江海高速公路施工指南预应力混凝土梁桥施工技术指南6东南大学Word格式文档下载.docx

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高速公路上的桥梁，有其所特有的适用条件，因此，它具有以下特征：

（1）在桥位规划上，服从线路走向和地形；

（2）在荷载等级上，有自己的标准（公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级）；

（3）一般不追求大跨度；

（4）在设计上，兼顾全线的统一标准、美观协调和经济性；

（5）在施工方法上，注重质量与工效。

另外，在确定桥梁方案及孔跨时，还需要遵循以下原则：

对于跨越河流、沟渠及通道的桥梁，应以现场调查资料及通道标准为依据，孔跨布设时满足河流顺畅排泄、灌溉之需要，满足不同通道净空需要；

在此前提下，对少量沟渠及通道适当改移、归并，必要时增加线外工程以降低工程总造价，同时根据桥位地质条件确定桥头填土高度、桥型方案和基础形式的选择。

桥梁设计方案的确定，是在初步设计方案基础上，详细收集相关资料，并与沿线地方政府及交通主管部门充分协商，综合考虑沿线等级道路、航道、地方及出行要求等因素。

1.2对桥梁设计、施工原则的认识

施工是一个实践性的环节，也是将蓝图变为实际建筑物的过程。

施工技术和施工管理的水平，关系到能否准确反映设计的意图，能否保证桥梁的质量。

尽管施工技术主要表现为它的程序性和工艺性。

但是，只有通过理性的分析、把握结构的特点与要求，理解每一步施工方法的道理，才能够真正掌握施工要领，做到精心施工。

中国桥规（第1.0.1条）对桥梁设计准则做出如下的规定：

使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。

而在AASHTO桥规（第1.3.1条）中规定如下：

桥梁应该按照规定的极限状态进行设计，以实现可施工性、安全性、使用性、并恰当考虑可检修性、经济性、美观性。

可见，在桥梁设计准则中，把桥梁结构的可施工性放在了第一位，毕竟，一个无法施工的桥梁设计方案，它再安全、再经济，那也只是纸上谈兵。

第2章江海高速公路梁桥的结构特点

2.1概述

江都至海安高速公路是《江苏省高速公路网规划》中“五纵九横五联”的三横的重要组成部分。

江海高速公路起点至宁靖盐高速公路段长约49km，采用六车道标准，路基宽度34.5m；

宁靖盐高速至终点段长约51km，采用四车道高速公路，路基宽度28m。

全线采用平原微丘区高速公路标准，设计车速

，桥涵设计荷载采用公路-Ⅰ级。

江都至海安高速公路的桥梁结构形式多样，包括

⏹空心板梁

⏹装配式部分预应力混凝土连续箱梁（组合箱梁）

⏹现浇预应力混凝土连续箱梁

⏹现浇钢筋混凝土连续箱梁

⏹简支系杆拱桥

⏹节段悬臂灌筑的连续梁桥

本文结合江海高速公路桥梁的结构特点，主要针对新通扬运河特大桥、泰东河特大桥和卤汀河大桥三座采用节段悬臂灌筑施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥进行施工指南的编制。

本指南内容涉及：

预应力混凝土桥梁的一般施工技术和悬臂浇筑施工技术，预应力筋张拉过程和质量控制，预应力桥梁施工质量通病与防治及提高预应力混凝土桥梁耐久性的若干措施。

可供其他类型的混凝土梁桥施工参考。

2.2节段悬臂灌筑施工的连续梁

2.2.1结构形式和截面尺寸

（1）泰东河特大桥

泰东河特大桥主桥采用左幅：

（67.5＋105＋58.5）m，右幅：

（58.5＋105+67.5）m错孔布置反对称三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。

主桥每幅桥为单箱单室，双向六车道，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中2.7m变化至主墩中心2.0m处6.2m，主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的横隔板，在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。

箱梁在横桥向底板保持水平，箱顶设2％的单向横坡，箱梁采用三向预应力体系。

主桥箱梁顶板厚度为0.28m；

底板按二次抛物线，由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.771m；

腹板厚度7号块件以前为0.8m，7号块件以后为0.5m，在7号块件范围内由0.8m按直线变化到0.5m。

在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。

图2-1泰东河特大桥

图2-2泰东河特大桥墩顶截面与跨中截面（尺寸单位：

cm）

（2）新通扬运河特大桥

新通扬运河特大桥主桥上部为（72m+110m+62m）错孔布置三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。

每幅桥为单箱单室，双向四车道，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中2.7m变化至距主墩中心2.0m处6.5m。

主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的横隔板，在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。

底板厚度按二次抛物线变化，由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.772m；

腹板厚度7号块件以前为0.9m，7号块件以后为0.5m，在7号块件范围内由0.9m按直线变化至0.5m。

为改善箱梁根部截面受力，在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。

图2-3新通扬运河特大桥

图2-4新通扬运河特大桥跨中截面与墩顶截面（尺寸单位：

（3）卤汀河大桥

卤汀河大桥跨越规划Ⅲ级航道卤汀河，与规划航道中心线交叉桩号K31＋362.40，与航道斜交角度为88.3

；

桥梁全长981.40m。

卤汀河大桥主桥上部为（55m+90m+55m）错孔布置三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。

每幅桥为单箱单室，箱梁高度按二次抛物线，从距跨中2.6m变化至距主墩中心2.0m处5.3m。

腹板厚度0.5m～0.8m。

2.3装配式部分预应力混凝土连续箱梁

装配式部分预应力混凝土连续箱梁是全线主要桥型之一，它在全线的跨径分布有20m、25m、30m和40m等，以25m的多联多跨的连续箱梁居多，梁高一般在1.4m左右。

一联桥梁的跨数少则三跨、四跨，多则可达七跨。

在施工工艺上，采用先简支后连续的施工方法，上部装配式组合箱梁采用预制吊装的施工方法。

2.4现浇预应力混凝土连续箱梁

现浇预应力混凝土连续梁桥在全线也占有一定的比例，其跨径组成多为一联多跨布置，一联的跨数布置有3跨、4跨，多则有达6跨，单跨跨径以20m、25m为标准跨径进行布置。

箱梁均采用有支架的施工方案，为全预应力混凝土结构，在跨径方向，箱梁各腹板及顶板、底板布置纵向预应力钢束。

2.5现浇钢筋混凝土连续箱梁

也有一些现浇钢筋混凝土连续梁桥，其跨径布置以20m、25m居多，一联桥梁常为三跨、四跨等跨布置，也有出现不等跨布置的情况。

箱梁采用单箱单室的截面形式，在圆曲线和缓和曲线段内，为了适应线路的要求，常为变宽桥。

采用多联多跨满堂支架现浇的施工方案。

第3章混凝土桥梁的一般施工技术

3.1模板工程

3.1.1模板的基本技术要求

模板工程的核心任务是保证混凝土结构物的成形和外观质量。

模板的质量关系到混凝土工程的质量，其关键在于尺寸准确，组装牢固，拼缝严密，装拆方便。

只有高精度的模板才能使高水平混凝土构造物成为可能。

因此，对于模板工程的基本技术提出了一系列要求：

1）具有必需的强度、刚度和稳定性，并应按受力状态进行设计计算，以保证能可靠地承受施工过程可能产生的各项荷载；

2）保证结构物各部形状、尺寸准确；

模板板面应平整光洁，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面光洁美观，线条流畅；

3）制作简单拆卸方便，拆卸时能尽可能减少模板和杆件的损坏；

模板应尽量制成装配式组件或块件，以提高模板使用的周转率；

重复使用的模板应经常检查、翻修；

4）模板应用内撑进行支撑，用对拉螺栓销紧。

内撑根据混凝土构件厚度、高度大小及部位的不同，分别可用钢管、钢筋、硬塑料管或采用木料作为临时支撑。

待混凝土浇筑至内成位置时随即取掉，对于厚度较小的构件也可以利用底模和立木只设外撑；

5）为保证混凝土结构物的外观质量，模板加强肋骨尽可能采用钢结构，模板面板宜优先采用胶合板和钢模板或组合钢模。

混凝土外露面有条件时尽可能采用光洁度高、单块面积大的模板；

6）外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，不得使用污染混凝土表面的废机油等，且不得污染钢筋及混凝土施工缝部位；

3.1.2桥梁模板的常见类型

桥梁用模板按照模板本身的材料可以划分为：

钢模板、木模板、竹模板、钢木（竹）结合模板；

若按照模板的使用部位，则可以分为底模、侧模、内模（芯模）、端模。

其中钢模板宜采用标准化的组合模板，组合钢模板的拼装应符合现行国家标准《组合钢模板技术规范》（GB214），各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准。

钢模板及配件应按批准的加工图加工，成品经检验合格后方可使用。

（a）钢模板

（b）木模板

（c）钢木组合模板

（d）采用网状薄铁皮作为预留段交界面处的模板

图3-1模板的常见类型

3.1.3模板的设计

（1）模板的设计荷载

1.模板、支架自重

2.新浇混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力

3.施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载

4.振捣混凝土时产生的荷载（对水平面模板、垂直面模板）

5.新浇筑混凝土对侧面模板的压力

6.倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载

7.其他可能产生的荷载（如雪荷载、冬季保温设施荷载等）

（2）模板的设计荷载组合

表3-1模板设计荷载组合系数

模板结构名称

荷载组合

计算强度用

验算刚度用

梁、板的底模板以及支承板、支架等

1＋2＋3＋4＋7

1＋2＋7

缘石、人行道、栏杆、注、梁、板的侧模板

4＋5

5

基础、墩台等厚大建筑物的侧模板

5＋6

（3）模板的刚度要求

1.结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400；

2.结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件的1/250；

3.支架受载后挠曲的杆件，其弹性挠度为相应结构跨度的1/400；

4.钢模板的面板变形为1.5mm；

5.钢模板的钢棱和柱箍变形为L/500和B/500（其中L为计算跨径，B为柱宽）。

3.1.4模板安装的技术要求

1.模板与钢筋安装工作应配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。

模板不应与脚手架连接（模板与脚手架整体设计时除外），避免引起模板变形。

2.安装侧模板时，应防止模板移位或凸出。

基础侧模可在模板外设立支撑固定，墩台、梁的侧模可设拉杆固定。

浇筑在混凝土中的拉杆，应按拉杆拔出或不拔出的要求，采取相应措施。

3.模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，确认后方可浇筑混凝土。

浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。

4.模板在安装过程中，必须设置防倾覆设施。

3.1.5混凝土浇注前的基本要求

1.洒水润湿

2.靠混凝土的一面应涂隔离剂

3.杂物，泥灰、油污应清理干净

4.缝隙、孔洞应堵严

5.位置、外形尺寸偏差限制

3.1.6拆除期限的原则规定

1.模板的拆除应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。

如设计另有规定，应从其规定。

2.非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。

3.芯模和预留孔道内膜应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时方可拔除。

4.钢筋混凝土结构的承重模板应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时，方可拆除，当构件跨度大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的75%的要求后方可拆除。

3.2支架工程

支架工程的核心任务是保证结构的安全（强度、稳定、防撞、交通标志）、刚度并与施工总体进度配合。

3.2.1支架的类型

现浇施工桥梁的支架根据桥下的通航或通车情况可分为：

满布支架和立柱－托梁支架。

（a）满布支架（b）立柱-托梁支架

图3-2现浇桥梁支架的分类

根据支架的组成构件可以将支架分为：

钢管扣接脚手架、门式脚手架、贝雷桁、万能杆件、特殊加固支架。

（1）钢管扣接脚手架又可以分为扣件式、碗扣式、轮扣式。

钢管一般采用直径48×

3.5mm的热轧无缝或有缝钢管。

●扣件式脚手架根据扣件的连接方式可以分为：

回转扣、直角扣、对接扣、驳芯。

图3-3扣件式脚手架

●碗扣式支架的钢管亦采用Ф48×

3.5mm的钢管，由上碗扣、下碗扣、横杆接头,和上碗扣的限位销组成。

在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销，将上碗扣套入立杆内并在横杆和斜杆上焊接插头。

组装时，将横杆和斜杆插入下碗扣内，压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣，如图3-4所示。

图3-4碗扣节点

其中碗扣式钢管脚支架由立杆（LG）、横杆（HG）、斜杆（XG）、底座、可调U托组成，如图3-5所示。

立杆的支撑力可通过不同的横杆步距来增大或减小，当横杆步距为0.6m时,单杆支撑力为40kN；

当横杆步距为1.2m时,单杆支撑力为30kN；

当横杆步距为1.8m时,单杆支撑力为25kN；

当横杆步距为2.4m时,单杆支撑力为20kN。

为了保证施工人员操作方便、加快进度,一般选择1.2m的横杆步距。

在搭设时，立杆的接长缝应错开。

例如，第一层立杆用长1.8m和3m的立杆错开布置，往上均用3m长杆，至顶层再用1.8m和3m两种长度找平。

（a）等高度梁的支架

（b）变高度梁的支架

图3-5碗扣支架应用

●轮扣式支架一般由立杆管材与轮盘焊接，横杆管材与插头焊接，再把插头插入轮盘上相应的孔内组成。

立杆管材通常由φ48mm×

3.5mm钢管、Q235焊管做构件管材，φ58mm×

4mm钢管、Q235焊管做立杆连接套管，如图3-6所示。

图3-6轮扣式支架节点

图3-7轮扣式支架

（2）门式脚手架

门式脚手架以单个刚架作为主要结构构件，此外还有十字撑、平行架和专用钢脚手板，并配以连接销、锁臂等辅助件。

图3-8门式脚手架

（3）贝雷桁支架是指由贝雷桁为承重主体，并配置墩旁托架起支撑贝雷桁作用的支架，如图3-9所示。

图3-9贝雷桁和军用梁支架

3.2.2支架设计中的基本要求

（1）设计的一般内容

1）模板、支架的设计，应根据结构形式、设计跨径、施工组织设计、荷载大小、地基土类别及有关的设计、施工规范进行。

2）绘制模板、支架总装图、细部构造图。

3）制定模板、支架结构的安装、使用、拆卸保养等有关技术安全措施和注意事项。

4）编制模板、支架的材料数量表。

5）编制模板、支架的设计说明书。

（2）设计荷载

计算支架时应考虑下列荷载并按表3-1进行荷载组合。

1.支架自重；

2.新浇混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力；

3.施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；

4.振捣混凝土时产生的荷载；

5.新浇筑混凝土对侧面模板的压力；

6.倾倒混凝土时产生的水平荷载；

7.其他可能产生的荷载（如冬季保温设施荷载等）

（3）在支架的设计中，应满足强度与稳定性、刚度与变形和基础沉降等要求。

1）强度与稳定性是指支架的立柱应保持稳定，并用撑拉杆固定。

当验算支架在自重和风荷载等作用下时的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于1.3；

支架受压构件纵向弯曲系数可按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025）进行计算。

图3-10鱼洞长江大桥边跨支架失稳

2）刚度与变形是指支架要有足够的刚度，以尽量减小支架的变形。

其中支架的变形包含支架的弹性变形和非弹性变形。

为了消除支架施工中的非弹性变形，支架预压是现浇混凝土桥梁施工中的关键工序，如图3-11所示。

图3-11支架预压

（3）基础沉降

支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，底部应加设垫板以分布和传递压力。

地基土必须进行夯实或碾压坚实，必要时须进行换填或其他有效地处理，并有良好的排水设施。

支架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装。

无论使用何种材料的支架，均应进行施工图设计，并验算其强度和稳定性。

此外，支架的架设应该保证支架的稳定、坚固，应能抵抗在施工过程中有可能发生的偶然冲撞和振动。

安装时，应保证支架立柱安装在有足够承载力的地基上，立柱底端应设垫木来分布和传递压力，并保证浇筑混凝土后不发生超过允许的沉降量。

支架安装完毕后应对其平面位置，顶部标高、节点连接及纵、横向稳定性进行全面检查，符合要求后方可进行下一步工序。

3.2.3支架的拆除

（1）拆除期限的原则规定

支架的拆除时机应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。

非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。

钢筋混凝土结构的承重模板、支架，应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时，方可拆除，当构件跨度大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的75%的要求后方可拆除。

（2）拆除时的技术要求

1）模板拆除时应按设计的顺序进行，设计无规定时，应遵循先支后拆，后支先拆的顺序，拆时严禁抛扔。

2）卸落支架应按照拟定的卸落程序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐增大。

在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。

在拟定卸落程序时应注意以下几点：

i）在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记。

ii）简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落。

3）模板、支架拆除后，应维修整理，分类妥善存放。

3.2.4支架的安装精度

表3-2模板，支架的安装精度

项目

允许偏差（mm）

木模板制作

模板的长度和宽度

±

不刨光模板相邻两板表面高低差

3

刨光模板相邻两板表面高低差

1

平板模板表面最大局部不平

刨光模板

不刨光模板

拼合板中木板间的缝隙宽度

2

支架尺寸

榫槽嵌接紧密度

钢模板制作

外形尺寸

长和高

0，－1

肋高

面板端偏斜

≤0.5

连接配件（螺栓、卡子等）的孔眼位置

孔中心与板面的间距

0.3

板端中心与板墙的间距

0，－0.5

沿板长、宽方向的孔

0.6

板面局部不平

板面和板侧挠度

1.0

3.2.5脚手架倒塌事故原因

造成脚手架倒塌的主要原因有：

管理问题、技术问题：

材料-设计-应用。

（1）材料问题

首先是钢管的质量得不到保证。

按标准要求，用于扣件式脚手架的钢管应采用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接普碳钢管。

目前，一些钢管生产厂家为了抢占市场，低价竞争，生产的钢管壁厚为3.0-3.2mm，而用户结算仍按壁厚3.5mm的理论重量进行计算，每吨钢管实际重量为860-920kg。

由于钢管租赁是按长度计价，不是按重量计价，因此租赁单位还是愿意购买壁厚为3.0-3.2mm的低价钢管。

但是，这种钢管截面的惯性矩损失在10%左右，如果经过多年施工应用后，钢管的锈蚀会使壁厚减薄，因此，钢管截面的惯性矩还要减少，增加了脚手架的安全隐患。

（2）设计问题

●没有进行模板设计和稳定验算

脚手架和模架倒塌的主要原因是支撑失稳，由于在模板工程施工前，没有进行模板设计和刚度验算，只靠经验来进行支撑系统布置，使支撑系统的刚度和稳定性考虑不足。

●计算简图不合理，安全度富余小

在模板支撑系统或脚手架设计计算时，其计算简图采用钢结构的铰接节点，各杆件交于一点，而钢管搭设是用扣件连接，钢管受力是偏心荷载，因此，现场实际情况与设计计算有相当大的差距。

（3）应用问题

工地的技术负责人，没有对操作工人进行详细的安全技术交底，或工人责任心较差，难免发生应用问题。

如有的模架倒塌事故是由于操作工人没有按设计要求设置剪力撑或纵横水平拉杆的间距，造成模架稳定性不足；

有的事故是工人私自拆除脚手架与周围附着物之间的连接拉杆，导致脚手架整体倒塌；

还有的事故是在脚手架和模架上集中堆放建筑材料、预制构件或施工设备等，造成局部杆件超载失稳，引起整体倒塌。

因此，施工现场管理混乱，操作人员没有严格按设计要求安装和拆除支撑，也是造成倒塌事故的重要原因。

例如，在2007年6月13日,在建珠江黄埔大桥脚手架倒塌,被埋4人2死2伤，现场一片狼藉，如图3-12所示。

图3-12珠江黄埔大桥脚手架倒塌事故

又如2007年9月26日，在建的越南第一长大桥意外坍塌，导致至少60人当场死亡，150人受伤，如图3-13所示。

图3-13越南第一长大桥脚手架倒塌事故

3.3混凝土的施工工艺

混凝土工程应保证混凝土的可施工性、耐久性以及防止开裂。

其中混凝土的施工工艺包含配合比设计、拌制、泵送与运输、浇筑与振捣及养护。

3.3.1泵送混凝土的配合比设计

泵送混凝土的配合比设计应该根据《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10—95来确定水泥用量和品种、粗