混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)規(guī)范-編制說明

一、任務(wù)來源《混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)規(guī)范》是由江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司于2014年1月申請(qǐng)立項(xiàng)，江西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)的2014年第一批立項(xiàng)的地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，立項(xiàng)時(shí)原標(biāo)準(zhǔn)名稱為《超寬PC箱梁施工技術(shù)規(guī)范》。標(biāo)準(zhǔn)提出時(shí)間：2014年3月，要求的完成時(shí)間2015年4月。本標(biāo)準(zhǔn)由江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由江西省交通運(yùn)輸廳歸口管理。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司。參加起草單位：中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司、武漢理工大學(xué)、江西省交通科學(xué)研究院。二、標(biāo)準(zhǔn)編制的目的和意義預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁具有結(jié)構(gòu)剛度大、行車平順性好、伸縮縫少及養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是隨著預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁大量修建，混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題也引起了工程界的廣泛關(guān)注。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)方面：=1\*GB3①溫度裂縫：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為薄壁框架結(jié)構(gòu)，不均勻溫度變化產(chǎn)生的變形遭到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生裂縫。溫度變化產(chǎn)生的拉應(yīng)力很大，新規(guī)范溫度梯度應(yīng)力甚至超過了活載產(chǎn)生的應(yīng)力。=2\*GB3②收縮裂縫：混凝土自由收縮受到外部或內(nèi)部約束時(shí)，將使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至使混凝土開裂。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)變位裂縫：結(jié)構(gòu)局部基礎(chǔ)沉降或水平位移，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，若大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致開裂。④鋼筋銹蝕裂縫：鋼筋銹蝕時(shí)體積膨脹，對(duì)混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，使混凝土開裂。⑤凍脹裂縫：氣溫低于零攝氏度時(shí)混凝土中的水變成冰，體積膨脹，混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力等。⑥施工工藝不當(dāng)引起的裂縫：如支模變形、預(yù)應(yīng)力筋安裝定位誤差等；⑦結(jié)構(gòu)自身受力存在缺陷：剪力滯效應(yīng)顯著、扭轉(zhuǎn)時(shí)畸變變形過大等?；炷料淞褐械牧芽p，不僅會(huì)削弱箱梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，還會(huì)加速鋼筋銹蝕，而鋼筋銹蝕會(huì)引起混凝土體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂剝落，影響箱梁的受力，降低橋梁整體的承載能力和耐久性。一直以來，混凝土的耐久性和服役壽命是橋梁工程界密切關(guān)注的重大科學(xué)技術(shù)問題。我國(guó)目前正處于大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)時(shí)期，今后二三十年內(nèi)，大批量的橋梁將陸續(xù)建成，混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁建設(shè)中仍不可替代?；旌狭盒崩瓨蚣摿汉突炷亮焊髯詢?yōu)點(diǎn)于一體，滿足了大跨度、建設(shè)條件及經(jīng)濟(jì)性的要求，在千米級(jí)乃至更大跨度斜拉橋方案中具有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，我國(guó)已建成了近20座混合梁斜拉橋。混合梁斜拉橋的邊跨寬幅PC箱梁與鋼-混結(jié)合段為大橋的關(guān)鍵部位，其耐久性對(duì)于確保大橋的安全服役壽命達(dá)到100年至關(guān)重要。首選，邊跨PC箱梁寬幅，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。一般而言，寬箱梁采用在支墩支架上分段分節(jié)（跳倉法）施工，自梁端開始分成（n+1）個(gè)施工梁段（n為邊跨箱梁的橋跨布置數(shù)），每個(gè)施工梁段又分若干節(jié)澆筑，梁段與梁段之間留置濕接縫。箱梁在溫度和混凝土收縮徐變作用下，受支墩支架縱橫向約束極易產(chǎn)生裂縫，施工工藝、裂縫控制及施工組織難度大。第二，濕接縫是通過對(duì)混凝土結(jié)合面進(jìn)行施工預(yù)處理(如鑿毛、刻槽等)來實(shí)現(xiàn)新老混凝土連接。從受力角度看，接縫的作用就是傳遞彎矩、剪力及軸力。接縫的存在破壞了節(jié)段間混凝土的連續(xù)性，往往成為PC斜拉橋結(jié)構(gòu)受力薄弱部位，對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力和長(zhǎng)期使用性能都有很大影響。第三，鋼混結(jié)合段是混合梁斜拉橋連接鋼梁與混凝土梁之間的過渡段，但由于鋼梁和混凝土梁剛度和質(zhì)量相差懸殊，致使其受力情形更趨復(fù)雜，在活載作用下可能會(huì)出現(xiàn)疲勞問題。加之鋼混結(jié)合段構(gòu)造復(fù)雜，采用普通混凝土灌注施工存在混凝土入模難、脫空和開裂等問題，對(duì)鋼梁與混凝土梁之間力的傳遞、結(jié)合面之間的協(xié)同工作性能和剪力連接件的連接作用產(chǎn)生極為不利影響，從而影響鋼混結(jié)合段的可靠性和大橋的耐久性。本規(guī)范是在2010年立題的江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目《超寬混凝土箱梁抗裂及耐久性》（編號(hào)2010C00004）研究項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，收集及研究多座混合梁斜拉橋混凝土寬幅箱梁研究成果資料，針對(duì)寬幅箱梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造、受力特點(diǎn)和混凝土施工存在的技術(shù)難題，通過混凝土原材料選用、超寬箱梁高性能混凝土的配合比合理設(shè)計(jì)、超寬混凝土箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)和工藝工法等方面進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，提出混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)規(guī)范。該規(guī)范對(duì)于規(guī)范混凝土超寬箱梁的施工工藝，提升混凝土寬幅箱梁結(jié)構(gòu)耐久性具有非常重要工程實(shí)踐意義和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)所指支架施工超寬箱梁包括混合梁斜拉橋一般混凝土箱梁段、結(jié)合段混凝土部分及結(jié)合段鋼混組合部分。超寬混凝土箱梁對(duì)溫度、濕度、收縮和徐變等間接作用敏感，對(duì)裂縫控制有嚴(yán)格要求，間接作用裂縫控制宜從“抗”、“防”和“放”三方面綜合考慮?！翱埂笔侵负侠磉x擇原材料、優(yōu)化混凝土配合比，提高混凝土抗裂能力；“防”是指合理安排施工時(shí)間，避免在極端不利環(huán)境氣候條件下施工、控制入模溫度、加強(qiáng)保溫、合理養(yǎng)護(hù)、采用通水冷卻等措施降低溫差等；“放”是指選擇合適施工方法，減輕約束，減小混凝土拉應(yīng)力。根據(jù)超寬箱梁的結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)，宜將超寬箱梁混凝土按結(jié)構(gòu)部位的不同分為超寬箱梁主體、濕接縫與鋼混結(jié)合段三個(gè)部分分別進(jìn)行高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)，且混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“耐久性、抗裂性、工作性并重，混凝土各項(xiàng)性能均衡發(fā)展”的原則。超寬箱梁混凝土施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)對(duì)包括支架、模板、鋼筋、混凝土、澆筑、養(yǎng)護(hù)及預(yù)應(yīng)力張拉等工序進(jìn)行全過程質(zhì)量控制。經(jīng)檢索，目前國(guó)內(nèi)外尚無專門針對(duì)混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁的施工技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)混凝土箱梁施工依據(jù)的主要是：《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62)、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50）、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476）。這些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范用于超寬混凝土箱梁施工要求較粗，一些已完成的混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁，如鄂東長(zhǎng)江大橋、荊岳長(zhǎng)江大橋、武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋、二七長(zhǎng)江大橋、舟山桃夭門大橋、九江長(zhǎng)江公路大橋等重大橋梁工程，大都是通過設(shè)立專項(xiàng)研究課題的方式，形成相關(guān)研究成果，供設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收參考。本標(biāo)準(zhǔn)主要從規(guī)范性引用文件，術(shù)語和符號(hào)、基本規(guī)定、支架施工、模板施工、鋼筋施工、混凝土配合比設(shè)計(jì)、混凝土生產(chǎn)與施工、預(yù)應(yīng)力施工、混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)等技術(shù)內(nèi)容來規(guī)范超寬混凝土超寬箱梁施工全過程。力爭(zhēng)做到標(biāo)準(zhǔn)方法簡(jiǎn)便易行，可操作性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用，認(rèn)為已達(dá)到國(guó)內(nèi)先領(lǐng)先水平。本標(biāo)準(zhǔn)的編制基礎(chǔ)為：本標(biāo)準(zhǔn)的起草單位曾承擔(dān)了江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目《超寬混凝土箱梁抗裂及耐久性研究》（編號(hào)2010C00004）、交通運(yùn)輸部行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)項(xiàng)目《超大跨徑混合梁斜拉橋PC寬箱梁及鋼混結(jié)合段高性能混凝土防裂技術(shù)與耐久性研究》（編號(hào)2007353342180）及國(guó)內(nèi)多座特大型混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁結(jié)構(gòu)分析、施工質(zhì)量控制與咨詢等研究工作。九江長(zhǎng)江公路大橋主橋邊跨為超寬混凝土箱梁，箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度38.9m，采用單箱三室?guī)Ъ觿爬哒w式斷面，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55，采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)空間效應(yīng)顯著、傳力機(jī)理較為復(fù)雜。課題專項(xiàng)研究了以下工程技術(shù)難點(diǎn)：（1）帶肋超寬混凝土箱梁局部薄壁效應(yīng)明顯，對(duì)抗裂性要求較高。（2）主梁剪滯效應(yīng)、箱梁畸變顯著。（3）超寬箱梁，肋距大，相對(duì)薄壁，橫向效應(yīng)明顯。（4）混凝土箱梁采用臨時(shí)支墩支架逐跨整體現(xiàn)澆施工，混凝土澆筑時(shí)間也長(zhǎng)，一次澆筑量也大，在溫變和混凝土收縮影響下，箱梁極易產(chǎn)生裂縫。（5）高強(qiáng)混凝土自收縮和溫度收縮大，早期易發(fā)生溫度收縮開裂，必須進(jìn)行溫控防裂措施研究。（6）箱梁內(nèi)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋密集，混凝土澆搗難度大，對(duì)泵送混凝土的流動(dòng)性和抗離析性要求高。九江長(zhǎng)江公路大橋主橋超寬混凝土箱梁課題在國(guó)內(nèi)外資料調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過混凝土材料實(shí)驗(yàn)、有限元模型計(jì)算和足尺結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究予以科研和驗(yàn)證，同時(shí)了解混凝土材料性能和超寬預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的應(yīng)力分布特征，并驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性及施工工藝，并總結(jié)形成了課題研究報(bào)告和一系列研究論文。這些均為制定本標(biāo)準(zhǔn)奠定了良好的基礎(chǔ)。本標(biāo)準(zhǔn)是在調(diào)研已建成混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況，總結(jié)相關(guān)研究成果及其應(yīng)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制的。本標(biāo)準(zhǔn)形式上按照GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則進(jìn)行編寫。本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容是：1、范圍；2、規(guī)范性引用文件；3、術(shù)語與符號(hào)；4、基本規(guī)定；5、支架施工；6、模板施工；7、鋼筋施工；8、混凝土配合比設(shè)計(jì)；9、混凝土生產(chǎn)與施工；10、預(yù)應(yīng)力施工；11、混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)。針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，結(jié)合資料調(diào)研及相關(guān)工程實(shí)例，給出條文說明。本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍：本標(biāo)準(zhǔn)適用于江西省境內(nèi)新建混合梁斜拉橋支架施工超寬混凝土箱梁，除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。其他現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工亦可參照本規(guī)程執(zhí)行。本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點(diǎn)：1、相較于普通混凝土箱梁，突出了超寬混凝土箱梁箱形結(jié)構(gòu)主梁寬跨比大、寬高比大、梁高低、翼板寬，因而橫向剪力滯效應(yīng)顯著，混凝土的收縮徐變效應(yīng)、溫度效應(yīng)及板的受力特征，并基于此特點(diǎn)提出了系列施工技術(shù)要求。2、根據(jù)超寬混凝土箱梁對(duì)溫度、濕度、收縮和徐變等間接作用敏感，對(duì)裂縫控制有嚴(yán)格要求的特點(diǎn)，提出了間接作用裂縫控制宜從“抗”、“防”和“放”三方面綜合考慮的要求。3、根據(jù)超寬箱梁的結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)，將混凝土按結(jié)構(gòu)部位的不同分為超寬箱梁主體、濕接縫與鋼混結(jié)合段三個(gè)部分分別進(jìn)行高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)，并提出了配合比設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“耐久性、抗裂性、工作性并重，混凝土各項(xiàng)性能均衡發(fā)展”的原則。4、針對(duì)超寬混凝土箱梁耐久性施工要求，提出了支架、模板、鋼筋、混凝土及預(yù)應(yīng)力施工的具體參數(shù)指標(biāo)體系。5、提出基于耐久性要求的混凝土超寬箱梁材料、結(jié)構(gòu)實(shí)體及預(yù)應(yīng)力的驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法。四、主要工作過程2011年8月，武漢理工大學(xué)、中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司在承擔(dān)江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目《超寬混凝土箱梁抗裂及耐久性》（編號(hào)2010C00004）的過程中，就編制了九江長(zhǎng)江公路大橋工程專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《超寬箱梁混凝土施工技術(shù)指南》，用于指導(dǎo)九江長(zhǎng)江公路大橋邊跨混凝土寬箱梁高性能混凝土的施工。在該指南執(zhí)行過程，施工單位中交第二公路工程局有限公司提出了許多寶貴有益的建議和意見。2012年11月，江西省高速公路投資集團(tuán)有限公司、中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司、武漢理工大學(xué)、江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限公司、江西省交通科學(xué)研究院幾個(gè)單位組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組組建后，首先收集了有關(guān)資料，了解國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，并對(duì)我國(guó)公路混合梁斜拉橋超寬混凝土箱梁施工技術(shù)狀況作了調(diào)研，明確了工作重點(diǎn)和進(jìn)程安排。2013年7月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組召開了第一次工作會(huì)議。會(huì)議上進(jìn)一步明確了標(biāo)準(zhǔn)起草工作要求，就標(biāo)準(zhǔn)的基本框架及標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了充分討論，研究了標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作并對(duì)編著工作組成員分工、工作進(jìn)度及時(shí)限要求作了具體安排。2013年12月：向省質(zhì)監(jiān)局提交了本標(biāo)準(zhǔn)的編制建議書和標(biāo)準(zhǔn)最初的草稿。2014年1月~2014年5月，在進(jìn)一步調(diào)查、分析和研究的基礎(chǔ)上，起草了本標(biāo)準(zhǔn)討論稿。2014年8月26日，省質(zhì)監(jiān)局組織專家對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了初步評(píng)審，再次提出了許多好的意見和建議。2014年9月~2017年10月，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)討論稿的初審意見和建議逐一進(jìn)行了修改和完善，對(duì)一些一時(shí)難以回答的問題進(jìn)行了充分、深入的研究、分析和相關(guān)試驗(yàn)，并于2017年10月再次形成了標(biāo)準(zhǔn)的送審稿。五、需要說明的其他問題本標(biāo)準(zhǔn)的制定在國(guó)內(nèi)橋梁界具有開創(chuàng)性的意義，但基于結(jié)構(gòu)形式的差異化、施工方式的不同、結(jié)構(gòu)所處地理環(huán)境及施工條件的不同，混凝土超寬箱梁在施工過程中有不同的技術(shù)要求，本標(biāo)準(zhǔn)的制定在照顧一般性的前提下，針對(duì)一些特殊條件情況下的施工技術(shù)措施，也應(yīng)區(qū)別對(duì)待。六、標(biāo)準(zhǔn)屬性的建議待標(biāo)準(zhǔn)通過審查后，建議將《混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)規(guī)范》作為推薦性地方標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。七、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的措施建議為使標(biāo)準(zhǔn)能更好地發(fā)揮技術(shù)指導(dǎo)作用，規(guī)范混合梁斜拉橋混凝土超寬箱梁施工技術(shù)，保證工程質(zhì)量，統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，做到技術(shù)先