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苏通长江公路大桥30M 50M跨连续箱梁混凝土施工工艺指南

混凝土入泵坍落度与混凝土泵送高度有关(见表3.1),根据混凝土的入泵坍落度与坍落度损失，即可算出混凝土初始坍落度T0，即T0=T1+ΔT。

表3.1　混凝土入泵坍落度选用表

可泵性：可泵性表示混凝土易于泵送而不产生堵管或分层离析和泌水等性能,可泵性好的混凝土,不但混凝土原材料应满足要求,流动性大,而且粘聚性、保水性好。常压泌水率要小，压力泌水值一般控制在40～130mlTSG 07-2019标准下载，以70～130ml为好。

混凝土的抗压强度，是结构混凝土最主要的指标，必须达到设计要求，混凝土强度等级保证率不低于95%。但混凝土抗压强度也不宜过高，即超标太多。如超过设计强度3个等级以上，该混凝土不是最佳的混凝土，不仅增加了材料成本，而且还会使混凝土的胶凝材料用量过高，混凝土抗裂性能下降，从而降低了混凝土的长期耐久性能。

（3）关于混凝土耐久性

近年来人们对混凝土耐久性的认识日益提高，国外各标准中也均把耐久性列为混凝土的最重要指标，已不是对特殊要求的混凝土才要考虑耐久性，而对所有混凝土均应予以考虑，特别是对像大型桥梁要求使用寿命在百年以上的重大工程，更应该重视混凝土的耐久性能。

中国CCES《混凝土结构耐久性设计与施工指南》将混凝土结构的设计使用年限分为100年、50年、和30年三级，将不同的环境类别的作用等级分为A（可忽略）、B（轻度）、C（中度）、D（严重）、E（非常严重）、F（极端严重）6级。并提出混凝土抗氯离子侵入性指标（见表3.2）。

表3.2　混凝土抗氯离子侵入性指标

对桥用高性能混凝土配合比设计，从耐久性角度考虑，应采取以下措施：

严格控制原材料的质量，水泥、粉煤灰、砂、石、外加剂和水均要满足有关标准的优等品指标，控制砂、石材料的碱活性和水泥、外加剂、混凝土中的总碱含量和氯离子含量。

采用科学合理的配合比参数，如：W/C、含砂率、胶凝材料用量、粗骨料用量等，使混凝土在满足设计的工作性、力学性能的前提下，保证耐久性有较大的改善和提高。

对碎石混凝土，回归系数
=0.46，
=0.07，
为水泥28d抗压强度的实测值。
为混凝土配制强度。当采用42.5级P·O水泥，
≥47.5MPa时，C40混凝土w/c=0.42，C50混凝土，w/c=0.35，C60混凝土，w/c=0.30。

用水量与混凝土强度等级、石子最大粒径、砂子的细度模数和外加剂用量有关。为了控制胶凝材料用量，保证集料用量，单位用水量随混凝土强度等级的提高而降低，因此对高强度等级混凝土，必须掺用高效碱水剂来控制混凝土的单位用水量和水泥用量。对普通混凝土，外加剂的减水率为β，则掺外加剂混凝土用水量
。对C40～C50的泵送混凝土，坍落度在160～200mm，一般用水量在155～180kg/m3之间。对耐久性较高的混凝土用水量宜不大于165kg/m3。

（6）关于胶凝材料用量

（7）关于砂率与粗集料用量

合理的砂率是保证混凝土工作性和长期耐久性的重要因素。砂率过小，混凝土和易性变差，混凝土内部密实性得不到保证；砂率过大，会造成砂浆过多，粗集料用量减少，水泥用量和用水量增加，对混凝土收缩徐变性能不利。

式中：
、
为砂、石的堆积密度,
为石子的空隙率，
为砂子的细度模数，
为水泥用量，
为与混凝土流动性有关的系数。

上式表明，砂率的大小与砂子的细度模数、水泥用量、砂石的堆积密度和石子的空隙率等因素有关，还与坍落度大小有关，标准规定，坍落度每增大20mm，砂率应增大1%。

对预应力混凝土，应控制含砂率，使粗骨料用量不小于1100kg/m3。这对减少混凝土的收缩徐变和耐久性是必要的。

（8）关于外加剂和掺合料

随着混凝土技术的发展，外加剂和掺合料作为高性能混凝土必不可少的重要组分，其应用日益普遍。因此其掺量也是混凝土配合比设计时需要确定的重要参数。要降低用水量、减小w/c、控制水泥用量，提高混凝土耐久性， 其关键技术是正确选用复合型高效减水剂和活性掺合料

混凝土的外加剂品种甚多，性能各异。配制高性能混凝土主要采用复合型高效减水剂，具有缓凝保塑和引气作用，高效减水剂的吸附分散和润滑湿润作用，不但减小了W/C，改善了混能土的流动性，而且使混凝土内部结构均匀，浆体与集料界面粘结改善，混凝土密实性提高，强度提高，适当的引气(含气量3%～4%)，可提高混凝土抗冻和抗渗性。

混凝土的掺合料品种逐渐增多，有硅灰，稻壳灰，粉煤灰，矿渣微粉，沸石粉等。而最常用的优质粉煤灰和矿渣微粉，Ｉ级粉煤灰面广量大，价格低廉。掺合料的应用，不单纯是为了降低成本、节约资源，更主要的是改善混凝土的性能。如优质粉煤灰在混凝土中具有形态效应、微集料效应和活性效应，特别在高效减水剂的复合作用下，上述三大效应可达到充分的发挥。在硬化水泥石中，氢氧化钙晶体含量占20%左右，氢氧化钙呈六方板状或柱状晶体，晶粒粗大，易在原充水空间或集料界面处生成，晶体取向性强，且为溶解度最大的水化产物，稳定性差，氢氧化钙会削弱水泥石与集料的界面粘结力，还容易产生淡水腐蚀。在混凝土中掺入活性矿物掺合料，与水泥水化产物氢氧化钙发生二次反应生成稳定的

（9）关于混凝土试配与优选

对计算的混凝土进行试配和配合比调整，对其工作性,强度和耐久性进行验证，优选最佳配合比是HPC设计的关键环节。

测定混凝土的和易性，包括流动性、保水性、粘聚性、坍落度经时损失和可泵性等，使之满足工程的泵送和浇筑要求；测定混凝土的抗压、抗折强度、弹性模量等力学性能，使之满足混凝土结构的设计要求。根据需要测定混凝土收缩变形性能，抗渗、抗冻碳化和钢筋锈蚀性能；某些重要工程尚应测试混凝土的耐化学腐蚀性能，碱集料反应和电阻电渗等性能。通过试配测试与调整，优选以满足工程设计需如最佳HPC配置配合比。

根据上述配合比设计原则，课题组对施工单位的配合比进行了评估，施工单位根据评估意见对混凝土配合比进行了调整与优化：如适当增加了粉煤灰的掺量和减少了水泥用量，降低了含砂率，改用了聚羧酸类高效减水剂；调整配合比后的混凝土性能有所改善，减少了泌水率，凝结时间正常，抗压强度、轴压强度和抗压弹性模量明显增加，能够满足结构混凝土耐久性的要求。现将北引桥箱梁用C50混凝土调整后的配合比列于表3.3中。南引桥箱梁由于施工时间所限，目前配合比正在优化，优化结果将在施工前正式提交施工单位。

表3.3　北引桥箱梁用C50混凝土配合比

混凝土配合比（kg/m3）

说明：①.如在施工中发现混凝土的性能不能满足施工需要，应及时报请课题组协商共同进行调整。

②.对于不同季节施工时，根据施工需要，配合比可作调整，但调整配合比后的混凝土性能指标不得低于设计规定。

§4.模板、支架的设计与施工

（1）模板宜优先使用胶合板和钢模板，模板及支架所用钢材应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）中的标准。

（2）模板、支架的设计，应根据结构型式、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。在计算荷载作用下，应对模板、支架按受力程序分别验算其强度、刚度及稳定性。

（3）在模板、支架的施工方案中应绘制模板支架总装图、细部构造图，制定模板、支架的安装、使用、拆卸、保养等有关技术安全措施和注意事项，编制模板、支架材料数量表、设计说明书。

（4）模板板面之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面美观，线条流畅。

（5）模板、支架结构简单，制作、装拆方便。

（6）浇筑混凝土之前，模板应涂刷脱模剂，外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，不得使用废机油等油料，且不得污染钢筋及混凝土的施工缝处。

（7）重复使用的模板、支架应经常检查、维修。

§4.2模板、支架的构造及施工工艺流程

§4.2.130m跨箱梁模板、支架的构造及施工工艺流程

1、30m箱梁模板、支架构造

（1）支架：30m跨箱梁支架采用HB型Φ48碗扣脚手架，支架系统由下而上依次为：支撑架基础、Φ48碗扣脚手支架、顶托、分配梁。支架立柱按90cm×60cm（腹板和底板下）间距和90cm×90cm(翼缘板下)间距进行布置。由于墩顶位置箱梁底腹板加厚（长3.1m范围内），荷载较大，钢管立柱按60cm×60cm间距进行布置。钢管支架设置纵、横向水平杆，水平杆步高为120cm，在纵、横桥方向支架之间设置剪刀撑，剪刀撑按360cm间距布置。每跨（30m）立杆纵桥向共布置39排，横桥向共布置25排。支架底部设置25cm×20cm枕木支垫进行卸荷，顶部设置顶托进行标高调节。顶托上的分配梁为I12.6工字钢。具体见附图1～3。

（2）模板：模板系统包括外模和内模两部分。外模包括底板底模、翼板模及腹板侧模，采用专业厂家制作的WISA面板定型木模板。底模采用芬兰WISA面板，用I20木工字梁进行背带，搁置于顺桥向的I12.6分配梁上，除桥墩处外，底模以2.44m×3.5m为制作单元，安装时各单元间用螺栓连成整体。与底模类似，翼板模与腹板侧模均采用钢支架定型木模板，两者连成整体，翼板底模与腹板侧模标准加工长度为2.44m。横桥向由2块底模和2块侧模组拼而成，侧模与底模、底模与底模之间采用螺栓拉杆连接。安装时各单元间用螺栓连成整体。箱梁内模由顶板底模、腹板侧模、横隔梁侧模及压脚模组成，内模采用加工成定型小块钢模板，以方便模板之间的连接和人工运输的需要，加快施工速度。内模采用φ48mm的脚手钢管支撑和顶撑螺杆进行加固。

2、30m跨箱梁模板支架施工工艺流程

图4.1　30m跨箱梁模板支架施工工艺流程图

§4.2.250m跨箱梁移动模板支架系统的构造及施工工艺流程

1、50m跨箱梁移动模板支架系统构造

50m跨径连续箱梁采用挪威NRS公司设计的全液压自行推动下承式移动模架设备MSS（MovableSupportSystem)逐跨现浇施工，每个施工段为1跨（50m）。造桥机系统主要由主梁、鼻梁、横梁、支撑托架、推进台车、悬挂梁、推进吊架、平台及爬梯、外模、内模组成，具体构造见附图4～6。

（1）主梁：一套MSS由两组主梁组成，位于混凝土箱梁两翼板下方，为MSS的主要承重结构。主梁截面为箱形钢结构，梁内设置斜撑及隔板等，以提高主梁局部承载能力及抗扭刚度。主梁内系统顶升支点及横梁连接处作局部加强构造。

（2）鼻梁：鼻梁有前鼻梁和后鼻梁，分别设置在主梁前后两端，在系统纵向滑移时，起导向及纵向平衡作用。鼻梁采用三角形钢桁架结构，前鼻梁长41m，主要在系统过跨及转运托架时起作用；后鼻梁长18m，在MSS过跨时起平衡作用。鼻梁与主梁之间以铰接形式连接。

（3）横梁：横梁设置在两根主梁之间，为型钢梁桁架形式，在单跨中轴线位置一分为二，两端分别与主梁采用高强螺栓连接。横梁中间分合接头的连接板一边设置锥形导向销、一边开孔，依靠销孔间的导向作用，在接合过程中保证连接孔位对齐。每根横梁设置4个调节螺栓杆，与底模相连，便于底模标高及预拱度的调整。

（4）支撑托架：托架承受浇筑混凝土及移动施工时产生的荷载。托架附着在桥墩上，将所受荷载通过墩身传递至桥墩承台、桩基。托架由一根水平钢梁及两根钢斜撑构成三角形架，水平钢梁顶部设有供推进工作车横移的轨道，托架下支点直接锚入墩身预留孔内，一对托架在上下支点采用精扎螺纹钢筋连接。

（5）推进台车：推进台车实现系统的纵横移动功能，主要由支撑轮组、顶升机构、牵引机构及车架组成。

（6）悬挂梁：悬挂梁全长12米，横跨施工桥面。其作用是浇筑每联的第一孔以后的各孔时，通过两个自锁液压油缸和吊杆把支撑系统的后部悬吊在连续箱梁的悬臂端，使浇出的箱型梁线形连续，同时可减小主梁受力跨度，避免施工段间的横接缝错台。悬挂梁在模架移动时，与系统解除约束，分离开来，下放千斤顶，落在移动小车上，移至下一节段进行施工。

（7）推进吊架：推进吊架是在主梁纵向移动时的后支点。

（8）平台及爬梯：MSS是一套悬空的庞大的承重结构，为了保证操作人员的安全和操作方便，在系统上设置了工作平台，其余部位还设置了爬杆，操作人员可以方便安全地到达支架的任何地方。

（9）模板：外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成，分块直接固定在横梁上，并与主梁一起通过液压缸顶推脱模和立模。内模系统包括内模板、拆模小车、内模底梁及道轨。模板的运输及安装通过拆模小车来完成。

2、50m跨箱梁移动模板支架施工工艺流程

某公路改建工程实施性施工组织设计图4.2　50m跨箱梁移动模架施工工艺流程图

§4.3模板、支架施工质量控制

§4.3.130m跨箱梁模板、支架施工质量控制

1、模板、支架安装质量控制

（1）基础处理完毕后，首先测量放出箱梁投影边线，采用石灰或钢筋桩做好标记。然后按照杆件分布位置及间距拉线逐根布置立杆，杆件搭设顺序按照大编号墩位向小编号墩位依次搭设。

（2）立杆布置时，纵横方向必须拉线进行，保证立杆位置及分布间距均匀一致。箱梁纵桥向坡度为2.1%，横桥向坡度为2.0%，杆件（特别是顶杆）要根据净空高度变化而变化。

（3）搭设支架时应注意立柱的底部和顶部，尽量减小悬臂长度。杆件采用人工运输或绳索上拉，不允许随便乱丢农田水利泵站、塘坝、防渗渠工程施工组织设计，施工人员必须栓安全带。支架搭设中，要时刻检查杆件的距离和立杆的垂直度。

（4）支架搭设完成后，安放顶托，最后安装分配梁。顶托先调节至中间位置，以便于以后模板标高的调整和卸载要求。顶托“U”型槽口向同一个方向，分配梁放在顶托“U”型槽口内，每个顶托必须与分配梁完全接触，保证受力要求。分配梁在纵向接长时，其接头位置应落在顶托上。分配梁全部安装完成后，根据设计标高要求，先固定最外两侧的标高，然后利用广线拉线调平标高，最后才安装底模。