泸定水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术

泸定水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术
胡传安黎文海赵华荣
(中国水利水电第十四工程局曲靖分公司，云南曲靖 655000)
摘要：泸定水电站尾水大桥属于318马路改线组成部分，横跨发电厂房尾水渠，上部为连续预应力箱梁结构。

为满意上、下游接线须要，尾水大桥为弯箱梁，纵坡达4%。

因转弯半径小，纵坡大，桥墩较高，桥墩最大高度达34.5m，底板地质条件较差，及厂房施工干扰较大，施工难度较大。

经过分析论证，最终采纳满堂支架方案，顺当完成了施工任务，对类似工程具有较好的借鉴参考价值。

关键词：尾水大桥连续预应力箱梁满堂支架
1 工程概况
跨尾水渠大桥为G318马路泸定水电站发电厂房段的改线工程。

桥梁的布孔受桥下尾水渠边墙布置、尾水渠和厂房基础开挖及场内道路布置等因素限制，设计为6-40m预应力连续弯箱梁，全长246.10m。

桥轴线为路中线，布置在缓-圆-缓型的平面曲线上。

桥面按路面超高设置横坡，桥墩按法线方向布置。

箱梁为单箱单室宽翼缘截面，翼缘板宽 1.725m，端部厚18cm，根部增至50cm。

箱室底宽538.4cm，腹板为斜腹板，腹板厚度均为50cm，顶板厚25cm，底板厚25 cm，梁体为250cm等高度箱梁。

箱梁位于半径为255m的平曲线上，为增加箱梁的整体抗扭实力，在支座处设有横隔梁，在每跨跨中设有一道横隔板。

桥墩采纳设倒角的矩形实体墩，1#、2#、3#、5#桥墩基础为带承台的桩基，4#桥墩基础设计为及尾水渠墙体结合在一起。

桥台设计为双柱式轻型桥台，桩基础。

箱梁采纳C50混凝土浇筑，桥面铺装采纳C40合成纤维混凝土，桥墩、桥台盖梁采纳C40混凝土，桥墩承台及扩大基础采纳C35混凝土，桩基均采纳C35水下混凝土。

预应力束由7～19根15.2钢绞线组成。

预应力管道采纳预埋塑料水纹管。

2 施工难点分析
（1）上部结构为连续预应力箱梁，为满意接线须要，平面转弯，转弯半径仅255m，纵坡达4%，因特别的线形，方案决策难度较大。

（2）桥墩较高，最大高度达34.5m，无论是采纳支架方案还是贝雷架方案，均有较大的难度。

（3）尾水渠底板覆盖层深厚，以漂卵石覆盖层为主，局部为粉土地层，受渗水影响，地基软化，地基承载力较差。

（4）第一跨、第四～六跨基础及尾水渠结构干扰，或位于尾水渠开挖覆盖层边坡之上，如采纳支架方案，基础处理难度较大。

（5）施工干扰大，尾水大桥及厂房基坑施工及压力钢管运输，均存在较的干扰。

3箱梁方案选择
（1）移动模架方案。

移动模架方案具有施工快速，平安，及基坑施工干扰
小等优势。

但由于本箱梁平面转弯，且转弯半径较小，纵坡大，经及众多移动模架专业厂家询问，参照移动模架施工工法，一般采纳移动模架的桥梁平面转弯半径须大于400m，因本工程线形特别，移动模架的稳定问题突出，几乎无法采纳移动模架浇筑，即使采纳特制移动模架浇筑，因须量身定制，后续无法及其他工程周转运用，施工成本极高，是极为不经济的。

（2）贝雷架方案。

贝雷架方案简便，通常在须保证底部通行的工程上运用。

本箱梁单跨度达40m，跨中必需设置钢管支墩，钢管支墩高度大，截面小，长细比小，自身稳定问题突出，加之地基承载力较差，存在较大的平安隐患。

（3）满堂支架方案。

满堂支架是最常规的方案，具有机动敏捷、平安牢靠
等优点，有快插体系支架及一般满堂支架两种形式，快插体系支架钢管材质有保证，轴心抗压性能优良，但缺点是整体稳定性较差，如基础产生不匀称沉降，产生整体失稳的风险较大。

经上述分析对比，依据现场的实际条件，最终确定采纳一般满堂支架方案。

4满堂支架方案面临的问题及对策
（1）地基承载力问题。

满堂支架对地基承载力要求较高，尾水渠底板覆盖层无法满意承载力要求。

对局部地基承载力较低部位，采纳石渣进行换填，采纳振动碾分层碾压密实，经承载力检验合格后，浇筑垫层混凝土，垫层混凝土依据现场的地质条件，厚度按20～60cm限制，局部增设钢筋网，提高基础的整体性。

对于支架基础部位出露的渗水，采纳引排措施，避开浸泡软化地基。

（2）上、下游斜坡基础问题。

满堂支架立杆基础必需水平，且承载力须满意要求，如立杆干脆布置在斜坡覆盖层基础上，无法满意整体稳定要求。

统筹支配尾水渠施工进度，对于第一跨、第四跨、第五跨斜坡基础，在搭设相应部位支架前，将相应的挡墙混凝土浇筑至肯定高程，并刚好对墙背进行回填，回填形成水平基础，再对基础进行硬化处理。

对于第六跨斜坡基础，在支架基础水平投影范围内，顺坡面自下而上浇筑混凝土台阶，形成台阶式基础。

（3）施工干扰问题。

尾水大桥施工及压力钢管运输、厂房基坑施工及机电安装交叉作业，通道干扰问题突出。

统筹支配尾水渠底板及箱梁施工
进度，在第三跨箱梁施工期间，满堂支架将下基坑道路封堵，暂停尾水渠底板施工；在施工第六跨脚手架前，完成压力钢管运输，施工第六跨时，在第五跨设置4.5m门洞，确保机电安装通道畅通。

（4）材质问题。

依据国内钢管供应市场实际状况，基本无符合国标的产品，实际壁厚远低于国标标准。

在满堂支架的设计计算时，依据实际的钢管壁厚进行设计计算，依据理论计算厚度选择钢管供应商，以计算厚度作为材质标准。

5满堂支架设计及质量限制
5.1满堂支架结构参数
依据最高一跨脚手架进行设计计算，箱梁支撑脚手架选用外径48mm、壁厚3.0mm钢管，材质为Q235，步距1.2m，立杆间、排距均为0.6m，长宽方向均设置剪刀撑，宽度方向剪刀撑按每4跨设置一道，内外侧立面设置连续剪刀撑，剪刀撑及地面夹角按50°限制。

为降低风荷载，仅上部通道两侧挂平安网。

支架搭设宽度为箱梁水平投影宽度加两侧走道宽度。

支架立杆基础设置钢垫板，以分散立杆基础应力。

立杆采纳对接接长，剪刀撑采纳搭接接长。

立杆及水平杆接头避开在同一截面上。

遇桥墩时，利用支架附墩，增加整体性。

5.2满堂支架质量限制要点
（1）材质。

用于支架的钢管、扣件必需有出厂材质检验报告，并经进场抽检合格，方可投入运用。

（2）地基承载力。

地基承载力检验合格，标准值不小于200kpa，并经监理工程师验收签证。

（3）严格限制立杆间距、排距，以及步距，偏差不大于10%。

（4）立杆垂直度是确保支架达到设计受力工况的关键，立杆垂直度按0.5%限制。

（5）扣件紧固程度。

扣件采纳扭力扳手抽检，合格标准为紧固力不小于35kn*m，抽检合格率不低于85%。

5.3满堂支架预压
为消退承重架、模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，测量承重架弹性变形的实际数值，作为箱梁立模预拱度设置的参考；同时，检验承重架的受力稳定状况，确保承重架平安，依据规范要求对支架进行预压。

采纳堆载砂袋预压。

为保证预压荷载的合理分布，模拟混凝土浇筑依次进行加载，第一步加载底板钢筋混凝土重量，第二步加载腹板钢筋混凝土重量，第三步加载翼缘板及顶板钢筋混凝土重量。

考虑到混凝土振捣产生的动荷载、小型机具荷载及风荷载，预压荷载按总荷载的1.2倍考虑。

砂袋采纳装载机协作人工装矿袋，50t汽车吊、塔机吊运。

在预压过程中，加载、卸载前后对底模、腹板模板进行观测，计算非弹性变形及弹性变形
量。

依据第一跨预压实测成果，50%的测点非弹性变形大于10mm，局部达22mm。

依据预压过程中的巡察检查，因对基础进行了特别处理，基础沉降变形的因素较小。

考虑到张拉后，跨中起拱约1～2cm，跨中按5cm设置预拱度，全跨按抛物线安排。

后因工期惊慌，经参建各方协商，自第二跨起取消系统预压，仅对第四跨基础条件较差部位进行局部预压，预拱度按7cm 设置。

6连续预应力箱梁施工技术方案
6.1浇筑分段、分层方案
为利于支架稳定，分两层浇筑，第一层浇筑底板及腹板，第二层浇筑顶板及翼缘板，分缝位置避开倒角等应力集中部位。

依据设计要求，在零弯矩旁边设置施工缝，第一跨长47m，第二～五跨40m，第六跨33m。

6.2模板及支撑加固方式
采纳竹胶板模板，堵头采纳木模。

底板铺设纵横向双层枋木，横向枋木截面为15×15cm，间距60cm，纵向枋木截面为5×10cm，间距20cm，枋木表面铺竹胶板模板，底模利用顶托调整。

腹板外侧模采纳增加斜钢管支撑，并及支架连接支撑，内、外模均采纳枋木作背枋，纵向钢管做围令，对拉加固。

反倒角部位以及进人孔底板等部位，设置排气孔、振捣孔。

顶板采纳在底板上搭设脚手架支撑，支撑方式同底模。

6.3材料垂直运输方案
采纳支架方案，材料垂直运输工程量大，为满意材料垂直运输须要，分别在2#桥墩外侧及4#桥墩内侧各安装1台塔机，局部采纳汽车吊协助吊运。

6.4细骨料问题探讨
箱梁混凝土标号为C50高性能混凝土。

因大渡河流域自然砂含泥量、云母含量超标，只能采纳机制砂，但泸定水电站的砂石系统依据水工规范设计，采纳半干半湿法生产工艺，石粉含量符合水工规范，但不满意桥涵规范。

经实地考察、取样试验，湿法生产的皮带上取样检测的石粉含量满意桥涵规范要求，对砂石系统生产方式进行调整，集中为箱梁生产一批水洗砂。

石粉洗掉后，细度模数达 3.3，超过规范上限。

经试验分析，细度模数超标主要影响混凝土和易性，对于混凝土强度有利无弊，通过适当增加胶凝材料、调整聚羧酸掺量改善混凝土和易性，满意施工要求，获得了胜利。

6.5混凝土浇筑方案
混凝土采纳48m汽车泵入仓浇筑。

第一层先浇筑腹板根部，再依次浇筑底板、腹板，左、右两侧对称下料浇筑，长度方向上分段、分层浇筑。

第二层全断面推动，纵向分段分层浇筑。

采纳φ50mm振捣器振捣。

底板及顶板设置样架限制收仓高度，人工抹面。

对于锚固端等钢筋密集部位，采
纳小直径振捣器细致振捣。

6.7混凝土养护措施
依据外界的气候条件，分别采纳洒水养护、蓄热法养护，依据监测资料，2～3天混凝土内部温度达到峰值，重点做好前7天的养护措施，确保混凝土表面保持潮湿，持续养护时间一般按14d限制。

6.8预应力施工
箱梁线形为平面转弯，纵坡较大，水纹管安装精度要求较高，测量放线困难。

提前由测量人员编制放样图纸，绘制每根水纹管沿桩号方向相对于底模的高程变更，现场以桩号、侧模、底模为参照限制定位。

塑料水纹管采纳样架钢筋固定，间距按80～100cm限制，对弧段加密样架钢筋，确保水纹管精度，局部钢筋及水纹管有干扰，在不影响结构的前提下，对局部钢筋进行适当调整。

钢绞线端头设置P锚，采纳挤压机现场加工锚头，钢绞线采纳连接器接长。

混凝土强度达到设计强度90%以后起先张拉，一般5d后可起先张拉，采纳400t穿心式千斤顶整体张拉，左、右两侧对称张拉，张拉依次为自腹板根部向顶板张拉，先张拉腹板，再张拉底板，最终张拉顶板支座负弯矩预应力束。

张拉完成后，马上进行孔道压浆，采纳真空压浆工艺，制浆时掺入膨胀剂，排气管采纳镀锌铁管，并安装球阀，以便于限制注浆饱满度。

6.9桥面系施工
（1）垫石及支座施工
依据原方案，支座设置下垫石和上垫石，上垫石高度较小，钢筋网层数多，难以限制施工质量，经及设计协商，采纳上垫钢板替代上垫石，钢板平面尺寸较对应的支座大5cm，支座螺栓部位预留螺栓孔。

桥墩浇筑完成后，设计对支座型号进行了调整，调整后，有两个桥墩无下垫石空间，最终采纳将墩顶部分混凝土凿除，形成凹坑，增加钢筋网片，采纳下垫钢板替代下垫石。

支座均采纳抗震盆式橡胶支座，分固定支座、双向支座和单向支座。

支座地脚螺栓孔在浇筑垫石时预留，垫石顶部及支座之间的间隙及支座地脚螺栓孔均采纳ICG设备基础加固型超早强型回填灌浆料回填。

立模后，支座及模板之间的缝隙采纳土工布填塞，避开浆液进入支座。

（2）防水层施工
桥面采纳XYPEX防水材料防水。

施工流程为基面检查→基面处理→基面润湿→制浆→涂刷XYPEX灰浆→检验→养护→验收。

涂刷工具采纳专用的半硬尼龙刷。

涂刷时应留意肯定的力度，以保证凹凸处都能涂上。

涂层厚度≥0.8mm，涂刷一般分为二遍成活，每一遍涂刷应交替变更涂层的涂刷方向，同层涂膜的先后搭接宽度宜为30-50mm。

（3）桥面铺装混凝土施工
桥面铺装混凝土采纳半幅施工，整体自上游向下游分段施工。

采纳角
钢做轨道，混凝土采纳搅拌车运输，干脆入仓，振捣梁振捣，人工抹面收光，利用铝合金刮尺检查限制平整度。

浇筑完成后，依据4m切缝，缝宽0.5cm，深度1.5cm。

达到设计强度后，采纳刻缝机刻槽。

6.10冬季施工措施
进入10月份，气温渐低，最低气温在3°左右，影响混凝土强度增长，且简单导致温度裂缝，实行了以下措施：
（1）顶板采纳蓄热养护，收仓后，在顶板覆盖一层塑料薄膜保水，再在上面覆盖2cm保温被，保温被上面再覆盖彩条布，避开热量、水分自保温被接缝间散失。

保温材料顶部采纳枋木压紧。

充分利用保水材料避开水分散失，有效利用混凝土自身散热提高环境温度，有利于强度快速增长（2）适当推迟内模拆除时间，避开在混凝土温度达到峰值时拆模，降低内外温差。

（3）将箱梁上、下游两端的孔洞封堵，利用混凝土自身散失的热量保持箱梁内部相宜、稳定的温度。

（4）外模在张拉完成后拆除。

通过上述措施，确保了混凝土强度快速增长，即使在冬季低温期间，也能够确保在5d具备张拉条件。

6.11施工进度限制
为满意临时通车节点要求，工期非常惊慌。

依据节点要求，倒排工期，加大人力、材料及设备投入，同时依据3跨配置脚手架、模板材料，确保第二跨以后的脚手架搭设、底模铺设不占直线工期。

在前一跨顶板混凝土待强期间，进行下一跨底板及腹板钢筋绑扎，水纹管安装，施工缝位置预留张拉工位，局部不立模板、不绑扎钢筋。

待前一跨张拉完成后，马上复原张拉工位模板、钢筋，开仓浇筑下一跨底板及腹板，缩短了直线工期。

通过实行上述措施，自第一跨底板开仓浇筑，至第六跨收仓，直线工期仅87天，满意了进度要求。

7结语
（1）满堂支架具有机动敏捷等优点，在此类特别线形桥梁上，具有较好的适用性。

但满堂支架搭设过程中的质量限制极为关键，是确保施工平安的前提。

（2）腹板、翼缘板干脆利用斜撑钢管支撑，刚度相对较差，须实行对拉等补强措施，条件允许的状况下，腹板及翼缘板采纳定型模板最佳。

（3）在桥涵规范中，对砂的指标只有含泥量限制，无石粉含量限制指标。

含泥量主要针对自然砂而言，石粉含量一般针对机制砂而言，推断机制砂石粉中的含泥量，则须进行亚甲蓝试验。

但在施工中，相关方常以桥涵规范中的含泥量作为限制机制砂石粉含量的限制指标，是不合适的。

目前，随着自然砂的削减以及回采限制，机制砂在交通建设中的应用越来越
广泛，应对桥涵规范进行完善，单列机制砂的技术指标。

（4）蓄热养护法确保了冬季混凝土施工质量，确保了强度增长，有利于按期张拉，节约了工期。

（5）桥面铺装混凝土应采纳防水混凝土替代防水层，有利于施工质量限制。

（6）桥面铺装完成后，必需刚好切缝，避开出现裂缝。

作者简介：
胡传安:（1975-），男，云南玉溪人，工程师。

主要从事水利水电工程施工管理工作。

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