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无锡红星大桥主桥0#块施工工艺

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摘要：无锡红星桥是红星路跨越京杭运河的一座大桥。主桥桥梁为（65+111+65）m悬浇变载面连续梁，采用挂蓝节段悬浇施工，共13个悬浇节段，4*3m+9*4m，合拢段长2m(3个)，墩台中心0#块梁高6.3m，端支点梁高3m，箱梁顶宽17.7m，箱梁底宽8.5m。0#段长度13米，采用C50混凝土，方量375.6m³，节段重量976.6t。

关键词：连续梁、0#块、现浇混凝土

引言： 0#块是整个红星桥主桥挂篮施工的基础，施工一般为支架现浇法，支架形式多种多样，有满堂支架法、有钢结构托架法、有贝雷梁托架法、有万能杆件托架法等等，根据本工程场地狭小、紧靠河岸、航道繁忙、砼体积大等特点，选用钢结构托架法进行施工。

正文：

1、工程概况

无锡红星桥是红星路跨越京杭运河的一座大桥。主桥桥梁为（65+111+65）m悬浇变载面连续梁，采用挂蓝节段悬浇施工，共13个悬浇节段，4*3m+9*4m，合拢段长2m(3个)，墩台中心0#块梁高6.3m，端支点梁高3m，箱梁顶宽17.7m，箱梁底宽8.5m。0#段长度13米，采用C50混凝土，方量375.6m³，节段重量976.6t。

箱梁钢筋钢筋采用R235、HBR335钢筋。箱梁设计为三向预应力结构体系，纵向、横梁预应力钢束采用标准强度为fpk=1860Mpa的高强度，低松弛钢绞线，弹性模量Ep=195000Mpa，公称直径15.2mm，公称面积139mm²，设计锚下张拉控制应力1395Mmpa；竖向预应力筋采用 fpk=930Mpa的JL32精扎螺纹钢，弹性模量Es=200000Mpa。纵横向预应力钢束均采用15-圆型群锚锚具，竖向预应力筋采用JLM锚具。

2、工程控制要点

1）0#段托架满足大方量混凝土一次性浇筑对强度、刚度及施工质量的要求，通过预压消除非弹性变形。

2）0#段大体积混凝土温控、混凝土浇筑的连续性、裂纹控制等。

3）波纹管的位置准确性及管道通畅，张拉应力应变控制。

4）0#块混凝土一次性浇注，浇注顺序和浇注时间控制。

3、施工方法

3.1施工工艺流程

固结柱、临时支撑安装——托架安装——底模安装——侧模、高、低翼模安装——底板、腹板、中横梁钢筋绑扎、竖向精轧螺纹钢安装、纵向波纹管安装——顶模安装——中横梁模板安装——顶板钢筋绑扎及横纵向波纹管安装——纵横向钢绞线铺设——混凝土浇注——预应力筋张拉——孔道压浆

3.2施工方法

3.2.1临时支撑

临时支撑柱选取直径1200mm，壁后10mm的钢管，管内浇筑C50砼。支撑柱纵向距离墩中心3.0m，横向中心间距7.3m，均在腹板位置，每侧布置2根，共4根。

支撑柱承台接触面上预埋内径20cm外径140cm的环形钢板，板厚10mm，下布置长度为1米的φ20 U形锚筋，锚筋端头带标准弯钩，环形板在承台施工时精确定位与结构筋焊接固定，表面水平。

由于支撑柱与梁底接触面为斜面，故在梁底做一个临时楔块，楔块底部与支撑柱顶面水平相接，接触面上下预埋两块钢板分别锚固在柱顶和梁底，此法保证支撑柱不受水平力约束，只受竖向力。

3.2.2  0#段托架

托架采用钢管支撑与型钢分配梁结构，纵向两侧在承台侧面安装牛腿。托架柱由φ60cm壁厚14mm的钢管桩22根平面布置在承台上，在与承台相接处预埋φ70cm钢板，钢板下设锚筋与承台形成整体，浇筑混凝土时保证钢板底部密实且密贴，钢管柱与预埋钢板满焊连接，保证支撑柱的稳定。

支撑柱顶部纵向布置50a号工字钢，墩柱两侧纵向贯通，靠近墩柱端面处在两排托架柱上安装，墩柱侧面中心处预埋钢板与纵梁焊接，悬臂端用28a工字钢做斜撑与承台侧面预埋钢板焊接为一体形成牛腿。悬臂端长出承台4.2m，牛腿支点设在承台外2.2m处。

50a号工字钢数量：15m长度的2根，6m的6根。均为单根布置。

50a号工字钢上铺设横向40a号工字钢，墩柱横向中心线两侧各安装6根，共需12根，长度19m。

40a号工字钢上安装纵向32a号工字钢，共布置17根，单根长度15.8m。

其上与箱梁底板投影内铺设横向10#槽钢及箱梁底模。

10#槽钢按长度8.5m，间距20cm布置，0#块长度13米范围（除去墩顶部分）内共56根。

悬臂牛腿长度4.92m，选用28a工字钢，共10根。

牛腿上安装横连10#槽钢，2根共20米长。

为增加整体稳定性，所有纵横梁及与托架柱间架设φ20钢筋焊接固定。

所有接长的型钢焊接断面尽量放置在下层梁或柱上，相邻根的焊接面错开布置，任一断面接头数控制在50%以内。

托架及临时支撑设计计算（略）

3.2.3  0#段测量控制

主墩柱及支座垫石施工达到设计标高时，用全站仪将主墩纵横向轴线定出，以轴线为参考进行底模的铺设，待底模铺设完成后，再次使用全站仪放样出0#段底边线，用于钢筋的绑扎和立模。

3.2.4  0#段模板

3.2.4.1底模

施工方案：

模板采用型钢骨架，首先保证托架托梁在同一水平面，通过在32a工字钢分配梁上做桁架支撑完成底模面板的纵坡，本工序可以在模板加工车间直接将32a工字钢跟模板加工成一个整体，调好底模坡度。用6㎜厚8.5ｍ宽钢板做面板，满铺的钢板接缝处用电焊焊接，梁底变坡处设置一道焊缝，其余分块拼装，对焊缝进行打磨，保证0#段底模钢板平整不漏浆。固结柱与底模相接位置，底模开孔，与固结柱模板点焊，固结柱顶稍高于底模5mm左右。

墩顶处底模不采用钢模，在墩顶四周浇筑15cm厚圈梁，圈梁顶标高为梁底标高，用竹胶板包裹永久支座四周后在圈梁内填黄砂，填筑至距离梁底3-5cm处，整平夯实，浇筑3-5cm砂浆抹平，形成底模。

为了保证拆模，在托架柱顶，50工字钢下设置砂筒临时支座，支座内填筑10cm细干砂，支座下底焊接在托架柱顶，施工完成后放出临时支座内的砂降低模板拆模，拆除支架。

3.2.4.2、侧模及内模

0#段外侧模采用大块钢模板，大块钢板模板面采用δ=6㎜A3钢板，横肋采用[120槽钢，竖肋采用[100槽钢（列间距100㎝），在竖肋外背用[100槽钢架；在竖肋外再横背[120槽钢做横带。腹板侧模大面采用对拉丝杆（间距80X80㎝），加强侧面模板的抗侧压能力。

内模由钢模、木模和内模支撑骨架组合而成，顶板底模板用钢模，在钢模上加工倒角，腹板内侧用木模。由于0#块混凝土一次性浇注成型，所以在底板钢筋中竖向预埋[100槽钢作为内膜板的支点，支点下面垫上C50垫块，保证梁底混凝土外观和支点的可靠性，支点位于32a工字钢正上方，间距横向同32a工字钢，纵向间距100cm。

3.2.5  0#段钢筋和波纹管安装

0^#块的钢筋和预应力管道比较密集，所有的钢筋均一次安装成型，对竖向预应力筋应采取稳固措施。为保证混凝土外观质量，钢筋保护层垫块与模板的接触面做成波浪形，这样混凝土浇完成后保护层垫块不会裸露在混凝土表面而影响外观质量。

0﹟段纵、横向预应力筋均采用15.20㎜钢绞线，腹部竖向预应力采用精轧螺纹钢；桥面横向预应力筋均采用内径50㎜波纹管， M15-3型锚具，3φ15.20㎜钢绞线，端横梁预应力束为12-φ15.20㎜钢绞线，内径85mm的塑料波纹管，中横梁采用19-φ15.20㎜钢绞线，内径100mm的波纹管；竖向预应力钢筋采用φ45mm的高频钢管；纵向预应力束有15-19、15-12、15-9三类，塑料波纹管内径分别为φ100、φ90、φ70。

0^#块设有三向预应力筋，形成纵横交错密集的管道、钢筋，施工难度较大，为确保预应力管道的准确定位和顺利实施，拟采用以下方式予以保证：

①、除在管道各特征点设置定位钢筋外，其余部分定位筋间距在直线段不大于50cm，曲线段为30cm。

②、按设计图纸要求，预应力束若与普通钢筋发生干扰时，可适当挪动普通钢筋，预应力筋相互干挠时通知设计代表和监理现场解决。

③、纵向管道：由于主梁采取分段悬臂浇筑，因此管道接头多。为方便接头管道损坏的更换，不采用管道直接伸出的办法，而采用先接套管的办法，这样一旦接头套管损坏可直接更换

④、竖向管道用于预埋精轧螺纹钢筋，此管道处理不好极易堵塞。为此采取如下措施：

ａ、布置在管道下口的压浆管采用薄壁钢管焊制三通，并保证焊接处不漏浆，压浆管口由硬质塑料管引出模板固定。管子连接处均采用胶带包扎，以防漏浆。

ｂ、锚垫板与高频钢管满焊密封，螺母与锚垫板用一层海绵密闭处理。

⑤、横隔梁的横向预应力管道施工方法同上。

⑥、所有管道在混凝土浇筑结束后，均须进行检孔或清孔检查，一旦发现漏浆堵管，应立即予以处理。

⑦混凝土振捣时要注意预留管道，防止振动棒碰伤管道使水泥浆堵塞预应力管道。

3.2.6 钢筋的加工制作

钢筋在加工场地弯制成型，吊装到桥面，按先骨架再构造，先底后高的顺序安装。对于施工需增设的预留孔洞，在开孔周围增设补强钢筋。钢筋焊接时对波纹管采取覆盖防护，精心施焊。焊渣等垃圾于浇筑前清除干净。

1）、钢筋直径小于25mm采用单面焊时，焊接长度不小于10倍的钢筋直径；采用双面焊时不小于5倍的钢筋直径；采用绑扎连接时，Ⅰ级钢筋搭接长度不小于25倍的钢筋直径；Ⅱ级钢筋搭接长度不小于35倍钢筋直径，在任何情况下，纵向受拉钢筋的搭接长度不得小于300mm；受压钢筋的搭接长度不得小于200mm。

2）、钢筋焊接接头设置在内力较小处，并错开布置，对绑扎接头，两接头间距不小于1.3倍的搭接长度。对于焊接接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段内的受力筋其接头的截面面积占总截面面积的百分率不大于50%。

3）、钢筋的交叉点用铁丝绑扎结实，必要时，亦可用电焊焊牢。

4）、钢筋连接处的混凝土保护层应满足设计要求。

5）、焊接接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径，也不应位于构件的最大弯矩处。

6）、钢筋与模板间采用塑料垫块，以确保保护层厚度。

7）、在浇注混凝土前，对已安装好的钢筋及预埋件进行检查。

3.2.7  0﹟段混凝土施工

0^#块混凝土施工的主要特点是：块体高度大，混凝土方量为375.6m³；同时采用C50高标号混凝土，产生的水化热较多，属大体积混凝土，经过计算，施工期间混凝土内外温差可以通过外部覆盖保温养护法控制在25℃以内，不需要须采取冷却管降温措施，混凝土内部应力可以抵消温度应力，（温控计算略）混凝土不会因温差过大开裂。为了保险期间，特制定如下防裂措施：

⑴、按照温控设计制定的温度控制标准，严格控制混凝土的内外温差和体内最高温升。结合本工程的实际情况，拟对0^#块的大体积混凝土采用保温法施工：

①、混凝土的入模温度控制在15℃左右，必要时对骨料进行覆盖或喷淋降温。

②、在钢模外侧与箱体两端，早晚气温较低时，采取保温措施，即在0^#块的四周用一层土工布或油布进行围护。对裸露面则采取土工布覆盖洒水保温、养生。                                                                     

③、调整施工时间，选择气温较适宜的天气施工，且尽量安排在白天浇筑。

④、降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度在15℃范围以内。

a水泥提前6天入罐，让其自然冷却。在有条件的情况下，尽量采用低温水拌和。

b加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。

⑥混凝土一次性浇注成型，浇注时先浇注中横梁至121.2cm高度，然后浇注底板，暂停浇注混凝土，观察已浇筑混凝土流塑状态，等待底板混凝土初凝，用铁棍触探混凝土强度能够满足中横梁和腹板混凝土继续浇注时接着浇注混凝土，随时观察底板混凝土面高度，适当延缓浇注时间，保证底板混凝土不因腹板和中横梁浇注压力而鼓胀，预备水箱或砂袋在必要时压底板顶模。

⑵、混凝土指标

a、强度为C50级

b、满足可泵性要求，坍落度16－18cm

c、和易性良好,初凝时间10小时（根据混凝土供应和浇注速度，混凝土施工约在10－15小时完成）

⑶、混凝土采用商品混凝土，搅拌车运至现场，由2台混凝土泵泵送入模。混凝土泵送前先泵送砂浆洗涤管内残余沾粘物，以减少管壁对混凝土的磨阻力。

⑷、混凝土浇筑顺序应按照由横隔板开始向外，从梁端开始向内的原则对称浇筑。悬臂块由外向内浇筑，能够防支架变形造成支架与墩顶接合处混凝土开裂。

箱梁下部平面浇筑顺序图（一）

横梁①

横梁①

竖向浇筑顺序图：

底板②

平面浇筑顺序每个步骤均按竖向分两层浇筑。

⑸、混凝土采用分层浇筑，层厚30cm左右。横隔板的钢筋间距较小，串桶难以安放到位，因此，采用涂胶帆布软管作为布料管路，满足规范要求的落料高度（≯2m），并做到均匀分层布料。

⑹、因箱梁结构钢筋、管道密集，一定要采取切实措施保证混凝土振捣密实：a混凝土的施工性能一定要严格控制；b采用插入式振捣器振捣，钢筋特别密集时选用小直径振捣棒；c混凝土施工前一定做好充分的技术交底；d事前安排好熟练的振捣手各人负责一个区域不得随便调整，以免出现漏振或过振。

⑺、混凝土面层必须压实磨光，具体工艺为二次压实二次磨光，避免产生收缩裂缝，混凝土终凝后及时洒水覆盖养生。并按冬期施工和大体积混凝土的要求进行保温养护等。

⑻、混凝土采用土工布覆盖洒水养生，注意每次混凝土浇筑完成后派有经验的养生操作工跟踪观察混凝土状态，选择最佳的时机覆盖土工布洒水养生，覆盖、洒水过早容易出现脱皮现象，过迟易出现收缩裂缝。

⑼、砼施工注意事项

1）混凝土浇注前必须对预应力支架支点、模板加固情况、预埋件位置进行仔细检查，确保施工安全。为了保证侧模浇注时的稳定性，在两侧腹板安装通长拉条与内侧钢管架形成平衡力，保证浇注混凝土时模板的稳定性。浇筑混凝土时，泵管端部接6m软管，随时根据施工需要移动投料。

2）浇注混凝土时，采用插入式振捣器振捣，振捣操作人员进入腹板内进行倒角处及腹板底部混凝土的振捣。

3）混凝土的振捣应严格按照振捣器的作用范围进行，振捣时不能碰撞预应力管道、模板、预应力管道定位筋及预埋件等。在预应力管道密集地方，振捣更要严格小心，防止漏振。在浇筑倒角部分的混凝土时，根据混凝土的振捣施工需要，在倒角部分的模板上开几个孔，以方便倒角部分的施工。

5）混凝土养生。

混凝土浇注完成后，安排专人进行养生，养生水采用经过沉淀的运河水。顶板采用土工布结合防水薄膜保湿保温，外则采用挂反光膜或麻袋浇水覆盖，外部经常洒水降温养护。

3.2.8  箱梁预应力施工

当混凝土达到设计要求强度后（90%强度7天龄期），按设计要求的顺序对称进行，张拉其应力控制亦须符合设计规定，对低松弛钢绞线一般可按以下程序张拉：

纵向束张拉：

所有纵向束均采用两端左右对称张拉，张拉程序如下：

    0 →初应力（0.1σ_k）→σ_k → 锚固

σ_k－锚下控制应力

箱梁顶板横向束张拉，张拉程序如下：

  0→初应力（0.1σ_k）→σ_k   →锚固

σ_k－锚下控制应力

精轧螺纹钢筋张拉：

0^#块横隔板横向预应力筋、腹板竖向预应力筋均为Φ^L32精轧螺纹粗钢筋。精轧螺纹钢筋张拉采用穿心式千斤顶张拉，持荷5min后测伸长量并加以锚固。按张拉吨位与引伸量双控，并以张拉吨位为主，实测引伸量与计算引伸量之差应在±5%以内。为有效控制张拉后的预应力损失，按不少于设计要求的比例（不少于10%，且每块至少两根）复拉，复拉间隔时间为2-3天，复拉完成后尽快压浆。

3.2.9管道压浆

预应力筋张拉完毕后，多余部分用手提砂轮机切除，使预应力筋露出锚具5cm左右。封锚采用水泥砂浆，并将夹片及外露的钢绞线头全部包裹，覆盖层厚度大于2cm。压浆时间安排：纵向束在挂篮前移

就位后进行，横向束和竖向预应力筋在张拉结束后24h内完成。

拌制水泥浆

在压浆工艺中，水泥净浆的质量是压浆质量控制的关键。主要采取尽可能的降低浆体的水灰比，并通过参加一定比例的减水剂和膨胀剂。搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水排净，使搅拌机内壁充分湿润。先将加入定量的水，再倒入混合料，然后开动搅拌机搅拌，待混合料搅拌均匀后（约3min），通过滤网，将水泥浆缓缓倒入储浆罐。储浆罐的储浆能力须大于一条管道所需的水泥浆的体积，以保证压浆的连续进行。

③、压浆

a、张拉工序完成后，严禁碰撞锚头，切割外露钢绞线，保证钢绞线外露长度不小于30mm。

b、清理锚槽内以及锚座底面的水泥浆，保证锚座底面平整。清理盖帽的密封口及封锚槽并保持清洁。

c、定出吸真空端和压浆端（吸真空端为箱梁高端，压浆端为箱梁低端）。

d、按真空压浆工艺进行设备安装和压浆操作。

h、在真空吸浆前用真空泵吸真空，当真空度检测达到-0.08MPa以下即可始真空吸浆。

i、保持真空泵开启状态，当观察到空气滤清器中有浆体通过时，关掉真空泵出浆阀门。

k、继续压浆，使管道内有0.7Mpa以上的压力，持荷2分钟压力值稳定后，再关掉压浆阀完成压浆。

孔道真空吸浆要连续进行，一次完成。若出现无法及时排除的故障时，应立即拆下压浆管道，用高压水冲洗孔道，待故障排除后重新压浆。

3.2.10  0#块底模及支架系统的拆除

压浆完毕24h后，可以进行模板和支架系统的拆除。钢模板用5吨倒链配合吊车逐步松懈分块吊离到地面。

支撑系统先放出砂筒内的砂，使底模自然下卸5cm左右，再抽离底模，纵横分配托架梁自上而下卸除，接除托架柱纵横向临时连接，用吊车和倒链先临时固定，再割除承台面上的限位，逐根取出。

考虑到本托架应力分配梁及托架柱、固结柱较为密集，任一构件的拆除均需认真缓慢操作，不得碰撞固结柱及割除固结柱的限位构件。

结语：0#块施工是挂篮节段悬浇施工的基础，0#块施工往往处在场地比较狭小且环境难于施工的地方，0#段混凝土方量大，节段体积大，施工中难度高，安全隐患多，施工中要谨小慎微，安全第一。