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月亮湾大桥连续梁予应力混凝土

1.工程概况及箱梁总体结构设计

黄石市黄富沿江公路月亮湾大桥，位于黄石市河口镇四顾闸下游与长江交汇处，系鄂省S326省道黄富段上一座大桥。起讫里程K10+149.97～K10+477.03，全长327.06米GB／T 38494-2020 陶瓷器抗冲击试验方法，净宽9+2×1.75m，北临长江，南接大冶湖，东西各有堤防公路分别通往富池和黄石，交通便利。施工区域地形起伏较大，属河床地貌。

1.2箱梁总体结构设计

该桥主桥为（40+60+40）m三孔一联预应力混凝土连续刚构，各控制断面梁高分别为：箱梁端支座处梁高2.0m，墩顶箱梁根部梁高3.5m，高跨比为1/17.14；跨中处梁高2.0m，高跨比为1/30；梁底采用二次抛物线过渡，边跨膺架施工段为直线段。桥面纵坡为1.315%，－1.315%，两纵坡间竖曲线，其竖曲线半径为R=6000米。

箱梁采用单箱单室直腹板箱梁，梁底宽为6.0m，两翼悬臂长度为2.5m，零号块箱梁顶板厚度0.4米，腹板厚度0.6米；跨中处箱梁顶板厚度0.25米，腹板厚度0.35米，底板厚度0.2米；端支座处的腹板厚度0.35米，底板厚度0.5米。箱梁在端支座处及墩顶箱梁根部设置了横隔板，并在横隔板中部都设置了永久进人孔，其它部位均未设置横隔板。全桥箱梁节段分为0~7号节段、边跨膺架施工段及合拢段。各节段设计参数见下表：

1/2主桥箱梁砼数量表

1.3箱梁主要工程数量表

(Rby=860MPa)

φ25精轧螺纹钢筋锚具

GPZ2500SX盆式橡胶支座

GPZ2500SX盆式橡胶支座

全桥箱梁共分四大部分浇筑：A为墩顶梁段即0号块，长12.5m；B为由0号段两侧对称分段悬浇部分即1~5（1’~5’）号段，其中1（1’）号段长4.25m，其它节段长度为4.5m；C为边孔在膺架上现浇部分即6’、7’号段，长度分别为3m和8.42m；D为主梁在跨中合拢部分，即6号段，长3.0m。

在万能杆件托架上浇筑4号、5号墩0号块；

在0号块上分别安装2套悬臂挂篮，向两侧依次对称分段浇筑主梁1~5（1’~5’）号段至合拢前段；

在边跨即3号墩、6号墩旁搭设满堂支架，立模浇筑现浇梁段即7’、6’号段，边跨合拢；

安装主跨合拢吊架及内支撑梁，浇筑6号段，主跨合拢。

3.1.10号块施工程序

0号块结构复杂，预埋件、钢筋、预应力束及孔道、锚具密集交错，砼数量大，必须精心施工。砼分两次浇筑，先浇底板、腹板上倒角下部，再浇筑腹板上倒角上部及顶板、翼板，详见0号块施工程序框图。

3.1.2施工操作要点

0号块托架采用万能杆件拼装而成，支承在承台面上。在施工承台砼时先预埋定位钢筋(φ20)，长20cm，外露5cm，以防止托架底板产生横向滑动，在底座处设400×400×10mm钢板，与定位钢筋焊接牢固。墩身两侧支架通过在墩身预埋钢板上焊接连接槽钢与N29节点板连接，连接槽钢钻有椭圆形销孔，允许托架在上部荷载作用下产生竖向压缩变形，并可限制托架水平位移。在墩顶处预埋两组2[12槽钢将托架顶部连成一体，两侧通过[12连接，设置间距为4m，以增加托架的整体刚度。

万能杆件采用N型标准杆件和非标准加工件相结合的方法，具体搭设方法及杆件数量见附图所示。

（附图：0号块托架设计图.dwg0号块底模加固图.doc）

由于万能杆件的弹性变形、非弹性变形及杆件连接缝隙、螺栓的紧固程度等原因，会引起托架在上部荷载的作用下产生较大的变形，使托架下沉，引起砼梁段出现裂缝。因此在0号块砼浇筑前须对托架进行预压，消除托架的非弹性变形，并为计算托架弹性变形提供数据，以确定底模的预抬高量。

托架采用袋装砂土堆载预压方式，根据箱梁截面特点，简化计算过程如下：

托架采用袋装砂土堆载预压方式，根据箱梁截面特点，简化计算过程如下：

一、0号块分段梁体重量计算：

分段长度为1米，全块分为12块进行计算，具体划分见下图：

VⅠ=（S1+S2）÷2×1=5.9818m3

VⅡ=(S2+S3)÷2×1=6.1001m3

VⅢ=（S3+S4）÷2×1=6.218m3

VⅣ=(S4+S5)÷2×1=6.336m3

VⅤ=（S5+S6）÷2×1=6.4625m3

6.第Ⅵ段体积计算：

钢筋混凝土容重取2.6t/m3

WⅠ=15.553t,WⅡ=15.86t,WⅢ=16.167t,WⅣ=16.474t,WⅤ=16.803t,WⅥ=27.326t

二．模板及施工荷载按20t考虑，各段分摊模板重量及施工荷载后的重量如下：

WⅠ=15.553+20÷12.5×1=17.153t,WⅡ=17.46t,WⅢ=17.767t,WⅣ=18.074t,WⅤ=18.403t

WⅥ=28.366t

三．砂土的容重取为1.45t/m3，各段堆载高度分别为：

HⅠ=17.153÷6÷1.45=1.97m,HⅡ=2.0m,HⅢ=2.01m,HⅣ=2.1m,HⅤ=2.12m,HⅥ=3.25m

四．沉降观测点设于底模两侧，间距1m，全块共设置28个沉降观测点，其具体位置见下图。

五、加载方式及测量数据整理

采用吊车吊运袋装砂土至0号块底模上，按计算高度人工堆码整整齐。

堆载前先测量各测点的标高，分别加载至计算荷载的60%、80%、100%、120%时量测各测点的标高，计算各点的沉降量，将测量数据记入事先制定的表格内，进行内业处理。计算出托架的非弹性变形量，并找出弹性变形的变化规律，指导立模施工。

（3）0号块模板和支架设计

0号块侧模支架每侧分三段：墩顶水平段设3根，间距为80cm；两端各设6根，间距为90cm，共设15根。由于4号墩、5号墩地形条件的限制，吊车不能靠近墩位进行大吨位起吊，为了减小吊装重量，侧模按1.5m宽度分节，每节重量不大于1.5t，在托架上再用角钢拼接。两端的侧模用于挂篮侧模。内模支架设计成水平方向和竖直方向均可调节长度，以适应梁高和腹板厚度变化的需要。侧模支架自上而下设3道拉杆，上下拉杆在每两个侧模支架上下端设置，从梁体外穿过，中间拉杆利用梁体通气孔设置，高度自梁顶板下95mm，间距250cm，起加强侧模刚度的作用。侧模采用5mm厚钢板制作，按每段150cm分段，吊装后对接严密。

底模采用墩身施工用的大块钢模，每个0号块用1.85×2.0m大钢模18块，纵向6块，横向3块，墩顶水平段加工6块0.4×2.0m的模板。内模采用组合钢模配合木模的方法，内模架设对撑和斜撑加固内模板。具体设计尺寸见挂篮设计图（另册）。

由于0号块施工时正值汛期，根据河水位，可考虑使用浮吊辅助施工，或在墩顶上安装扒杆进行垂直运输作业。

①混凝土配合比及原材料

箱梁采用C50泵送混凝土，混凝土标号高，因此，配合比上要反复试配，确保既可以达到强度要求，又可以满足现场施工要求，箱梁砼施工所需的粗、细集料以及外加剂、水等原材料必须按规定的频率检验，每批材料进场前物资部应与试验室取得联系，杜绝不合格料进场和用于梁部施工。

ⅰ、水泥采用华新水泥厂的普硅52.5Mpa水泥，进场后，应按其品种，强度，证明文件以及出厂时间等分批进行检查验收，对所用水泥应进行复查试验。

ⅱ、细骨料：采用级配良好，质地坚硬，颗粒洁净的中砂，其细度模数在3.0~2.3之间，含泥量不大于3%，其中泥块含量小于1%。

ⅲ、粗骨料：采用坚固的5~10mm瓜米及10~20mm小碎石，所用碎石的针片状含量小于15%，泥土含量小于1%，碎石压碎值小于12%。

ⅴ、水：采用洁净的河水。

混凝土采用在黄石侧拌和站集中拌和，电子计量，砼拌和前应由试验室出具施工配合比，要求做到无配比不出料，拌合时称量应准确，精度不小于±0.4%，拌和称量设备每周至少应校核一次，每缸砼的拌和时间应不少于1.5min；出料时，出料槽应设专人监视，观察砼质量有无异常现象。

混凝土用搅拌运输车运输至施工现场，泵送上桥。4号墩输送泵安设在3号墩傍已修筑好的堤坝平台上，5号墩输送泵安设在5～６号墩间平台上。

在运输途中，搅拌运输车应以２～４r/min的慢速进行搅动，混凝土的装载量约为搅拌筒几何容量的2/3。混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水或坍落度不符合要求时，应进行第二次搅拌。二次搅拌时不得任意加水，确有必要时，可同时加水和水泥以保持其原水灰比不变。如二次搅拌仍不符合要求，则不得使用。

混凝土的供应必须保证输送混凝土的泵能连续工作，泵机开始工作后中途不得停机，如非停机不可，停机时间一般不应超过30min；炎热天气不宜超过10min；停机期间应每隔一定时间泵送几次，防止砼凝结堵塞管道。输送管线宜直，转弯宜缓，接头应严密，当阳光强烈、气温高时，输送管道上应覆盖草袋或砂袋洒水降温；泵送前应先用适量的、与混凝土内成分相同的水泥浆润滑输送管内壁；在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。

检查钢筋、模板及各种预埋件，并得到质检、监理工程师的签认。

检查是否有足够的砂石料及水泥。

检查搅拌及泵送设备工作状况，以保证梁段一次浇筑完毕应有一定的保障措施。

准备足够的振捣设备并有一定的备用设备。

由于0号块砼数量较大，沿梁高分二次浇筑，先底板、腹板后顶板，工作缝设在腹板顶上倒角处，高出倒角1~2cm。砼浇筑时，顺桥向应对称从墩顶向两侧浇筑，砼浇筑应连续进行，如因故必须间断，间断时间应满足下表规定：

最长间断时间（min）

浇筑砼前，应将先泵出的砂浆及砼废弃，直到排出监理工程师认为满意的、质量一致的、和易性好的砼为止。

箱梁砼振捣应用插入式振捣器振捣，拐角及钢筋较密不便于用振捣器振捣的地方可用人工钢钎捣实。使用插入式振捣器振捣时要求：振捣器应慢插慢拨，尽量避免振动棒碰撞模板、钢筋及波纹管。振动棒移动间距不超过45cm，腹板处按每层30cm分层捣实，振捣上一层时应插入下一层砼5cm。

砼振捣密实的标志是砼停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。砼振捣密实后应立即进行整平，整平应以预埋好的具有标高标记的钢筋头为准，钢筋头纵向应每隔3m应设一排，每排3根。

箱梁底板应在砼收水后压光，施工缝处应凿毛，顶板应在砼收水后用竹扫帚拉毛。

在浇筑上层砼前应用清水清洗施工缝，并铺一层1~2cm的1:2水泥砂浆。在浇筑下一梁段前应将上次浇筑梁端进行凿毛清洗干净，再刷一层水泥净浆，垂直施工缝应按设计图纸预埋钢筋。

箱梁采用洒水法养生，洒水养生包括对末拆模板洒水；在无模板砼表面上严密地覆盖一层保水用的麻袋或草袋；洒水养生应根据气温情况掌握恰当的间隔时间，养生期间内必须保持砼表面湿润。

炎热天气砼温度不能超过32℃；

本桥预留孔道采用波纹管金属波纹管，由0.3mm钢带用制管机现场卷制而成，管分为通用段和连接段。管表面有螺旋状的凸肋，连接段直径比通用段大3~5mm。接长时两段管之间旋入一段长约30cm的连接管段作为搭接头，在接缝处缠绕塑料胶带密封，以防漏浆。为防止管道堵塞，可在波纹管内预穿入硬质塑料管，直径比波纹管直径小1~2cm，砼初凝后拔出。

制孔后应用通孔器检查，通孔器用圆钢制作，长10cm，中间一段呈圆柱形，直径比预应力筋孔道小4~7mm，两端为截头圆锥形，并各钻一个小孔，通过小孔来固定牵引钢丝。一般用大小不一的两种直径通孔器（相差10mm），先用大直径的试通，如通不过则改用小直径的试通。对于不通的孔，查明原因后分别采取措施，如是由于断胶管、水泥浆或铁皮堵塞，可在芯棒上焊制钢钩将其钩出或用力将其捣通；如是金属套管或其它接头因拉断残留在孔中，堵塞严重，则应标出准确位置，从侧面凿开取出，疏通孔道，重设制孔器，修补缺口。

穿束前应全面检查锚垫板和孔道，如垫板平面和孔道中轴线不垂直时，应用楔形垫板加以纠正。制好的钢丝束应检查其绑扎是否牢固、端头有无弯折现象，钢线束应按长度和孔位编号，穿束时核对长度，对号入孔。穿束一般采用人工直接穿束，较长的可借助一根φ5长钢丝作为引线，用卷扬机进行穿束。

等砼强度达到设计强度的90%时，方可对预应力筋进行张拉锚固，本桥采用的为低松驰钢绞线，张拉程序为0初应力（10%δk）δk（持荷2分钟锚固）。

张拉完成后应及时在钢绞线上作好醒目的标记，如发现滑丝或断丝按如下方法处理：

滑丝处理：将千斤顶按张拉状态装好，并将钢纹线在夹盘内楔紧，一端张拉，当钢丝受力伸长时锚塞稍被带出，这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹，然后主缸缓慢回油，钢丝内缩，锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩，如此反复进行至锚塞退出为止。换上新夹片重新张拉至设计应力即可。

断丝处理：提高其他钢绞线束的控制张拉力作为补偿，但在任何情况下最大超张拉力不得超过0.8Rby；或者采取卸荷、松锚、换束、重新张拉至设计应力值。

张拉现场应有明确标志，与该工作无关的人员严禁入场；

张拉或退楔时，千斤顶后不得站人，以防钢绞线拉断或锚具、楔片弹出伤人；

作业人员应由专人负责指挥，操作时严禁摸踩及碰撞力筋，在测量伸长值时应停止开动千斤顶或卷扬机；

千斤顶支架必须稳固，位置正直对称，以防支架不稳倾倒伤人；

在高压油管的接头处应加防护套，以防喷油伤人。

作业人员应由专人负责指挥，操作时严禁摸踩及碰撞力筋，在测量伸长值时应停止开动千斤顶或卷扬机；

千斤顶支架必须稳固，位置正直对称，以防支架不稳倾倒伤人；

在高压油管的接头处应加防护套，以防喷油伤人。

本桥采用斜拉式三角挂篮，须满足梁体结构、形体、质量及设计对挂篮的质量要求。挂篮由主桁系统、底模平台、悬挂调整系统、外导梁系统、走行系统、平衡及锚固系统、工作平台等组成，主要承受梁段砼重量、张拉平台重量、内模及附件重量、外模及附件重量、施工荷载、振动荷载等。

①主桁系统：每个挂篮有两片三角形组合梁，用I56工字钢主梁、[28槽钢立柱加缀板、扁钢斜拉带以及前、后、中横联、平联门架组成，主梁下设支座及滑道。

②走行系统：每片组合梁下设前后两个钢支座，支座下层钢板呈圆弧状，且打磨光滑。在箱梁上铺短木枕，前支点下要铺硬杂木，以减少挂篮的变形，木枕上铺形滑道，力求平直，挂篮行走用5t倒链牵引，走行速度10cm/分钟，滑道随挂篮移动而倒用。

③底模平台和悬挂系统：底模长按最大悬浇长度计算，长4.75m，底模架由8组桁架底纵梁和前后横梁2[32组成，每组横梁设有5根吊点，吊在挂篮前上横

梁和已成梁体砼上，每组纵梁设横向联接，并与模板焊接。吊杆采用φ32精轧螺纹钢筋及配套锚具，模板抬高通过千斤顶顶升扁担梁带动吊杆来实现。

④压重及后锚系统：挂篮行走时在梁尾部配重5t水箱，抗倾覆系数不小于2，定位后通过后锚梁锚于梁体纵向预应力钢筋上。

3.2.3分段悬浇施工要点

0号块施工后，将挂篮主梁、横梁、底梁等经预拼后运抵墩位处，用吊车（卷扬机）吊装，主要工序为：

拼装挂篮主梁、横梁、模板;

安装主横梁及前后吊杆；

主梁加锚并调整纵梁、横梁位置；

绑扎钢筋、设置预应力管道、安装端模及堵头板；

1号段浇筑张拉后，即进行2号段施工，先落下底模、内模，松开侧模拉杆，通过外导梁用倒链拉动挂篮前移到下一节段施工，主要工序同1号段之g~k。

3.2.4悬浇施工注意事项

灌注砼：使用砼泵一次灌注，一个墩上的两个悬臂梁块灌注应同时进行，其灌注砼的差量一般不宜超过2m3。砼灌注应从节段悬臂前端向后端浇注。避免两梁段接缝处出现裂缝。

抵消挂篮变形的几种方法：

灌注砼时由于挂篮的变形会引起新旧砼梁段接缝处砼开裂，为克服裂缝出现，可采用如下方法：

采取箱梁砼一次浇筑，并在底板砼凝固前全部浇完，也即要求挂篮的变形全部发生在砼塑性状态之时，可避免裂缝产生；

抬高挂篮的后支承点法：灌注砼前将模板前端抬高10~30mm，作为先期浇筑砼下沉预留量之用，并同时用千斤顶顶起挂篮后支点，使之高于滑道。在灌注砼时，砼作用于挂篮下沉量与模板抬高量逐渐抵消，并将后支点千斤顶分次下降，随即收紧后锚系的吊杆，使挂篮后支承点逐渐贴近轨面。随着后支点的下降，以前支点为轴的挂篮必然上升一数值，此数值与后续灌注砼重量的产生的挠度相抵消，这样就保证箱梁模板不发生下沉变形。模板具体抬高量通过计算和实测相结合的方法确定并调整。

调整前吊杆方法：在箱梁已成段内安设高精度水准仪，观测挂篮前下横梁在灌注砼时的变化，每下沉5mm时就在前吊带上用千斤顶提升吊带5mm，如此反复观测和起顶，直到梁体灌注完毕。

3.3悬浇施工线型控制

本桥不设平曲线，但梁体位于竖曲线上，梁底高程按二次抛物线设置，为确保合拢的精度和线型的美观，梁体线型控制是悬浇施工的关键技术。线型控制主要包括三个部分：各节段的标高控制、中线控制、断面尺寸控制。

连续T构箱梁在悬浇时各种因素影响会使悬臂端产生下挠，主要包括三个方面：一是结构自重、预应力施工；二是施工荷载、挂篮自身结构的变形；三是气温影响。施工中主要通过合理设置模板的预抬高量来消除这些影响。

悬浇块模板预抬高量考虑如下因素：

梁体悬臂结构对各截面产生的挠度过f1；

梁体上施工荷载对各截面产生的挠度f2；

挂篮前吊点的弹性变形Δ1；

挂篮前吊杆的弹性变形Δ2；

挂篮前支点被压缩引起前吊点的竖向变形Δ3；

挂篮后锚点抬高引起前吊点的竖向变形Δ4；

气温变化引起的竖向变形Δ5；

连续T形刚构箱梁各节段的划分及截面编号见下图。

(2)各种因素对梁体施工挠度影响的计算：

a.梁体悬臂结构对各截面产生的挠度f1

梁体悬臂结构对各截面产和的挠度主要包括：砼自重对各截面产生的下挠，纵向预应力张拉使各截面产生的抬升。两者随着施工阶段的进展交替作用，使得各截面的挠度不断累加。本桥设计只给出了f1的累计值，对各个截面施工过程值未给出，施工中须要实际测量，与计算值比较，填写表1。

（见附表1：表1各施工阶段截面挠度计算及实测表.doc）

b.梁体上施工荷载对各截面产生的挠度f2

悬浇过程中施工荷载主要为挂篮重量，其对各截面产生的挠度经与设计院咨询，其值较小，可根据以前的施工经验取值。见表1。

c.挂篮前吊点的弹性变形Δ1

挂篮前吊点指挂篮桁架前锚梁处悬吊模板及滑道的位置，主要承受由吊杆传递过来的挂篮模板和悬浇块梁段的重量。前吊点的弹性变形仅考虑悬浇块梁体砼重量Q的作用。其计算图式如下，各节段施工时的计算结果见表2。

(附表表2(3)挂篮前吊点(杆)变形量.doc)

d.挂篮前吊杆的弹性变形Δ2

挂篮前吊杆包括底模前吊杆、侧模滑道前吊杆、内模滑道前吊杆。挂篮前吊杆的变形Δ2仅考虑悬浇块梁体的重量Q的作用。

因综合后的前吊杆变形量系按照底模前吊杆变形量的70%计，为方便计算，略去侧模前吊杆和内模前吊杆变形量的计算。底模前吊杆承受的梁体重量取本节段梁体重量的60%，底模前吊杆选用∮32的精轧螺纹钢。前吊杆的的弹性变形量△2详见表3。

（附表：表2(3)挂篮前吊点(杆)变形量.doc）

e.挂篮前支点被压缩引起的前吊点变形

挂篮桁架通过走行轨支垫于梁顶的硬杂木或钢板上，在荷载的作用下，前支点下方的支垫物将被压缩，导致挂篮的前吊点产生竖向变形，其变形值根据类似工程的经验值约为2~5mm。在以后的施工过程中将通过不间断的沉降观测来修正暂定值.

GB50005-2017木结构设计标准.pdf挂篮后锚点抬高引起前吊点的竖向变形△4

在悬浇施工中挂篮桁架的尾部通过后锚杆锚固在已完梁段上,在施工荷载的作用下,后锚杆因存在拉应力而产生伸长变形,使挂篮桁架的前吊点产生竖向变形。我部拟将后锚杆锚固于竖向预应力精轧螺纹钢筋上，根据以往的施工经验值，其变形量在2mm左右，因此将△4值定为2mm，并在今后的施工中通过不间断的沉降观测来修正△4值。

g.气温变化引起的竖向变形△5

箱梁在施工过程中，因顶板和底板受光线照射的先后及时间的长短不同，两者温度伸降速率存在一定的差异，使得二者的热胀冷缩不同步，在同一断面，同一施工状态下，不同时刻所测的标高值可能有所不同，梁体悬臂越长，差别就越大.本桥连续梁施工中，气温变化引起的竖向变形主要是通过控制悬浇块模板立设时间尽量同合拢块施工时间一致，同时对不同温度时梁体的变形加强观测，并作以必要的调整，未再进行该因素的变形计算。

悬浇各节段模板立设标高为悬浇各节段设计标高加各节段预抬升量，根据前面的计算结果，各节段预抬升量值的确定见表4。

（附表：表4各悬浇节块模板预抬高量计算表.doc）

连续梁0#节段施工完毕后，利用水准仪在其顶面中部设临时水准点，作为箱梁施工中的高程控制点。在施工过程中临时水准点经常同其他水准点进行联测，保证观测精度。

主桥连续梁的各施工节段共设高程观测点11个，其中8个设置于模板表面，进行立模标高控制。3个设置于混凝土浇注完毕后的梁顶表面，用于观测各施工阶段梁体的变形数据，分析修正模板的标高预抬升量，控制梁体高程。观测点采用φ16的圆钢预埋湖南省城市综合防灾减灾设施专项规划编制技术指南(试行)（2018版 湖南省住建厅等2018年10月），露出混凝土表面2cm。在施工中水准基点及箱梁顶各观测点均应保持完好，直至连续梁合拢。（附图：水准观测点布置图.doc）。

连续梁施工中的施工控制步骤主要为：现场高程量测，数据的整理分析，及时调整模板标高预抬升量和现场控制。现场高程量测分为四部分：