梁場(chǎng)預(yù)制技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)概述

1、杭州灣跨海大橋70m預(yù)應(yīng)力砼箱梁梁場(chǎng)預(yù)制技術(shù)及質(zhì)量操縱要點(diǎn)李永強(qiáng) 孫國安 李志敏 關(guān)紅軍(鐵道科學(xué)研究院，北京 100081)提 要 本文介紹了杭州灣跨海大橋70m預(yù)應(yīng)力砼箱梁的鋼筋整體綁扎及吊裝、模板拼裝及吊裝、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力管道制作及后張法預(yù)應(yīng)力張拉、真空輔助壓漿等預(yù)制施工技術(shù)及質(zhì)量操縱要點(diǎn)。關(guān)鍵詞 杭州灣跨海大橋，后張法預(yù)應(yīng)力，70m砼箱梁，預(yù)制施工技術(shù)，質(zhì)量操縱。1概述杭州灣跨海大橋是國道主干線同三線跨越杭州灣的便捷通道。大橋全長36km,其中長18.27km的上部結(jié)構(gòu)采納70m預(yù)應(yīng)力砼預(yù)制箱梁，總計(jì)540片，分布在大橋的南引橋、北引橋、中引橋，及南、北航道橋高墩區(qū)。70m預(yù)

2、應(yīng)力砼預(yù)制箱梁采納C50海工耐久高性能混凝土，標(biāo)準(zhǔn)段單片箱梁混凝土方量824.9m3，共計(jì)約46萬立方米。全部70m箱梁均在海鹽預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，由兩艘運(yùn)架一體船吊運(yùn)至橋位進(jìn)行架設(shè)。箱梁設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表1，跨中截面如圖1所示。表1 70m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁概況表預(yù)制區(qū)域數(shù)量結(jié)構(gòu)型式預(yù)應(yīng)力鋼束及布置北航道橋北引橋14片主梁頂寬：15.8m，主梁底寬：6.25m，主梁梁高：4.0m，梁側(cè)懸臂：3.9m懸臂端厚：20cm，懸臂根厚：50cm，頂板在箱室內(nèi)跨度：6.97m，頂板厚度：27cm55cm，橋面橫坡：2.0，底板厚度：25cm40cm65cm95cm，腹板坡度：1：4.09，腹板厚度：50cm70cm

3、110cm，自重2140T(中跨),2160T(邊跨)。腹板預(yù)制束(15-22)，底板預(yù)制束(15-19)，腹板合攏束(15-12)，邊跨底板合攏(15-19)，中跨底板合攏(15-12)頂板合攏束(15-19)，頂板預(yù)應(yīng)力束（15-4）按0.6間距布置。北航道橋南引橋28片低墩區(qū)引橋中引橋268片南航道橋北引橋20片南航道橋南引橋23片低墩區(qū)引橋南引橋水中區(qū)169片低墩區(qū)引橋南引橋水中區(qū)加寬段18片主梁頂寬：10.85m主梁底寬：4.4m主梁梁高：3.785m李永強(qiáng)，男，1964.5出生，工學(xué)碩士，副研究員圖1 箱梁跨中截面圖杭州灣跨海大橋70m預(yù)應(yīng)力砼箱梁預(yù)制場(chǎng)位于大橋北岸的浙江省海鹽縣。

4、預(yù)制場(chǎng)共設(shè)制梁臺(tái)座8個(gè)、存梁臺(tái)座24個(gè)、橫移滑道8對(duì)、縱移滑道1對(duì)、腹板鋼筋預(yù)扎臺(tái)座4個(gè)、頂板鋼筋預(yù)扎臺(tái)座4個(gè)、內(nèi)模拼裝臺(tái)座4個(gè)。70m箱梁采納單幅整孔箱梁在臺(tái)座上預(yù)制，通過橫移滑道液壓頂推橫移、存梁臺(tái)座存梁、輪軌臺(tái)車縱移至出海棧橋、經(jīng)棧橋橫移至出海碼頭，由浮吊船吊運(yùn)架設(shè)。70m預(yù)應(yīng)力砼箱梁?jiǎn)纹灾剡_(dá)2160t（邊梁），為減少箱梁預(yù)制過程中臺(tái)座的不均勻沉降，制梁臺(tái)座兩端箱梁支點(diǎn)位置采納1.5m鉆孔樁，樁長65m ，臺(tái)座中部采納條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)下為鉆孔樁，直徑0.8m，長29.1m，外側(cè)兩個(gè)條形基礎(chǔ)為L形梁。2 箱梁預(yù)制技術(shù)及質(zhì)量操縱70m箱梁所采納的C50海工耐久性混凝土，具有良好的工作性能

5、、較高的強(qiáng)度、海洋環(huán)境下對(duì)腐蝕的耐久性、不易開裂性。在施工過程中，試驗(yàn)實(shí)測(cè)砼28d抗壓強(qiáng)度為5170MPa，12周氯離子擴(kuò)散系數(shù)為0.410121.21012m2/s。箱梁預(yù)制中，鋼筋制安技術(shù)的應(yīng)用及愛護(hù)層厚度操縱、模板的制作安裝、砼澆筑養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉等環(huán)節(jié)均對(duì)C50海工高性能耐久性砼的質(zhì)量產(chǎn)生一定的阻礙。在70m箱梁預(yù)制施工中，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，應(yīng)用新工藝，進(jìn)行了質(zhì)量操縱，取得了專門好的效果，特不是較好地防止了梁體砼的早期開裂。2.1 鋼筋整體制安技術(shù)及質(zhì)量操縱2.1.1 為了保證鋼筋安裝的工程質(zhì)量和縮短施工周期，箱梁底板腹板鋼筋在特制的底腹板鋼筋胎具上進(jìn)行整體綁扎，頂板鋼筋在特制的頂板

6、鋼筋胎具上進(jìn)行整體綁扎，然后分不整體吊裝入模。在胎具上綁扎鋼筋應(yīng)滿足以下要求:(1) 胎具的各部尺寸嚴(yán)格按照鋼筋綁扎規(guī)范要求進(jìn)行制作。(2) 測(cè)量定出胎具上鋼筋骨架的縱橫向中心線、墩中心線操縱點(diǎn)。(3) 胎具底側(cè)面平坦，保證愛護(hù)層厚度的準(zhǔn)確均勻。(4) 胎具上的鋼筋間距操縱槽應(yīng)均勻布置。2.1.2 為了保證鋼筋的愛護(hù)層厚度,在鋼筋與模板之間設(shè)置特種塑料墊塊,墊塊應(yīng)與鋼筋連接牢固,并按照梅花形錯(cuò)開布置，底板及翼緣板底面間隔不大于0.8m，腹板處不大于1.2m。要求在鋼筋易變形和受力較大的地點(diǎn)，對(duì)愛護(hù)層墊塊適當(dāng)加密。2.1.3 鋼筋加工及安裝的質(zhì)量要求鋼筋加工及安裝應(yīng)符合公路工程橋涵施工技術(shù)規(guī)范的

7、要求。鋼筋綁扎時(shí),其扎絲頭不能過長且均須進(jìn)入鋼筋骨架區(qū)域內(nèi),不得外伸至愛護(hù)層內(nèi)。2.1.4 箱梁鋼筋整體吊裝鋼筋安裝分底腹板和橋面板鋼筋兩部分。采納兩臺(tái)120t龍門吊及特制鋼筋吊架分不將鋼筋骨架抬吊至制梁臺(tái)位上安裝。底腹板及橋面鋼筋骨架應(yīng)有足夠的剛度，共設(shè)吊點(diǎn)276個(gè)，吊點(diǎn)設(shè)置在外層骨架鋼筋上。起吊時(shí)應(yīng)在鋼筋骨架內(nèi)穿入鋼管作分配梁，將吊鉤直接掛在鋼管上，以免造成鋼筋變形或脫鉤。由于橋面鋼筋縱橫向平面尺寸較大，為提高鋼筋骨架的剛度，橋面橫向應(yīng)加設(shè)焊接骨架。焊接骨架可在上下層受力鋼筋間焊接忖鐵形成，忖鐵采納直徑不小于12鋼筋，間距不大于1.0m。焊接骨架鋼筋間距順梁長向不大于3.0m。2.2 模板

8、制安技術(shù)及質(zhì)量操縱2.2.1 鋼模板制造應(yīng)符合以下的要求(1) 鋼模板面板厚度分不為14mm(底模)、10mm(側(cè)模)、8mm(內(nèi)模)。鋼模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,能可靠地承受施工中的各種荷載,以保證結(jié)構(gòu)物各部尺寸、形狀準(zhǔn)確。模板的全長及跨度考慮反拱度及預(yù)留壓縮量。采納標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的模板。(2) 模板板面平坦、接縫嚴(yán)密不漏漿。模板與混凝土接觸面的面板焊縫應(yīng)打磨平坦，不應(yīng)有焊疤、凹坑、燒傷等現(xiàn)象。2.2.2 箱梁鋼模板安裝(1) 底模安裝預(yù)制場(chǎng)共設(shè)底模8套，每個(gè)制梁臺(tái)座一套。底模底部加勁肋與臺(tái)座條型基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板焊接連接。鋼底模在正常使用時(shí)，應(yīng)隨時(shí)用水平儀檢查底板的反拱及下沉量，

9、不符合規(guī)定處均應(yīng)及時(shí)整修。及時(shí)清除底板表面與橡膠密封條處的殘余灰漿，均勻涂刷隔離劑。(2) 側(cè)模板安裝預(yù)制場(chǎng)共設(shè)側(cè)模4套，每兩個(gè)制梁臺(tái)座共用一套，側(cè)模在臺(tái)座間利用側(cè)模移動(dòng)臺(tái)車在側(cè)模軌道上進(jìn)行移動(dòng)。安裝前檢查：板面是否平坦、光潔、有無凹凸變形及殘余粘漿，模板接口處應(yīng)清除潔凈。側(cè)模安裝完后，用螺栓聯(lián)接穩(wěn)固，并上好全部拉桿。調(diào)整其它緊固件后檢查整體模板的長、寬、高尺寸及不平坦度等。鋼模安裝應(yīng)做到位置準(zhǔn)確，連接緊密，側(cè)模與底模接縫密貼且不漏漿。(3) 端模安裝預(yù)制場(chǎng)共設(shè)端模4套，每套端模由6段拼裝而成，各段之間利用螺栓連接，利于模板拆除和操縱變形。安裝前事先將預(yù)應(yīng)力錨墊板安裝，確保錨墊板與砼面密貼平坦

10、。端模安裝采納龍門吊及人工配合施工。(4) 內(nèi)模安裝預(yù)制場(chǎng)共設(shè)內(nèi)模4套，與側(cè)模成對(duì)配置，內(nèi)模為液壓分段式結(jié)構(gòu)，在內(nèi)模拼裝臺(tái)座拼裝，采納龍門吊整體吊裝入模。安裝前應(yīng)先檢查模板是否清理潔凈，是否涂刷了隔離劑。在內(nèi)模拼成整體后用寬膠帶粘貼各個(gè)接縫處以防止漏漿。內(nèi)模安裝完后，檢查鋼筋愛護(hù)層厚度及各部位尺寸。內(nèi)模拆除采納分段收縮拆除，箱內(nèi)鋪設(shè)軌道，使用卷揚(yáng)機(jī)牽引脫出。2.3 箱梁海工耐久性砼澆筑技術(shù)及質(zhì)量操縱2.3.1 混凝土的拌制混凝土的拌制使用三臺(tái)攪拌站，每臺(tái)攪拌站的額定生產(chǎn)能力為100m3h?；炷敛杉{強(qiáng)制式拌和機(jī)拌和，攪拌時(shí)刻許多于120s。減水劑采納溶劑型，加入減水劑后，混凝土拌和料在攪拌機(jī)中

11、接著攪拌的時(shí)刻不得少于30s?；炷涟韬衔镏胁坏脫接酶鞣N氯鹽。開盤前應(yīng)準(zhǔn)確掌握天氣預(yù)報(bào)情況，對(duì)各種不利氣候有相應(yīng)的預(yù)備措施，如冬、夏季的施工措施、砂石料保溫或降溫措施、攪拌用水的升和氣降溫措施、雨天的防雨措施等。在不同季節(jié)施工條件下，混凝土的溫度操縱應(yīng)滿足下列要求：(1) 冬季混凝土出拌合機(jī)溫度不低于15，入模溫度不低于10。(2) 夏季施工時(shí)應(yīng)保證砼的入模溫度不超過30。2.3.2 混凝土的運(yùn)輸及布料箱梁預(yù)制采納拌和站拌和、運(yùn)輸車運(yùn)輸、輸送泵輸送、布料機(jī)布料的施工技術(shù)，其中砼運(yùn)輸車8臺(tái)、輸送泵5臺(tái)、布料機(jī)4臺(tái)?；炷恋墓?yīng)能力以保證混凝土的連續(xù)澆筑為標(biāo)準(zhǔn)。泵送布料混凝土施工應(yīng)符合下列規(guī)定：(

12、1) 在澆筑混凝土開始之前，先泵送一部分水泥砂漿，以潤滑管道。而后，最先泵出的混凝土應(yīng)廢棄，直到排出質(zhì)量一致的、和易性好的混凝土為止。(2) 布料機(jī)分兩側(cè)對(duì)稱布置，同一側(cè)兩臺(tái)布料機(jī)布料范圍應(yīng)重疊不得出現(xiàn)布料死角。2.3.3 混凝土的澆筑(1) 混凝土采納連續(xù)澆筑。澆筑時(shí)采納斜向分段，水平分層的方法澆筑。水平分層厚度操縱在30cm以內(nèi)，先后兩層混凝土的間隔時(shí)刻不超過初凝時(shí)刻。下梗肋部分兩端加厚段及錨塊的混凝土必須充分翻漿，只有充分翻漿才能保證下梗肋部分密實(shí)。一般情況下坍落度應(yīng)在1820cm，下雨過后鋼筋及模板表面處于濕潤狀態(tài)，混凝土的坍落度應(yīng)操縱在1517cm以內(nèi)。氣溫在10以下時(shí)坍落度應(yīng)不大于

13、18cm。(2) 灌筑底腹板混凝土?xí)r出料口不得正對(duì)波浪管，也不宜對(duì)著外模翼板。在混凝土灌注至翼板前應(yīng)及時(shí)清除掉粘附在翼板上的水泥漿，以幸免翼板底部形成干灰、夾渣及麻面。(3) 混凝土灌注入模時(shí)下料要均勻，布料與振搗相配合，混凝土的振搗與下料交錯(cuò)進(jìn)行。底板灌注完成后，分不向跨中對(duì)稱灌注腹板混凝土，防止兩邊混凝土面高低懸殊，造成內(nèi)模偏移。(4) 梁體混凝土采納插入式振動(dòng)器振搗。標(biāo)準(zhǔn)斷面振搗兩棒，加厚斷面振搗三棒。(5) 梁體混凝土采納一次性連續(xù)灌注成型。單片梁混凝土灌注時(shí)刻一般為8h10h。2.4 箱梁混凝土的收漿養(yǎng)護(hù)技術(shù)及質(zhì)量操縱2.4.1底板內(nèi)砼應(yīng)在翻漿振搗完成后盡快收漿，在砼初凝前要完成收漿

14、，底板厚度以底板的預(yù)埋鋼板為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操縱。頂板砼采納大跨度振動(dòng)橋收平，并利用收漿平臺(tái)人工抹平。2.4.2 箱梁混凝土澆筑完成，待初凝后，立即用土工布覆蓋橋面。在橋面高邊一側(cè)及箱內(nèi)布設(shè)水管，保證土工布和箱底濕潤。箱梁腹板內(nèi)外側(cè)、翼板下側(cè)及底板下側(cè)在脫模后，立即用Masterkure 128養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。該材料對(duì)混凝土具有較好的水份保持和清潔作用，使用后效果專門好，橋面及底腹板外側(cè)和翼緣板下側(cè)沒有出現(xiàn)裂紋。通風(fēng)孔在成孔器拔出后，用濕棉紗將孔填塞。梁體拆模后養(yǎng)護(hù)時(shí)，箱梁表面應(yīng)予以覆蓋，灑水次數(shù)以混凝土表面潮濕為度，養(yǎng)護(hù)天數(shù)當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度小于60%時(shí)應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)14天。箱梁的內(nèi)室降溫較慢，應(yīng)自然養(yǎng)生7

15、天以上。當(dāng)晝夜平均溫度低于5或最低溫度低于-3時(shí)應(yīng)按冬季施工辦理，采取保溫措施。2.5 箱梁預(yù)應(yīng)力體系施工技術(shù)及質(zhì)量操縱2.5.1 箱梁預(yù)應(yīng)力管道安裝(1) 塑料波浪管在布管安裝前，按設(shè)計(jì)規(guī)定的管道坐標(biāo)在胎具上進(jìn)行放樣，設(shè)置定位鋼筋，波浪管應(yīng)固定在定位鋼筋上用鐵絲扎緊。定位網(wǎng)應(yīng)焊接和定位牢固使其在混凝土澆筑期間管道不產(chǎn)生位移。固定波浪管用的定位鋼筋的間距不大于0.8m，關(guān)于曲線管道宜適當(dāng)加密，定位鋼筋的間距不大于0.5m。(2) 波浪管安裝完畢后，檢查其位置是否正確，誤差應(yīng)在杭州灣跨海大橋?qū)Ｓ檬┕ぜ夹g(shù)規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，波浪管曲線應(yīng)圓順，端部的預(yù)埋鋼墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。否則須進(jìn)行調(diào)整直至符合要

16、求為止。波浪管與錨墊板的連接應(yīng)用同一材料同一規(guī)格連接頭連接，連接后用密封膠封口。(3) 橫向預(yù)應(yīng)力波浪管安裝完后，檢查壓漿孔、抽氣孔、排氣孔是否暢通，檢查合格后將壓漿孔、抽氣孔、排氣孔用封蓋封住，防止灌注混凝土?xí)r水泥漿滲入造成孔道堵塞。(4) 所有管道的壓漿孔、抽氣孔應(yīng)設(shè)在錨座上，排氣孔應(yīng)設(shè)在錨具的附件上。壓漿管、排氣管的最小內(nèi)徑為20mm。2.5.2 預(yù)應(yīng)力張拉預(yù)應(yīng)力張拉采納張拉架施工技術(shù)，張拉架分層布設(shè)，千斤頂采納電葫蘆安裝拆卸。當(dāng)梁體達(dá)到張拉強(qiáng)度后，按照以下要求進(jìn)行張拉。(1) 70m箱梁預(yù)應(yīng)力筋張拉分初張拉及終張拉兩時(shí)期。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到25MPa時(shí)進(jìn)行初張拉?；炷翉?qiáng)度及彈性模量達(dá)到

17、設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85以上時(shí)方可進(jìn)行終張拉，終張拉時(shí)須對(duì)初張拉的預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行補(bǔ)拉。(2) 張拉順序：2V2-2Z2-2V1-2Z1-2V4-2Z3-2V5-2Z6。(3) 在箱梁批量預(yù)制前，應(yīng)按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）附錄G-9的規(guī)定，測(cè)定錨圈口及孔道摩阻損失，依照實(shí)際測(cè)試結(jié)果對(duì)張拉操縱應(yīng)力予以調(diào)整。2.6 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿技術(shù)及質(zhì)量操縱2.6.1 預(yù)應(yīng)力終張拉完成后3天內(nèi)壓漿，孔道灌漿采納真空輔助灌漿工藝進(jìn)行。為使水泥漿達(dá)到所須的漿水特性，可在漿體中加入化學(xué)添加劑，添加劑應(yīng)具有減水、緩凝、阻銹、微膨脹和增加漿體和易性等作用，配合比為水泥：添加劑：水1：0.11：0.335。漿

18、體的性能達(dá)到：水泥漿的泌水率2%；漿體流淌度在1418s；漿體膨脹率5%；初凝時(shí)刻應(yīng)3h,終凝時(shí)刻應(yīng)24h；壓漿時(shí)漿體溫度不超過35C。2.6.2 壓漿設(shè)備(1) 水泥漿拌和機(jī)能制備具有膠稠狀的水泥漿。關(guān)于縱向預(yù)應(yīng)力管道，以0.7MPa的恒壓作業(yè)。(2) 水泥漿泵采納排液式，泵及其吸入循環(huán)完全密封，以幸免氣泡進(jìn)入水泥漿內(nèi)。它應(yīng)能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個(gè)噴嘴，該噴嘴關(guān)閉時(shí)，導(dǎo)管中無壓力損失。2.6.3 壓漿(1) 張拉施工完成后，清水沖洗，高壓風(fēng)吹干，然后封錨，抽真空，壓漿，攪拌機(jī)及儲(chǔ)漿罐的體積大于所要壓注的一條預(yù)應(yīng)力孔道體積。(2) 水泥漿的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)定不低于35MPa。(3) 水泥漿應(yīng)由精確稱量的強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)硅酸鹽水泥或一般硅酸鹽水泥和水組成。所用水泥齡期不超過一個(gè)月。(4) 當(dāng)氣溫或箱體溫度低于5時(shí)，不進(jìn)行壓漿。(5) 按真空輔助壓漿工藝，當(dāng)漿體從孔道抽真空端流出時(shí)，應(yīng)在孔道兩端進(jìn)行排廢作業(yè)，然后在0.7MPa下保壓2