公路施工：桥梁上部梁板结构预制结合现浇施工工法

桥梁上部梁板结构预制结合现浇桥梁上部梁板结构预制结合现浇 施工工法施工工法 中交第二航务工程局有限公司 第 1 页 共 17 页 目目 录录 1、前言 1 2、工法特点 1 3、适用范围 2 4、工艺原理 2 5、施工工艺流程及操作要点 2 5.1 施工工艺流程 2 5.2 操作要点 3 6、材料与设备 9 6.1 材料 9 6.2 设备 10 7、质量控制 10 7.1 技术规范 11 7.2 质量控制具体指标 11 7.3 质量保证措施 12 8、安全措施 12 9、环保措施 13 10、资源节约 14 11、效益分析 14 11.1 经济效益分析 14 11.2 社会效益 15 12、应用实例 15 第 2 页 共 17 页 1 桥梁上部梁板结构预制结合现浇施工工法桥梁上部梁板结构预制结合现浇施工工法 GGG（中企）C3 -2018 中交第二航务工程局有限公司 吴立柱、李文俊、易黎明、李亚、别亚威 1、前言、前言 中小跨径简支梁（板） 桥上部结构施工通常采用预制安装或支架现浇两种方 法，一般情况下根据工程情况和施工条件来选择具体的施工方法。桥梁上部梁板 结构自重过大时，采用预制安装的方法不再适用；而施工现场存在多处桥址地形 不利于支架搭设及拆除（如上跨交通道路、河流、山区沟谷等障碍物）的情况， 在安全、质量、工期、环保等方面均给施工造成较大难度。鉴于上述情况，中交 第二航务工程局有限公司研究采用了桥梁上部梁板结构预制结合现浇的施工方 法，在施工过程中进行研究与总结，形成了“桥梁上部梁板结构预制结合现浇施 工工法”。 2017 年 7 月 18 日申报发明专利一种 I 梁桥面板施工方法（申请号 201710587765.3）；2017 年 7 月 18 日申报发明专利一种梁体结构的施工方法 （申请号 201710604936.9）；2017 年 7 月 24 日申报发明专利一种 U 梁预制现 浇设计施工方法（申请号 201710596657.2）。2018 年 4 月 20 日该工法被评为 中交二航局企业工法；2018 年 7 月 17 日该工法的关键技术经中国公路建设行业 协会组织的成果评价会鉴定，达到国内领先水平，并获得了“中国公路建设行业 协会 2018 年度科技创新成果二等奖”。本工法在泰国铁路复线工程桥梁上部梁 板结构施工中取得成功应用，获得了良好的经济和社会效益。 2、工法特点、工法特点 2.0.1 将桥梁上部梁板结构划分为预制部分和现浇部分两阶段施工，通过数 值仿真模拟验算，结构安全； 2.0.2 通过采用改变配筋、调整预应力布置及张拉、增设剪力键、使用消除 应力钢丝等措施，解决预制结合现浇的技术质量问题； 2.0.3 工期短。预制部分在预制场标准化预先生产，质量可控、工期提前； 2.0.4 吊装安全风险低。梁板结构部分预制后安装，减轻吊装重量、降低对 第 3 页 共 17 页 2 设备的起重吨位需求，避免大重型构件吊装的安全风险； 2.0.5 以预制部分为承重结构，设置相应的边梁支架、吊架等，形成现浇部 分的底模，跨过桥下障碍物，与梁板施工互不影响，施工方便，减少高空支架安 拆作业风险； 2.0.6 节省辅助材料、工序简单。结合预制部分形成底模支架系统，避免大 面积搭设支架，节约工期。 3、适用范围、适用范围 本工法适用于中小跨径简支梁（板）桥的上部结构施工。 4、工艺原理、工艺原理 4.0.1 将桥梁上部梁板结构划分为预制部分和现浇部分（以 RCS 梁、I 梁桥 面板和 U 梁三种梁形为例，将 RCS 梁分为“U” 形预制部分、上部现浇部分；I 梁桥面板分为消除应力钢丝预制板部分和桥面板现浇部分；U 梁分为“L”形主 梁预制部分和道床板现浇部分），进行计算分析，保证结构安全可靠。 4.0.2 针对 RCS 梁和 U 梁施工，通过改变配筋、调整预应力布置及张拉等， 保证预制部分作为承重结构有足够的承载能力；并在结合面处预埋钢筋、钢筋网 等，保证预制与现浇部分结合的整体性。 4.0.3 针对 I 梁桥面板施工， 采用消除应力钢丝作为先张法预制板的纵筋， 从 而减小其截面高度，不影响桥面板整体性；通过在 I 梁预制板上增设剪力键，抵 抗结合面的横向剪应力，同时防止因收缩徐变引起的预制板与 I 梁相对滑移，使 得预制板作为桥面板永久结构的一部分，参与桥面板结构整体受力。 4.0.4 在预制部分设置竖向吊装孔、预埋件，用于后续边梁支架、吊架及支 撑架等安装，从而结合预制部分形成底模支架系统。 5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 第 4 页 共 17 页 3 梁板结构断面划分及设计施工准备 预制部分钢筋、模板、混凝 土施工 部分预应力张拉及封锚 预制场站准备 桥梁下部构造施工预制部分吊装及固定 专用吊具、支撑架等设计及 加工 现浇部分钢筋、模板、混凝 土施工 剩余预应力张拉及封锚 模板、支架等拆除 附属设施施工 吊架、托架等设计及加工 图图 1 施工工艺流程图施工工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 施工准备 1 梁板结构断面划分及设计 根据工程项目的实际情况，分析现场的地理、水文、道路及环保要求等多方 面因素对施工的影响，结合本项目现场的施工条件，采用预制结合现浇的方法理 念，制定出相应的结构优化设计布置图，并进行结构计算分析。 第 5 页 共 17 页 4 图图 5.2.1-1 RCS 梁断面划分及设计示意图梁断面划分及设计示意图 图图 5.2.1-2 I 梁桥面板断面划分及设计示意图梁桥面板断面划分及设计示意图 图图 5.2.1-3 U 梁断面划分及设计示意图梁断面划分及设计示意图 2 现场施工组织准备 在梁板结构施工前，综合考虑施工机械设备、材料及现场施工条件，全面组 织现场准备工作，包括现场施工人员技术交底，施工机械、设备及材料准备。 3 预制场站准备 根据预制结合现浇的结构优化设计图纸，进行预制场站布置，包括台座、模 板、以及施工供水、供电设施等准备。其中 RCS 梁、U 梁的预制部分需布置场 站，I 梁桥面板预制部分由专业预制厂完成。 5.2.2 预制部分钢筋、模板、混凝土施工 1 模板安装 1）RCS 梁预制部分模板安装 底模纵梁采用型钢铺设，底模铺设 6mm 厚钢板；钢筋安装完成后进行侧模 安装，侧模采用钢模板，以螺栓定位，侧模下部采用对拉杆，穿过 12mm 厚钢板 第 6 页 共 17 页 5 固定。 2）U 梁预制部分模板安装 在混凝土台座上铺设 3mm 厚底模钢板，并与找平角钢焊接 ； 侧模采用方钢、 贝雷、木模组合，以螺栓定位，侧模下部采用对拉杆，穿过 20mm 厚木模后与贝 雷固定，同时做好斜向支撑。 2 钢筋、预应力管道、剪力键、预埋件等安装 钢筋在加工场地集中加工，纵向钢筋焊好后吊上梁部绑扎，并设置预应力管 道；设置预埋件并加固，焊接牢固，避免在浇筑混凝土时振捣脱落位移；预制与 现浇接合面处需预留钢筋、钢筋网、剪力键等，按照图纸位置布置，遇到预留预 应力波纹管时，适当调整。 3 混凝土浇筑及养护 1）混凝土浇筑 预制部分需先灌注底板与腹板交接处，后灌注底板，再灌注