后张法预应力混凝土T梁预制施工工艺.doc

后张法预应力混凝土T梁预制施工工艺工艺说明： 1、 制梁台座及模板工程 模板制作及要求 底模：底模为三层结构，下层浆砌片石30cm厚，修建于经压实的路基或经压实的场地上；中层采用厚度为30cm的C40钢筋混凝土，上层为厚10cm的细石混凝土。底模的上表层用水磨石机磨光，作为底模与梁底的接触面。底模呈“凸”形结构，在表层下部设预留孔，作为侧模的对拉螺栓的通道，表层侧面与侧向模板间设空心橡胶止浆条。为避免张拉主梁时，梁端底部产生裂缝的发生，在底模两端各80cm范围内，铺垫4mm厚四氟聚氯乙烯板，顶面与底模顶面在同一水平面上，张拉起拱时，梁端可在四氟板上滑行。 侧模：侧模用型钢及钢板焊成，以梁横隔板为界，每侧可分成六段。底部用螺栓通过底座将左右两边的侧模紧固，上部根据需要设置穿心螺栓紧固。侧面设置可调支腿，底部用型钢做成向外倾斜的坡角，松开螺栓和可调支腿，钢模板就会因自重作用而自动脱模。侧模配置附着式振动器，以保证梁体混凝土能够浇筑密实。 单元模扇面板用5mm钢板模压成型，水平肋和竖肋采用8号槽钢，竖向加劲肋采用50×50×5制成，支架为12号槽钢。 端模：端模也用钢板制作。端模上的预应力钢绞线束的孔洞位置一定要精确，要符合规范要求。 所有的钢模板制作拟请有资质等级的钢构件厂加工制造，各种尺寸一定要符合规范的要求。 立、拆模板 立模顺序为：涂脱模剂贴接缝止浆橡胶条安侧模安端模。利用龙门吊立拆模板，立模时按底模已打出的梁轮廓线、隔板位置线，先安装侧模，再安装端模，对正立好，板缝用薄海绵条压紧以防漏浆。立模后要对板缝、连接上拉杆、下楔块进行检查，确认无误后安装振捣器进行混凝土施工。 梁体混凝土灌注完毕后46h即可拆除固定支撑架、拉杆、楔块，待混凝土强度达设计强度70%时可全部拆除。拆模时，先将所拆模扇与龙门吊钩挂好，然后在侧模顶两竖带间用12台螺旋千斤顶施顶，下部可采用手拉葫芦拆模。 立模时注意： 模板要洁净，要均匀喷涂腊质含量较高的脱模剂。 立模前，在台座上准确标出梁的横隔位置。 模板接缝要严密平顺。 立模后，要严格检查模板的平直度与垂直度。 在整个施工过程中要始终保持模板的完好状态，认真进行维修保养工作。 2、钢筋工程 钢筋骨架的制作及安装 钢筋调直、连接、切断、弯曲均采用机械加工，加工好的半成品分类挂牌堆放。钢筋的加工在钢筋加工棚内进行。所有的钢筋在加工之前，必须清污、调直。下料、弯制要准确。 钢筋骨架绑扎成型在相应的台座上进行。绑扎前在台座底模顶面标出主筋、箍筋、横隔板、变截面位置及骨架长度。钢筋绑扎完毕核对无误，即可进入下道工序。 在绑扎钢筋骨架时，应按设计位置绑好波纹管的定位片，钢筋骨架定位后，再穿上经检查合格的波纹管并要绑扎牢固，保证在浇筑混凝土时波纹管不会坍塌或上浮，波纹管接头要严格密封，防止灰浆渗入波纹管中。若钢筋与波纹管发生碰撞，应保证管道位置不变而适当挪动钢筋位置。 钢筋保护层使用预制高强度砂浆垫块。 3、制孔 用钢带现场制作65mm波纹管，安装时用定位网控制波纹管位置不超出设计位置2mm，间距1.0m，定位网用10钢筋弯制。为防止管道产生死弯，在波纹管外侧捆绑一根10钢筋作为导向钢筋。波纹管接头套紧，并胶带缠好，以防漏浆。 4、梁体混凝土浇筑 混凝土在拌和站集中拌和，水平运输采用混凝土搅拌输送车运送，运输道路要平整，垂直运输采用龙门吊入模。浇筑混凝土采用水平分层，按先底板、再腹板、最后顶板的施工顺序浇筑混凝土。 在搅拌混凝土时，控制混凝土骨料最大粒径不得大于2cm。梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，要求早期强度高，因而混凝土最大粒径不得大于1.5cm，特别是锚下混凝土，应充分振捣，严格控制其质量。浇筑上层混凝土必须在下层混凝土初凝之前覆盖，以保证接缝处混凝土的良好接合。 梁体的混凝土振捣以附着式的振捣为主，插入式振捣器为辅，主要采用侧振工艺。 梁体两侧的附着式振动器交按梅花型布置，水平间距1.0m。避免振动力互相抵消；附着式振动器要集中控制，浇筑什么部位振什么部位，严禁空振模板；附着式振动器与侧模振动架要密贴，以便混凝土最大限度地吸收振动力。 浇注上翼板混凝土时，振捣以插入式振动器为主，平板振动器将混凝土面整平。振动器的振动为间断式,混凝土不再下沉，无气泡上升，表面平坦并有薄层水泥浆出现。在捣固时注意不要振到预留孔道及底模表面。 混凝土施工时要注意如下事项： 浇筑前，要对所有操作人员进行详细的技术交底，并对模板和钢筋及预埋件进行一次全面的检查，符合要求后方可施工。 混凝土浇筑时，下料要均匀、连续，不要集中猛投而产生混凝土的阻塞。分段浇筑时，在混凝土尚未到达的区段内，禁止开动该区段的附着式振捣器，以免空模振捣而导致模板变形。 施工中随时检查模板、钢筋及各种预埋件的位置和稳固情况，发现问题及时处理。 混凝土浇筑过程中随时检查混凝土的塌落度和干硬性，严格控制水灰比，不得随意增加用水量，前后台密切配合，以保证混凝土的质量。 每片梁除留足标准养护试件外，还应制作随梁同条件养护的试件3组，作为拆模、移梁等工序的强度控制依据。 认真填写混凝土浇筑施工原始记录。 梁体混凝土的养护 梁体混凝土灌注完毕后，待表面收水并硬化后对混凝土进行养生。在混凝土表面进行覆盖草袋洒水养生，覆盖时不得对混凝土产生不良的外观和污染。在养生期内保持混凝土的湿润。 5、清孔、穿束 用高压水进行清孔，再用高压风吹净波纹管内的存水，必要时用钢制梭形器清孔，若有灰浆进入一定要反复细致地清孔，并将杂物全部清孔出去。穿束时先把几根钢绞线的头部焊在一起由一端穿入，必要时可在钢绞线束头部焊上一个钢筋的小环，由另端穿入的高强钢丝拉过去。 预应力钢绞线束的制备要按规范要求进行。对所用钢绞线应先进行检查，保证其无锈蚀、无硬伤。钢绞线下料时应先在切口两侧各5cm用细铅线绑扎紧以防散开。 钢绞线的下料严格按照“设计长度工作长度所需长度”的原则，用切断机或砂轮锯切割，绑扎成束，进行编号挂牌堆放。 6、后张法预应力施工 张拉设备的选择 根据设计采用柳州建筑机械总厂生产的OVM系列穿心式千斤顶YCW-100、YCW-150型各6套，配ZB4-500电动油泵。锚具采用型号为OVM15-5、15-6、15-7、15-8、15-9群锚体系。 张拉准备 张拉前做好张拉设备的配套校检与标定。计算出与张拉吨位相应的油压表读数和钢绞线伸长量，确定张拉顺序。画出油压表的读数和实际拉力的标定曲线，确定预应力束中应力值和油压读数间的直接关系。 张拉工艺 张拉时混凝土强度不应低于设计强度的75%。张拉时采取两端张拉工艺，按设计要求的顺序依次张拉，注意缓慢均匀，按0初应力(一般为张拉力10%25%)（持荷两分钟）100%控制应力锚固的程序张拉。 具体张拉程序如下： 先将钢铰线束略微予以张拉，以消除其松弛状态，并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上，注意钢绞线束中每根钢铰线受力均匀。 当钢绞线束初始应力达到张拉控制应力的10%25%时，此时应将千斤顶充分固定。在把松弛的钢绞线拉紧以后，在两端精确地标以记号。 张拉时，滑丝、断丝数量符合规范要求。超过限制数时，应进行更换，如不能更换时，可提高其它束的控制张拉力，作为补偿，但最大张拉力不得超过千斤顶额定能力，也不得超过钢绞线的标准强度的80%。 张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。张拉后，应测定预应力筋的回缩量。 为使拉力控制准确，采用仪表读数与伸长值双控制，根据应力与伸长的比例关系，实测的伸长量与计算的伸长量之差在±6%以。 7、孔道压浆与封锚 孔道压浆前的准备工作 割切锚外钢绞线束，预应力钢绞束切割后的余留长度不超过2cm. 锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。 冲洗孔道压力水冲洗孔道，最后用压缩空气排除孔内积水，但要保持孔道润湿，而使水泥浆与孔壁的结合良好。 孔道压浆 压浆顺序自下而上，并应将其中一个断面的孔道一次作业中压完，以免孔道漏浆堵塞邻近孔道，如集中孔道无法一次压完时，将相邻未压浆孔道用压力水冲洗，使继续压浆时通畅无阻。 每个压浆锚塞进、出浆口均应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压力的状态下凝结。 压浆采用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的压力以保证入孔内的水泥浆密实为准，开始压力要小，逐步增加。为了保证质量，拟采用二次压浆的方法，第一次压浆30分钟，再由另一端反向压浆，保持为0.6MPa0.7MPa。每个孔道压浆至最大压力后，应有一定的稳定时间。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。 为检查孔道内水泥浆的实际密度，压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实及时处理和纠正。要在拌制水泥浆同时，制作标准试块，经与构件同等条件养护到20MPa后可撤消养护，方可进行移运和吊装。 封锚 对于先简支后连续构造的桥梁，根据设计要求：一联中跨主梁两端均不封锚；一联的中跨伸缩缝端封锚，另一端不封锚，不封锚时应采取防止锈蚀的措施；一般简支构造的桥梁均予封锚。封锚按如下进行施工： 孔道压浆完毕后立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，以备浇筑封端混凝土。 设置端面钢筋网。为固定钢筋网的位置，可将部分箍筋点焊在支承垫板上。 固定封端模板，以免在浇筑混凝土时模板走动而影响梁长。立模后校核梁体全长，其长度应符合允许偏差的规定。 浇筑封锚混凝土时，要仔细操作并认真振捣，保证锚具处的混凝土密实。 8、移梁、存梁 移梁和存梁时要注意下列事项； 注意梁体的支承点位置。 注意在梁滑移过程中支撑好，防止梁体倾覆。 注意存梁时要考虑好架梁时对中片、边片的需要顺序，尤其是边片的左右片要配好。  9、桥梁架设及安装梁施工完毕后，在支承垫石上分别用墨线弹出支座中心线、梁端线、梁边线，并复测支承垫石标高、跨距无误后，即可开始准备架设安装桥梁。根据地形地貌、梁板数量、既有机具及运输条件等因素确定施工方案。当地势比较陡峻,运输条件困难,梁体无运输条件时,最好就地采用有轨运输方式，现介绍如下：纵移通道： 在已施工的两个盖梁间，布置好纵移梁通道，对原地面进行平整后，摆设枕木垛或砼预制块，以扩散地基应力。在其上通过搭设满堂碗扣式脚手架，在顶部的可调托撑中，按计算摆设P43纵向钢轨、再按50cm间距布置再用枕，其上铺设P43纵向移梁钢轨钢轨（轨距762mm），在每个盖梁处，铺设一对比盖梁宽度短20 cm的短轨，连通全桥。这样就形成了贯通的纵移梁通道。纵移： 纵移梁工艺流程铺设纵移轨道用千斤顶起梁梁体装车梁体拖拉到孔位配置千斤顶准备轨料自制铁盒对已预制的梁采用简易龙门吊（或有轨运输）运输至台尾，使之对应于已铺设的纵移通道，在离梁端1.5m处用前后各2台50t千斤顶先后（绝对不能同时）将梁端顶高，千斤顶一次顶程用完后，立即用槽钢制作的铁合及不同厚度的铁板垫紧梁底，采用铁合或升高千斤顶底座，继续下一顶程，直至可以放进自制的移梁小车为止，将千斤顶缓慢下放,将梁装入前后小车,在对岸采用3t带调速器的单筒慢速卷扬机牵引,牵引绳用Ø16以上纲丝绳固定与小车前轴上,开动卷扬机缓慢拖动梁体前进,在牵引过程中,小车前专门派二人监控小车,若有异常情况,及时用铁栔刹车，每天派专人观察轨道变形的情况，及时维护。横移： 拆除纵移短轨铺设横移短轨起梁、抽换小车摆放滚筒、滑船自制滑船、滚筒梁体装船横移到位起梁、换托架下放梁体就位拆出托架自制托架横移梁工艺流程小车到达梁体安装的孔跨时，临时在两盖梁上铺设P43横移轨道（轨距应控制在40 cm），轨道尽量用36 m短轨，并在两根轨中间加一根短轨，三根轨接头应错开适当距离，保证可疑抽换，以减少铺设轨道时间。小车到达梁体安装的孔跨时，用千斤顶起高梁体，推出移梁小车，拆出盖梁处的纵向活动短轨，将横移轨道串至梁底以下，依次放上Ø40（长度不段于70 cm）圆钢滚筒，自制滑船，然后逐渐下放千斤顶，让梁体放于滑船上，在两个梁端用5 t电动葫芦同时牵引梁体，横移梁的安全威胁在梁体安装中是最大的，因此必须排专人统一指挥，派专人观察滚筒和滑船是否偏斜，及时采取措施予以处理。梁体到达其所在的位置时，将自制托架安装于梁底，在用千斤顶顶起托架、梁体，抽取滚筒和滑船，用环氧砂浆垫平、安装好支座，下放千斤顶，将梁体落于支座上。用线锤检查梁端线、梁边线是否正确，及时予以调整。可用千斤顶顶托架调整左右偏差，前后偏差可在梁端用千斤顶调整。抽换出托架，梁体安装就高完成。对于桥台处梁体安装调整无法用托架时，可用两根I30工字钢上挖孔穿入预埋入梁体的吊环上穿Ø20圆钢，在工字钢端部用两个千斤顶上顶挑起梁端予以调整。 起高梁：起高梁施工工艺流程托架千斤顶起梁加垫铁盒、铁板凳自制铁盒、铁板凳起梁至到位横 移对于需要起高梁的梁体，采用如下办法，用L100×10角钢做成高度为25、50 cm长宽为50 cm铁板凳，备用一些杂木板和60 cm长的短枕木，用托架和千斤顶不断上顶的过程中，及时在梁底用铁板凳、铁盒、短枕木、杂木板垫紧。上顶过程中，随时用线锤检查梁体是否倾斜，随时调整，并检查用铁板凳、铁盒、短枕木、杂木板组成的混合支垫物是否稳固可靠。当梁体起到横移钢轨以上时，及时穿入横移钢轨，滚筒、滑船，将梁体移走。落高梁：先布置好横移短轨和滑船，（其长度要比落梁的位置长），横移短轨的一端和梁体安装位置正下方用用铁板凳、铁盒、短枕木、杂木板垫紧，将梁体装入滑船后，拖动梁体，到达其施放位置后，用千斤顶顶起梁体，抽出横移短轨，逐渐下放千斤顶，最后用托架将梁体施放到位。采用工字钢梁或军用梁做移梁支架首先,必须对工字钢和军用梁进行检算,其承载力是否满足要求。对工字钢需要接长时，应采用对接接头，接头处采用螺栓和焊接双保险措施，其焊缝长度应通过剪切和抗拉检算，螺栓连接应检算螺栓的抗剪及缀板抗拉计算。注意，工字钢两侧的缀板只能做两条竖向的焊缝，不能做成周边围焊，以消除巨大的焊接蚕余变形，影响受力和使用。工字钢可采用钓鱼法拖拉到位，即在工字钢要到达的盖梁上通过预埋在盖梁上的铁件，搭设自制简易龙门支架，必须保证足够的斜撑，以消拖拉时的水平力，通过3t单筒慢速卷扬机用钢丝绳和吊环将工字钢连接，由于龙门吊比盖梁高出一定高度，这样，工字钢就与水平线成一较小夹角，抵消了一部分竖向分力，水平拉力损失也不大，可消除在工字钢尾端设蘅重的麻烦，又保证了安全。军用梁可直接采用销钉接长。在工字钢或军用梁上铺设枕木、钢轨，这样，也可形成纵向移梁通道。移梁的办法同上。后张法施工方案报工程师批准预制台座自检后报工程师装 侧 模绑扎非预应力钢筋和制管孔浇 砼养生、清理孔道水泥、钢材试验、砼配合比设计、张拉千斤顶锚具校验NY自检后报工程师N制作试块放置预应力钢束张拉预应力钢束并锚固浇筑水泥浆、浇封头砼、养生报工程师水泥浆、封头砼强度及构件尺寸检验补救措施构件报废报工程师构件报废YYNNYYYN砼强度检测检验出场、存放补救措施松预应力筋N制作试块模板加工钢筋加工各制作砼拌和及运输后张法预应力砼T梁施工工艺框图桥梁安装施工工艺框图桥梁安装方案报工程师批准测 量 放 样架桥设备拼装就位或汽车吊准备自检报工程师预制梁(板)运至安装现场支座安装就位安装预制梁(板)就位、安置临时支撑自检报工程师浇筑焊接横隔板和面板或铰缝砼砼强度检验安装桥梁护栏及其它桥梁设施自检报工程师进行桥面铺装施工采购支座支座实验退货NYNYN采取补救措施N采取补救措施目 录前言21 工程概况22 选题理由33 总体施工方案的确定34 就位制梁施工工艺研究35 施工所用的主要机械设备306 质量保证措施317 安全保证措施328 效果评述32公路50m后张法预应力T梁就位制梁工艺研究前言公路50m后张法预应力T梁是90年代发展起来的大跨度简支梁，是预应力砼简支梁的一枝新秀。目前，它的施工方法主要是预制、安装。由于其跨度大、梁体高、梁底窄，底模需设置反拱曲线，因此要控制好梁体砼的现浇质量，以及在张拉过程中保持梁体的稳定性，关键在于对就位制梁施工技术进行研究。1 工程概况成都车辆段府河大桥位于九里堤中路附近，西侧临近西南交大体育场，东侧隔河为客技站，桥位处地势平坦，属岷江水系一级阶地，地质情况为表层人工填土、粘土、细砂，其下为卵石土，桥台置于稍密卵石土中。采用1孔50m简支梁桥型，桥全长64.44m。本桥设计桥面净宽6m，两侧路缘带宽各0.5m，全宽7.0m，150m简支梁三片，梁部为后张预应力C50砼T梁。桥台为U形桥台，明挖扩大基础。桥梁两端设橡胶型钢伸缩缝，支座采用板式橡胶支座。梁部T梁预应力体系采用J15.24，Ryb=1860MPa，ASTMA41692A高强度、低松弛钢绞线。管道采用预埋波纹管成型，YM157，YM159型锚具。张拉控制应力k=0.72 Ryb 。原设计梁片在桥头路基上预制，然后按有支架拖拉横移就位。由于场地限制变更为就位制梁。2 选题理由集团公司首次承担公路50m后张法预应力T梁的施工任务，由于采用就位制梁的施工方案，目前尚无成熟的现浇施工方法可借鉴。同时还必须解决好梁片数量少与技术含量高在施工成本上的矛盾，克服大跨度预应力砼简支梁在支架上现浇质量难以保证的困难。另外，50m后张法预应力T梁就位预制施工系跨河作业，受河水、洪水影响大，工期紧。因此，选择“公路50m后张法预应力T梁现浇施工工艺”作为研究课题，可借此机会从施工过程中学习、探索、总结出一套较为完善的大跨度后张梁施工技术。3 总体施工方案的确定2001年元月，公司总工率领施技人员对该桥环境作了周密的调查，确认该桥位无预制场地，也不具备将成品梁运输至现场的条件，确定了总体方案。搭设施工平台，就地灌注50m后张T梁。4 就位制梁施工工艺研究4.1 施工工艺4.1.1 就位制梁工艺流程初步确定根据已有的后张梁施工经验，并参考成都铁路局工程总公司司级工法汇编（市政建设与公路分册.19931998）中发表的“现场预制公路30m（40m）后张预应力钢筋砼T型简支梁工法”，以及铁道部部级工法汇编19951996中发表的“后张法50m预应力砼铁路简支梁制造架设工法”，结合现场具体条件，初步确定50m后张法T梁就位制梁的施工流程如图一：搭设施工平台安装底模及支座（就位）立一侧侧模绑扎钢筋骨架及定位网立另一侧侧模及两侧端模板安装波纹管安装附着式振捣器搭设灌注砼脚手平台钢筋、模板全面检查灌注梁体砼检孔、穿预应力钢束及张拉孔道压浆封 端成 品 检 验就位制梁施工准备钢筋切割、弯制成型模板检校、刷油波纹管除锈波纹管的接长、制作检查振动器梁体材料准备备配比试验上料、搅拌插入振捣器振捣收面、养护钢绞线的除锈钢束的制作浆液拌合图一：就位制梁施工流程图 4.1.2 优化后的制梁工艺流程 针对就位制梁的现场具体条件，课题组成员各抒己见，最后形成共识，主要有以下几点：4.1.2.1 由于T梁的截面特点是底部窄500mm，梁体高2600mm，且腹板薄190mm（厚）×1900mm（腹高），加上波纹管287+677mm的布置，如果先支一侧模板，尽管便于波纹管的定位，但其安设及调整都非常困难。因此，所有侧模板应在钢筋及波纹管安装、调整并全面检查通过后进行，但钢筋骨架应通过搭设支架牢固固定，而且钢筋保护层定位必须准确以保证波纹管的安装坐标符合验标要求，保证波纹管安装的稳固性，以减少T梁张拉时的侧向弯曲。4.1.2.2 由于就位制梁是在支架及变梁桥跨结构组成的平台上施工，灌注砼时，脚手架平台应排在前面，以利于周转料的运送、钢筋安装及骨架定位、侧模安装及固定。4.1.2.3 灌注砼脚手架平台应与侧模支撑、翼缘底模支承系统综合考虑。最好形成框架结构，以确保侧模在较大的砼侧压力及附着式振动器强烈振捣作用下的稳定，以确保各片T梁在浇注、张拉过程中的整体稳定。但要充分考虑灌注砼时脚手架平台对新浇砼的影响，把握施工规范中关于对此点的有关规定及限制的实质。4.1.2.4 因为T梁高且腹板薄，波纹管密，穿预应力钢束最好在支侧模、浇注砼之前进行，一方面有利于保证波纹管的顺直度较小地受砼上浮力的影响，有着松棒的作用。另一方面便于施工、检查波纹管的位置、接头、排气管、排水管接头的完好性等。4.1.2.5 由于跨度大，一次性安装捣固器需用量较大，因此应考虑倒用，但其固定连接件（捣固架）应先设置好。根据课题组召开的磋商会议，决定优化工艺流程如图二（下页）：搭设施工平台（梁体下平台）安装底模及支座（就位）搭设上部框架式模板及钢筋固定支架绑扎钢筋骨架并固定牢固安装波纹管立两端端模穿设预应力钢束钢筋、波纹管全面检查底模反拱曲线检查与微调立两侧侧模板并加固安装翼缘板底模绑扎、安装翼缘板钢筋敷设捣固系统动力线路安装第一批捣固器空振试验再次检查模型浇注砼、养护张拉、压浆、封端成品检验就位制梁施工准备钢筋切割、弯制成型波纹管的接长、制作波纹管的除锈制作钢束钢绞线的除锈模板检校、刷油捣固准备砼搅拌图二 4.2 制梁施工平台搭设4.2.1 概况全桥共3片梁，根据工期要求需设三个台位，底模三套无倒用，全就位，全现浇，无移梁作业。每片梁重31.1kN/m，梁底宽0.5m，翼缘宽2.2m，梁腹截面0.17×1.9m，梁高2.6m。施工平台为底模设置反拱，其值为：砼浇筑完毕后跨中梁底反拱为25mm41mm（设计值）。4.2.2 搭设施工平台我们借鉴成都市老东门大桥40m后张法预应力箱梁施工平台搭设的成功经验，并本着降低施工成本，加快施工进度，加大质量控制力度的精神，搭设施工平台前主要在于合理确定临时桥跨结构类型、跨度及其横向布置型式4.2.2.1 临时桥跨结构及其跨度的确定该临时桥跨结构上承T梁底模，承受的主要荷载为T梁砼自重：179.4m3×26KN/m3÷3片÷49.96m（跨度）=31.12kN/m。T梁底面设计纵坡为0.5，跨中梁底设计标高为507.65m，百年一遇设计洪水标高为506.82m。根据施工季节的水量、流速以及现场河床断面，可确定便梁桥的泄水断面，从而确定其孔跨布置。上述河床断面可现场实测，无法实测时采用设计图中的河床断面，其施工季节的水量及流速可通过河道管理单位的统计资料推算，无此统计资料时，可现场调查并参照设计文件中的有关数据推测，以确定临时桥跨结构的泄水能力是否满足其施工季节的排洪要求。为缩短工期，减少雨季洪水对桥梁施工的威胁。为降低工程成本，并增大施工平台的安全系数，确保现浇质量，将临时桥跨结构确定为两种结构型式，一种是WDJ碗扣支架，另一种为双层工字钢叠合梁结构，其跨度依次为：WDJ支架：工字钢叠合梁：WDJ支架=15.9m：16m：15.9m。其纵向布置示意如下页图三所示：图 三4.2.2.2 临时桥跨结构的横向布置4.2.2.2.1 WDJ支架结构设计横向布置示意图四所示：图四其检算过程如下：按满堂布置，其立杆、横杆的布置由T梁底模所传递的竖向均布荷载控制设计。根据底模的支承宽度以及WDJ的材料规格，先拟定其横向间距为0.6m，如图五所示。根据T梁的截面尺寸及上图所示的支架布置情况，可偏安全假定T梁砼自重，底模自重以及捣固荷载、砼倾倒荷载，P43钢轨重由支 图 五架AB 承担。其余荷载由其余支架承担，则纵向每米荷载为： 31.12+0.2+2+1+43×10-2×2=35.26kN/m纵向按1.2m排距布置WDJ支架时，每根立根承受荷载为：35.26×1.2/2=21.2kN30kN（安全系数为1.4），为便于支架搭设，T梁底模以外的支架纵横步距可按1.2m×1.2m搭设。WDJ碗扣支架基础设计每一片T梁作用范围内，纵向1.2m每根立杆的竖向荷载为： 21.2kN+（4.2m立杆+0.6m横杆×3/2）×4kg×10-2kN/kg=21.4kN由于支架置于回填卵石土层上，其承载力应以实测为准，本设计暂按0.15Mpa考虑，则每根立杆（单片T梁）基底所需作用面积是： 由21.4KN×10-3/S=0.15MPa得S=0.143m2WDJ立杆底座为0.2×0.2=0.04 m20.143 m2因此需增设基础。为考虑今后做挡墙需用片石，故按片石基础设计，厚度0.3m，片石长×宽尺寸应为：0.5×0.3m2或0.4×0.4m2，上述WDJ碗扣支架基础设计中，未考虑其安全系数，因为纵横向设置剪刀撑，T梁底模下的两排支架所承受的荷载将会沿斜向剪刀撑进行扩散，该扩散值即为其安全储备。4.2.2.2.2 H型钢叠合梁结构设计A中跨便梁截面初步设计在H型钢便梁简支跨度确定以后，根据其受荷条件，结合我司以往的工字钢便梁施工经验，参考铁路工程施工技术手册1994版桥 涵-下册15-81及第428页图15-147, 图 六初步确定H型钢便梁的横向布置如图六所示（仅示一片梁的布置）。该方案设想通过一刚性横梁使各片H型钢受力均匀，然后以单片H型钢为研究对象，其挠度检算如下：f=5ql4/(384EI)=5*(43.11/6)*103*164/(384*2.1*1011*46470*10-8) =0.0628mf=l/400=16/400=0.04m，挠度不满足规范要求。由于T梁底面窄，自重大，单层H型钢数量超过6片时，其荷载横向分布差异大，对刚性横梁的刚度要求高，现场施工难以实现。由此可得，简支16m跨H型钢便梁，在此荷载条件下是不能采用单层方案的。在这种情况下，减小16mH型钢便梁跨度则需增设支墩，成本增加，工期变长；改用其他型号的工字钢或H型钢，则需向外租赁，但其截断和焊接接长均受到限制。课题组经过反复研究，决定采用H型钢叠合梁结构。鉴于工程成本的原因，其叠合方式不采用焊接和栓接，否则将造成以后周转使用上的困难。本次施工考虑使用加强抱箍使H型钢整体受力。B H型钢叠合梁横向布置如图七所示：抱箍的设置效果是H型钢叠合梁整体受力的关键。两片H型钢整体受弯曲时，中性层就是其叠合面。该叠合面上的切向力由接触面的滑动静摩擦力提供，而该滑动静摩擦力则由抱箍的正压力保证，静摩擦系数由机械设计手册查得：=0.15图 七C H型钢叠合梁叠合面滑动静摩擦力方程图 八如图八所示。利用积分法求得简支H型钢叠合梁在均布荷载q作用下其叠合面在x（x+dx）截面范围内(即m-m至n-n截面范围内)的滑动静摩擦力方程为： fx=（ql/2-qx）.dx-（dx）2.q/2.Sz/Iz式中： fxdx范围内的滑动静摩擦力； x 求解截面至支座中心的距离； q作用在一组H型钢叠合梁上的均布荷载；本例q=12.53kN/m lH型钢叠合梁的简支跨度；dx微段长，从x截面至x+dx截面之间的距离；Sz单片H型钢截面面积对叠合梁中性轴Z的面积矩；本例Sz =A*yc=114.2*25=2855cm3Iz叠合梁截面对中性轴Z的惯性矩。本例Iz =A1y2dA1=Bh3/3+2/3(B/2-t/2)* (b3-(h-b) 3)=2*20*503/3+2/3(20/2-1.6/2)(23-(50-2) 3)=310169.6 cm4 根据以上公式求算得:所需最大压力:(便梁端部)1000mm纵梁长度范围内f1m=82.74kN。摩擦系数取0.15，则正压力是82.74÷0.15=551.6kN。所需最小压力:跨中1000mm内, f1m=2.595kN, 正压力是2.595kN÷0.15=17.3 kN。4.2.2.3 搭设施工平台在河床内设置2个浆砌片石临时支墩，将桥跨分成3孔，架设两孔WDJ支架结构，一孔工字钢梁。采用每片梁位下、两支墩间设2束双层HN工字钢500×200钢束梁搭设，梁间及两侧边界外设单层工字钢，其上铺设横木及纵向木板作施工便道。工字钢采用角钢配合螺栓作上下层列连接，其抱箍间距由计算获得；采用撑木和角钢，螺栓配合作两组H型钢叠合梁的横向联接（间距2.5m），以保证其整体性和稳定性。叠合梁上铺设方木和纵木，其间采用厚12cm对口楔或在纵木上设弧形板调整底模及预设下挠度值。H型钢在岸上接长，在每两个支墩间搭设两个碗扣式支架平台。用20t的吊车起吊辅以人工移动就位；两孔WDJ碗扣支架：在碗扣支架孔上游侧填筑沙袋辅以小泵抽水，以防水流入浸泡支架基础，造成支架下沉，影响梁的浇注及成品质量。当基础相对稳定时，铺上木板作为支架的承压板。待托撑顶面调至设计位置时，于支架的托撑上放入钢轨作为T梁的支撑结构。4.3 模型及加固方案4.3.1 方案的确定全桥T梁共计三片，砼：模板=179.4m3：1148.6m2，若制作整体钢模板一套，侧模约300，底模约30，可见专门为三片T梁制作一套定型钢模板是不经济的。另外，公司近期无此类梁体制造的工程任务，钢模制造成本难以摊销。经调查，就近无可供租赁的T梁定型钢模板。 鉴于上述情况，公司决定模型采用拼装式组合平面钢模板辅以部分木模板（尽可能避免在定型钢模板上钻拉杆孔眼），内衬PVC板改善梁体砼外观。其横向布置如图九所示： 图 九 模型及支架横向布置图课题组制定了以下原则用以指导模型安装及加固A. 分散振捣作用力，合理设置捣固传力系统。B. 设置纵横连杆（背肋），加强模板整体刚度。C. 购置1500×500mm2，1200×500mm2平面定型钢模作底模。D. 将部分U形扣换成紧固螺栓，加强整体性。E. 对T梁翼缘板底模支架、T梁侧模固定支架、T梁钢筋骨架固定支架、砼施工脚手架进行系统设计，以使T梁模板获得更强的整体刚度。F. 砼垫块尺寸必须严格控制，以保证模板对波纹管及钢筋定位的准确。G. 模板拉杆及内撑要根据模板受力特点，并兼顾波纹管的位置进行设计，以获得较好的模型配置方案。4.4 就位制梁预拱度与反拱度的设置根据设计要求，T梁张拉前梁底为凹形抛物线，跨中反拱度为25mm41mm。T梁底模的支承结构体系由三部分组成：一是T梁的永久性支座(如板式橡胶支座)；二是WDJ碗扣支架；三是H型钢便梁。本课题主要从两个方面进行探讨：一方面WDJ支架在竖向荷载作用下的变形情况；另一方面H型钢叠合梁的挠度以及临时支墩的沉降量。4.4.1 WDJ碗扣支架的竖向变形4.4.1.1 钢轨的竖向变形从WDJ支架布置图中截取一典型截面并以纵向P43钢轨为研究对象，其力学模型如图九所示。T梁及其它竖向荷载通过横置方木（纵向75cm）传递给纵向P43 图 十钢轨，因此图示中P43钢轨可视为一连续梁结构，则其最大挠度为：fmax=Pl3/(55EI) =(35.2/2*0.75)kN*1.23m3/55*(2.1*1011N/m2)*(1489*10-8) m4=6.63*10-5 m经计算可得纵向支承钢轨变形为：fmax =6.63×10-5m。由此可见，T梁底模由纵向钢轨挠度引起的竖向变形是可以忽略不计的。4.4.1.2 WDJ支架的竖向变形支架立杆的弹性压缩量可按虎克定律公式计算为：1mm由于WDJ碗扣支架的非弹性变形以及其地基的沉陷难以计算，因此采用了模拟试验求得各根杆及支架基础的非弹性压缩量。分别在支架基础及支架托撑上标识测点，并建立高程观测系统，在各级荷载下实测其高程并作好记录，卸载后再实测各点高程，通过分析整理获得数据如下：支架的非弹性变形值为12mm，地基沉陷值为12mm。 4.4.2 H型钢叠合梁挠度以及临时支墩的沉降量4.4.2.1 叠合梁挠度跨中静载挠度为： f静载=5ql4/384EI =（5×8.91kN/m×15.354m4）/384×（2.1×108kN/m2）×（223517.8×10-8m4） =0.0137m由于实际叠合整体刚度要比理论计算小，因此，在2001年4月24日建设单位在施工现场组织召开（监理、设计、施工单位参加）的挠度研究会上决定叠合梁的挠度取值为15mm。4.4.2.2 支墩沉陷研究根据公路桥涵地基与基础设计规范可知墩台均匀沉降值10mm。在经过支墩基底承载力检算后，由于基底为中密砂卵石层，从而可以判断支墩沉陷值10mm。4.4.3 预拱度与反拱的叠加设置4.4.3.1 根据4.4.1的研究成果，WDJ碗扣支架及基底的竖向压缩值可均按3mm考虑。两边跨相对于跨中截面呈左右对称，则以左边为例表达其底模顶面的标高计算方程为： y =（左+i纵×x）+M-4f反拱×x（L-x）/L2 式中： 左为左支墩顶面的实测标高，m； i纵为梁底设计纵坡； x为计算位置距左支墩中心的距离，m； M为支墩及基础的竖向压缩值，本例按3mm设置； f反拱为T梁的设计反拱度，mm； L为T梁的计算跨度，即两支墩中心的距离，m；4.4.3.2 根据4.4.2的研究，对临时支墩的压缩值也按3mm考虑，则中跨底模顶面标高计算公式为：y=（左+i纵×x）+M-4f预拱×（x L1）L2-（x-L1）/L2-4f反拱×x（L-x）/L2+M式中 L1为左支墩