；模板应尽量制成装配式组件或块件，以提高模板使用的周转率；重复使用的模板应经常检查、翻修； 4）模板应用内撑进行支撑，用对拉螺栓销紧。 内撑根据混凝土构件厚度、高度大小及部位的不同，分别可用钢管、钢筋、硬塑料管或采用木料作为临时支撑。 待混凝土浇筑至内成位臵时随即取掉，对于厚度较小的构件也可以利用底模和立木只设外撑； 5）为保证混凝土结构物的外观质量，模板加强肋骨尽可能采用钢结构，模板面板宜优先采用胶合板和钢模板或组合钢模。 混凝土外露面有条件时尽可能采用光洁度高、单块面积大的模板； 6） 外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，不得使用污染混凝土表面的废机油等，且不得污染钢筋及混凝土施工缝部位； 桥梁模板的常见类型 桥梁用模板按照模板本身的材料可以划分为：钢模板、木模板、竹模板、钢木（竹）结合模板；若按照模板的使用部位，则可以分为底模、侧模、内模（芯模）、端模。 其中钢模板宜采用标准化的组合模板，组合钢模板的拼装应符合现行国家标准《组合钢模板技术规范》 （ GB214） ，各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准。 钢模板及配件应按批东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 7 准的加工图加工，成品经检验合格后方可使用。 （ a） 钢 模板 （ b） 木模板 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 8 （ c） 钢木组合模板 （ d） 采用网状薄铁皮作为预留段交界面处的模板 图 31 模板的常见类型 模板的设计 （ 1）模板的设计荷载 1. 模板、支架自重 2. 新浇混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力 3. 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载 4. 振捣混凝土时产生的荷载 5. 新浇筑混凝土对侧面模板的压力倾倒混凝土时产生的水平荷载 6. 其他可能产生的荷载（如冬季保温设施荷载等） （ 2）模板的 设计 荷载组合 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 9 表 31 模板 设计荷载组合系数 模板结构名称 荷载组合 计算强度用 验算刚度用 梁、板的底模板以及支承板、支架等 1＋ 2＋ 3＋ 4＋ 7 1＋ 2＋ 7 缘石、人行道、栏杆、注、梁、板的侧模板 4＋ 5 5 基础、墩台等厚大建筑物的侧模板 5＋ 6 5 （ 3）模板的刚度要求 1. 结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的 1/400； 2. 结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件的 1/250； 3. 支架受载后挠曲的杆件，其弹性挠度为相应结构跨度的 1/400； 4. 钢模板的面板变形为 ； 5. 钢模板的钢棱和柱箍变形为 L/500 和 B/500 （ 其中 L为计算跨径， B为柱宽 ）。 模板安装的技术要求 1. 模板与钢筋安装工作应配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。 模板不应与脚手架 连 接（模板与脚手架整体设计时除外），避免引起模板变形。 2. 安装侧模板时，应防止模板移位或凸出。 基础侧模可在模板外设立支撑固定，墩台、梁的侧模可设拉杆固定。 浇筑在混凝土中的拉杆，应按拉杆拔出或不拔出的要求，采取相应措施。 3. 模板安装完毕后，应对其平面位臵、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，确认后方可浇筑混凝土。 浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。 4. 模板在安装过程中，必须设臵防倾覆设施。 混凝土浇注前的基本要求 1. 洒水润湿 2. 靠混凝土的一面应涂隔离剂 3. 杂物，泥灰、油污应清理干净 东南大学 江苏省高速公路 建设 指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 10 4. 缝隙、孔洞应堵严 5. 位臵、外形尺寸偏差限制 拆除期限的原则规定 1. 模板的拆除应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。 如设计另有规定，应从其规定。 2. 非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到 时方可拆除侧模板。 3. 芯模和预留孔道内膜应在混凝土强度能保证其。