空心梁板预制施工技术方案剖析_预制空心板梁施工工艺
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二、空心板梁预制施工技术方案
1、模板工程（1）底模制作
预制场原地面为一农田，将表层杂物清理后，经压路机碾压，铺垫一层50cm厚的道渣，再碾压静平，浇筑10cm厚C25混凝土，以利排水。为防止局部沉降不均匀造成底模变形，对底模两头张拉端位置进行开挖，形成2.0米宽*0.8米深的基槽，设置整体钢筋骨架，并用C30砼浇筑台座。考虑最大斜交角度，底模长度设置成21m。底模结构层从上到下为6mm厚的钢板，10cm C30混凝土，10cm C25混凝土，50cm道渣。在钢板底的两侧，每隔1米分别预埋5号角铁，用于固定钢板。底模制作时根据设计意图设置1.0cm反拱值，并按二次抛物线进行布设。为考虑预制场不受雨水的浸泡而降低底模的强度和稳定性，在预制场四周开好40cm深的排水沟，保证预制场在雨天排水畅通。
待20m板梁预制结束后，按上述方案重新设置16m板梁底模。（2）空心板梁芯模、侧模。
空心板梁侧模全部采用大块定型钢模板，以减少接缝数量，模板结构采用定型钢骨架，6mm 钢板贴面。侧模骨架采用10号槽钢和5号角铁制作，角铁纵向间距50 cm，横向间距75cm，侧模接缝形成企口缝。投入侧模：20m中梁3套，边梁1套，16m中梁1套，边梁1套。芯模采用橡胶充气芯模，橡胶充气芯模由专业厂家按图纸制作。投入芯模20m 2套，16m 1套模板。安装侧模前先均匀涂抹一层脱模剂（脱模剂采用纯机油），并在底模两侧贴上一层5cm宽5mm厚的橡胶海绵，侧模企口间夹一层3 mm厚的薄海绵，橡胶充气芯模用滑石粉作为脱模剂。使用前，侧模应先在底模上进行试拼，检查各部位尺寸是否准确，对各个接缝处进行打磨平整，以保证梁体外观质量。严格控制顶板宽度和厚度。
2、钢筋工程
钢筋下料前审阅各相关施工图设计，根据相关尺寸、规格、数量，列出下料单，经技术负责人审核后进行下料。
钢筋表面保持清洁无油渍、泥土、铁锈等。直径为10mm以下的Ⅰ级钢筋用卷扬机冷拉调直，调直后的钢筋用断线钳下料；直径为10mm以上的Ⅰ、Ⅱ级钢筋采用断筋机或轮切割机截断。钢筋直径小于12mm时采用绑扎，当钢筋直径大于或等于12mm时采用闪光对焊及搭接焊，焊接质量符合规范要求，搭接焊焊条采用502、506焊条。
箍筋的弯曲由人工操作，制作时严格控制几何尺寸和弯曲角度，以免影响骨架的外形尺寸和形状。
钢筋成品与半成品分开堆放，并标识齐全。板梁钢筋施工时先绑扎底板和腹板钢筋，再安装顶板钢筋。
钢筋骨架绑扎时，在主筋上用石笔画出箍筋间距，然后绑扎箍筋，预制成的骨架具有足够的刚度和稳定性。
板梁底板钢筋保护层采用与设计保护层厚度等厚的塑料垫块，均匀绑扎在主筋下方，腹板保护层采用接触面较小的塑料垫块。
板梁顶板钢筋绑扎时，保证预埋件位置的准确性。为防止芯模上浮，将固定芯模的21号筋与底板筋焊接。并且在侧模顶端间隔60cm设置固定5*10cm横木条的扣环，在木条与主筋之间支垫混凝土保护层垫块，以防止钢筋整体上浮，进而达到防止芯模上浮的效果。
3、波纹管的预埋
波纹管严格按图纸设计要求的坐标进行设置，并用点焊钢筋头可靠固定。锚垫板锚固面和波纹管轴线垂直，固定在端头模板上，管道连接用大一号的长40cm管道套接并用胶带包缠连接，防止漏浆。波纹管定位由专人负责，按照设计坐标逐一安装定位。安装定位后进行一次全面检查，是否有孔洞、脱节、脱扣、变形，并随时进行整改。N1束在浇筑混凝土前采用小一型号的硬塑料管衬垫，防止波纹管变形。N2束在混凝土浇筑前把钢绞线穿束完毕，在浇筑混凝土过程中，及时松动钢绞线，保证预应力张拉需要。
4、混凝土工程（1）原材料
原材料试验按规范要求频率进行，对于C50/C40预制板梁砼严格控制原材料的质量。A、水泥：水泥采用安徽宁国产，海螺Po42.5等级水泥，使用前检验水泥的胶砂强度、安定性等指标。水泥采用罐装储存。
B、细骨料：细骨料采用细度模数为2.5-3.0，含泥量小于等于2%的河砂。检验其质量时，除级配和细度模数外，并鉴定其外观是否颗粒清洁，质地坚硬。
C、粗骨料：粗骨料采用临安淤潜产5-31.5mm连续级配碎石，压碎值指标小于12%，针片状含量小于等于15%，含泥量小于1.0%，石料最大粒径不应超过钢筋最小间距的3/4，以免影响板梁浇筑。（2）混凝土搅拌
板梁混凝土采用JS-500型强制式搅拌楼搅拌。搅拌前和生产过程中定期标定搅拌楼的计量系统，将水泥投料偏差控制在±1%以内，骨料投料控制在±2%以内。外加剂在开拌前分袋称量并包装好，在拌料时和水泥一道投入料仓中。拌和根据砂、石含水量将设计配合比调整至施工配合比，拌和时严格控制用水量，搅拌时间控制在2.5min-3.5min，并经常对砼的坍落度进行检测。（3）砼浇筑
混凝土出料后由翻斗车运输至浇筑现场，运距约30m。运至现场后由设在浇筑龙门上的电动葫芦配料斗运送入模。在高温季节浇筑砼时考虑到坍落度在运输过程中的损失，搅拌楼拌和的砼坍落度控制在9cm左右，便于砼入模浇筑，一般情况下砼坍落度控制在7-8cm。混凝土浇筑顺序为纵向先从一端开始浇筑，以45度倾角向前推进，砼振动用30型和50型插入式振捣器，相结合使用，注意波纹管和锚下位置的混凝土振捣，振捣控制好时间，不宜过长，不漏振，防止出现水纹和空洞，直至砼表面停止下沉，呈现平坦状，不出现显著气泡，表明已经振捣到位。
板梁顶面浇筑结束后，及时收光拉毛，拉毛后立即覆盖土工布进行洒水养护，防止混凝土因泌水过快而产生收缩裂缝。（4）拆模及养护
在混凝土全部浇筑结束6个小时后拆除芯模，24小时后，拆除侧模，侧模用人工配合龙门上的电动葫芦进行拆装，拆完后，立即用喷雾器喷水养护，并始终保持构件顶部潮湿、养护时间一般为7d。待模板拆完后，砼达到一定强度时，进行凿毛。
5、预应力施工（1）预应力材料
预应力混凝土板梁采用Φj15.24mm规格的钢绞线作预应力钢束，经检验，钢绞线截面积A=140mm2,标准强度Rby=1860Mpa，弹性模量Eg=1.95*105Mpa,松弛率小于2.5%。预制板梁腹板采用OVM、BM型锚具及其配套设备，管道成孔采用波纹管预埋制孔。（2）预应力钢绞线制作 a、钢绞线的运输及保管
预应力钢绞线在运输中或现场使用，避免造成局部弯曲和折伤，不抛扔或拖卷材料。现场保管时，钢绞线底部垫石子和方木，上面覆盖雨布。b、钢绞线的开盘
钢绞线呈圆盘状运至工地将它平置在石子垫层木制垫框上以防泥土、水对钢绞线的腐蚀，四周用Φ32的钢筋将钢绞线固定，防止拉出时散乱，扭结和伤人，打开钢绞线外包装，从抽出钢绞线线头，抽拉时，一边拉，一边放松，防止钢绞线会乱盘，扭结造成死弯，影响其利用率，对于有弯曲或其它缺陷的部分，予以切除。C、钢绞线的切割与编束
预应力钢绞线在下料前按照相应的国家标准或国际通用标准进行检验，检验合格后方能下料。
预应力筋下料时采用砂轮切割机切割。如果预应力筋表面已经形成降低强度与延伸率的锈蚀，则不再使用。整束预应力筋中，各
根预应力筋应互相平行，不得缠绕，每1.0～1.5米绑扎一道，然后
再根据图纸要求注明钢束编号，以免弄错，一端用胶布裹好，以免在穿束是划破波纹管。d、穿束
构件端部的孔道采用喇叭管，是预应力体系的重要组成部分，在施工中保证其位置准确。穿束前检查构件端部顶留口形状和尺寸。穿插钢束时宜将预应力筋放在框架上进行穿束，以防预应力筋接触地面而污染。穿束后检查预应力筋外露情况是否符合规范要求。（3）锚具
锚具采用经过部级鉴定的专业厂家的产品，BM15-
4、BM15-
5、OVM15-
5、OVM15-6、YM15-
3、YM15-
4、YM15-5型铸铁锚，锚具、夹片附有产品合格证、校对实物、检查型号、规格、硬度、质量。外观要求无裂纹、伤痕、锈蚀。在安装锚具、夹片前，锚具范围内钢绞线表面用毛刷或干布除尘、除污，确保锚固质量，夹片内侧齿口及外表刷净后予以安装。（4）张拉设备及检验
预制板梁正弯矩钢束张拉施工设备为150吨YCW150B千斤顶2台，27吨QYC-270型千斤顶2只，YBZ2*1.5/63型电动油泵2台，压力表6只。在下述情况下对油表、千斤顶进行配套校验：
a、油泵、千斤顶、油表之中，有一件是进场后或修复后第一次使用的。b、连续使用两个月，停置四个月或连续张拉200次之后。C、在运输和张拉操作出现异常时。（5）张拉有关数值计算
张拉时两端对角线张拉，以伸长量为主，张拉力校核控制，实际伸长值与理论误差控制在6%内。钢绞线理论伸长值计算见附 表。
a、锚下控制应力的计算：
张拉应力控制：砼强度达到100%后即可正弯矩束进行正弯矩束预应力张拉。张拉程序为0→初应力→σk→持荷2mim→（锚固）：控制张拉应力σk=0.75Rby,即0.75×1860=1395Mpa。张拉时进行双控，一方面控制张拉力，控制伸长量。单根钢绞线控制力：P1=1395*140=195.3KN。
（6）伸长量的测量
张拉时，两端同时将荷载加至15%σk，用钢尺测量千斤顶伸长值读数然后将荷载加至30%σk，量测15%σk～30%σk之间伸长值作为施加初张拉力的伸长值。钢绞线实际伸长值可按下式计算：
实际伸长值=L1+L2 L1=初始应力（即控制应力的百分之十）到最大张拉力间的实际伸长值。
L2=初始应力时推算伸长值，采用百分之十五至百分之三十的控制应力之间的伸长值来推算零至初始应力的伸长值。（7）张拉 a、张拉施工流程：
安装工作锚板→安夹片→安限位板→安千斤顶→安工具锚→张拉→锚固 b、张拉前的准备工作
张拉前试验同条件养护砼试块抗压强度，达到设计强度100%后张拉正弯矩预应力钢束。负弯矩张拉前检查现浇连续湿接头混凝土强度，达到设计强度100%后张拉负弯矩钢束。张拉前检查孔道位置、孔道是否畅通、构件端部预埋件位置是否准确、千斤顶、油泵的油量是否充足、灌浆孔及排气孔是否满足施工要求，确认无误后开始张拉。c、张拉施工方法
张拉采用两端同时对角线张拉、分级张拉。张拉顺序：N2中间一束-N2/中间一束-N1束。张拉时首先两端同时将荷载加至15%σk，用钢尺测量千斤顶伸长值读数，然后将荷载加至30%σk，量测15%σk～30%σk之间伸长值作为施加初张拉力的伸长值，分级张拉以15%σk作为一级。加载至σk后持荷3min后锚固。d、张拉注意事项：
实际延伸量与理论延伸量容许误差为6%。每束钢绞线中钢丝的断丝，滑丝数不容许超过1根，每个端面点和不超过该端面的钢丝数的1%。钢绞线的瞬时回缩量两端合计应不大于6mm。
5、压浆
预应力筋张拉完毕后用手轮切割机切除多余钢绞线，钢绞线的外露长度控制在5—7cm，切除后用水泥净浆将钢绞线周围的夹片空隙填实。压浆水泥采用P.O42.5等级普通硅酸盐水泥，水灰比0.35～0.45之间，采用纯水泥浆灌入，为了使灰浆和钢绞线更好地粘在一起，并充满孔道，掺入水泥用量的8%TM-IV型AEA低碱混凝土膨胀剂。由一端压浆直至另一端冒规定稠度水泥浆后，将该端木塞塞紧，压浆的最大压力为0.5-0.7MP.再从原压浆端补压浆以达到孔道内水泥浆饱满的效果,至冒出清水然后稳压2min。压浆时，每工作班留取4组7.07×7.07×7.07cm立方体试块，一组与构件同条件养护，起吊时送压。其余3组标准养护28天检查其抗压强度，作为水泥浆的质量评定标准。
6、存梁
根据板梁长度，在存梁区设置两条长*宽*深=25*2*0.5素混凝土基础，用水准仪找平。存梁时板梁面支垫30*30cm方木，存梁高度以三层为宜。根据施工进度和施工需要，在桥梁施工现场设置存梁区域。
三、行车架设及受力计算
根据板梁最大自重（43.7T），选用50T贝雷片落地门式行车，行车上部主梁采用贝雷片拼装，立柱支腿采用φ377*7螺旋焊管焊成八字型支腿，下部采用摆线针轮减速机为动力的行走大车。本安装行车主要有贝雷片组合梁、起重天车、行走大车、主支腿、操作室等部件组成。贝雷片组合梁：
用45cm支撑架组合二条贝雷片承重梁，内档净宽80cm，便于滑车档内行走。组合梁的贝雷片每片接头上下部位需采用45cm支撑架加强，增加侧向刚度。起重天车：
天车采用5T卷扬机配六门60T滑车组成，提升速度为0.67m/min。行走用二台BLEN131-121-1.5制动减速机，行走速度5m/min。行走大车：
行走大车是行车纵向行走系统。为减少单轮轮压，行走大车采用二只车轮为一组合，两轮中心距为60cm。车轮踏面宽为10.5cm。大车采用BL14-59-3减速机驱动，行走速度为本11.5 m/min。主、副支腿：
采用φ377*7螺旋焊管焊成，与上部、下部采用螺栓连接。操作室：
安装行车电源操作控制系统，为了便于集中控制操作，二台安装行车设一个操作室，两行车之间电源连接采用擦座、擦头式连接。轨道地基处理：
落地门式安装行车拼装前，先对轨道下部进行开挖，行成宽80cm*长50cm的基槽，设置整体钢筋骨架，并用C30砼浇筑，待砼达到一定强度后，铺设铁轨，二条轨道间距偏差控制在±1cm，处于同一水平面上，保持平行状态。注意事项：
1、安装行车由熟练起重工人操作，由专人指挥，遵守起重安装操作规程，六级以上大风禁止作业。
2、安装行车的起重天车、行走大车等外露齿轮，须勤加油、勤检查。
3、定期对安装行车整体结构上轴肖、螺栓、钢丝绳、电器线路进行检查，发现松动、磨损等情况及时紧固、更换。部分结构计算
1、板梁出坑起重机钢丝绳计算
板梁出坑采用6门滑车组，Ф21.5mm钢丝绳。根据滑车轮组数，共有钢丝绳13根，由《公路施工手册·桥涵》查表得每根钢丝绳破断拉力总和296KN，钢丝绳破断拉力换算系数为0.82，每根钢丝绳换算为296×0.82=242.7KN，则6门滑车额定安全起重量为242.7×13=3155.1KN。
已知20m预制板梁自重最大的端跨边梁，自重为437KN。则每端起吊集中荷载为437/2=218.5KN。安全系数K=3155.1/218.5=14.4，根据起重构件安全规定，钢丝绳安全系数要求﹥6。故该出坑龙门钢丝绳满足荷载要求。
2、出坑龙门强度计算。a.主梁受力分析
板梁自重为437KN，卷扬机、钢丝绳、滑车组总重约为50KN。则主梁受力如下图所示：
1、由空心板梁集中荷载产生的内力 P=243.5KN 15M 15M Q图：
A B C Q1max=QAB =P/2=243.5/2=121.75KN M图：
A B C M1max=MB=pl/4=243.5*30/4=1826.25 KN.M2、由横梁自重均布荷载产生的内力 横梁自重及其他配件合计重量越为4KN/M Q2 max= QL/2=60KN M2 max =QL2 /8=4*30*30/8=450KN.M Q= Q1max+ Q2 max=181.75KN M= M1max+ M2 max=1826.25+450=2276.25 KN.M b.出坑门架容许应力
根据交通部《装配式公路钢桥使用手册·绗架容许内力表》查得，单排单层321钢桥容许最大弯矩788.2KN·m，容许最大剪力
为245.2 KN，而出坑龙门为加强4排单层，换算得出坑龙门架主梁允许最大弯矩为3152.8 KN·m，容许最大剪力为980.8 KN。c.主梁强度校核：
综合上述计算可得，出坑龙门主梁Qmax=181.75 KN﹤[Q]=980.8 KN,剪力安全系数K1=[Q]/Qmax=5.4。
Mmax=2276.25 KN·m
四、板梁安装方案
各类型的预制板梁，自重最大的为端跨边梁，自重 43.7T。针对预制板梁自重情况和桥梁跨径布置，及运输距离等因素，下埠溪大桥、昌化互通BK0+335桥梁安装拟采用行车出坑，汽车运输，利用导梁、吊车联合安装，运输距离约为10KM；其余桥梁均采用行车出坑，汽车运输，吊车安装。
1、安装设备选用
一套出坑龙门、四辆梁板运输车、一套纵向安装导梁、二辆50T吊车等主要安装设备来完成全板梁的安装工作。
2、安装设备功能（1）出坑龙门
出坑龙门承担着将板梁从预制场出坑吊运至存梁区，安装时提升至梁板运输车上的功能。（2）梁板运输车
梁板运输车负责将出坑的梁板运输至待安装的桥位旁。（3）纵向安装导梁
纵向安装导梁由两组双排贝雷片拼装组成，下设四个支点，长度为24m，贝雷片上设置轨道，轨道上设置一平车，用于纵移板梁。两组导梁之间间距为4.5m。（4）吊车
当板梁运至桥位时，吊车负责起吊、就位。
3、临时支座设置
桥梁预制板梁临时支座采用a×b×c=15×15×7cm的C50混凝土预制块和a×b×c=15.5×15.5×15cm的砂筒。混凝土预制块提前制作，达到设计强度后投入使用。砂筒由5mm钢板焊接而成，顶面开口，内装中砂，砂筒底口预留一处直径25mm螺纹洞口，并安装一只同直径螺杆，以便在拆除临时支座时使用。
4、安全保证措施
（1）板梁单片最重的为边梁43.7T，预制梁采用吊环的方法吊装，吊装前认真检查钢丝绳、卸环等吊装工具，并由安全员对每一位安装人员进行安全技术交底，保证吊运、安装的安全。（2）跨路安装时在路两侧设立限高及其它安全标志，安装过孔时，路两侧禁止通行，并安排经培训合格的人员进行疏导交通，待安装结束后再正常通行。（3）待跨路板梁安装好后，梁顶两侧及梁底拉好安全网，防止坠物。（4）支座摆放位置准确。
（5）对龙门吊委托有资质的结构工程研究所进行受力检算，并组织有关安全部门进行鉴定合格后投入使用。
（6）对架设的梁板轴线、标高进行精确控制，确保梁板安装的线形。
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