大桥顶推施工技术方案.doc
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主桥7×50m预应力砼连续箱梁施工方案
一、工程概况
珠江西桥1/W~8/W主桥设计为7×50m七跨一联等高斜腹连续梁，为预应力钢筋砼结构，2/W~8/W墩6×50m箱梁采用顶推法施工，1/W～2/W墩为曲线变宽箱梁，采用现浇施工。
6×50m箱梁共分为13个节段顶推，除首段及尾段为12.36m外，其余梁段均为25.0m。
根据设计施工图，在大坦沙岸设置箱梁预制台座，逐段预制、顶推。
箱梁首段前端安装钢导梁，施加预应力后，悬臂推出，反复循环，完成13个节段箱梁施工。
顶推就位后拆除临时束，张拉后期永久预应力钢束，并落梁于永久支座上。
在1/W～2/W之间搭设满堂支架和安装模板，现浇施工预应力连续箱梁。
预制场准备工作
制作模板，安装钢导梁
顶推设备的安装
张拉预应力筋
管道压浆
顶推预制节段
钢筋和混凝土的准备
张拉准备
预制节段
循环程序
二、七孔一联箱梁施工工艺流程图
放松临时预应力
筋拆除辅助设备
六跨箱梁顶推就位
张拉后期预应力筋
六跨箱梁落梁安装永久支座
1/W~2/W之间箱梁现浇施工
管道压浆
一节段梁顶推施工工序及周期表
序号
工序
时间（h）
累计时间（h）
1
底模外侧模调整
4
4
2
底板底层、腹板钢筋安装
8
12
3
底板、腹板预应力筋安装
8
20
4
底板面层钢筋安装
6
26
5
腹板、顶板内模安装
12
38
6
顶板底层钢筋安装
8
46
7
顶板预应力筋安装
10
56
8
顶板面层钢筋安装
8
64
9
箱梁混凝土浇筑
24
88
10
混凝土混凝土待强、顶推、张拉准备工作
72
160
11
预应力筋张拉
16
176
12
外侧模、底模卸模
6
182
13
梁段顶推出台座
24
206
14
预应力管道压浆
14
220
15
机动时间
20
240
备注
一节段梁施工施工周期为10天，时间是比较充裕的。
三、六跨预应力砼连续梁顶推施工方案
1、顶推箱梁预制场设置
顶推预制场包括预制梁台座和制梁台座前的过渡孔。
由预制平台和预制模板两部分组成。
1）预制场的总体布置（见图1）
箱梁制梁台座设在1/D~3/D引桥桥墩之间，制梁台座长度为25米＋0.3米＝25.3米。
制梁台座内设Z1、Z2、Z3滑道支承墩。
制梁台座前顺顶推前进方向的1/D、L0、8/W为顶推过渡墩，刚从制梁台座顶出的梁段，由小距离过渡墩支承，使预制梁段和导梁能平稳地逐步过渡到50m的顶推跨径，减小梁段尾部因挠曲变形产生的竖直转角，使梁段接头平顺，保证整个箱梁底板符合设计线型，不产生附加应力，底板平整，顶推时滑动摩擦力小。
2）预制台座基础处理（见图2）
预制台座基础必须牢固可靠。
台座基础对应箱梁腹板下（即滑动的承托位置），利用1/D墩、2/D墩桩基和系梁，并在Z2、Z3钻D120cm钻孔灌注桩基，再浇注宽1.2m，高1.0m，长24.0m的钢筋砼纵向地梁。
横向在箱梁两翼缘下的外侧模支承立柱基础，采用单个片石砼扩大基础。
3）预制平台（见图3）
预制平台支承预制模板，使箱梁符合设计高度。
平台纵向共设8个间距3.0m（9排）钢筋砼立柱。
立柱平面尺寸满足支承底模和外侧模的需要，立柱考虑了强度要求、弹性压缩、温差变化和压杆的稳定性。
4）预制模板（见图4）
底模：
由6台YDS-200的液压自锁千斤顶，共用一台液压泵站来调整底模升降，其他支承点利用500KN机械齿轮千斤顶辅助支承，底模横向设2组I45纵梁，2根为一组，纵梁上摆I25a工字钢横梁，纵向间距为60cm左右。
横梁上铺厚10mm钢板作底板，这样底模有足够的强度和刚度，来保证箱梁底板的平整度。
外侧模：
它是保证预制箱梁光滑、美观的关键。
由20＃槽钢作成定性骨架，上焊10＃槽钢纵枋，铺6mm厚整体钢板，下设置转动绞，由500KN的机械齿轮千斤顶来调整升降。
模板刚度大，调整方便，除了转动铰在工厂精加工外，其余都在现场加工安装，保证模板整体性能好，外表不显钢板接头印。
两边外侧模在底模的横梁生根，设置对拉螺杆，控制横向水平位移。
内模：
由于箱梁内部构造比较复杂，有横隔墙，箱梁顶板和底板都有后期预应力齿板，不便采用整体滑动模板，箱梁腹板内模用组合钢板，10#槽钢骨架作压枋，对拉螺杆固定。
箱梁顶板部分，采用钢管门型架（或CKC支架）升降托顶，10#槽钢纵梁组，弓型横梁，上铺组合钢模。
5）底模滑道支承
制梁台座内Z1、Z2、Z3滑道支承墩部位，在预制浇梁时也是底模板的一部分，要求与整个底模板平整，但是在顶推前，大部分底模下降脱离了梁底，这时整个25m长梁段由3个支承墩共6个支承点支承顶推，上设有滑道。
为了平衡顶推时水平推力，预制场内纵向将支承墩、过渡墩与8/W用型钢连成了整体，平衡梁段顶推时产生的水平摩阻力。
6）L0顶推过渡墩和顶推施力主力墩
基础采用钻孔灌注桩基础，桩径为D150cm，要求单桩承载力不低于4000KN，墩身采用钢筋砼结构。
8/W为顶推施力主力墩。
7）制梁台座后搭设10m长的辅助施工平台（图中未示出），作用是存放钢筋、模板、支架、后拖预应力索、预应力张拉操作等。
制梁台座周围综合考虑钢筋制作、预应力筋下料、张拉、压浆、混凝土泵车的出入和停放，顶推操作总控台以及顶推工序所需位置。
预制台座后部安装一台80T-m的塔吊，作为制梁台座和钢导梁的安装，箱梁钢筋，模板，预应力张拉的起吊设备。
2、钢导梁
钢导梁采用工字形，变高度、实腹钢板顶推专用导梁，高度为3.2米，长度为34.5米，钢导梁刚度与箱梁刚度之比在1/9～1/5之间，总重约70吨，根据国内多年来顶推施工的经验，这种钢导梁是可靠的，适用的。
在施工过程必须认真作好以下具体工作：
1）两片主梁纵向由3节6片拼装成型，要求连接部位必须牢固可靠。
为加强两主梁之间联系，平面联系和横向联系采用型钢联系，保证钢导梁的整体性，满足受力要求。
2）主梁与箱梁连接必须保证牢固可靠，必须有足够的安全储备，一旦出现问题，后果相当严重。
采取的措施是将导梁根部延长的T字型钢板埋入箱梁2米以上，并确保箱梁锚固导梁的锚固区钢筋连接整体性，混凝土浇注质量。
设置精扎螺纹钢预应力筋连接导梁与箱梁，保证预应力张拉实际效果。
3）一定避免顶推过程施工荷载如钢筋、模板等堆积在钢导梁上，增大悬臂状态下的负弯矩。
4）做好顶推过程迎接钢导梁上桥墩滑道的工作，将下挠的导梁鼻架用千斤顶顶升起上滑道，决不允许撞击桥墩。
3、箱梁普通钢筋与砼浇筑
1）普通钢筋底板、腹板顶板在钢筋棚制作好单个构件，再用吊机吊入模内，绑扎安装。
2）一段箱梁砼全断面一次浇筑成形。
即先安装好底板和腹板的钢筋和预应力筋以及后期预应力管道，接着安装腹板的内侧模板，并在底板钢筋上，放垫块，立门形架，再装箱梁顶板内模，内模安装好以后，将顶板部分的钢筋和预应力筋和后期预应力管道安装完成。
一次分别浇筑箱梁底板、腹板、顶板砼。
浇筑时间控制在12个小时内完成。
砼浇筑，砼内加入复合减水剂。
复合减水剂应有缓凝、增塑、早强的复合作用。
箱梁砼一次浇筑成型，模板投入大，底板砼浇筑由于支架影响，施工困难。
但是优点是明显的：
使底板、腹板、顶板砼龄期基本一致，减小砼温差、收缩不均匀产生内力，没有水平施工缝凿毛的工序，梁外表美观，一节段梁节省工期一天以上。
4、预应力施工
顶推施工的连续梁中，预应力体系可以说相对其他预应力结构桥梁如悬浇、悬拼的连续梁和连续刚构要复杂。
箱梁为三相预应力体系，纵向预应力又有前期通索、临时索、后期索、备用索。
在预应力施工中必须严格遵照执行施工规范、一般常规的技术操作及工艺。
在此不再重复，针对本桥特点提出以下要求：
1）要充分理解顶推连续梁顶推过程与顶推到位后以及营运阶段梁内力相差太大的特点，理解纵向预应力的前期、临时、后期预应力的分类及其作用和施工工艺。
2）特别注意施工中预应力损失，严格控制，确保实际永存预应力的效果。
竖向预应力筋太短，只有3米多长，伸长量很小，预应力损失比较大，需特别注意，否则将导致箱梁腹板开裂。
3）注意前期预应力通索的连接质量，必须牢固，锚具质量可靠、连接处理尤为关键。
临时预应力索的拆除方法和工艺应预先确定。
4）由于箱梁顶板、底板为中心预应力通索，在张拉程序上，应特别注意：
首先要张拉梁尾的3索竖向精轧螺纹钢筋后，才可张拉顶板底板纵向预应力，否则导致腹板出现水平纵向裂缝。
纵向预应力特别注意箱梁四角对称张拉。
5）特别注意预应力压浆质量的保证。
张拉后应立即压浆，防止预应力的松驰损失，一定保证压浆密实，特别是顶推滑道下纵向预应力索，如果压浆不密实，将导致顶推时底板出现纵向开裂，后果严重。
压浆浆体严格按照设计要求，加入复合外掺剂，严格控制水灰比。
保证管道的密封和畅通。
压浆一般要实行两次压浆，两次压浆时间间距一般在10~20分钟内，管内压浆要持压，保证预应力束孔道灌浆的饱满度和密实度。
临时预应力索待顶推到位拆除后压浆密实。
5、滑道
滑道是保证箱梁顶推顺利的关键技术问题。
详见图（6）---《滑道构造示意图》，单个滑道承压力5500kN以上，承受压力较大。
1）严格控制所有顶推滑道设计标高误差，决不允许在测量上出现差错和过大的误差，须制定详细的控制方案和操作要点，滑道板顶面标高与箱梁底设计标高一致，顶推时梁底标高为设计标高加上一块滑块厚度20mm。
2）滑道在支座垫石上由滑道调平垫块、组合滑道板、聚四氟乙稀橡胶滑板组成。
滑道调平垫块用钢板加工成长方形盒，内布钢筋网，浇高标号混凝土，加工尺寸准确。
滑道板用40mm厚钢板与2mm厚不锈钢板组合而成，滑道板保证加工精度及表面的光洁度。
滑板的内部构造是在小跨径桥梁上常用的四氟乙稀橡胶滑板支座上进行技术改造而成，能够满足顶推要求，使顶推时摩擦系数小，又要减少损坏现象，控制顶推速度和加强润滑措施，否则即增大了摩阻力和垂直局部压应力，损坏滑板而增加工程费用。
3）滑道设置时，桥墩顶面综合考虑落梁时支座安装工序，给箱梁顶推到位以后支座安装带来方便，加快施工进度。
所以要求支座垫石上支座安装的预埋钢板安装正确，混凝土浇注要密实。
6、箱梁顶推
本桥顶推采用柔性墩上多点自动连续顶推工艺。
柔性墩不能承受单方向过大的水平推力，须将顶推力分散到多个桥墩，主墩上都安装顶推水平千斤顶，并要求每个桥墩上水平千斤顶拉力与梁在滑道上摩阻力相平衡，这样桥墩就不承受过大的水平推力，保证了桥墩的安全。
连续顶推的水平千斤顶是采用自动连续顶推装置，一套顶推装置由两台1000kN水平千斤顶串联，并由双油路液压泵站，分别向两台千斤顶供油，形成交替接力连续顶推。
1）本桥箱梁每延米自重大约为220kN，顶推长度为300米，最大垂直荷载为66000kN，纵坡为0，静摩阻系数按0.08，则最大顶推力为5280kN，计划采用7台套100T连续顶推装置，从8/W~2/W每个主墩上安装一台，都安装在箱梁底板轴线上，即拉箱梁底板，俗称“拉肚皮”。
2）每个墩安装一台套ZLD100型连续顶推千斤顶顶推装置，产生横向偏转很小。
7台连续顶推装置都由总控制台集中控制，使顶推同步进行。
ZLD100型连续顶推千斤顶技术参数
1
公称张拉力
kN
1000
5
穿心孔
直径
mm
φ125
2
公称油压
MPa
31.5
6
外形尺寸
mm
φ400×1520
3
张拉活
塞面积
M2
3.1416×10-2
7
质量
kg
800
4
回程活
塞面积
M2
1.1074×10-2
8
行程
mm
200
3）拉锚器设在箱梁底板，在箱梁内底板上设置齿板，钢绞线拉索在齿板上用多孔群锚锚固，斜出底板下，通过垫枕木，将拉索垫出一定高度，再进连续顶推装置。
这样由自动连续顶推装置拉梁在滑道上滑动，直到推出预制台座，如此循环，直至顶推就位。
4）8/W墩作顶推的主力墩，主力墩纵向与制梁台座联成整体，平衡顶推力的水平推力。
5）采取有力措施，合理分配千斤顶装置的拉力来控制桥墩顶纵向位移在设计允许值范围内，避免梁呈爬行状态滑动，确保桥墩安全。
桥墩上水平千斤顶拉力，是根据每个桥墩上的垂直荷载和摩擦系数确定。
承受导梁搭上的桥墩为顶推前进墩，根据估计垂直荷载和摩擦系数，由专人随时调整液压泵站上油压确定拉力；箱梁前后压在桥墩上的为一般墩，垂直荷载视为恒载，估计摩擦系数，油泵压力锁定。
在总的顶推力大于摩阻力的情况下，箱梁从静止状态到滑动状态不足的力由主力墩上顶推千斤顶装置补充。
对于桥墩位移的观察，在桥墩上设置棱镜固定点，岸上架设全站仪，来观测从静止到滑动状态桥墩顶的位移值。
6）箱梁顶推滑动过程中，特别重视箱梁横向偏差的观测，一般在制高点架设仪器观测，并采用在桥墩上放出桥轴线，箱梁底也放出相应的轴线，用吊垂球的方法，观测箱梁与桥墩轴线的偏差值。
在桥墩顶相对箱梁两侧位置设置轮式导向纠偏装置，在导向纠偏装置与箱梁外侧加垫不同厚度的滑板来调整箱梁横向偏差值。
这样将导向装置与箱梁的侧面接触均为平面接触，不会压坏箱梁外侧面，保证箱梁外表美观。
7）千斤顶顶推装置及横向导向装置的固定都采用在桥墩盖梁顶面预埋钢板来固定，桥墩上均需考虑操作人员的下人爬梯、操作平台，油泵、顶推装置安装；落梁时，支座就位移动，落梁竖直千斤顶移动，操作人员的支架和护栏的设置，要确保人身安全。
所有预埋件、支架都需尽量避免设在桥墩外侧，以保证桥墩外表美观。
顶推主要的设备数量表
分类
名称
规格或型号
单位
数量
备注
顶
推
落
梁
机
具
水平千斤顶
ZLD-100
台
7
液压站
ZLDB-100
台
7
总控台
自装
台
1
竖直千斤顶
YD500-160
台
12
牵引装置
φJ15钢铰线，型钢
吨
2
包括支架、换索挂篮
7、箱梁落梁
箱梁顶推到位以后，逐步拆除钢导梁，解除纵向临时预应力索，张拉后期纵向预应力索，对管道压浆达到强度后再进行落梁。
先将箱梁顶起来，拆除顶推时的临时滑道装置，并将永久橡胶盆式支座就位安装，使箱梁均匀地降落在永久支座上，再固定永久支座。
箱梁纵向是长条形，落梁高度不到20mm，采取分段落梁方法，即每次顶起3个桥墩，完成两个桥墩落梁，另一个桥墩作为过渡墩只落10mm，待两个桥墩上千斤顶转移到位后，再顶起相邻3个桥墩，这样重复进行，直至全桥落梁完成。
落梁千斤顶在桥墩上对称布置，现设计桥墩盖梁不能满足安装位置，计划预制钢筋混凝土临时立柱，来支承千斤顶。
落梁过程中，将准备好保险垛，保证拆除滑道和安装支座时间内，支座位置始终有保险垛作为保险装置，保险垛用钢板盒灌混凝土组合而成。
落梁之前，将制定详细的操作规程，进行技术交底，并将桥墩上清理干净，充分作好准备，使落梁时间越短越好。
8、1/W~2/W现浇施工
当六跨50m顶推箱梁顶推到位并落梁完成以后，紧接进行1/W~2/W箱梁现浇施工。
1）2/W墩梁端面砼应充分凿毛，连接钢筋要保证一定长度，保证预应力管道要畅通。
在2/W墩支座旁设置临时砼块支承（待施工完成后凿除）。
安装好1/W墩支座。
2）现浇施工支架基础处理：
岸上部分采用片石砼扩大基础，水中部分采用震动锤震动打入钢管桩基础。
3）现浇支架采用型钢和贝雷架组合。
4）利用顶推箱梁现成的模板体系（升降千斤顶、底模、外侧模、内模等）。
5）对底模采用塑料编织袋沙包模拟箱梁荷载试压，通过试压消除非弹性变形，得出弹性变形的数据，作为调整底模的预留量依据。
6）处理好1/W、2/W墩上底模系统。
有关箱梁钢筋、预应力、砼施工参照顶推箱梁的施工方法和常规的施工方法进行。
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