澳凼三桥连续梁悬拼法施工解析

澳门—凼仔第三跨海大桥预应力连续梁悬拼法施工工艺撰写人：复核人：审核人：中铁大桥局澳凼三桥项目经理部二○○三年六月目录一、工程概况二、块件预制（一）预制场地的选择（二）块件的预制方法三、块件装船运输（一）块件吊离制梁台座前的准备工作（二）块件整修（三）块件的装船及浮运四、悬拼吊架及作业程序（一）悬拼吊架（二）块件拼装作业程序五、块件拼装的接缝处理及预施应力（一）湿接缝（二）环氧树脂接缝（三）预施应力及体系转换（四）胶接缝的预施应力过程中出现的问题及处理方法六、块件拼装位置的控制七、悬拼施工中的几个问题一、工程概况该桥上部结构形式为：从澳门侧为（5×60）+（2×60）+（110+180+110）+（9×60）+（7×60＋45）=1825m，其中正桥110+180+110=400m为预应力混凝土斜拉桥，除南引桥S16~S17号墩跨为45m跨外，引桥其余跨均为60m的预应力砼等高连续箱梁，北引桥1~N2为2×60m异形段箱梁，连接A、B匝道。

匝道A为（4×22.6）＋(4×22.6)＋(4×22.6)=271.2m连续等高箱梁；匝道B为（3×22.6）+（3×22.6）+（3×22.6）＋(26.6＋37＋22.6)＋（3×22.6）+（3×22.6）=519.6m 混凝土箱梁。

采用悬拼法施工的梁段从主桥1#墩至S14#墩，共34跨，28个“T”构，它们是主桥2、3号墩“T”构和引桥S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S10、S11、S12、S13号墩“T”构。

主桥每个“T”构的拼装块件数为48块，即每个悬臂端24块；引桥每个“T”构的拼装块件数为12块，即每个悬臂端6块。

全桥共悬拼480个块段，其中1#—4#墩为向下的圆曲线，4#—S4#墩为5%的下坡，S4#—S6#墩为向上的圆曲线，S6#—S14#墩为平坡。

预制梁块长有2m、3m、4m三种，梁体宽度主桥为15.90m，引桥为12.95m。

各种块件的数量如下：二、施工方法一个“T”构悬拼施工的工艺流程如下：主要分为：箱梁0#块施工、块件预制、装船运输、拼装等三个工序，其中块件预制包含块件的横、竖向预应力筋的张拉及其管道压浆。

拼装包括起吊、涂胶、定位、穿预应力钢束、张拉纵竖向预应力钢束、钢筋及其孔道压浆等。

现将施工工艺分别介绍如下。

一、块件存放块件预制方法祥见《箱梁预制施工组织设计》，这里对梁段起吊和存放做几点补充。

块件吊离制梁台座前应做好以下准备工作：1.块件编号：统一用红油漆在箱梁腹板外侧标示，并用箭头指向块件拼装时的悬臂端，编号格式为：***2.横、竖向预应力筋张拉压浆：在砼强度达设计强度的80%时，张拉横向和竖向预应力筋，压浆可以在块件吊离制梁台座后进行，但不宜超过张拉后3天。

3.用红油漆在相邻块件的两个腹板内侧作三角形的对接标志，以便于悬拼时的对位。

4.在块段顶板的前后两端放出箱梁中心线，用红油漆标示，在悬拼时作为调整块件标高和纵轴线的测量控制点。

5.箱梁底部的挑梁在存梁台座上立模浇注。

二、块件装船运输（一）块件装船运输前的准备工作1.用钢丝刷、粗砂纸等工具把胶拼面上的隔离剂（石灰水）清除干净，然后用压力水冲洗，并使胶拼面干燥。

2.对湿接缝截面进行凿毛处理。

3用通孔器检查孔道是否阻塞变形，并进行处理。

4.检查各锚头垫板是否与孔道垂直，否则，在锚头垫板上加焊楔行垫板纠正。

5.检查梁体是否有蜂窝、麻面、缺棱掉角等缺陷并进行修补。

6.安装腹板内侧的临时张拉结构。

（二）块件的装船及浮运块件的运输过程是：在下河栈桥与存梁台座间铺设运梁轨道→利用梁场的200t龙门吊机把存梁台座上的块件吊放到轨道上的运梁台车上→运梁台车利用自身动力将块件运至下河栈桥的天车下方→栈桥上天车运送块件下河装船。

本桥箱梁预制块件的最大重量为163.3t，梁高为6m，块件长度分4m、3m、2m三种。

由于块件高度较大，且桥址位于海区风大浪高，为了保证浮运过程中的稳定，在块件装船后必须对块件采取固定措施（见附图1）。

浮运梁块的船只为2只载重量400t的铁驳，每只铁驳配两只60t的拖船，两只铁驳分别独立浮运一个梁块。

三、悬拼吊架及作业程序（一）悬拼吊点1.吊架构造吊架为分离式，每个吊架净吊重量为180t。

吊架由主桁架及连接系、锚固系统、操纵系统、提升系统、纵向调节系统、吊架滑移系统等6大部分组成，其主要性能参数如下：DQP180节段悬拼提梁机主要性能参数当拼装3#块及以后的块件时，即将双悬臂吊机拆开改装为两个独立的吊架，如图3所示。

悬拼吊架由纵向主桁架、横向起重扁担、平衡重及锚固装置、起重机构、走移机构、吊篮工作平台等部分组成。

吊架用万能杆件和型钢拼装，其最大起重量为500KN。

（1）纵向主桁架：是吊架的主要承重部分，桁架用万能杆件和[30槽钢拼制而成，共四片桁架，各片之间设横向联结系连成整体。

（2）横向起重扁担：由I55和[30以及∠100组拼而成，其上安装一组苏式定滑轮组，用于起吊梁块，该扁担通过两个10t的倒链，可以在主桁上顺桥向来回滑动。

（3）平衡重及锚固装置：其目的是保持主桁架的平衡，防止吊架倾覆翻转。

拼装1#~2#块件，不设平衡重，而用8根φ35的锚固杆，将主桁架锚固在0#块的竖向预应力粗筋上，拼装3#~11#块件时，双悬臂吊架分成两个单悬臂吊架，每个单悬臂吊架分别采用1个浇满水的、重量为23t的浮箱作为平衡重，还分别用4根φ35的锚筋将主桁架锚固于已拼好梁块的竖向预应力筋上，防止吊架倾覆。

（4）起重机构：每个吊点由2个苏式五轮滑车组组成，用一台7.5t卷扬机带动。

（5）走移机构：吊架整体纵移采用两组8米长的钢轨作下滑道，主桁底部设上滑道，上下滑道间涂黄油，用两台10t倒链拖动，横向起重扁担的走行，采用扁担直接在主桁上滑移（涂黄油），由两台10t倒链拖动。

（6）吊篮工作平台：供穿束、张拉、压浆人员工作之用。

它悬挂在主桁架的前端。

2.吊架拼装与改装吊架的拼装程序如下：（1）将吊架分成对称的两组（每组各2片），并在岸上分别预拼好。

（2）在0#块顶部按设计位置布置纵向主桁架的四个支点。

（3）将两组主桁架浮运至墩下，每组主桁架重约20t左右，合用两台水上TMK吊机将其吊上0#块顶部，两组主桁架就位后，立即拼装横向联结系。

（4）吊架锚固于0#块顶部，并在其上安装横向起重扁担。

（5）安装电动卷扬机（2台7.5t卷扬机）和滑车组。

（6）安装吊篮工作平台。

经上述安装后的吊架即可进行悬拼工作了。

每侧拼完2#块后，将吊架进行如下改装：（1）起重扁担内移至支点附近，并设置好平衡重。

（2）在主桁架底部设置滑道，并涂上黄油，准备好拖拉主桁架的倒链（10t 倒链）。

（3）沿主桁架中部拆开分离。

这时吊架改装成了两个独立的悬臂吊架，用于分别吊装两侧的块件（3~11块）。

3、吊架的移动块件拼装及预施应力后，在拼装下一块件前，吊架需进行前移，具体步骤如下：（1）将起重扁担内移至支点附近并松开锚固杆。

（2）用50t千斤顶将吊架稍稍顶起，将下滑道前移2.5m或3.5m。

（3）吊架前移采用2台10吨的手拉倒链，在下滑道前端设置反力点，倒链连接于反力点与主桁架前支点的牵引鼻之间。

（4）收紧倒链，实现吊架前移。

（5）吊架定位对中。

（6）安装限位装置，固定锚杆，并前移起重扁担，准备下一块件的拼装。

（二）块件拼装作业程序1.湿接缝块件拼装作业程序（1）驳船浮运1#块至桥下预定位置，并将驳船靠泊稳定。

（2）挂好吊点后，两侧块件同时起吊，块件吊离驳船20cm左右后即可停止提升，检查起重设备是否工作正常，当确认一切安全可靠后即可撤走驳船，将块件继续提升至拼装高度。

（3）移动横向起重扁担，使1#块与0#块靠拢，初步进行定位检查，检查缝宽（设计为20cm），核对孔道对接情况，发现问题及时处理。

（4）正式定位后，焊接湿接缝定位撑块，并安装湿接缝制孔胶管、钢筋、模板等。

（5）张拉临时束后，浇注湿接缝砼。

（6）待砼强度达到40号后，进行全面预施应力。

2.胶接缝块件拼装作业程序除1#块外，其余块件接缝均为胶接缝，拼装作业程序如下：（1）、（2）同湿接缝拼装。

（3）将块件起吊至拼装高度进行试拼，初步定位，检查块件的标高，中线以及孔道接头并进行处理。

（4）将块件移开，在接缝面涂环氧树脂。

（5）块件靠拢，正式定位。

（6）张拉临时束（吨位为设计吨位的60%），保温12~24小时后，进行正式预应力张拉。

一、块件拼装的接缝处理及预施应力（一）湿接缝本桥悬拼“T”构中，仅在0#块与1#块之间设置了缝宽为20厘米的湿接缝，其作用是便于1#块的拼装定位，保证现浇0#块与预制1#块之间的接缝密贴。

湿接缝砼标号与梁体砼标号相同（50号），并掺入膨胀剂以消除砼收缩裂缝，保证接缝质量。

（二）环氧树脂胶接缝1.胶接缝的作用及影响胶接缝强度的因素：①提高悬拼块件间接缝的抗剪能力，改善接缝处的应力传递。

②使接缝能承受拉力，提高抗裂性。

③增强悬臂的的整体性等。

胶接缝的强度除和选用的胶结材料及其配合比有关外，还和胶接缝的施工操作工艺有密切关系。

例如：非活性稀释剂用量过多，胶接缝施加压力不足（小于2kg/cm2），胶接面处理不佳（油脂未除去，胶合面潮湿），硬化温度不合适，作业时间超过规定等等，均能引起胶接缝强度降低，因此选择适当材料、严格施工工艺是保证胶接缝质量的关键。

2.树脂胶的材料施工中采用的环氧树脂的材料主要是由环氧树脂粘结剂、增塑剂、稀释剂、硬化剂以及填充料等材料组成。

①环氧树脂粘结剂：采用6101低分子量树脂。

②硬化剂：根据施工操作时所需的硬化时间，选用了在常温硬化的简苯二胺。

③增塑剂：环氧树脂硬化以后，其性能较脆，为增加胶结材料的塑性，提高其抗冲击、抗弯及抗拉性能，选用二丁脂作增塑剂。

④稀释剂：在常温条件下，可降低粘度，浸润胶合剂表面，提高粘结力，增加体积容量和填充料含量，以及便于涂抹与延长使用时间。

本桥选用活性稀释剂501#（环氧丙烷丁基醚），施工中还采用了非活性稀释剂丙酮来吸附涂胶面的水分。

⑤填充料：是改善胶结料的机械物理性能，满足操作要求的掺合料，施工选用了便于调整施工稠度，控制胶层厚度，提高胶缝弹性模量的水泥作为填充料，所用水泥须干燥无水，并用900孔/平方厘米的筛子过筛。

⑥辅助材料：由于环氧树脂胶结料不溶于水，因此对工具的洗刷采用丙酮或二丁脂。

3.环氧树脂胶结料的配方环氧树脂胶结料的配方，是根据胶接缝所要求的物理力学性能，以及拼装时的环境温度和所要求的操作时间而选定的。

本桥在经过几十种配方试验后，选择了低温配方和高温配方各一种，如下表所示：数据以涂胶厚度不超过1毫米，在涂胶时间内不产生下淌为宜，其它材料的用量均不得随意更改。