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70m预应力混凝土箱梁高位预制法施工

来源：智榕旅游

34桥梁建设　　2003年增刊

文章编号:1003-4722(2003)S0-0034-04

70m预应力混凝土箱梁高位预制法施工

于政权

(中铁大桥局集团四公司,江苏南京210031)

摘　要:东海大桥为我国第一座在外海修建的跨海大桥,施工环境非常恶劣,箱梁采用预制安

装方法施工。70m箱梁高4m,桥面宽15.05m,单片梁重约2000t,为避免在预制场内使用特大型起吊设备,采用高位预制法预制箱梁。主要介绍箱梁高位预制方法的设计思想、台座布置、箱梁模板形式、箱梁滑移设备及方案的比选。

关键词:预应力混凝土梁;预制工艺;桥梁架设中图分类号:U448.38;U445.46

文献标识码:AConstructionof702mPrestressedConcreteBoxGirders

withHigh2LevelPrecastingBedMethod

YUZheng2quan

(The4thEngineeringCompanyofChinaZhongtieMajorBridgeEngineering

GroupCo.,Ltd.,Nanjing210031,China)

Abstract:TheEastChinaSeaBridgeisthefirstbridgehavingeverbeenbuiltinChinaoff2seawheretheconstructionenvironmentisveryharsh.The702mboxgirderoftheBridgeis4mindepth,bridgedeckis15.05minwidthandweightpergirderisabout2000t,whichwillbeassembledwithsegmentalprecastmethod.Tominimizetheusageoflargeliftingequipmentintheprecastingyard,theboxgirderswillbeprecastonhigh2levelprecastingbed.Inthispaper,thedesignconsiderations,lay2outofprecastingbed,typesofformworkfortheboxgirders,andselectionoflaunchingequipmentandschemesaredescribed.

Keywords:prestressedconcretegirder;precastingtechnique;bridgeerection

1　前　言

大的梁体需特大型的起重设备才能完成起吊运输工作,从目前国内的起重设备及工程成本等方面考虑,避免使用特大型的起吊设备是明智的选择。高位预制法就是出于此种目的而采用的。

高位预制方法就是在一个较高的预制台座上预制箱梁,待梁体达到设计强度,并拆除活动底模、张拉预应力钢筋后,将移梁小车移到梁体下面,用千斤顶将梁顶离预制台座,然后将梁移出。2　箱梁预制场的布置

东海大桥是上海国际航运中心洋山深水港工程不可缺少的配套工程,大桥西起上海浦东南汇区的芦潮港镇客运码头往东约4km的南汇咀处,跨越杭州湾北部海域,经小乌龟、大乌龟、颗珠山岛屿,直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的小洋山岛。其中K15+069～K27+479的桥墩与70m预应力混凝土箱梁

由中铁大桥局集团承建。

在一般的预制构件内均有相应的起重设备来起吊运输构件。东海大桥70m预应力混凝土箱梁高4m,单幅宽15.05m,单片梁重约2000t。如此庞

东海大桥Ⅲ标段70m预应力混凝土箱梁共计

收稿日期:2003-03-10

作者简介:于政权(1969-),男,工程师,1993年毕业于南京林业大学森林工程专业,工学学士。

70m预应力混凝土箱梁高位预制法施工　　于政权35

308片,为保证在两年内完成制架任务,整个预制场

内共设6个预制台座和18个存梁台座,分6排排列,每排为1个预制台座、3个存梁台座。箱梁在预制台座上预制完成后,通过横移滑道移到存梁台座

上。外运箱梁架设时,由横移滑道移至纵移滑道的纵移台车上,并纵移至出海码头的主栈桥前段后,再横移到分栈桥上,由“小天鹅”号吊船吊走架设。预制场布置示意见图1。

图1　预制场布置

m,见图4。

3　箱梁预制滑移施工3.1　施工流程

A模板在混凝土浇筑完成并达到强度后,可向

以第1排台座为例说明箱梁预制移出的程序。距纵移滑道最近的梁移出架设后,后面存梁台座上的梁依次向前移到前面一个存梁台座上,腾空存梁台座进行下一片梁的预制。作业流程见图2。

外移出,以便以后横移台车可移到梁下将梁移走;B模板内侧与C模板用铰相连,外侧安装可调节模板高度的千斤顶,混凝土浇筑完成并达到强度后,用千斤顶将B模板绕铰转动,使其与梁底脱开一定距离,使箱梁预应力张拉完成后,梁体重量完全支承在临时支座上;C模板为固定不动部分。

箱梁侧模分块制造,在预制场内拼装完成后就不再拆开,侧模支架底下设横梁,整个侧模完全支撑在横梁上,侧模支架与横梁之间设滑板结构,用千斤顶顶推侧模横向移动,以利拆除和安装模板。在横梁下安装轮子,每侧设两条钢轨,用卷扬机牵引整个侧模在两个预制台座之间来回移动,完成箱梁预制任务。6排预制台座共用6套侧模,每相邻两个预制台座共用1套侧模。

箱梁内模全部采用液压千斤顶来拆除和安装模板。箱梁预制台座间的净距为15m,为了方便内模

图2　箱梁预制移出作业流程

3.2　滑移方法

箱梁横移滑道顶面比纵移滑道顶面高一个纵移

台车高度,横移滑道顶面标高+6.65m,纵移台车高0.55m,纵移滑道顶面标高6.1m。箱梁滑移时,用水平千斤顶顶推横移台车,使箱梁沿横移滑道前进,直到横移台车移到纵移滑道的纵移台车上,用卷扬机牵引纵移台车,直至出海到主栈桥端头,用穿心式千斤顶通过钢绞线将横移台车及箱梁移至分栈桥上,用吊船将箱梁吊走架设。移梁步骤见图3。4　箱梁模板形式

移出,内模分段长度为10m。浇筑混凝土时,整个

内模通过钢管支腿支承在底模上。混凝土达到强度后,将带有轮子的活动支腿落下,使整个内模完全支承在活动支腿上,分段将内模移出。5　移梁方案比选

箱梁滑动能否成功是高位预制法成功与否的关键。因此在工程开工之初对箱梁移动方案进行了深入的研究对比,结合国内外类似工程的施工经验及有关厂家所提供的资料,在滑移面的选择上先后研究了四氟板对钢板、钢轨对钢轨、钢轨对钢板、履带式滚轴小车、MGB滑板对钢板的滑移面等多种方案,移梁方案见表1。

经过比选,选定MGB滑板对钢板摩擦面方案。

箱梁底模共分5块,组成为(2+3+58+3+2)

36桥梁建设　　2003年增刊

图3　移梁步骤

表1　移梁方案比选

方式四氟板

对钢板

摩擦力ΠkN

1000

优点缺点

摩擦力小;国内有磨损快;对滑道清

较多规模较小的类洁度要求高,施工似工程可供参考;现场较难达到较经济坚固;较经济

摩擦力大;导向困难,容易产生较大的侧向水平力摩擦力大费用高,因施工现场环境较差,有较高的机械故障风险

钢轨对钢轨钢轨对钢板

2000～24002000～2400

坚固;较经济摩擦力小;无损耗

图4　箱梁底模示意

履带式滚小于

轴小车1200

MGB滑1000

　　MGB材料具有如下特性:

(1)各向同性。

(2)有较高的塑性和耐老化性能,在自然条件

板对钢板

摩擦力小;滑移面稳定;较四氟板耐磨;较经济

70m预应力混凝土箱梁高位预制法施工　　于政权37

下30年不会变脆。

(3)有较强的抗压、抗剪能力。压应力25～30MPa,剪应力大于30MPa。

(4)干态摩擦系数0.05,水润滑状态为0.045,油润滑状态为0.04。

(5)有较强的耐磨性。对于本工程,如果采用4×0.36m滑脚,移完308片箱梁,估算MGB磨损量仅为1～2mm;

(6)对污染的适应性。对自然界中的酸性雨、海水有极强的抗腐蚀能力,对污物的敏感程度较小。6　移梁设备

7　预制及横移施工中需注意的几个问题

(1)70m预应力混凝土箱梁重达2000t,预制

段长68m,由于要保证内模拆除等施工需要,箱梁

端部留孔较大,底板和顶板相对较薄,因此在预制台座张拉后以及在存梁台座上,都要有临时支座支撑在箱梁腹板上,不能使底板受力,避免箱梁底板开裂。

(2)由于预制段箱梁没有端墙,箱梁的抗扭能力相对较弱,支撑箱梁的4个支点在任何时候平面高差不得超过设计要求的3mm。因此移梁滑道基础一定要坚固,不得有沉降;横移台车上的4个起梁千斤顶顶部要设有铰及缓冲装置,以保证梁体在滑移过程中受力均匀。8　结　语70m预应力混凝土箱梁的高位预制方法解决

高位预制法移梁的主要设备有横移台车上的竖向

起梁千斤顶、箱梁横移用的水平千斤顶及箱梁纵移用的2台25t卷扬机,各种设备的有关技术参数如下。

(1)竖向起梁千斤顶。吨位:800t(4台CLRG8004型双作用千斤顶);额定行程:100mm;高度:524mm;外径:<505mm。(2)横移水平千斤顶。吨位:100t(2台);外径:<400mm;行程:1500mm;顶推速度:1mΠmin。

(3)卷扬机。牵引力:250kN(2台);钢丝绳:<36,2400×2根(倍率3);单绳速度:大于20mΠmin。(上接第33页)

了预制场内没有大型起吊设备的情况下,起吊运输

大型预制构件的难题。就目前国内的许多建筑企业的设备装备能力和费用投入方面来看,高位预制方法具有很大的发展前景。目前东海大桥还在施工之中,相信通过施工经验的不断积累,高位预制方法会更加完善。

　　泵送混凝土的配合比设计除考虑其高强、早强及良好的和易性外,还需特别考虑其自密性和收缩性。为了减少混凝土收缩,可加入适量的减水剂,并采用微膨胀混凝土,微膨胀剂的掺量以能补偿混凝土收缩为宜。

混凝土从拱脚分管对称灌注,可利用隔仓分段灌注,以控制拱肋的应力和变形。泵送一般采用顶升压注施工法,辅以附着式振动器振动,以保证混凝土密实。该法是在钢管拱脚部接近地面适当位置处开压注孔并焊上设有闸阀的钢管进料口与泵管相连,沿拱轴在钢管顶部设若干个排气孔,混凝土在泵压力作用下,由下而上顶升,靠自重挤压密实充填管腔,与钢管共同工作,在每个钢管的最高部位安装排气管,其直径不能太小,以与泵管相当为宜,当灌注到拱顶附近时,严格控制两端的泵送速度,使管内气体充分排净,直到排气管内流出混凝土为止。当灌注的混凝土强度达到75%设计强度时,检查钢管内

混凝土的密实度,对不饱满的部位进行压浆处理。5　结　语

钢管混凝土结构由于具有许多优点和特点,成为目前应用于大型拱桥的具有较强优势的结构形式,它与拱桥转体施工技术相结合,可充分发挥空钢管骨架刚度大、承载能力强、重量轻等优点。因此对钢管混凝土拱桥转体施工技术的研究及探讨具有重要的实际意义,可供同类桥梁施工参考。参　考　文　献:

[1]　姚林森.桥梁工程[M].北京:人民出版社.

[2]　陶建山,任旭初,陈国祥.贵州水柏铁路北盘江大桥钢

管拱转体施工技术[J].桥梁建设,2001,(2):50-53.

[3]　JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].[4]　GECS,钢管混凝土结构设计与施工规程[S].

[5]　陈宝春.钢管混凝土拱桥施工问题研究[J].桥梁建设,

2002(3):55-59.

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