1、30m 预应力箱梁预制、安装、结构体系转换中铁十五局集团二公司 摘要 介绍阿深高速公路新县段跨 S339 分离式立交桥、关山大桥、石堰口大桥、鄢山 1#大桥 30m 箱梁的预制、安装、结构体系转换技术。桥梁设计分别为一联 830 米、430 米、730 米、430 米的装配式部分预应力连续箱梁，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。关键词 箱梁 预制 安装 体系转换1 前言由河南省交通规划设计院设计的跨 S339 分离式立交桥、关山大桥、石堰口大桥、鄢山 1#大桥,有三个显著的特点：梁体预制时采用后张法施工为简支体系,二是梁体跨度大,自重大,山区运输比较困难、架设时
2、又要保证 S339 省道畅通，交通疏导和安全防护是一大难题，三是梁体架设计后现浇湿接头,达到设计强度后张拉正弯矩区预应力钢束,完成结构体系的转换,使整个桥梁由向简支体系转换为连续体系，充分利用了预应力钢铰线和混凝土的性能,但也给施工提出了更高的要求。2 施工方案的选定后张法预应力箱梁的预制采用钢筋混凝土台座，铺钢板作底模，侧模采用定型钢板模,其优点是投资较少。梁体采用 2 台 45 吨龙门吊移梁，在存梁场存放待架; 由于该桥梁体为先简支后连续梁，梁体之间有较宽的湿接缝，且该桥与 G107 国道为 50斜交，使用架桥机架梁不现实。根据实际情况和方案选比，采用汽车吊架梁。根据梁下跨107 国道，车
3、流量比较大的实际情况，湿接缝采用吊装模板施工。3 梁休预制3.1 梁厂的选择和布置桥梁前后的路基填土高度比较高，为保证路基的施工进度和施工的质量，不宜选在路基上作为梁厂，经综合考虑梁厂选择在距离 107桥比较近,位于主线 K2+700 右侧紧邻路基处，距桥位 1.6Km。建全预制场地面四周的排水系统，确保排水畅通，避免地基遭水浸泡。梁厂布置见附图3.1.1 张拉台座台座采用钢筋混凝土制作,按设计要求预留拱度,台座铺铁皮作底模，制作必须平整光滑、排水畅通。梁体端部底模应满足强度要求和重复使用要求。3.1.2 张拉设备经比较,我们最后选用的主要张设拉备见下表钢铰经线采用低松弛高强度预应力钢铰线,符
4、合 ASTM A416-97 的规定。单根钢铰线直径 j15.24mm,钢铰线面积,A=140mm 2,钢铰线标准强度 Ryb=1860Mpa，弹性模量 Ey=1.95105 Mpa。主要张拉设备序号 设备名称 规格 单位 数量1 千斤顶 YC300-400 台 22 千斤顶 YCQ25150 台 23 千斤顶 YDO1500 台 24 高压油泵 ZB4-500 台 2GVM15-3 套 72GVM15-4 套 324GVM15-5 套 144GBM15-3 套 365 锚具GBM15-4 套 2166 钢铰线 j15.24 Kg 520293.2.1 梁体预制（1）后张法预应力梁的预制采用钢
5、筋混凝土台座，铺钢板作底模，侧模采用定型钢板模。（2）普通钢筋和钢绞线现场下料加工制作，钢绞线下料时，使用砂轮切割机切割，切割口的两侧各 5cm 处用铁丝绑扎;钢绞线束事先穿入波纹管中,施工中应严格按照设计位置确定波纹管的位置,钢绞线的变折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预制箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔 50cm、直线段间隔为 100cm 设置一组，顶板负弯矩钢束的定位钢筋间隔 100cm 设置一组；定位钢筋网与其他钢筋点焊在一起,保证位置符合设计图纸及规范要求；安装波纹管前，先检验波纹管的不变形不渗透能力是否满足规范要求；波纹管采用大一号同型波纹管（20cm 长）连接，用密封胶带封口，以免水
6、泥浆渗入管道内造成堵塞。梁端的张拉锚座应安装好，位置应准确，锚座顶面与钢绞线垂直。负弯矩区的锚座及波纹管提前埋在梁体内，位置应准确，波纹管内不得进浆堵塞。箱梁顶板负弯矩钢束的钢波动 纹管，应在预制箱梁进预埋，箱梁安装好后，浇筑连续接头段前，将对应扁管相接。 （3）梁体混凝土必须严格按配合比进行配制，采用拌合站集中拌和混凝土输送车运至工地。插入式振捣密实，在两边对称振捣。梁体混凝土一次浇筑成型，首先安装外模及内模，内模有侧板和底板，内模横向设拉筋固定，吊挂在钢管上，混凝土浇筑时底板由人工找平。浇注完成后应加强养生，混凝土表面用草袋覆盖浇水养护。（4）梁体混凝土强度达到 5Mpa 以上方可拆除外侧
7、模板。强度达到设计要求 90%以上方可进行张拉，钢绞线采用两端张拉，钢绞线张拉锚下控制应力为 k=0.75Ryb=1395Mpa；张拉采用双控，以钢束伸长量进行进核，各钢束引伸量见下表：钢束引伸量一览表 单位：cm 位置 编号 N1 N2 N3 N4 N5 T1 T2 T3中跨 23.0 22.9 22.9 22.9 23.2边跨 22.9 22.9 22.9 22.9 23.212.2 6.8 6.8其张拉程序为：0初应力1.0 k(持荷 2 分钟)锚固。张拉自中间向两边对称进行，双向张拉。（5）张拉预应力筋时，两台千斤顶必须同步顶进，预应力筋均匀受力，分级加载拉至超张拉应力。（6）为消除钢
8、绞线不直，受力不均匀影响，在达到设计张拉应力 1025%时测量初读数，到达张拉设计应力时测量终读数，其差值为张拉伸长值。两端张拉时，伸长值为两千斤顶伸长值之和。填写完整的张拉记录表，张拉完成要测定钢绞线的回缩与锚具变形量，变形量若超过 6mm，则重新张拉。若理论伸长值与实际测量差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施后方可继续张拉。（7）压浆A、张拉完成后，切割多余的钢绞线，然后开始压浆，压奖采用HP-02 型灰浆泵(压力为 0.60.9Mpa)HJ200 灰浆拌和机，自制低速搅拌设备的贮浆桶，2.52.5mm 网筛、压浆管、连接阀等。B、水泥浆配合比根据试验室试配结果,报监
9、理工程师批准，为提高孔道密实度，水泥浆的稠度不大于 6S，3 小时内泌水量小于 2%。压浆程序为：机具连接制备水泥浆压浆关连接阀拆连接阀封压浆孔。C、需要注意的是水泥浆制备到压浆孔的时间不超过 40 分钟，若遇特殊情况不能压浆，立即冲洗孔道或管道。制备水泥浆试件 3 组，标准养护 28 天，测水泥浆强度，压浆时，自板端一头注入，而在另一头流出，流出的稠度须达到规定的稠度。D、当气温或构件温度低于 5，水泥浆温度高于 32时，不得进行压浆。压浆后的桥板要进行保护，不得振动，保持在一定温度范围内，做好完备的施工记录。（8）梁体采用 2 台 45 吨龙门吊移梁，在存梁场存放待架。3.2.2 梁体安装
10、1、梁体架设总体方案由于该桥梁体为先简支后连续梁，梁体之间有较宽的湿接缝，且该桥与 G107 国道为 50斜交，使用架桥机架梁不现实。根据实际情况和方案选比，我们计划采用汽车吊架梁。架梁前， 首先对梁场至桥位处的运输道路进行加强处理，确保梁体运输车辆安全通行。 在立交桥两边跨的高速公路征地界范围内，使用素土回填两边跨处地面和 G107 国道两侧边沟，分层碾压密实。 在桥两边跨下铺设两条临时道路，作为梁体架设、中跨桥梁墩顶及纵向湿接缝施工时，G107 国道交通疏导的临时道路。2、梁体架设概况及工程数量由于梁体重量大，运输起吊困难，再加上跨越 G107 国道施工，施工难度相当大。全桥共 27 片，
11、每跨 9 片，其中左幅桥 5 片，右幅桥 4 片，中梁梁体重约 103 吨，边梁梁体重约 110 吨。预制梁场位于主线 K2+700 右侧紧邻路基处，距桥位 1.6Km。G107 国道分离式立交为左右两幅桥，左幅桥桥面宽 17 米，右幅桥桥面宽 13 米，两幅桥间距 1.26 米，通行净空设计为 5 米。G107 国道为国家南北交通的一条主要通道，该段路宽 27 米，其中混凝土路面 21 米，两侧汇水槽各0.5 米，两侧路肩各 2.5 米。G107 国道路两侧为 4 米深的排水沟，其西侧沟宽 13 米,东侧沟宽 12 米。桥台支座采用 GYZF427572mm 滑板式支座，共 36 个；桥墩采
12、用 GYZ40088mm 板式支座，共 36 个。桥墩临时支座已施工完毕。临时支座采用 C30 细石混凝土。最重梁为中跨边梁，约重117.4t，每个临时支座尺寸为 1.00.20.127m(长宽高)，临时支座承压面积按 80%计算；考虑箱梁架设时的冲击力，冲击系数按0.5 计算，则临时支座混凝土强度应为：（117.41.510 39.8/2）/（0.20.8）10 -6 = 5.4MPa，故选用C30 混凝土做临时支座完全可以满足箱梁架设要求。箱梁完成体系转换后，用人工将支座凿除。3、临时道路及架梁场地（1）梁场至桥位处临时道路梁场至桥位处临时道路长 1.6Km，为了确保运梁车行走安全，必须对
13、该便道进行认真修整、碾压，同时在临时道路上再加铺建筑砖碴40cm，作为临时道路路面，路面宽 5m。（2）G107 国道交通疏导临时道路根据施工现场的实际情况，架梁时 G107 国道车辆的交通疏导临时道路，分别设在分离式立交的两边跨内，东西侧临时道路均长120.0 米。临时道路自 G107 国道两侧的边沟底开始，分层填筑碾压密实。临时道路路面标高和 G107 国道的路面持平，宽度为 8m，其路面结构自上而下为 30cm 级配碎石层，50cm 砂砾石层（见图 2 临时道路平面布置图及图 3 临时道路断面图） 。（3）架梁场地架梁时，运梁车及吊车均需到桥跨内进行作业，而运梁车及吊车在实际作业时其重量
14、均在 200t 以上，所以两边跨下面的地面均需进行认真处理。处理时采用素土分层碾压密实，填筑高度为 1.5m，上铺砂砾石 30cm，其顶面标高和交通疏导临时便道路面顶标高持平。整个架设场地需处理面积约（不含中跨，中跨不需要处理）3210.0m 2。临时道路及架梁场地已平整完毕。架设梁体安排专业架桥队伍。在梁场使用 2 台 70t 龙门吊装车，150t 平板拖车运梁至桥位处，使用 2 台150 t 汽车吊吊装就位。4、架梁及交通疏导架梁顺序为：第 3 跨中跨第 1 跨。对每一跨均自左至右进行架设。1、架设第 3 跨 9 片梁。封闭 G107 国道下行线，同时开放 G107国道东侧临时道路，使往漯
15、河方向的车辆走 G107 国道上行线，往许昌方向的车辆走 G107 国道东侧临时道路。运梁车斜向停放在第 3 跨内，吊车在 2#墩和 3#台处各立一辆（见图 4 第 3 跨梁架设示意图） 。2、架设中跨 9 片梁。封闭 G107 国道上下行线，同时开放 G107国道两侧临时道路，使往漯河方向的车辆走西侧临时道路，往许昌方向的车辆走 G107 国道东侧临时道路。运梁车斜向停放在中跨内，吊车在 1#墩和 2#墩处各立一辆（见图 5 中跨梁架设示意图） 。3、架设第 1 跨 9 片梁。封闭 G107 国道上行线，同时开放 G107国道西侧临时道路，使往漯河方向的车辆走 G107 国道西侧临时道路，往
16、许昌方向的车辆走 G107 国道下行线。运梁车斜向停放在第 1 跨内，吊车在 1#墩和 0#台处各立一辆（见图 6 第 1 跨梁架设示意图） 。（四）梁体整体施工及交通疏导1、完成 1#、2 #墩顶梁体的连续（包括绑扎钢筋，浇注砼和张拉顶板负弯矩钢绞线） ，浇注两边跨桥面板湿接缝砼，计划时间 20 天，此时 107 国道只留上下行线各一个车道，保证过往车辆通行（见图 7 梁体连续施工示意图） 。2、浇注中跨桥面板湿接缝砼，完成中跨护栏施工，计划时间 10天，此时封闭 G107 国道，使往珠海方向的车辆走西侧临时道路，往许昌方向的车辆走 G107 国道东侧临时道路（见图 8 中跨桥面施工示意图） 。3、恢复 G107 国道的正常交通。2、安全防护措施为保证车辆的安全，提前和许昌市公路管理部门联系，在施工地段前方设置明显的施工标志牌，并实行车辆限高、限速通过。派专人与公路管理部门配合，保证 24 小时专人疏导交通，维持正常的交通秩序。在第 1 跨正上方有一趟横向 110KV 高压线，距地面 15 米，架梁前同电力部门协调，架梁时断电。起吊时，派专人盯牢起重臂与高压线的相对位置，并随时调整吊车位置，确保吊车不与高压线相碰。施工梁间现浇段时，在行车道上方设防护网，防止物体坠落，确保公路行车安全。
