PK混凝土箱梁节段预制拼装施工工艺及施工组织

PK混凝土箱梁节段预制拼装施工工艺及方法

PK混凝土箱梁一般采用短线法节段预制，适用于斜拉桥PK混凝土箱梁施工，以及其他箱梁节段预制、胶拼施工。

主要作业内容为：节段梁预制、预应力张拉、节段梁提升、节段梁胶拼、体外预应力张拉。

1.施工工艺流程图

图 1-1 施工工艺及要点流程图

2.施工方法及质量控制

2.1箱梁节段预制

箱梁采用“1＋1 桥位短线法”施工，在首个箱梁节段浇筑后，第 2 个箱梁节段以首个箱梁节段为端模浇筑，进行匹配，从而保障箱梁节段拼装线形控制精度达到±2mm。PK 混凝土箱梁节段的预制施工步骤如下图所示。

步骤一步骤二

步骤三步骤四

箱梁节段预制工艺步骤图

操作步骤如下：

（1）安装并调整浇筑台座模板系统，整体吊装箱梁节段钢筋及部分内模，内模安装后浇筑混凝土并养生。

（2）达到一定强度后拆除一侧端模及侧模并张拉部分横向预应力钢筋，拆除底模后将箱梁节段滑移至匹配台座。精调首个箱梁节段的空间姿态，以首个箱梁节段端面作为第 2 个箱梁节段的端模，进行匹配预制。

（3）第2 个箱梁节段达到设计养护期后，将首个箱梁节段滑移至张拉台座，按要求张拉首个箱梁节段的预应力钢筋并压浆。

（4）将第 2 个箱梁节段移动至匹配台座，并精调其空间状态，进行第 3 个箱梁节段浇筑前的准备工作。待首个箱梁节段达到压浆养护强度后，将其提升至滑移支架。

（5）重复上述施工步骤依次完成剩余箱梁节段的匹配预制。

2.2箱梁节段预应力张拉

为防止结构早期裂缝出现，影响结构的外观和使用性能，保障施工质量，每个箱梁节段在地面预制施工过程中分 4 次张拉（预张拉、初张拉、中张拉与终张拉）。采用数值模拟方法计算确定预应力张拉量，PK 混凝土箱梁节段的预应力张拉步骤如下：

（1）在浇筑 PK 混凝土箱梁混凝土 1.5d 后，混凝土强度达到 65%以上时进行预张拉，张拉量为15%的设计张拉值。

（2）在浇筑混凝土 3d 后，混凝土强度达到 85%～95%时进行初张拉，张拉量为 50%的设计张拉值。

（3）箱梁节段移至龙门吊下方，在箱梁节段提升前进行中张拉，将箱梁

顶板、底板、腹板全部预应力钢筋与横隔板底部预应力张拉至设计张拉值的100%后进行起吊。

（4）将箱梁节段提升至墩顶，并滑移至胶拼位置，完成胶拼后进行终张拉，即张拉所有预应力钢筋到 100%设计值。

2.3提升与落梁

PK 混凝土箱梁节段预制、张拉后，滑移至起吊位置，采用 1100t 特种龙门吊机提升至临时支墩。

PK 混凝土箱梁节段提升至滑移支架后落梁至滑靴，监测滑靴顶部标高，调节无极螺栓使滑靴顶部标高相对高差为 0（保证箱梁节段在滑移和存放阶段均处于水平状态）。在滑靴顶部相对高差调节到 0mm 后，先将梁体下放至距滑靴顶部约 5cm 位置，此时竖向千斤顶按照 5MPa 低压顶升，直至全部千斤顶均与预制节段底面接触严实，完成落梁。千斤顶向上顶升时，位移传感器实时反馈4 个滑靴顶部距节段底部的高度。顶升过程中按照设计支点反力的 10%，分10 级加载至 100%，通过控制系统调整单位时间内的进油量及各千斤顶活塞

杆的顶升速度，设定单次的顶升行程不超过5mm，最终同步顶升 10cm 的行程，将梁体调整至水平状态。整个提升与落梁过程控制在 4.5～6h 内。为保证落梁精度，提升与落梁作业时间全部在日间进行。1100 吨级龙门吊机箱梁提升与落梁如下图所示。

龙门吊机箱梁节段提升示意图

2.4预制梁段滑移

针对混凝土箱梁节段预制拼装研发的滑移控制系统，主要包括：支撑装置、滑移装置、牵引装置。在支撑装置布置橡胶垫块，以形成“柔性”接触，形成秘贴接触面并适应变形。

行走时采用压力监测装置对支撑反力进行实施监测。采用液压千斤顶对支点高程进行调整，以保持四支点高程一致，防止偏载。

滑移装置设有滑道，利用滑靴在滑道实现行走。滑靴设有限位挡块，防止脱离滑道，保障箱梁节段行走安全。滑移时通过连接杆将滑靴与水平千斤顶相连，水平千斤顶顶撑在反力座，带动滑靴行走。

2.5箱梁空间姿态测控

根据 PK 混凝土箱梁节段预制、滑移、存梁过程中的不利工况计算分析得知，箱梁节段单支点与其他三点相对平面高程需控制在±5mm,可以保障混凝土箱梁的拉应力符合规范要求，因此在滑移过程中监测箱梁空间姿态。监测采用圆柱式“液态水平仪”，分别布置在四支点上方的箱梁顶板处，当四支点相对高程接近控制指标时，液态水平仪开始报警。此时，可通过电脑控制液压千斤顶调整箱梁支点的相对水平高程，以控制箱梁节段的空间滑移姿态。

2.6箱梁节段胶拼工艺

PK 混凝土箱梁节段胶拼分为试拼、调位、涂胶、施加预应力等步骤，具体如下：

（1）在胶拼前进行试拼，以确保节段胶拼空间位置一致，减少涂胶后位置调节时间。试拼时调整待拼节段标高，将箱梁节段拼接面靠拢，保证箱梁节段标高、中线、匹配面及预应力孔道接头的对位精度。

（2）梁段试拼后，将匹配块脱离 0.3m，箱梁节段标高和倾斜度不做调整，锁定四支点标高。

（3）匹配块脱离 0.3m 后涂胶，控制涂胶时间，避免环氧树脂失效。卸

载竖向液压千斤顶后，精确测量并记录螺杆伸出基准面长度，对比试拼前、后螺杆伸出基准面的长度，精调长度超过1mm的螺杆，使螺杆伸出基准面长度与试

拼成功时基本一致。

（4）在胶拼箱梁节段中插入剪力键，第 1 次张拉部分顶、底板纵向体内预应力钢筋，使胶缝压力达 0.3MPa 左右，12h 后第2 次张拉至设计张拉量，最后将体内剩余预应力钢筋张拉到位，完成箱梁节段胶拼连接。

（5）重复以上步骤，对 PK 混凝土箱梁节段进行胶拼，最后张拉纵向通长体外预应力束，实施体系转换，实现边跨组拼，完成主梁施工。