40李永强-杭州湾跨海大桥70m预应力混凝土箱梁梁场预制技术及质量控制2729.docx

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1、中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006年杭州湾跨海大桥70m预应力砼箱梁梁场预制技术及质量控制要点李永强 孙国安安 李志敏 关红军(铁道科学研究究院，北京 1000881)提 要 本文文介绍了杭州州湾跨海大桥桥70m预应应力砼箱梁的的钢筋整体绑绑扎及吊装、模模板拼装及吊吊装、混凝土土浇筑与养护护、预应力管管道制作及后后张法预应力力张拉、真空空辅助压浆等等预制施工技技术及质量控控制要点。关键词 杭州湾湾跨海大桥，后后张法预应力力，70m砼砼箱梁，预制制施工技术，质质量控制。1概述杭州湾跨海大桥桥是国道主干干线同三线跨跨越杭州湾的的便捷通道。大大桥全长366km,其中长18

2、8.27kmm的上部结构构采用70mm预应力砼预预制箱梁，总总计540片片，分布在大大桥的南引桥桥、北引桥、中中引桥，及南南、北航道桥桥高墩区。770m预应力力砼预制箱梁梁采用C500海工耐久高高性能混凝土土，标准段单单片箱梁混凝凝土方量8224.9m33，共计约446万立方米米。全部700m箱梁均在在海盐预制场场预制，由两两艘运架一体体船吊运至桥桥位进行架设设。箱梁设计计参数详见表表1，跨中截截面如图1所所示。表1 70m预预应力混凝土土箱梁概况表表预制区域数量结构型式预应力钢束及布布置北航道桥北引桥桥14片主梁顶宽：155.8m，主主梁底宽：66.25m，主梁梁高：4.0m，梁侧侧悬臂：3

3、.9m悬臂端厚：200cm，悬臂臂根厚：500cm，顶板在箱室内跨跨度：6.997m，顶板厚度：277cm555cm，桥面横坡：2.0，底板板厚度：255cm400cm655cm955cm，腹板坡度：1：4.09，腹板厚度：500cm700cm1110cm，自重2140TT(中跨),2160TT(边跨)。腹板预制束(115-22)，底板预制束(115-19)，腹板合拢束(115-12)，边跨底板合拢(15-199)，中跨底板合拢(15-122)顶板合拢束(115-19)，顶板预应力束（115-4）按按0.6间距距布置。北航道桥南引桥桥28片低墩区引桥中引引桥268片南航道桥北引桥桥20片南航道

4、桥南引桥桥23片低墩区引桥南引引桥水中区169片低墩区引桥南引引桥水中区加加宽段18片主梁顶宽：100.85m主梁底宽：4.4m主梁梁高：3.785m李永强，男，11964.55出生，工学学硕士，副研研究员图1 箱梁跨中中截面图杭州湾跨海大桥桥70m预应力砼箱箱梁预制场位位于大桥北岸岸的浙江省海海盐县。预制制场共设制梁梁台座8个、存存梁台座244个、横移滑滑道8对、纵纵移滑道1对对、腹板钢筋筋预扎台座44个、顶板钢钢筋预扎台座座4个、内模模拼装台座44个。70mm箱梁采用单单幅整孔箱梁梁在台座上预预制，通过横横移滑道液压压顶推横移、存存梁台座存梁梁、轮轨台车车纵移至出海海栈桥、经栈栈桥横移至出

5、出海码头，由由浮吊船吊运运架设。700m预应力砼箱箱梁单片自重重达21600t（边梁），为为减少箱梁预预制过程中台台座的不均匀匀沉降，制梁梁台座两端箱箱梁支点位置置采用1.5m钻钻孔桩，桩长长65m ，台台座中部采用用条形基础，条条形基础下为为钻孔桩，直直径0.8m，长长29.1mm，外侧两个个条形基础为为L形梁。2 箱梁预制技技术及质量控控制70m箱梁所采采用的C500海工耐久性性混凝土，具具有良好的工工作性能、较较高的强度、海海洋环境下对对腐蚀的耐久久性、不易开开裂性。在施施工过程中，试试验实测砼228d抗压强强度为5170MPaa，12周氯氯离子扩散系系数为0.4410121.21012

6、m2/s。箱梁预制中，钢钢筋制安技术术的应用及保保护层厚度控控制、模板的的制作安装、砼砼浇筑养护、预预应力张拉等等环节均对CC50海工高高性能耐久性性砼的质量产产生一定的影影响。在700m箱梁预制制施工中，针针对各个环节节的特点，应应用新工艺，进进行了质量控控制，取得了了很好的效果果，特别是较较好地防止了了梁体砼的早早期开裂。2.1 钢筋整整体制安技术术及质量控制制2.1.1 为为了保证钢筋筋安装的工程程质量和缩短短施工周期，箱箱梁底板腹板板钢筋在特制制的底腹板钢钢筋胎具上进进行整体绑扎扎，顶板钢筋筋在特制的顶顶板钢筋胎具具上进行整体体绑扎，然后后分别整体吊吊装入模。在在胎具上绑扎扎钢筋应满足

7、足以下要求:(1) 胎具的的各部尺寸严严格按照钢筋筋绑扎规范要要求进行制作作。(2) 测量定定出胎具上钢钢筋骨架的纵纵横向中心线线、墩中心线线控制点。(3) 胎具底底侧面平整，保保证保护层厚厚度的准确均均匀。(4) 胎具上上的钢筋间距距控制槽应均均匀布置。2.1.2 为为了保证钢筋筋的保护层厚厚度,在钢筋与模模板之间设置置特种塑料垫垫块,垫块应与钢钢筋连接牢固固,并按照梅花花形错开布置置，底板及翼翼缘板底面间间隔不大于00.8m，腹腹板处不大于于1.2m。要要求在钢筋易易变形和受力力较大的地方方，对保护层层垫块适当加加密。2.1.3 钢钢筋加工及安安装的质量要要求钢筋加工及安装装应符合公公路工

8、程桥涵涵施工技术规规范的要求求。钢筋绑扎扎时,其扎丝丝头不能过长长且均须进入入钢筋骨架区区域内,不得得外伸至保护护层内。2.1.4 箱箱梁钢筋整体体吊装钢筋安装分底腹腹板和桥面板板钢筋两部分分。采用两台台120t龙龙门吊及特制制钢筋吊架分分别将钢筋骨骨架抬吊至制制梁台位上安安装。底腹板板及桥面钢筋筋骨架应有足足够的刚度，共共设吊点2776个，吊点点设置在外层层骨架钢筋上上。起吊时应应在钢筋骨架架内穿入钢管管作分配梁，将将吊钩直接挂挂在钢管上，以以免造成钢筋筋变形或脱钩钩。由于桥面钢筋纵纵横向平面尺尺寸较大，为为提高钢筋骨骨架的刚度，桥桥面横向应加加设焊接骨架架。焊接骨架架可在上下层层受力钢筋间

9、间焊接忖铁形形成，忖铁采采用直径不小小于12钢筋，间间距不大于11.0m。焊焊接骨架钢筋筋间距顺梁长长向不大于33.0m。2.2 模板制制安技术及质质量控制2.2.1 钢钢模板制造应应符合以下的的要求(1) 钢模板板面板厚度分分别为14mmm(底模)、10mmm(侧模)、88mm(内模模)。钢模板板具有足够的的强度、刚度度和稳定性,能可靠地承承受施工中的的各种荷载,以保证结构构物各部尺寸寸、形状准确确。模板的全全长及跨度考考虑反拱度及及预留压缩量量。采用标准准化、系列化化、通用化的的模板。(2) 模板板板面平整、接接缝严密不漏漏浆。模板与与混凝土接触触面的面板焊焊缝应打磨平平整，不应有有焊疤、

10、凹坑坑、烧伤等现现象。2.2.2 箱箱梁钢模板安安装(1) 底模安安装预制场共设底模模8套，每个个制梁台座一一套。底模底底部加劲肋与与台座条型基基础预埋钢板板焊接连接。钢钢底模在正常常使用时，应应随时用水平平仪检查底板板的反拱及下下沉量，不符符合规定处均均应及时整修修。及时清除除底板表面与与橡胶密封条条处的残余灰灰浆，均匀涂涂刷隔离剂。(2) 侧模板板安装预制场共设侧模模4套，每两两个制梁台座座共用一套，侧侧模在台座间间利用侧模移移动台车在侧侧模轨道上进进行移动。安安装前检查：板面是否平平整、光洁、有有无凹凸变形形及残余粘浆浆，模板接口口处应清除干干净。侧模安安装完后，用用螺栓联接稳稳固，并上

11、好好全部拉杆。调调整其它紧固固件后检查整整体模板的长长、宽、高尺尺寸及不平整整度等。钢模模安装应做到到位置准确，连连接紧密，侧侧模与底模接接缝密贴且不不漏浆。(3) 端模安安装预制场共设端模模4套，每套套端模由6段段拼装而成，各各段之间利用用螺栓连接，利利于模板拆除除和控制变形形。安装前事事先将预应力力锚垫板安装装，确保锚垫垫板与砼面密密贴平整。端端模安装采用用龙门吊及人人工配合施工工。(4) 内模安安装预制场共设内模模4套，与侧侧模成对配置置，内模为液液压分段式结结构，在内模模拼装台座拼拼装，采用龙龙门吊整体吊吊装入模。安安装前应先检检查模板是否否清理干净，是是否涂刷了隔隔离剂。在内内模拼成

12、整体体后用宽胶带带粘贴各个接接缝处以防止止漏浆。内模模安装完后，检检查钢筋保护护层厚度及各各部位尺寸。内内模拆除采用用分段收缩拆拆除，箱内铺铺设轨道，使使用卷扬机牵牵引脱出。2.3 箱梁海海工耐久性砼砼浇筑技术及及质量控制2.3.1 混混凝土的拌制制混凝土的拌制使使用三台搅拌拌站，每台搅搅拌站的额定定生产能力为为100m33h。混凝凝土采用强制制式拌和机拌拌和，搅拌时时间不少于1120s。减减水剂采用溶溶剂型，加入入减水剂后，混混凝土拌和料料在搅拌机中中继续搅拌的的时间不得少少于30s。混凝土拌拌合物中不得得掺用各种氯氯盐。开盘前应准确掌掌握天气预报报情况，对各各种不利气候候有相应的准准备措施

13、，如如冬、夏季的的施工措施、砂砂石料保温或或降温措施、搅搅拌用水的升升温和降温措措施、雨天的的防雨措施等等。在不同季季节施工条件件下，混凝土土的温度控制制应满足下列列要求：(1) 冬季混混凝土出拌合合机温度不低低于15，入模温度度不低于100。(2) 夏季施施工时应保证证砼的入模温温度不超过330。2.3.2 混混凝土的运输输及布料箱梁预制采用拌拌和站拌和、运运输车运输、输输送泵输送、布布料机布料的的施工技术，其其中砼运输车车8台、输送送泵5台、布布料机4台。混混凝土的供应应能力以保证证混凝土的连连续浇筑为标标准。泵送布布料混凝土施施工应符合下下列规定：(1) 在浇筑筑混凝土开始始之前，先泵泵

14、送一部分水水泥砂浆，以以润滑管道。而而后，最先泵泵出的混凝土土应废弃，直直到排出质量量一致的、和和易性好的混混凝土为止。(2) 布料机机分两侧对称称布置，同一一侧两台布料料机布料范围围应重叠不得得出现布料死死角。2.3.3 混混凝土的浇筑筑(1) 混凝土土采用连续浇浇筑。浇筑时时采用斜向分分段，水平分分层的方法浇浇筑。水平分分层厚度控制制在30cmm以内，先后后两层混凝土土的间隔时间间不超过初凝凝时间。下梗梗肋部分两端端加厚段及锚锚块的混凝土土必须充分翻翻浆，只有充充分翻浆才能能保证下梗肋肋部分密实。一一般情况下坍坍落度应在11820ccm，下雨过过后钢筋及模模板表面处于于湿润状态，混混凝土的

15、坍落落度应控制在在15177cm以内。气气温在10以下时坍落落度应不大于于18cm。(2) 灌筑底底腹板混凝土土时出料口不不得正对波纹纹管，也不宜宜对着外模翼翼板。在混凝凝土灌注至翼翼板前应及时时清除掉粘附附在翼板上的的水泥浆，以以避免翼板底底部形成干灰灰、夹渣及麻麻面。(3) 混凝土土灌注入模时时下料要均匀匀，布料与振振捣相配合，混混凝土的振捣捣与下料交错错进行。底板板灌注完成后后，分别向跨跨中对称灌注注腹板混凝土土，防止两边边混凝土面高高低悬殊，造造成内模偏移移。(4) 梁体混混凝土采用插插入式振动器器振捣。标准准断面振捣两两棒，加厚断断面振捣三棒棒。(5) 梁体混混凝土采用一一次性连续灌

16、灌注成型。单单片梁混凝土土灌注时间一一般为8h10h。2.4 箱梁混混凝土的收浆浆养护技术及及质量控制2.4.1底板板内砼应在翻翻浆振捣完成成后尽快收浆浆，在砼初凝凝前要完成收收浆，底板厚厚度以底板的的预埋钢板为为标准进行控控制。顶板砼砼采用大跨度度振动桥收平平，并利用收收浆平台人工工抹平。2.4.2 箱箱梁混凝土浇浇筑完成，待待初凝后，立立即用土工布布覆盖桥面。在在桥面高边一一侧及箱内布布设水管，保保证土工布和和箱底湿润。箱箱梁腹板内外外侧、翼板下下侧及底板下下侧在脱模后后，立即用MMasterrkure 128养护护剂进行养护护。该材料对对混凝土具有有较好的水份份保持和清洁洁作用，使用用后

17、效果很好好，桥面及底底腹板外侧和和翼缘板下侧侧没有出现裂裂纹。通风孔孔在成孔器拔拔出后，用湿湿棉纱将孔填填塞。梁体拆模后养护护时，箱梁表表面应予以覆覆盖，洒水次次数以混凝土土表面潮湿为为度，养护天天数当环境相相对湿度小于于60%时应应洒水养护114天。箱梁梁的内室降温温较慢，应自自然养生7天天以上。当昼昼夜平均温度度低于5或最低温度度低于-3时应按冬季季施工办理，采采取保温措施施。2.5 箱梁预预应力体系施施工技术及质质量控制2.5.1 箱箱梁预应力管管道安装(1) 塑料波波纹管在布管管安装前，按按设计规定的的管道坐标在在胎具上进行行放样，设置置定位钢筋，波波纹管应固定定在定位钢筋筋上用铁丝扎

18、扎紧。定位网网应焊接和定定位牢固使其其在混凝土浇浇筑期间管道道不产生位移移。固定波纹纹管用的定位位钢筋的间距距不大于0.8m，对于于曲线管道宜宜适当加密，定定位钢筋的间间距不大于00.5m。(2) 波纹管管安装完毕后后，检查其位位置是否正确确，误差应在在杭州湾跨跨海大桥专用用施工技术规规范规定范范围内，波纹纹管曲线应圆圆顺，端部的的预埋钢垫板板应垂直于孔孔道中心线。否否则须进行调调整直至符合合要求为止。波波纹管与锚垫垫板的连接应应用同一材料料同一规格连连接头连接，连连接后用密封封胶封口。(3) 横向预预应力波纹管管安装完后，检检查压浆孔、抽抽气孔、排气气孔是否畅通通，检查合格格后将压浆孔孔、抽

19、气孔、排排气孔用封盖盖封住，防止止灌注混凝土土时水泥浆滲滲入造成孔道道堵塞。(4) 所有管管道的压浆孔孔、抽气孔应应设在锚座上上，排气孔应应设在锚具的的附件上。压压浆管、排气气管的最小内内径为20mmm。2.5.2 预预应力张拉预应力张拉采用用张拉架施工工技术，张拉拉架分层布设设，千斤顶采采用电葫芦安安装拆卸。当当梁体达到张张拉强度后，按按照以下要求求进行张拉。(1) 70mm箱梁预应力力筋张拉分初初张拉及终张张拉两阶段。当当混凝土强度度达到25MMPa时进行行初张拉。混混凝土强度及及弹性模量达达到设计强度度的85以以上时方可进进行终张拉，终终张拉时须对对初张拉的预预应力束进行行补拉。(2)

20、张拉顺顺序：2V22-2Z2-2V1-22Z1-2VV4-2Z33-2V5-2Z6。(3) 在箱梁梁批量预制前前，应按公公路桥涵施工工技术规范（JJTJ0411-20000）附录G-9的规定，测测定锚圈口及及孔道摩阻损损失，根据实实际测试结果果对张拉控制制应力予以调调整。2.6 预应力力孔道真空压压浆技术及质质量控制2.6.1 预预应力终张拉拉完成后3天天内压浆，孔孔道灌浆采用用真空辅助灌灌浆工艺进行行。为使水泥泥浆达到所须须的浆水特性性，可在浆体体中加入化学学添加剂，添添加剂应具有有减水、缓凝凝、阻锈、微微膨胀和增加加浆体和易性性等作用，配配合比为水泥泥：添加剂：水1：00.11：00.33

21、5。浆浆体的性能达达到：水泥浆浆的泌水率2%；浆体体流动度在11418ss；浆体膨胀胀率5%；初凝时间应应3h,终凝时间间应24hh；压浆时浆浆体温度不超超过35C。2.6.2 压压浆设备(1) 水泥浆浆拌和机能制制备具有胶稠稠状的水泥浆浆。对于纵向向预应力管道道，以0.77MPa的恒恒压作业。(2) 水泥浆浆泵采用排液液式，泵及其其吸入循环完完全密封，以以避免气泡进进入水泥浆内内。它应能在在压浆完成的的管道上保持持压力，且装装有一个喷嘴嘴，该喷嘴关关闭时，导管管中无压力损损失。2.6.3 压压浆(1) 张拉施施工完成后，清清水冲洗，高高压风吹干，然然后封锚，抽抽真空，压浆浆，搅拌机及及储浆罐

22、的体体积大于所要要压注的一条条预应力孔道道体积。(2) 水泥浆浆的强度符合合设计规定不不低于35MMPa。(3) 水泥浆浆应由精确称称量的强度等等级不低于442.5级硅酸酸盐水泥或普普通硅酸盐水水泥和水组成成。所用水泥泥龄期不超过过一个月。(4) 当气温温或箱体温度度低于5时，不进行行压浆。(5) 按真空空辅助压浆工工艺，当浆体体从孔道抽真真空端流出时时，应在孔道道两端进行排排废作业，然然后在0.77MPa下保保压2分钟。管管道内水泥浆浆在注入后448h内，结构混混凝土温度不不得低于5，否则应采采取保温措施施。当白天气气温高于355时，压浆一一般在夜间进进行。在压浆浆后两天，检检查注入端及及出

23、气孔的水水泥浆密实情情况，需要时时进行处理。2.7 箱梁竣竣工测量及编编号箱梁张拉、压浆浆完成后进行行竣工测量，竣竣工尺寸满足足杭州湾跨跨海大桥专用用施工技术规规范及杭杭州湾跨海大大桥专项工程程质量检验评评定标准的的要求时，箱箱梁预制施工工质量合格。在在箱梁上测放放出临时支座座纵横向中心心线位置，用用墨线弹出中中心线，便于于架梁时控制制箱梁位置。在在箱梁的侧面面喷出箱梁的的编号及箱梁梁制造完成时时间，方便箱箱梁架设管理理。3 结论杭州湾跨海大桥桥70m后张张法预应力砼砼箱梁，在梁梁场预制施工工中，使用高高性能耐久海海工混凝土，采采用钢筋整体体制安及吊装装技术、新型型整体钢模板板技术、大型型混凝

24、土拌制制运输布料浇浇筑技术、大大型箱梁混凝凝土养护技术术、预应力二二次张拉裂纹纹控制技术和和真空辅助压压浆技术，成成功实现了大大型箱梁的高高效批量生产产。梁体外观观质量和内在在质量均得到到有效控制，尤尤其是成功地地解决了超大大体积混凝土土箱梁容易产产生表面裂纹纹的难题。770m后张法法预应力砼箱箱梁预制施工工的工程实践践，为我国后后张法预应力力砼箱梁的预预制增添了实实用的新技术术。参考文献1 公路工工程桥涵施工工技术规范(JTJ0441-20005)。北京京：人民交通通出版社，220052 公路工工程质量检验验评定标准。北北京：人民交交通出版社，220053 杭州湾湾跨海大桥专专用施工技术术规范。200053 杭州湾湾跨海大桥专专项工程质量量检验评定标标准。20005