箱梁连续刚构施工方法及工艺措施

箱梁连续刚构施工方法及工艺措施一、工程概况本工程箱梁连续刚构采用悬臂浇筑法施工，墩顶0#、1#块依托墩顶及托架现浇施工，主箱梁悬浇段采用挂篮施工，边跨端部现浇段采用满堂红碗扣式支架法施工，最后通过边跨、中跨合拢段施工完成体系转换，形成连续刚构体系。工程涵盖纵、横、竖三向预应力体系施工，梁体设计分段最大重量94.3t，最长梁段长度4m，梁顶宽度11.8m，梁底宽度6.5m，跨中梁高2.2m，根部梁高4.5m，施工需严格控制梁体线形、预应力张拉及合拢精度，确保工程质量与结构安全。二、施工准备（一）技术准备熟悉施工图纸、设计说明及相关规范，明确各梁段尺寸、预应力布置、挂篮参数、支架承载力等核心要求，重点分析悬浇段线形控制、合拢段体系转换等技术难点。编制专项施工方案，包括挂篮设计与试验方案、支架预压方案、预应力张拉方案、合拢段施工方案等，明确各工序施工流程、技术参数及质量控制标准。进行施工测量控制点布设，采用全站仪、水准仪建立高精度测量控制网，确保梁体中线、高程及断面尺寸测量精度符合要求；建立监控量测体系，布设挠度、应力等监测点，实时跟踪梁体变形。组织技术交底会议，向施工人员详细讲解挂篮安装、砼浇筑、预应力张拉、合拢段施工等关键工序操作要点、安全注意事项及质量标准。（二）物资准备原材料采购与检验：钢筋、钢绞线、水泥、砂石料、外加剂、塑料波纹管、止水带、锚具、夹具等原材料，进场时提供质量合格证、检验报告，进场后按规范抽样复检，不合格材料严禁使用；预应力筋、锚具等关键材料需满足设计及规范要求。施工设备准备：挂篮（GL-45型）、自制托架、300t.m塔吊、钢筋加工机械（4—40mm）、木工机械、30kw交流电焊机、60m³/h及80m³/h搅拌站、60m³/h砼拖式泵、6m³砼运输车、5t卷扬机、波纹管卷管机、60t及300t千斤顶、ZB3/63及ZB4-500型高压油泵、插入式振动器、附着式振动器等，设备进场前检修调试，确保性能完好。模板准备：挂篮侧模桁架、整体侧模、特制大块钢模、木模、镀锌铁皮、满堂红碗扣式支架、底模分配梁、5cm厚木板底模等，模板表面平整、刚度满足要求，接缝严密，防止漏浆。（三）现场准备清理施工场地，平整墩顶及支架搭设区域，确保地基承载力满足要求；搭建钢筋加工场、材料堆放场、搅拌站，划分原材料区、半成品区、成品区，做好标识。完成墩身预埋螺栓安装，确保位置准确、固定牢固，为托架安装提供可靠基础；搭设施工脚手架、操作平台，设置安全防护网、防护栏杆，确保施工安全。铺设施工便道，确保砼运输车、吊车等设备通行顺畅；完成施工用水、用电管线布设，满足施工需求。三、主要施工方法（一）墩顶0#、1#段现浇施工1.预应力悬臂托架搭设托架依托墩身施工时预埋的螺栓安装，外侧连接悬臂钢托架，内侧连接附壁钢牛腿，形成稳定支撑体系。托架及牛腿上依次安装纵、横工字钢，其上铺设分配梁，分配梁上铺5cm厚木板底模，底模上固定镀锌铁皮。为防止灌注梁段时支架下沉导致砼开裂，除增强托架刚度、拧紧各节点螺栓外，需对支架进行预压：采用沙袋分级加载，最大加载量为实际结构最大节段重量的1.2～1.3倍，分级加载（每次加载200kN，持续时间≥30min）并测量变形，卸载后分析数据，消除非弹性变形，根据弹性变形调整立模标高。2.模板安装外侧模采用挂篮侧模桁架及整体侧模，不足部分配置特制大块钢模及侧支架，与挂篮侧系统配套使用；箱内腹板及横隔板采用大块钢模，梗肋、腹板端模及人洞采用木模上钉镀锌铁皮。箱内设置支架，支架主柱支于特制钢凳上，顶面与底板顶面平齐，支架上安装工字钢横、纵梁，其上铺设顶板底模；腹板设抽拔拉筋，顶板设外拉筋，确保模板固定牢固，防止浇筑时变形。3.砼浇筑箱梁0#、1#块混凝土采用整体一次浇筑，砼由搅拌站生产，通过砼输送泵泵送，附着式振动器配合插入式振动棒捣固，确保砼密实。浇筑顺序从悬臂端部向根部推进，严格控制浇筑速度，避免产生过大侧压力导致模板变形；浇筑过程中实时观测支架沉降及模板变形，发现异常及时调整。砼浇筑完成后，及时覆盖养护，确保养护湿度及温度满足要求，待砼强度达到设计强度的90%后，方可进行预应力张拉。（二）挂篮悬浇段施工1.挂篮主要技术指标与结构形式（1）技术指标分段最大梁重：94.3t最长梁段长度：4m梁顶宽度：11.8m梁底宽度：6.5m跨中梁高：2.2m根部梁高：4.5m走行方式：无平衡重牵引式挂篮自重：35t墩顶现浇段（0#、1#块）长度：10m（可同时安装两付挂篮）（2）结构形式挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统（内、外）、走行系统、后锚固系统组成：承重系统：每个挂篮设两片三角形组合梁（由主梁、立柱、斜拉杆及联系角钢组成），下设支座和滑道；配备前上横梁（桁架结构，与主梁拴接，设斜向支撑及平联）、前下横梁（两端拴接于主梁前端上翼缘）、后上横梁（斜向用Ⅳ级精轧粗螺纹钢筋与立柱斜拉）、后下横梁（桁架结构，浇注时设吊点）。底模平台：底模纵梁前后端分别栓接于前后下横梁上，承担钢筋砼重量及施工机具重量，兼作施工操作平台。侧模系统（内、外）：外模采用[12槽钢及∠75角钢做骨架，外覆5mm冷轧板（厚80mm大块钢模），用滑梁悬吊，骨架设滑轮；内模同样设滑轮，脱模后与滑梁、外侧模同步滑出。走行系统：分为三角形组合梁走行系统（中部设滑动支点，后中设平衡导向滚轮，箱梁顶面设滑道）、侧模走行系统（滑梁装滚动轴，自重作用下滑移）、内模走行系统（放松后落在滑道上滑出）。锚固系统：后锚栓采用Φ32精轧螺纹钢筋，将挂篮荷载传至箱梁，防止倾覆；主梁移动时由后端压紧器维持倾覆稳定。2.挂篮试验（1）试验目的实测挂篮弹性变形和非弹性变形值，验证实际参数和承载能力；消除拼装非弹性变形；推算各悬灌段竖向位移，为施工高程控制提供依据。（2）加载方法采用编织袋装砂过磅分级加载，最大加载量为实际结构最大节段重量的1.2～1.3倍，加载顺序：底板→腹板→翼缘板→顶板；每次加载200kN，持续时间≥30min，测量变形量；卸载时分级卸载并测量变形，此过程反复两次。（3）变形测量基准标高设在0#块顶部，底板设3个测点，翼缘板设4个测点，三角挂篮每根竖杆上设变形计测伸长量。（4）试验结果对数据进行线性回归分析，得出加载与变形的关系，推算各块段竖向位移，作为施工控制依据。3.挂篮安装待0#、1#块砼强度达到90%后，在1#段上铺放滑道，下方垫梁找平，滑道上安放滑块。吊装后上横梁焊接，确保上下两面在同一直线上；安装主梁及立柱、斜拉带、三角架平联及斜拉杆，调试后用后锚系统锚固牢固；安装前上横梁于主梁端头，及时安装斜撑及平联。所有栓接螺栓按设计型号安装，不同钢号螺栓不得混用，配齐平斜垫圈并注意方向性，同型号螺栓松紧程度一致，后锚杆用测力扳手张拉至设计吨位。地面拼装底模系统并调试合格后，通过后上横梁、前上横梁挂滑车组，用卷扬机提升后下、前下横梁，将底模系统提升到位，安装后吊杆及前吊杆，确保底模与底纵梁焊接牢固，拉筋焊接可靠。滑梁安装先进行一侧，脱模后滑梁承担侧模系统重量，用卷扬机拖移到位后再安装另一侧；挂篮安装完毕调试合格后，方可进行钢筋绑扎、立模、砼浇注。4.砼悬臂灌注外侧模及底模就位后，绑扎底板钢筋及钢筋定位架；绑扎腹板钢筋及预应力束管道；立内模并用拉条与外侧模连接；设置内模支撑及顶板支架；绑扎顶板钢筋及预应力束管道，立端模。同步安装各种预留孔钢管，上下口平面位置误差≤3mm，竖向筋设定位板预埋；新旧砼结合面凿毛洗净，确保粘结牢固。经检查合格后灌注梁段砼，砼由搅拌站生产，通过砼输送泵泵送，浇筑顺序从悬臂端部向根部推进；浇筑过程中随时调整挂篮挠度，避免产生竖向裂缝，若出现裂缝立即灌浆并检查密实度。严格控制箱梁各部尺寸，梁体自重误差控制在-3%～+3%之间；浇筑底板砼时，将吊杆预留孔周围砼抹平；预留梁段通气孔、通风孔、泄水孔。5.挂篮移动砼灌注完毕后，待砼强度达到设计强度的90%以上，按设计进行纵向预应力张拉、压浆，压浆强度达标后，方可移动挂篮。移动步骤：松开各承重吊杆，由倒链承受杆件重量；稍松开主梁后锚杆，用千斤顶顶起主梁，用倒链或慢速卷扬机牵引滑道移到位，主梁前移带动侧模、底模及内滑梁整体移位，前移过程中交替前移压紧器（不少于2根）保持稳定，到位后锚紧后锚杆（不少于3根），用测力扳手张拉至设计吨位；侧模系统与主梁同步前移，到位后用钢丝绳从预留孔道穿下与梁上吊环连接托起侧模，滑移滑梁到位后用IV级钢吊杆替换钢丝绳；底模系统后端挂轮滑移到位后锚固于已成梁段，前端用IV级钢与前上横梁连接；初调中线、标高，用千斤顶使底模与底板、侧模与翼缘板及腹板外侧密合，后吊杆带上保险螺母；精调中线、标高，用倒链拖移内模系统到位并调好参数；绑扎底板、腹板钢筋，安装管道、立内模、预埋；绑扎顶板钢筋、预埋、安装端模；复核中线、标高，检查合格后灌注砼（预留孔与挂篮位置不适时需妥善处理，不得强行穿杆，IV级钢吊杆严禁弯曲、打火）。重复以上步骤，进行下一段梁体施工。6.安全注意事项严格遵守《公路桥梁安全技术细则》及设计文件要求，施工前进行安全交底，明确各阶段施工特点、安装方法及注意事项。起吊挂篮部件及重物时，先提升10-20cm检查确认良好后再继续起吊，设固定信号指挥，吊件下严禁站人。挂篮需在0#段张拉压浆、竖向防倾覆筋张拉后安装；灌筑砼时两端挂篮位于对称位置，两挂篮灌砼重量相差≤25%，浇筑宜由前向后进行。新筑梁段纵向张拉、压浆达标后方可移动挂篮，移动前检查拆换部件，移动时均匀平衡、左右同步、方向顺直，主梁前端及时加垫，后端设锚压紧；外侧模及底模分离调整用倒链悬挂，拉杆顶端施顶设保险垫，确保IV级钢受力相近。严格控制施工荷载，及时清理物件；增设照明、梯子、步板、安全网、风雨篷、操作台，工作人员按规定戴安全帽、系安全带，密切观测风速并采取防护措施。养护锅炉等设施与0#段中心对称布置；施工前检查工具、材料，起重设施试吊或检查磨损状态，不合格及时更换；倒链滑车缓慢拉紧，受力后检查状态再工作。精心施工预留孔及预埋件并认真检查；每个墩首次安装挂篮需经自检、安质及技术部门抽查合格后方可灌注砼，其余梁段挂篮移动就位后分队检查验收并记录。7.IV级钢吊杆安装工艺IV级钢吊带存放于平坦、干燥处，用钢锯或砂轮切割机切割，严禁电焊烧割。不标准的IV级钢突出棱用手动砂轮打平，便于螺帽及连接器连接；未经张拉的IV级钢不得安装。安装前将防护塑胶管套于IV级钢上；安装时严禁与顶板、模板相抵，施工中严禁打火、受弯。所有螺帽下垫垫片，螺帽及连接器丝扣必须上满。安装顺序：先将垫圈及螺帽放入前下横梁连接座内，IV级钢带上波纹管下端穿入并拧紧丝扣，另一端装连接器；IV级钢带上波纹管穿入前上横梁吊孔后与连接器拧紧；外侧单根装连接器、垫片、螺帽及撑腿YG60千斤顶和顶帽，内侧单根装垫圈、螺帽、扁担梁及垫圈、螺帽，两侧各放1台30T千斤顶；4个吊杆同时张拉，受力均匀，底板调到位后上紧顶座螺帽并防滑。（三）挂篮悬灌施工质量控制1.观测控制及施工控制方法（1）箱梁施工控制挂篮行走控制：箱梁顶两侧设平行对称辅助线（间距为挂篮行走中距），行走时轨道中心对准辅助线，挂篮前后横梁中心点投影在桥轴线上（经纬仪控制）；就位后检查下横梁标高，浇筑过程中用水准仪反复观测，偏差超过5mm及时调整。箱梁节段长度控制：已成梁段端部上下游距桥轴线7米处及箱梁内肋上测设红油漆点，用鉴定钢尺丈量横轴线至红点水平距离，控制梁段长度及端面垂直度，误差≤5mm。挠度观测及预拱度控制：挠度观测安排在早晨太阳出来前进行，包括节段施工完成后、下一节段底模标高定位前、预应力张拉前后、挂篮行走前后；影响挠度的因素包括挂篮变形、预拱度、梁段自重、预应力、施工荷载、砼徐变、温度变化等，观测数据作为预拱度计算依据。（2）施工方法控制调整计算参数：各节段施工中观测砼浇筑前后、预应力张拉前后、挂篮行走后的挠度与应力变化，与计算值对比分析，修正结构参数。反馈控制预测底模标高：通过底模标高预测实现施工控制，消除计算假定与施工实际的差异（如涨模、砼弹性模量、预应力张拉误差等）。2.箱梁施工线型控制（1）线型控制基本原理节段前缘施工立模标高Hi=Hi′+f（Hi′为设计标高，f为施工预拱度）；施工预拱度综合考虑梁段自重、挂篮及施工荷载、预应力、合拢段荷载、模板拆除、砼收缩徐变、预应力筋松驰、孔道摩阻等因素产生的挠度。（2）预拱度计算基本假设：混凝土为均质材料；应力бh＜0.5Ra时徐变与应力线性相关；叠加原理适用于徐变计算；忽略钢筋对变形的影响。计算方法：将收缩徐变过程划分为浇筑新梁段、张拉预应力筋、移动挂篮、体系合拢等时段，每个时段分析结构节点位移增量，叠加得出最终预拱度值。（3）节段前缘施工标高确定设计标高Hi′=H0+△Hi（H0为墩顶0#段标高，△H为梁体坡度增量）。综合预拱度fi=fi1+fi2+fi3（fi1为节段预拱度，fi2为挂篮变形预留增量，fi3为基础沉降影响值）。施工标高Hi=H0+△Hi+fi1+fi2+fi3。挂篮变形计算：包括桁架弹性变形、前吊带弹性变形及非弹性变形。（四）边跨现浇段、边跨箱梁压重施工1.边跨现浇段施工边跨端部4.82m长梁段采用满堂红碗扣式支架法就地浇筑，支架具有结构简单、受力明确、稳定及整体性好的优点，带齿接头自锁可靠。模板系统：底模采用特制大块钢模板，侧模包底模；侧模采用0#块模板和支架，内模采用钢木组合模板，内外模用拉条连接。支架预压：用等重量土袋预压，压载时间48小时，布设观测点，观测次数为加载前、加载一半、加载完成、加载12小时、24小时、48小时、卸载一半、卸载后共8次；根据观测数据分析弹性变形和非弹性变形，消除非弹性变形，按弹性变形控制支架高度。钢筋安装、波纹管安装、砼浇筑、拆模工艺同悬灌段。2.边跨箱梁压重引桥上部结构25m后张法预应力箱梁0#-12#块浇注完成，边跨合拢段施工时，同步进行箱梁安装、横隔板接缝浇筑、连续段及桥面砼施工，使其连成整体；拆除落地支架后，在箱梁端产生压重，平衡中跨受力。（五）合拢段施工1.合拢段基本参数本工程挂篮悬浇预应力连续结构桥梁合拢段长度均为2m，合拢是体系转换的关键环节，需满足受力状态要求，保持梁体线形，控制施工误差。2.边跨合拢段施工拆除边跨挂篮，解除边跨其他荷载，中跨增设配重；接长现浇支架并与悬臂梁端固接，使悬臂端及现浇段与落地支架变形协调。在设计要求的温度范围内（通常为低温或恒温时段）完成边跨合拢，施工流程包括钢筋绑扎、模板安装、波纹管安装、砼浇筑。3.中跨合拢段施工拆除中跨一端挂篮，另一端挂篮前移，完成底模、外模板安装；中跨两悬臂端加配重，焊接劲性骨架，绑扎钢筋、安装模板及波纹管。在设计要求的温度范围内浇筑合拢段砼，浇筑过程中逐渐解除压重；待合拢段砼强度达到设计强度的90%后，进行预应力钢束张拉。跨中合拢段砼未达到设计强度90%前，不得在跨中堆放重物或通行机具；张拉完成后拆除挂篮。（六）梁体预应力施工连续预应力箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。1.张拉机具张拉纵向钢绞线采用YCW300型千斤顶，张拉横向钢筋采用YG60型千斤顶，张拉竖向钢筋采用YCW60型千斤顶；配套ZB4-500和ZB3/63型油泵。千斤顶、油泵、压力表校验合格后编号，不同编号设备不得混用。2.波纹管施工采用符合真空压浆工艺的塑料波纹管，纵向预应力管道设置塑料内衬管（外径比波纹管内径小3～4mm）后方可浇筑砼。波纹管按坐标位置定位，用铁丝与钢筋托架牢固绑扎，防止浇筑时上浮；避免振动棒碰撞及电焊火花烧伤管壁。波纹管接头用套管旋紧，重叠长度满足要求，接口处用两层胶布缠绕5cm；长束（＞60m）和长曲线束（＞50m）中间及最高点设置压浆排气钢管，引出梁顶面40～60cm，孔口用胶布封住。3.预应力张拉穿束前用高压水冲洗管道并检查通畅性；钢绞线按设计长度加预留工作长度下料，采用砂轮切割机切割，严禁电焊烧割；按设计编号编束，挂牌存放；中短钢束人工穿入，长钢束用卷扬机拖拉穿束。砼达到设计强度的90%后，按对称、平衡原则张拉；低松驰钢绞线张拉程序：开机加压至初应力→作量测标记→缓慢逐级加压至设计油压并量取各级伸长值→σcon（持荷2min锚固）→锚固卸顶；总伸长值L=L1(实测)+L2(推算)，L2=2×(各级平均伸长值)/0.1张拉力。底板张拉按先长束后短束顺序进行；预应力钢筋采用交叉单端单根张拉锚固法。预应力张拉实行张拉吨位与延伸量双控，实测伸长值与理论值差值控制在+6%～-6%，否则需重拉；张拉过程有完整记录，监理在场见证。4.管道压浆采用真空压浆技术，施工流程如下：检查设备连接、电源、水管路、材料及施工平台，确保封锚及孔道密封；高压水洗孔并用高压风吹干孔内积水。每2～3孔为一组，灌浆前用0.45水灰比稀浆润滑孔道。安装两端抽真空管及灌浆管，关闭进浆管球阀，开启真空泵（压力稳定在-0.075～-0.08MPa，稳压1分钟），开启进浆管球阀并压浆。圆管灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时约5分钟10秒，扁管约2分钟30秒。补压及稳压：关闭真空泵、灌浆机，卸下抽真空连接管，关闭出浆端球阀，敲散出浆端封锚水泥，露出钢绞线间隙；灌浆机补压稳压（压力0.8-1.0MPa），直至钢绞线缝隙逼出清水，历时3分钟；关闭球阀，半小时至1小时内拆除清洗球阀。每班制作不少于3组水泥浆试件，评定浆体强度；夏季选择夜间低温时段压浆，气温低于+5℃时不得压浆，压浆后48小时不受冻。四、质量保证措施（一）原材料质量控制所有原材料进场必须提供质量合格证、检验报告，按规范抽样复检，不合格材料严禁使用；钢筋、钢绞线、锚具等关键材料需见证取样检测。砼配合比由试验室确定，施工中严格计量，控制坍落度及和易性；水泥、外加剂等按规定存储，防止受潮变质。（二）关键工序质量控制挂篮施工：挂篮安装精度符合要求，预压数据作为立模依据；移动时同步平衡，中线、标高偏差控制在规范允许范围内。模板工程：模板安装牢固、接缝严密，标高、中线准确；脱模时间符合要求，避免过早脱模导致砼损伤。砼施工：浇筑顺序合理，振捣密实，养护到位；新旧砼结合面处理符合规范，防止出现裂缝。预应力施工：波纹管安装定位准确，张拉机具校验合格，张拉参数符合设计，伸长量偏差控制在允许范围；压浆饱满，确保预应力效果。合拢段施工：严格控制合拢温度，配重及卸重顺序合理，砼浇筑连续，张拉及时，确保体系转换平稳。（三）监控量测实时监测梁体挠度、应力、沉降及结构变形，频率符合规范要求，数据及时分析反馈。根据监测结果调整施工参数，如立模标高、张拉时机、合拢时间等，确保梁体线形及结构安全。（四）质量检验每道工序完成后实行“三检制”（自检、互检、专检），合格后报监理工程师验收，方可进行下道工序。隐蔽工程（如预应力管道安装、钢筋绑扎、合拢段劲性骨架焊接等）验收合格后签署记录，方可覆盖施工。五、安全保证措施（一）现场安全管理建立安全生产责任制，明确各级管理人员及作业人员安全职责，签订安全责任书；定期