某独立特大桥PC宽箱梁施工组织设计

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摘要：PC宽箱梁技术含量高，施工难度大，为确保质量，施工组织设计很重要。

主题词：施工组织 施工工艺设计

Abstract: PC wide box girder with high technical content, difficult construction, to ensure quality, the construction organization design is very important.

Keywords: the construction organization construction process design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

某独立特大桥主桥边跨为PK断面预应力混凝土箱梁，跨径组成（3×67.5＋72.5＋9.5）m，其中9.5m为伸入主跨侧梁段长度。从过渡墩主10#向主塔墩主6#依次分为H（78.9m）、I（67.5m）、J（67.5m）、K（70m）四跨梁段，总长283.9m。

箱梁中心线处梁高3.8m，风嘴宽1.0m，边箱底面宽4.4m，中间桥面板宽14.86m，全宽38.0m，主塔处缩窄为34.4m。横桥向箱梁底板水平，桥面设2%双向横坡。标准横断面顶板厚度为30cm、水平底板厚度为35cm、斜底板厚为30cm、中腹板厚为50cm。主塔区顶板、水平底板、斜底板板厚渐变为40cm、50cm，中腹板厚度渐变为65cm、80cm，过渡墩主10#墩处设端横梁厚2.9m；主9#、主8#、主7#辅助墩处横隔梁厚3.0m；主塔处横隔梁厚2.5m，其余非桥墩处每7.5m（特殊间距6.5m、6.55m）设一道30cm宽横隔梁。

图1 主桥边跨箱梁标准横断面图

二、气象条件

桥址处属华中地区中亚热带气候，具有大陆气候特色。多年平均气温为17℃，极端最高气温40.3℃，极端最低气温为-11℃。夏季平均气温在28℃以上；平均最高气温在34℃以上；冬季平均气温为5.3℃。多年平均无霜期240～280天。

三、地质条件

某独立特大桥南主桥边跨位于长江一级阶地，地势平坦开阔，桥位处地面高程在21.0m左右。覆盖层厚约37.0m，上覆盖层以软塑状亚粘土为主，下覆盖层以中密、饱和状细砂为主，基岩为弱风化、红褐色泥质粉砂岩，砂质结构、层状构造、泥质胶结。各土（岩层）推荐极限摩阻力和承载力见表3.1.5-2。

表1 地质情况

四、总体施工工艺

边跨砼箱梁采用钢立柱排架现场浇筑。

1、设计推荐工艺

设计建议的施工工艺为“整跨分幅施工”。即：在支架上按照左右幅整跨浇筑H、I、J、K跨，并逐跨张拉（接长）腹板预应力束，待4跨半幅梁段施工完成后，浇筑两半幅之间1.6m宽后浇带，张拉其他预应力钢束。

表2设计浇筑方案单次浇筑方量（m3）

2、施工工艺优化

考虑到单次浇筑方量较大、且对预应力形成不利等因素，在原设计方案的基础上进行了优化，采取了“整幅分段施工”工艺。即：纵向将H、I、J、K跨细分为13个浇筑节段，横断面上不再设置后浇带、而是整幅一次性浇筑完成。每个浇筑节段施工完后，张拉部分横隔梁预应力束，待一跨内的浇筑节段均施工完后，张拉该跨内的腹板预应力束和顶、底板纵、横向预应力束。

表3方案优化后单次浇筑方量（m3）

表4 方案优缺点比较

优点 缺点

逐跨分幅 浇筑次数少，施工缝较少。 砼一次浇筑方量较大，对砼性能要求较高，且不利于现场施工组织。

内模安拆及底板砼浇筑难度较大。

后浇带钢筋外露时间长，易锈蚀。

纵横向预应力束要待全部箱梁砼浇筑完后才能张拉，对箱梁结构本身不利。

整幅分段 控制单次浇筑方量在1000m3以内，避免浇筑时间过长带来的不利影响。

可逐跨进行预应力束张拉，防止箱梁在无应力状态长时间放置带来的不利影响。 分段数量多，施工缝较多。

内模安拆及底板砼浇筑难度较大。

五、边跨箱梁支架设计:单独设计,并提请设计单位和第三方单位复核。

六、边跨箱梁施工

1、模板工程

a.模板结构

边跨箱梁模板配置及结构见下表5。

表5边跨箱梁模板结构

部位 模板结构

水平底板底模 12mm竹胶板，纵向次肋[8@30cm，铺设在分配梁上

斜底板底模 6mm钢面板，纵向次肋[8@30cm，用[12.6型钢三角桁片支撑，桁片间距75cm与分配梁对应，并与分配梁之间设卸荷槽楔

风嘴模 6mm钢面板，纵向次肋[8@30cm，竖向主肋2[12.6@100cm

中腹板外侧模 P9015组合钢模，局部加工异型钢模，横肋[8@30cm，竖肋2[12.6@100cm

横隔梁底模 12mm竹胶板，纵向次肋[8@30cm（长1m），铺设在分配梁上

横隔梁外侧模 P9015组合钢模，局部加工异型钢模，横肋[8@30cm，竖肋2[12.6@100cm

边箱内模 P9015组合钢模，局部加工异型钢模，边箱底板压模采取满铺形式，边箱顶板底模用[8和[12.6作纵横肋、脚手架支撑

桥面板底模 P9015组合钢模，局部木模，纵肋[8，横肋[12.6，用脚手架支撑在分配梁上

端模 钢模，在钢筋和波纹管处开孔

b.模板安装

安装顺序：底模风嘴模（边箱底板、腹板钢筋及预应力束安装）中腹板、横隔梁外侧模内模、桥面板底模（边箱顶板、桥面板钢筋及预应力束安装）端模。

c.模板拆除

砼强度达2.5MPa后，拆除端模和风嘴模；强度达到设计强度的75%后，拆除边箱内模、桥面板底模、中腹板和横隔梁外侧模，拆下的组合钢模及脚手管从人孔中取出；每跨全部纵向预应力束张拉完后，方能卸落支架（保留管除外），拆除水平底板及横隔梁底模。

2、钢筋工程

钢筋安装顺序为：边箱底板、预应力齿块钢筋边箱腹板、横隔梁钢筋斜拉索套管及锚固钢筋边箱顶板及桥面板钢筋。钢筋安装的同时进行相应位置预应力波纹管及锚垫板的安装定位，以及各种预埋件、预留孔的安装。

3、索套管安装定位

索套管安装定位主要是控制锚点三维坐标和套筒管口中心三维坐标，从而精确控制索套管角度。索套管锚板端由搭设在分配梁上的平台支撑，管口端由型钢支架支撑在斜底板底模上。

索套管定位完毕后，固定在型钢支架上，防止在钢筋绑扎或砼浇筑过程中发生移位。砼浇筑前，对索套筒管口中心三维坐标进行最终复测。

4、混凝土配合比设计：由科研单位提供。

5、混凝土浇筑

a.砼拌制及运输

砼由两台75m3/h搅拌站生产，搅拌好的砼采取罐车运输、拖泵泵送，视运输距离的远近，由4~6台8m3砼罐车运输至待浇筑梁段下方，用2台HBT60C拖泵将砼泵送至桥面。

b.砼布料及振捣

砼泵送至桥面后，用两台布料杆布料入模，每台布料杆各负责半幅箱梁的浇筑。布料杆安装在已浇梁段的前方，前端连接6m长软管。砼浇筑时先底板布料，从中腹板、横隔梁和风嘴处下料，由于底板是满铺压模，且钢筋和预应力管道密集，浇筑时派专人检查底板布料是否到位，否则还需从桥面板预留孔和底板压模上的振捣孔补浇；然后浇筑中腹板、横隔梁、斜底板，使砼面均匀上升；最后浇筑桥面板。

砼浇筑时分层布料、分层振捣，且左右两幅对称进行，砼振捣分区定块、定员作业，每半幅布置6台振捣棒，其中每个边箱内腔布置3台，底板的振捣采取在压模上开20×20cm振捣孔，振捣孔间距约1.5m，浇筑过程中随时封闭。振捣严格按规范要求操作，防止漏振、过振，并注意保护锚具及波纹管，对预应力锚下区、索套管锚块处要特别振捣密实。

c.箱梁顶面整平

由于边跨箱梁顶面不设调平层，因此对顶面平整度要求较高（平整度≤1cm）。箱梁顶板浇筑时采用悬架式高速提浆整平机进行顶面整平、提浆、收面。

d.养生及施工缝处理

砼浇筑完毕并初凝后，表面覆盖土工布和塑料薄膜，洒水保湿保温养生，养生时间不少于7d，砼强度达到2.5MPa前，不得承受人员及施工荷载。

箱梁施工节段之间的施工缝待混凝土强度达2.5MPa、端模拆除后，由人工凿除表面的水泥砂浆和松软层，经凿毛处理的砼面用压缩空气清理干净。

6、预应力工程

a.概述

边跨箱梁布置纵、横向预应力束，采用标准强度2000Mpa、公称直径15.2mm高强、低松弛钢绞线，张拉控制应力为0.75σb，施工时采取引伸量和张拉力双控。所有预应力束均选用与锚具规格相应的波纹管、锚垫板等成套产品。

b.波纹管、锚垫板、钢绞线安装

波纹管、锚垫板、钢绞线进场后，按规范要求进行验收，合格后才能使用。

波纹管按设计线形安设，定位钢筋定位，与普通钢筋骨架固定，并按要求安装防崩钢筋。钢绞线在平整硬化的场地上下料，根据预应力施工工艺确定穿束时机：横隔梁钢束与顶底板横向束在砼浇筑前穿束；顶底板纵向束在砼浇筑后穿束；腹板束除H跨为后穿外，其余各跨在后浇段浇筑前穿束。

c.预应力张拉

 张拉时机：砼强度达到设计强度的90%以上，并养生7d以后。

 张拉顺序：

表6 边跨箱梁预应力张拉顺序

步骤一 每节段施工完后，张拉该节段50%横隔梁预应力束

步骤二 一跨内所有节段施工完后，张拉该跨腹板预应力束

步骤三 按照由两侧向桥轴线的顺序对称张拉该跨底板纵向预应力束

步骤四 按照由两侧向桥轴线的顺序对称张拉该跨顶板纵向预应力束

步骤五 张拉该跨剩余50%横隔梁预应力束

步骤六 按照先顶板后底板的顺序、由边跨侧向中跨侧张拉横向预应力束

 张拉前准备工作：配套标定千斤顶和油压表；搭设张拉操作平台；清理锚垫板及钢绞线，安装工作锚、夹片、限位板、千斤顶、工具锚板及工具夹片。

 张拉程序：015%σcon（初应力）30%σconσcon(持荷2min后锚固)。封端：张拉完成后，钢绞线端部留3～5cm，其余部分用砂轮机切除，并用高标号水泥砂浆封堵锚头。

d.预应力孔道压浆

预应力束张拉完成后及时进行孔道压浆，压浆采用真空辅助压浆工艺。

e.封锚

压浆完成后，清理深埋锚钢套筒内壁或槽口，然后填塞混凝土，封锚混凝土的强度应符合设计要求。

七、边跨支架拆除

边跨支架分两阶段拆除：当一跨中全部预应力束施工完毕，拆除该跨除保留钢立柱以外的支架；中跨合拢前，按设计和监控要求的顺序拆除保留钢立柱。

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