扬州新通扬运河大桥预应力混凝土系杆拱施工技术

1、扬州新通扬运河大桥预应力混凝土系杆拱施工技术 1 概述 扬州新通扬运河大桥采用双幅 4 车道，支架现浇系杆拱结 构，系杆拱跨径为52m计算跨径50m矢高10m矢跨比d= 1/5 , 采用二次抛物线线型，拱轴线方程为Y=4X 10X （50 -X）X/502 。 结构主要由系杆、拱肋、横梁、吊杆、风撑以及行车道板组成， 施工采用支架现浇，系杆高 1.5m，宽1.1m的矩形空箱断面，拱 肋高1.3m,宽1.1m的矩形空箱断面。吊杆采用 299X 10mm无 缝钢管，钢管内穿48 7高强钢丝，吊杆间距 5m全桥计4X9 根吊杆，对应吊杆间设置内横梁，行车道板搁支再横梁上。主桥 采用吊杆和预制装配式的

2、桥面系结构。 图1 主桥总体布置 2 主要施工技术及方法 2.1 支架施工 图 2 支架桩基施工平面布置图 2.1.1 施打支架桩基 系杆拱在吊杆张拉之前，系杆、拱肋、横梁、风撑等荷载基 本上均作用在支架纵梁上， 并传递到钢管桩， 由于钢管桩支架全 部位于水中，为确保支架基础稳定、坚固，支架基础全部采用大 直径钢管桩（C 80cm），支架跨径13米，4个支墩，支墩全部 采用0 80cm钢管桩（见图2）,采用型钢连接成整体，支墩每排 钢管桩顶上搭设 2 道横向贝雷 2.1.2 支架搭设 根据设计予拱度、 支架、型钢、模板施工高度控制砂筒高度， 砂筒高度一般在 30-38cm 左右，砂筒主要作用为

3、现浇落架， 砂筒 用砂采用干砂， 并用压力机压过以减小沉降， 砂筒上下各盖 1 块 2cm厚钢板使贝雷更好均匀受力。 2.1.3 通航孔预留 搭支架时，按设计规定预留通航孔，其宽度、净高应满足要 求。并在通航孔两侧各施打 80cm钢管桩2根。 2.1.4 支架预压 由于系杆拱大部分重量集中在支架上 （端横梁由墩帽承受） ， 全桥系杆 321.7 方，拱肋 206.7 方，风撑 30.1 方，内横梁 158.4 方，吊杆 13 方，共计 729.9 方，每道拱肋承重 729.9/4*2.6=474t ， 均布荷载为 474/52=9.11t/m ，采用等载予压，重力为所浇砼的 全部重力和施工荷载

4、，预压稳定标准时间不小于 10天，选择固 定点，做好标记，每天进行观测， 连续 24小时沉降量不大于 2mm 即为沉降稳定，然后开始卸载，全部卸载完毕后再次测量，得出 支架弹性变形值。 2.1.5 调整底模标高系统 底板施工高程H=底板设计高程H1+设计予拱度H2+施工预拱 度H3 （支架弹性变形值），通过砂筒，调整底板施工高程。 2.2 拱脚、系杆、横梁施工 2.2.1 拱脚施工 拱脚是系杆拱桥受力最为复杂的结构部位， 主要特点是钢筋 密集、结构三维空间尺寸复杂、预应力管道密集、混凝土施工困 难； 1 为保证拱脚砼内实外光以及对模板刚度的要求，拱脚底模 采用优质竹胶板制作，侧模采用钢模，对销

5、螺栓固定模板，模板 接缝夹海绵条，确保接缝严密，不漏浆。 2 钢筋在现场绑扎焊接成型，其焊接与绑扎接头应符合规范 及设计要求。焊好管道定位筋，穿入波纹管，先立一侧模板，然 后穿钢绞线束， 再立一侧模板， 安放系杆及横梁锚垫板及横梁的 波纹管，并在侧模与底模交界处夹海绵条，以防漏浆。 3 砼浇筑 考虑到拱脚钢筋密度比较高，混凝土坍落度控制在15cm， 粗骨料采用 525.5 连续级配碎石；安排一名富有施工经验的振 捣工，下到拱脚底展开砼施工（并配备照明用灯），然后从拱脚 喂料口开始下料，分层下料、分层振捣，分层厚度30?，下料到 离拱脚底30cm处开始振捣，直至分层浇筑至拱脚底向上 1.15米

6、处，此时砼面形成一斜面，振捣工从吊杆开口处出，并开始从吊 杆喂料口和拱脚喂料口同时下料，分层浇筑至离系杆顶面 30cm 处，封堵吊杆处喂料口，浇筑直至系杆顶面，然后从拱脚至拱肋 方向依次下料，分层浇筑至距拱脚下料口30cm处，圭寸堵拱脚处 喂料口，并分层浇筑至拱脚与拱肋分界处； 2.2.2 系杆、横梁施工 1 系杆、横梁模板、钢筋加工及安装同拱脚； 2 砼浇筑 先浇筑系杆砼，然后浇筑横梁砼，为保证系杆砼的密实，用 插入式振捣器振捣。 在系杆及端横梁拆模后， 在对应的中横梁位 置打毛处理系杆。砼浇筑采用整片灌注，斜向分层，纵向分段， 由两端对称向中间进行，分段长度控制在4-6m，分层厚度不超 过

7、30cm,大致分4层浇筑，采用附着式振动器和插入式振动器 联合振捣，灌注连续均匀进行，砼运输采用HB-30型输送泵运输。 砼振捣时避开预应力波纹管道， 以免将管道振破， 将管道堵 塞；振捣器振捣时要均匀，间隔距离不得超过有效半径的两倍， 当遇到钢筋档距较小时， 首先用自备钢筋撬棍， 将钢筋档距调整， 然后采用 30 型振捣器振捣；砼浇筑应连续进行，振捣至砼停止 下沉，不再冒出气泡，表面平坦泛浆为止，以确保砼密实； 2.2.3 施工过程中注意安放好以下预埋件 1 系杆、横梁张拉端锚垫板； 2 在系杆预应力束管道沿轴线等间距布设 3-4 处排浆孔； 3 吊杆固定端锚垫板及下导管，焊接在系杆钢筋并且

8、锚固在 模板上，在浇筑砼的前后分别对其平面位置及垂直度精确测量。 4 中横梁的钢筋预埋件、波纹管、锚垫板等。 5 钢筋绑扎发生打架时，遵循普通钢筋让预应力钢筋、小钢 筋让大钢筋的原则。 2.2.4 砼浇筑过程中，应做好以下工作 1浇筑对称均衡进行，同时在支架基础上设观测点，随时监 测支架沉降情况。 2 派专人跟踪观察模板及支架变形情况。 3 拱脚处配筋特密，因此在梁端拱脚处设计专门的细石混凝 土配合比， 除附着式振动器和插入式振动器振捣外， 同时采用钳 式振动器加强振捣，确保砼密实； 4 拱脚、吊杆处预埋件采用定位措施，将其牢固地与钢筋连 接在一起，防止浇筑过程中发生位移。 2.2.5 系杆预

9、应力束张拉 根据设计要求，待系杆砼强度达到设计强度90%时，张拉系 杆N1、N2钢束，张拉控制应力为(T k=0.75Ryb ,采用两台YCW-250 型千斤顶，配套油泵 ZB4/500，两端张拉，张拉以张拉力和伸长 值双控控制， 实际伸长值与理论伸长值差值控制在 6%以内。 系 杆锚具为夹片式自锚型锚具，根据公路桥梁涵施工技术规范 (JTJ041 -2000 )预应力束张拉程序为：0初应力一- (T con (持荷2min锚固)。预应力束张拉顺序按设计要求，OVM锚张 拉工艺如下： 1 千斤顶与配件装置顺序： 安装工作锚板一-夹片一-限位板一-千斤顶一-工具 锚一工具锚夹片 2 施加预应力：

10、 向千斤顶张拉缸加油压至设计油压值测量伸长量 做好张拉记录。 3 锚固： 打开高压油泵截止阀，张拉油压缓慢降至零一-活塞回程。 4 压浆： 卸下工具锚、千斤顶、限位板一-切除多余钢绞线一-封 锚一-灌浆。 2.2.6 张拉横梁预应力束 按设计图纸要求张拉横梁预应力钢束，张拉控制应力为 （T k=0.75Ryb，用两台YCV 250型千斤顶（配套油泵）进行预应 力施工，张拉工艺同系杆。 2.3 吊杆安装 安装吊杆钢套管，并与拱肋、系杆的预埋钢板焊接 2.4 拱肋、风撑施工 2.4.1 拱肋安装支架搭设 在拱肋下部搭设支架， 考虑到拱肋砼的浇筑以及吊杆张拉的 操作面等的施工， 拟采用钢管搭支架，

11、在拱肋节段拼装点下部用 钢管脚手搭设支架，主杆间距为 60CM。 2.5 拱肋落架，形成裸拱结构，砼构件参加受力，吊杆初张 拉 2.5.1 拱肋落架 在拱肋、 风撑砼达到设计规定的强度后， 拆除支撑拱肋的上 部小横杆， 将拱肋形成裸拱结构。 并在吊杆内钢套管与外钢套管 之间灌注 50#细石砼 2.5.2吊杆 s7高强钢丝下料编束，冷镦穿束 1 钢丝下料编束，冷镦穿束 用调直机一次完成开盘、 调直及下料工作， 下料在一定的拉 力下进行，钢丝束用 LD20k 型液压冷镦机下料，在同束钢丝中， 下料长度相对差值严格控制在土 2mm以内，每根吊杆钢丝下料长 度按以下公式计算： L=1+2h+2S -0

12、.5 ( H-H1) - ALc 其中： 1 吊杆的孔道长度； h锚杯底部厚度或锚板厚度； 5 钢丝镦头留量 H 锚杯咼度 H1螺母厚度 L钢丝束张拉伸长值 C张拉时构件砼的弹性压缩值 2 穿束冷镦 首先采用 LD20k 型液压冷镦机进行冷镦，镦头应园整不歪 斜，并取镦头总数的 3%作抗拉试验，试镦合格后正式镦头，镦 头油压取镦头器的额定油压， 为保证镦头不歪斜， 被镦的钢丝端 面应与母材垂直，镦头的偏心度不超过1mm。 2.5.3 吊杆张拉 吊杆张拉是成桥最关键的工序， 吊杆张拉必须严格按设计规 定的张拉力和规定顺序，用两台YCV250型千斤顶（配工具拉 杆及撑脚） 张拉一片拱肋吊杆对应钢束

13、， 采用先跨中后两侧的顺 序。每根吊杆张拉都遵循以下程序： 0初应力一- （T i1 （持荷载2min锚固）， （T i1为每根吊杆第一次张拉控制应力，按设计要求取定， 张拉以双控制，并注意做好张拉记录。 2.5.4 张拉过程中应做好以下工作 1 确保工具螺杆在拱肋顶锚杯内拧入牙数在 1 0牙以上。 2 调整千斤顶撑脚，将其垫实垫稳，保证千斤顶的中心与钢 丝束中心在同一轴线上。 3 分级加载，每级 2Mpa。 4跟踪测量系杆上拱值、水平位移及拱肋的高程变化。 2.6 铺设行车道板，浇筑铰缝砼 行车道板在现场预制， 对称均匀铺设行车道板， 安装行车道 板时，在行车道板的搁置点处横梁对应位置上刷一

14、层 C40水泥砂 浆。并浇筑铰缝砼。 2.7 铺设中孔桥面铺装，浇筑防撞护栏 浇筑10cm厚C40防水砼，摊铺机摊铺9cm沥青砼，扎筋， 立模，现浇砼防撞护栏。 352m跨径系杆拱桥施工中应注意的几个问题 3.1 、下部支架搭设应尽量采用钢贝雷，以消除支架节点非 弹性变形。 3.2 、选择优质锚具并进行严格检测，校好千斤顶和油泵。 砼达到规定强度后，方可进行张拉，张拉时严格控制好张拉力， 并以伸长值作校核。 施工中注意观测构件上拱值和压缩值， 并与 理论值作比较。 3.3 施工中必须保持对称施工，严禁单侧加载。 3.3.1 系杆、横梁和拱肋砼浇筑由两端向跨中对称进行，以 保证支架变形保持均匀和