某斜拉桥悬拼法施工工艺

某跨海大桥（引桥） 预预应应力力连连续续梁梁悬悬拼拼法法施施工工工工艺艺 （修改稿） 二 三年 8 月 目录目录 1 1、编制说明、编制说明.3 3 1.1 工程概况.3 1.2 气候条件.3 1.3 编制依据 .4 2 2、施工准备、施工准备.4 4 2.1 场地布置.4 2.2 主要机具设备.4 2.3 材料组织 .5 2.4 劳动力组织.5 2.5 进度计划.5 3 3、节段悬拼、节段悬拼.6 6 3.1 概述.6 3.2 节段悬拼流程.6 3.3 节段悬拼质量标准.7 3.4 节段预制及存放.7 3.5 胶拼面处理.7 3.6 节段整修.8 3.6 悬拼吊架.8 3.7 节段起吊与运输.9 3.8 湿接缝施工.9 3.9 节段的胶拼.9 3.9.1 节段胶拼工艺流程.9 3.9.2 节段胶拼准备工作.10 3.9.3 节段胶拼.10 3.10 预应力筋的张拉及压浆.12 3.11 悬拼线形控制.12 3.12 合龙段施工.13 3.13 缺陷及预留孔的修补.14 4 4质量控制及安全措施质量控制及安全措施.1414 4.1 质量控制.14 4.2 安全注意事项和环境控制.15 1、编制说明 本施工组织设计是某桥工程项目总体施工组织设计的补充，是某桥上部结 构梁体节段悬臂拼装的实施性施工组织设计。 1.1 工程概况 某桥为 至 的第三条连接线，全线总长 2119.712m，桥长 1825m，桥式布置 （从北向南）为（560）+（260）+（110+180+110）+（960） +（76045）m，共五联，主桥为 110+180+110m 预应力混凝土斜拉桥，除南 引桥 S16S17 号墩跨为 45m 跨外，引桥其余跨均为 60m 的预应力砼等高连续箱 梁，北引桥 1N2 为 260m 异形段箱梁，连接 A、B 匝道。匝道 A 为 （422.6）(422.6)(422.6)=271.2m 连续等高箱梁；匝道 B 为（322.6） +（322.6）+（322.6）(26.63722.6)（322.6）+（322.6） =519.6m 混凝土箱梁。 采用悬拼法施工的梁段从主桥 1#墩至 S14#墩，共 34 跨，28 个“T”构， 它们是主桥 2、3 号墩“T”构和引桥 S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S10、S11、S12、S13 号墩“T”构。主桥每 个“T”构的拼装块件数为 48 块，即每个悬臂端 24 块；引桥每个“T”构的拼 装块件数为 12 块，即每个悬臂端 6 块。 全桥共悬拼 480 个块段，其中 1#4#墩为向下的圆曲线，4#S4#墩为 5%的 下坡，S4#S6#墩为向上的圆曲线，S6#S14#墩为平坡。预制梁块长有 2m、3m、4m 三种，梁体宽度主桥为 15.90m，引桥为 12.95m。各种块件的数量 如下： 块 段 0#块（现浇） 2 m3m4m合龙段直线段 主桥448813664 数 量 引桥24 288288 1.2 气候条件 某地位于北回归线以南，地处低纬，又位于海岸地区，深受海洋和季风影 响。某地的气候具有湿暖、多雨、湿热和干湿季明显等特点，属热带季风气候。 全年主要分冬夏两季，春秋短暂而不明显。夏热多雨，冬稍干冷，春湿多雾， 秋日晴朗。 某地的年平均气温为 22.3，气温的年较低为 14，变化比较平缓。其中 一月最冷，平均气温为 14.6，但最低气温仍在 5以上，最冷的纪录是-1.8。 七月份则最为炎热，平均气温达 28.5左右，最热的纪录是 38.9。某地年降 雨量充沛，平均为 2030 毫米，四月至十月为雨季，而五月份降雨量最多。 平均来说，每年在某地一百海里范围内经过的热带风暴为 2.1 次，其中 1.2 次是台风。每年在一百海里范围内经过的风暴最多为 6 次，风暴常发生于五月 至十二月，其中约 85%集中于七月至十月。 1.3 编制依据 （1）招标文件及补遗书； （2）设计/施工投标初步设计（主方案）设计说明； （3）设计/施工投标中标通知； （4）上部结构设计图纸； （5） 钢筋混凝土及预应力混凝土结构规章 （6） 屋宇结构及桥梁结构之安全及荷载规章 （7）施工组织设计 2、施工准备 2.1 场地布置 祥见珠海岸生产区场地布置图 ，箱梁块件的预制、存放、起运上船及悬 拼吊架的组拼均在珠海岸生产区完成。珠海案生产区距离桥址约 4 公里。 2.2 主要机具设备 桥梁节段悬拼工作主要包括：节段修整、起吊、运输；节段胶拼；预应力 张拉/压浆；合龙段混凝土灌注等。完成上述工作的主要机具设备如下： 序号名称及规格单位数量备注 一起吊运输设备 1 200t 龙门吊机台 1 节段起吊 2 180t 运梁台车台 1 预制节段运输 3 运输栈桥 m180 预制节段运输 4 400t 铁驳（每只配 2 只 60t 动力船） 只 2 预制节段运输 5 180t 悬拼吊架套 8 节段悬拼 二胶拼设备 1 环氧树脂搅拌设备套 1 节段胶拼 2 涂胶设备套 2 节段胶拼 3 胶拼平台套 2 节段胶拼 三张拉、压浆设备 1 预应力钢筋切割机台 4 预应力钢筋切割 2 YC120A-400 型千斤顶套 3 36 预应力钢筋张拉，含支腿 4 YCW400-250DY 型千斤顶套 5 19 根15.2 钢绞线张拉 5 ZB10-500 型电动油泵套 5 与 YCW400-250DY 型等千斤顶配 套 6 SNS 压浆机套 2 预应力管道压浆，压力2MPa 7 ZJ-400 泥浆搅拌机套 2 预应力管道压浆 8 9M3/min 无油空气压缩 机 套 1 管道清理 9 张拉平台和导链套 8 预应力张拉 10 预应力钢筋穿索设备套 2 预应力钢筋牵引 四测量仪器 1 通用的测量仪器套 1 节段悬拼线形控制 五试验检验仪器 1 通用的试验检验仪器套 1 湿接缝、胶结缝、合龙段强度 检验 2.3 材料组织 包括砂、石、水泥、水、外加剂、节段胶拼环氧树脂、普通钢筋、预应力 钢筋、锚具、预埋件中所含的钢板、型钢等材料均应符合设计及规范的要求。 用于正式和永久结构的材料或设备应具有相关材料质量保证书、说明书或 指导书以及必要的有效的质量检验证书。材料应按相关要求进行抽样检验。 材料或设备的包装、运输、储存、安装应防止使材料或设备受到损伤，预 应力系统所需材料不能受到任何有害的损伤。 2.4 劳动力组织 桥梁节段悬拼工作开始之前，应组织相关人员进行培训，熟悉节段悬拼的 工序工艺要求，明确其职责、提高其技能。预应力系统的安装和张拉应在现场 工程师的指导下由具有资质的人员进行。 2.5 进度计划 引桥每一中跨共计 12 块预制节段。每孔梁体的架设进度：悬拼吊架安装总 计 1 天，两个吊架平均每天悬拼 1 块预制节段，节段架设需要 12 天，合龙段模 板安装、钢筋绑扎、混凝土灌注及等待强度、预应力张拉 7 天，约计 20 天。 （不计 0块施工时间） 以每一吊架悬拼一个块件为例，控制进度的时间间隔为：吊架移动锚固需 4 小时，块件提升对位 2 小时，环氧树脂胶拼固化时间约 10 小时、临时束安装 张拉约 4 小时，永久预应力束安装张拉 24 小时，其它因素影响 4 小时，则一个 吊架悬拼一个块件约需两天时间。 3、节段悬拼 3.1 概述 节段悬拼施工前，先在墩顶施工 0块，在 0块上拼装吊架。为使预制块 件与现浇混凝土之间有可靠的连接，在 0块和 1块间设 0.5m 宽度的湿接缝， 湿接缝的混凝土强度与梁体设计强度一致。除 0#1#块间为湿接缝外，其余块件 皆采用环氧树脂胶结缝连接。 在预制梁厂进行节段预制以及横竖向预应力张拉和灌浆，使用预制梁厂 180t 龙门吊机将节段起吊放在运梁平车上，运梁平车经过连接梁场与栈桥的轨 道将节段运到栈桥下，通过栈桥上的起重设备将梁块运到 400t 机駁上，沿水道 运送梁块至拼装位置进行节段拼装。 0 号块施工后，使墩梁临时固结以抵抗节段悬拼过程中产生的不平衡力矩， 并采用在悬臂端加配重的方法以减小不平衡力矩，具体方法见“箱梁不平衡力 矩减半配重图” 。 3.2 节段悬拼流程 浇注 0#块砼，横竖向预应力筋张拉压 浆 在 0#块上安装一个吊架 提升 1#块节段、调整就位焊临时钢支撑 0.5m 湿接缝立模、扎筋、浇 砼 张拉 0#和 1#块之间的临时预应力 筋 前移吊架 1#块上永久预应力束张拉、压 浆 安装另一悬臂端吊架 吊架前移至 1块，2#块提升对 位 块件对接面涂环氧树脂胶 块件拼接，张拉临时钢筋 拆除临时张拉钢筋 将 0#块与墩顶临时固结 3.3 节段悬拼质量标准 节段悬拼应保持胶结面干净整洁，胶结面环氧树脂填充密实，预应力管道 不被堵塞。 相邻节段拼装误差：拼接缝竖向/横向错位：5mm；节段中心线偏离： 5mm；横截面转动：节段顶面标高相对误差控制为5mm/15.95m（12.95m） 。 节段拼装过程中：竖向和横向偏离设计线形不大于 25mm，否则应进行调 整。总体要求线形基本平顺，无明显转折，拼接缝平整密实颜色一致。 3.4 节段预制及存放 节段预制及存放参见箱梁预制施工组织设计 。 3.5 胶拼面处理 在不早于节段进行悬臂胶结拼装的两天内，节段两端匹配面应首先铲除砼 局部凸出部分，再用电动钢丝刷仔细均匀地清除连接面的所有污迹及浮浆，使 之裸露砂粒为止，匹配面不应清除过深，由于清除匹配面造成的局部凹陷深度 2#块上永久预应力束张拉、压浆拆除临时张拉钢筋 悬拼 3#块节段 悬拼 4#块节段 在一个悬臂端的 3#块上加 91t 配重 悬拼 5#块节段 悬拼 6#块节段 在一个悬臂端的 4#块上加 91t 配重 在一个悬臂端的 5#块上加 91t 配重 直线段施工 合拢段施工 不宜大于 0.5mm。 胶结面的缺陷在悬臂安装完成后用环氧树脂砂浆填补或压浆处理，避免修 补时的混凝土突出使匹配面不匹配，造成混凝土的局部突出部位在张拉时压溃。 3.6 节段整修 为保证悬拼顺利进行，节段拼装前必须对所有块件进行如下检查和整修工 作： 1) 用检孔器检查孔道是否阻塞变形，有无串孔、错孔，波纹管道是否受到 损伤，必要时进行处理。 2) 检查各锚头垫板是否与孔道垂直，各预埋件、预埋孔是否合符设计要求。 3) 混凝土缺陷在工程师指示下以 53N/mm2水泥砂浆/混凝土或环氧树脂砂 浆进行修补。 4) 节段混凝土表面污迹、杂物应清理干净。 5) 在块段顶板的前后两端放出箱梁中心线，用红油漆标示，在悬拼时作为 调整块件标高和纵轴线的测量控制点。 6) 安装腹板内侧的临时张拉结构。 3.6 悬拼吊架 箱梁悬拼吊架为分离式，每个吊架净吊重量为 180t。吊架由主桁架及连接 系、锚固系统、操纵系统、提升系统、纵向调节系统、吊架滑移系统等 6 大部 分组成，其主要性能参数如下： DQP180 节段悬拼提梁机主要性能参数 1 节段长度（2m、3m）4m 2 最大起重量180t（含吊具等） 3 架桥机走行速度00.5m/min 4 吊点平移范围0500mm 5 起升速度 约 0.7m/min 6 起升高度 30m 7 前支点最大压力之和约 310t（以净起重 170t 计） 8 后支点最大拉力之和约 105t（以净起重 170t 计） 9 整机自重约 35t 10 架桥机总功率小于 50KW 11 外形尺寸（长*宽*高） 9m*12m*5m 吊架的拼装及使用的具体要求见“某桥 DQP180 节段悬拼提梁机”图纸。 3.7 节段起吊与运输 每次起吊前，应确认节段的编号正确，节段起吊时的吊点位置应按照设计 要求布置，不得随意更改。应仔细检查吊具及吊机的工作状况，吊点级粗钢 筋等设备不得受到损伤，否则应予更换。起吊过程应匀速缓慢操作，减少冲击。 块件的运输过程是：在下河栈桥与存梁台座间铺设运梁轨道利用梁场的 200t 龙门吊机把存梁台座上的块件吊放到轨道上的运梁台车上运梁台车利用 自身动力将块件运至下河栈桥的天车下方栈桥上天车运送块件下河装船。 本桥箱梁预制块件的最大重量为 163.3t，梁高为 6m，块件长度分 4m、3m、2m 三 种。由于块件高度较大，且桥址位于海区风大浪高，为了保证 浮运过程中的稳定，在块件装船后必须对块件采取固定措施。 浮运梁块的船只为 2 只载重量 400t 的机驳。 3.8 湿接缝施工 湿接缝位于 0块和 1块之间，长度为 0.5m，0#块长度由 10m 相应减为 9m，1#块长度不变。由于受 0#块长度的限制，悬拼吊架只能先上一侧，待一 侧的湿接缝施工完毕并张拉顶板纵向临时预应力束后，将该侧吊架前移到 1#块， 再吊装另一侧吊架。湿接缝底模为 0#块底模悬出的一段长度，内外侧模皆利用 0#块模板。作业程序如下： (1) 浇注 0#块砼，当砼强度达 80%时，张拉墩顶临时锚固钢筋及梁块横竖向 预应力筋； (2) 安装 0#块上一侧吊架，起吊 1#块并对位； (3) 在 0#、1#块顶底板顶面预埋钢板上焊劲性钢支撑，临时固定 1#块； (4) 调整湿接缝底模及安装外侧模，绑扎湿接缝钢筋及安装预应力管道； (5) 安装内模，浇注湿接缝砼； (6) 湿接缝砼强度达设计强度 80%后，张拉纵向临时预应力筋，将吊架前移 至 1#块上； (7) 重复步骤(2)(6)完成另一侧 1#块及湿接缝施工。 (8) 1#块永久预应力束张拉压浆，拆除纵向临时预应力筋及劲性钢支撑。 3.9 节段的胶拼 3.9.1 节段胶拼工艺流程 处理节段胶拼面 节段起吊运输至拼装位置 节段试拼 移开节段块件，在拼接面涂刷环氧树脂胶 节段拼接靠拢，正式定位，张拉临时定位束 相对节段安装完成，张拉正式钢束 悬拼吊架吊点松钩解除临时钢束 3.9.2 节段胶拼准备工作 1）胶结面必须坚固、干净、无灰尘、油、脂和其它任何杂质。为保证良好 的粘结，要用高压水枪或喷砂结合真空清洁法，去除表面所有水泥浮浆、松散 微粒、隔离剂和其它杂质等。 2）拌胶设备性能良好，拌胶速度应能满足涂胶需要； 3）准备防雨/防晒设施，以防止雨水和日光直接照晒影响施工质量。 4）准备安全牢固的涂胶脚手架。 3.9.3 节段胶拼 胶拼面环氧树脂胶拼材料填充密实，厚度均匀，胶结牢固，外观整洁，预 应力孔道保持畅通是节段胶拼的重要控制目标。 1）节段吊装和试拼：为保证两节段拼接面标高，倾斜度保持一致，减少 涂胶以后的节段位置调整时间，在胶拼前，进行试拼装。试拼装时，调整待拼 节段标高，节段拼接面靠拢，保证节段拼接面完全匹配，检查节段块件标高、 中线和匹配面的匹配情况，检查预应力孔道接头对位情况。检查临时预应力钢 筋及张拉设备是否完善。试拼完成后，将待拼节段移开约 0.3m0.5m(以方便涂 胶为准)，除进行平移外，节段标高和倾斜度不应进行调整。 2）胶结料的组成 该桥箱梁悬拼胶结料采用 ConcresiveConcresive 1441EL1441EL 环氧树脂粘结系统。该系统具 有特别延长的开罐寿命和开敞寿命，特别适合于困难条件下的施工。ConcresiveConcresive 1441EL1441EL 环氧树脂粘结系统分 A、B 两组份系统，A 组份为白色，B 组份为黑色， 两者按 2.5：1 体积比（A：B）充分混合可制成均匀的灰色粘结浆体。其性能指 标如下： 性能指标（7 天养护后 N/mm2） 1441EL 抗拉强度10 抗压强度80 压缩弹性模量5500 斜面剪切强度35（试验以混凝土失效结束） 性质 1441EL 形态（组份 A 和组份 B） 粘性浆体 白色 黑色 颜色 组份 A 组份 B 混合后灰色 密度（混合后）1.2kg/L 热变温度 (根据 ASTM D648 67oC 最低施工温度4oC 最大厚度3mm 最短开罐寿命（1 公升） （根据 FIP5.2） 200 分钟29oC 50 分钟60oC 最短开敞寿命 （根据 FIP5.2） 300 分钟29oC 60 分钟60oC 初养护24 小时 终护期7 天 3） 拌胶及涂胶： 在块件初步对好位后即可开始拌胶。推荐使用带搅拌轴的低速电钻 （600rpm）拌胶。把容器里所有的组份 A 和组份 B 全部混合，防止混合计量上 的错误，如果需要部分混合，须先分别地搅拌、精确地度量每一组份，严格地 测定体积比后倒入一个干净干爽的桶内，并确保每一容器内剩下的涂料没被污 染。混合搅拌 A、B 组份，直至黑色与白色的条纹消失形成一个均匀的灰色混 合物，即可开始涂胶。 涂胶时使用刮刀从下向上方均匀涂刷，为加快进度，可分几个工作面同时 进行涂胶。采用双面涂胶，厚度以 1mm 为宜，最厚不得超过 1.5mm，砼凹进部 分要补平，涂刷过程及胶拼后 2 小时内应采取防护措施，防止雨水侵入和阳光 照射。在常温下，拌制后的环氧树脂粘结剂宜在 45 分钟内涂刷完毕，90 分钟内 进行拼接。涂胶的砼面温度不宜低于 5，否则应采取加温措施。涂胶的同时 应制取两组试件，与梁体胶拼面同条件养护。 胶结料在使用过程中，要继续搅拌，以保持均匀。树脂胶涂好后，在接缝 面的预应力孔道上帖一块厚 10mm 的环行海绵垫（普通海绵） ，以保证预应力孔 道的密封，防止孔道压浆时串浆、漏浆。 4）节段胶拼： 安装预应力管道密封圈，涂刷全截面环氧树脂后，移动待拼节段，对位， 进行胶拼。张拉顶板和腹板临时定位预应力钢筋，使环氧树脂在不小于 0.2MPa 的压力下固化。挤压后的胶缝宽度宜在 1mm 以内，不应出现缺胶现象。挤出的 多余的环氧树脂应及时刮除，刮除过程中应尽量减少对混凝土表面的污染，并 用通孔器清理预应力孔道，排除可能的被挤入预应力孔道的胶体。临时预应力 张拉完成后，穿预应力钢束，张拉正式钢束 。 3.10 预应力筋的张拉及压浆 设计要求张拉正式钢束时，环氧树脂抗压强度大于 30Mpa，抗拉强度大于 5Mpa，环氧树脂最终强度须大于 55 号砼强度。环氧树脂要求在比较稳定的温 度和压力下硬化，在其 4 小时固化时间内，要求温度变化的幅度控制在 510 摄氏度范围内。预应力钢束全部张拉完成后才能吊架松钩并解除临时预应力钢 筋。 张拉原则：先长后短，先上后下，左右对称同步进行。其加载顺序如下： 0初应力（10%k并划线作记号）105%k（持荷 5 分钟后，测量伸长量） k油缸回油锚固（测回缩量） ，其中 k=1395Mpa。张拉采取应力、伸长量双 控制，实际伸长量与理论伸长量的容许误差为6%。所有缺陷在预应力钢筋张 拉前均应修复，并达到足够强度。油顶油表应在其检验有效期内使用，否则应 重新校定。 张拉后应检查钢束有无断丝滑丝，断丝滑丝数量不应超过钢束截面总面积 的 1。经检验合格后即开始孔道压浆。压浆前用压缩空气吹净孔道内的积水 和杂物，在进出浆口都应安装压浆阀，以方便控制压力及防止浆液泄漏。在出 浆口出浓浆并保持孔道内压力 0.6Mpa5 分钟后，才能关闭进浆阀，进行下一孔 道压浆。每次压浆应做两组试件以作强度检验。 3.11 悬拼线形控制 预制节段的悬拼线形主要依靠节段预制质量来控制，在使用长线法施工方 案时，主要控制点为安装 1 号块的位置控制和预制线形（预拱度）的控制。 1 号块的拼装质量直接影响梁体的线形，而其中最重要的是水平转动的影 响，1 号块定位后的质量控制：横向误差：5mm；纵向误差：5mm；标高 误差10mm；纵向水平面转动：2mm/4m；横截面转动：两支座标高相对误差 控制为2mm；纵截面竖向转动：张拉临时锚固预应力钢筋后：3mm/4m。 节段拼装过程中，竖向和横向偏离设计线形不大于 25mm，否则应进行调 整。总体要求线形基本平顺，无明显转折，拼接缝平整密实颜色一致。 悬臂施工阶段，悬臂梁的线型始终处干变动状态，每一对节段拼装完毕， 应立即进行悬臂跨的相对线形测量，对出现的误差必要时在下一节段悬拼时进 行调整。线形调整应考虑发展趋势，而非在一个节段一次调整到位。 调整线形误差，可用 20cm*20cm 不锈钢片调整。调整垫片的厚度和在拼接 面上铺垫的位置根据线形测量决定，抄垫后，使梁体线形向有利的方向偏移。 不锈钢片的厚度有 1mm、1.5mm、2mm、3mm 四种规格，每个拼接面铺垫不宜 超过两层且小于 5mm，如果一次调整达不到预期值，下一节段悬拼时再次调整。 线形以底板标高进行控制，顶面标高在桥面铺装层调整。在节段横向预应 力张拉后，根据按装线形控制曲线，将底板高程投放至顶板并做好记录，顶板 上在中线/顶板两侧布置三个测量控制点，进行中线平面、高程和扭转的控制。 安装时根据梁体的转动情况，对线形进行调整。 3.12 合龙段施工 桥梁跨中设置现浇混凝土合龙段，合龙段长度 2m，合龙段施工时，两端节 段相对高程差值和横向中心线偏离应小于 25mm。 合龙段施工程序: 合龙段混凝土表面处理 合龙段临时锁定 合龙段底板/外模板安装 合龙段底板/腹板钢筋/预应力管道安装 合龙段内模板安装 合龙段顶板钢筋/预应力管道安装 灌注混凝土 混凝土养护至 25MPa 脱模 混凝土养护至 35MPa ，张拉 50%预应力钢筋 解除合龙段临时锁定 待后续跨合龙并张拉 50%预应力钢筋后张拉剩余 50%预应力钢筋 合龙段的锁定强度应能抵抗由于温度变化，梁体伸缩产生的支点摩擦力， 以及梁体顶面升温产生的弯矩影响，保证合龙段混凝土在凝固过程中不受拉力 和压力。合龙段锁定温度应根据安装季节和支座预偏量的计算温度确定。锁定 结构的焊缝/连接件应重点检查。 锁定强度、两阶段张拉的预应力钢筋编号及吨位根据设计要求进行。 3.13 缺陷及预留孔的修补 包括节段剪力键/胶拼面边缘/桥面密封逢/预应力封端/节段混凝土表面的 修补，桥面预留起吊孔修复，应在工程师同意后进行。 4质量控制及安全措施 4.1 质量控制 为保证悬拼质量，