杭州湾跨海大桥70m预应力混凝土箱梁简支变连续施工技术

铁　道　建５４　筑　Ｎ１）、ｅｍｂｅｒ．２０ｏ６　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３—１９９５（２００６）１１－００５４．０４　杭州湾跨海大桥７０　ｍ预应力混凝土箱梁　简支变连续施工技术　冯宗朝　，孙　，王玉鹏　，李传勇　（１．杭州湾大桥工程指挥部，浙江宁波３１５３２７；２．铁道科学研究院，北京１０００８１）　摘要：研究了杭州湾跨海大桥７０　ｍ预应力混凝土箱梁的海上运输、架设、以及箱梁由简支变连续的施工　技术及质量控制措施。该技术的成功应用对今后类似大型箱梁水上运输、架设和简支变连续施．Ｘ－均有　一定的参考价值。　关键词：简支变连续　支座调平　箱梁架设　中图分类号：Ｕ４４５．４７　１文献标识码：Ｂ　１　工程概况　杭州湾跨海大桥是国道主干线同三线跨越杭州湾　的最便捷通道，大桥全长３６　ｋｍ，计划２００８年建成，　２００９年通车。全桥７０　ｍ预应力混凝土箱梁共５４０片，　分布在中引桥、南引桥低墩区和南、北航道桥高墩区，　海上双幅分布长度１８．２７　ｋｍ。７０　ｍ预应力混凝土箱　梁在海盐预制场预制，由两艘运架一体化的专用起重　船运至桥墩处，架设在临时支座上。然后进行箱梁精　确定位、安装箱梁永久支座、现浇湿接头混凝土、张拉　湿接头预应力筋、预应力孔道真空辅助压浆、撤除临时　图１低墩区墩顶平台安装　支座实现体系转换，箱梁由简支梁转换为连续梁。　７０　ｍ预应力混凝土箱梁，采用单箱单室截面，标　准段主跨单幅桥主梁顶宽１５．８　ｍ，底宽６．２５　ｍ，梁高　４．０　ｍ，桥面横坡２％。中跨箱梁每片质量２　１４０　ｔ，边跨　箱梁每片质量２　２００　ｔ。　每个墩顶有４个临时支座，中墩临时支座中心线　与永久支座垫石顺桥向中心线一致，边墩临时支座中　心线与永久支座垫石横桥向中心线一致。每个临时支　座由橡胶板、钢垫板、砂顶、砂顶小托盘、四氟板、不锈　钢板、大托盘组成，如图２所示。在砂箱装配完成后用　８００　ｔ千斤顶在８００　ｔ反力支架上预压，预压至６００　ｔ＝　在临时支座安装前用砂箱和橡胶板的压缩量之和同厚　２　７０　ｍ箱梁海上运输和架设　箱梁采用专用运架船３　０００　ｔ“天一”号和经改造的　２　５００　ｔ“小天鹅”号进行海上运输及架设。箱梁海上　的钢板进行预抬，根据经验，一般预抬８　ｍｍ即可，以　运输及架设包括：７０　ｍ箱梁架设前准备工作，专用运　架船自出海码头取梁、载梁海上航行，抛锚定位及落　梁，专用运架船退出。　２．１箱梁架设前准备工作　便保证箱梁安装后的梁顶标高，梁顶面高程允许误差　是＋８　ｍｍ，一５　ｍｍ。每片箱梁４个临时支座顶高差　≯５　ｍｍ。箱梁架设前，按设计要求将不同的永久支座　吊至相应墩顶的垫石上，进行粗定位．。箱梁架设后，在　墩顶湿接缝施工前，再对永久支座定位进行精调，并对　７０　ｍ箱梁架设前，需要完成墩顶平台安装、临时　支座安装和永久支座安装等准备工作。图１为低墩区　墩顶平台安装时的情形。　支座腿、调平层进行压浆。　２．２箱梁出海栈桥码头及专用运架船码头取梁　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第１１期　杭州湾跨海大桥７０　ｎｌ预应力混凝土箱梁简支变连续施工技术　５５　图２临时支座　７０　ｍ预应力混凝土箱梁从海盐预制场到大型专　用起重船有一个适应作业环境的专用重型出梁栈桥码　头。由于箱梁出海码头低潮位时其水深不能满足专用　运架船载重吃水深度，故专用运架船均在涨潮期间进　入出海码头取梁，退潮前退出。图３为“小天鹅”号船　在栈桥码头取梁。　图３　“小天鹅”号船在栈桥码头取梁　２．３专用运架船抛锚定位及落梁　专用运架船航行至待架桥跨中线上游，距待架桥　墩孔约２５０　ｍ时，进行抛锚，利用绞锚机将专用运架船　绞进待架桥孔位置。根据墩顶布置的纵向、横向控制　线，用短钢尺和线锤进行粗测量，箱梁缓慢落在４个临　时支座上。箱梁落在临时支座上的可调范围是：中墩　纵、横向均是１５　ｃｍ，边墩纵向１５　ｃｍ，横向７．５　ＣＩＴＩ，为了　减少后续箱梁精确定位工作量，落梁时，尽量减小误　差。根据落梁实际情况，在有风、浪的影响下，一般均　能控制在１０　ｃｍ以内，在无风、无浪的天气，落梁能够　控制在５　ｃｍ以内。　　’２．４箱梁精确定位　箱梁精确定位由２台水平位移千斤顶、配套油泵　及反力架完成。箱梁精确定位前检查箱梁的平面位　置，根据箱梁的偏位方向尺寸，重新布置好墩顶纵、横　向控制线。将大托盘与钢砂顶之间的限位槽钢取出，　然后安装顶座、千斤顶等调位装置（如图４所示），将吊　锤挂好，开始调梁。纵移时４台千斤顶应同步进行，横　移时箱梁可一端同步进行。在向一个方向调位时，顶　塞应先松开一定距离，但不能太大，以发挥保险作用，　若调位幅度较大，可分几次调节水平顶松开的距离。　精确定位时纵桥向控制在１０　ｍｍ以内，横桥向需控制　在５　ｍｍ以内。在精调箱梁时，需遵循先纵移后横移　的原则。如大托盘内空间不足，则可利用反力架（如图　５所示）来进行精确定位。　图４箱梁精确定位调传装置　图５临时支座调位反力架　３墩顶湿接头施工及体系转换　在箱梁精确定位完成后，即可进行墩顶湿接头施　维普资讯 http://www.cqvip.com

５６　铁道　建筑　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ．２００６　工和体系转换。墩顶湿接头施工及体系转换主要工序　有：永久支座调平层压浆，湿接头钢筋绑扎、湿接头模　板安装、混凝土浇筑、混凝土养护、预应力张拉、预应力　孔道压浆、体系转换。　３．１永久支座调平层压浆　永久支座下面的钢板四角共有４个最大工作载荷　为２０　ｋＮ的小千斤顶，采用小千斤顶调整支座高程、偏　位以及四角高差，支座安装要求见表ｌ。经测量，永久　支座各检查项目调整符合要求后，永久支座压浆采用　位能法压浆，为了保证压浆质量，支座压浆分两步进　行：①将砂浆从梁顶用压浆管导入支座腿预留孔内，直　至砂浆从预留孔四周溢出，待水泥砂浆凝固后将支座　４个预埋锚栓固结。②在支座下钢板四周立模板（模　板采用　５０　ｍｍ×５０　ｍｍ×５　ｍｍ角钢加工）。松开支座　下钢板螺栓，用４个千斤顶将支座顶高３　ｃｍ，往支座下　钢板与支座垫石问灌注水泥砂浆，灌注过程中用ｊ５１０　ｍｍ钢筋捣实，并使水泥浆顶面高出支座套筒５～ｌ０　ｍｍ（支座精调到位后，支座套筒高度就是永久支座调　平层高度），用抹平尺将水泥砂浆抹平。拆除千斤顶，　使支座缓慢落在支座套筒上，并旋紧螺栓。用土工布　将支座四周调平层围起来，洒水养护。　表１支座安装实测项目　检查项目　允许偏差　检测方法　支座顺桥向偏位／ｍｍ　１０　经纬仪与钢尺　支座高程／ｍｍ　±５　水准仪　支座四角高差／ａｒｍ　２　水准仪　活动支座上下支座板顺　用钢尺量上下支座板轴线　５　桥向交叉角／（　）　之间的间距反算　３．２湿接头钢筋绑扎　每个墩顶湿接头钢筋用量不大，只有５．５５　ｔ，但操　作空间狭窄，钢筋绑扎或搭接焊施工难度较大。钢筋　绑扎顺序为底板、腹板、顶板。由于腹板顶部钢筋密　集，横向、纵向波纹管在此交叉，为了保证腹板混凝土　的振捣质量，此处钢筋间距可做适当调整，使振捣棒能　够顺利插拔。　３．３湿接头模板安装　湿接头模板共有三部分组成：底模、内模、外模。　湿接头底模采用竹胶板，支撑以墩顶混凝土面为基础。　湿接头内模采用全钢模，内模是通过螺栓将一块块小　块模板形成整体，再用９根顺桥向拉杆加强内模整体　刚度，待湿接头底板混凝土浇筑完毕后，在人孔位置处　立６根钢支撑。湿陵　外侧模采用全钢模，外侧模往　湿接头的高、低边分别成整体，外侧模利用６根拉杆分　别拉在翼缘板底部、箱内钢内模上、支座垫石的内侧，　保证外侧模与梁体混凝土密贴。　３．４湿接头混凝土浇筑　墩顶湿接头混凝土采用Ｃ５０海工耐久混凝土，由　海上梁面上混凝土工厂供应，采用８　ｒｎ３的搅拌运输车　运送浇筑。混凝土浇筑时间应选在一天温度最低时进　行，单幅单联湿接头的混凝土一次性在气温回升前浇　筑完成。混凝土浇筑从远离混凝土工厂一端开始向靠　近混凝土工厂的方向进行。　为了保证湿接头底板马蹄处的混凝土振捣质量，　在内模高低边隔墙的正面各有一个预留孔，混凝土振　捣时，混凝土施工人员钻人湿接头钢筋内，进行底板马　蹄处混凝土振捣，待底板混凝土浇筑完毕后，割断的钢　筋按规范要求，采用搭接绑扎或搭接焊的方式进行恢　复。湿接头混凝土浇筑完毕后，为预防混凝土收缩裂　纹，需进行两次收浆。　３．５湿接头混凝土养护　等待凝固的时间正是混凝土对塑性收缩裂缝最敏　感的时间，因此需要及时养护。塑性收缩裂缝还与混　凝土泌水、气温、相对湿度、混凝土温度、风速等因素有　关。解决的措施就是养护，也就是控制水分的蒸发，控　制热量损失速率即保温隔热。在桥面混凝土收浆完毕　之后，立即采用土工布进行横向覆盖养护。洒水次数　应以保持混凝土表面湿润状态为度。　３．６湿接头预应力束张拉　湿接头混凝土强度达到８５％设计强度后应及时　张拉纵向预应力束。张拉原则遵循对称张拉、先边墩　后中墩、先腹板合拢束后底板、顶底板合拢束的原则进　行。张拉用千斤顶、油表使用前必须经过有资质的检　测单位标定，标定后千斤顶和油表配套使用，绝对不允　许交叉使用　张拉前进行合理分工，专人负责开油泵，　为ｒ掌握油泵的性能，操作人员应相对固定，即专人专　泵，专人负责测量，专人测量数据统计计算　预应力张拉过程是：两端同时分别加荷到０．１　、　０．２ａ　、０．５　、１．Ｏａ　记录相应时刻千斤顶油缸外伸量　及夹片外露量。当张拉力在达到设计张拉应力　时，　持荷５　ｍｉｎ，并维持油压表读数不变，然后主油缸回油，　钢绞线锚固，回油卸顶，张拉结束　预应力张拉要求见　表２。　３．７湿接头预应力孔道真空辅助压浆　预应力张拉完毕后应尽快压浆，浆体为Ｃ４０水泥　浆。７０　ｍ预应力箱梁湿接头预嘘力孔道压浆采用真　空辅助压浆技术，压浆前将密封罩用螺栓固定在锚垫　板Ｅ，密封罩四周应均匀受压，不得受压不匀而漏气：　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第１１期　杭州湾跨海大桥７０　ｍ预应力混凝土箱梁简支变连续施工技术　５７　将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上。　以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚垫板压浆孔　连接起来，其中非压浆端锚垫板上的出浆孔与三向阀　门之间用透明塑料管连接。　表２预应力张拉实测项目　检各项目　规定值或允许偏差　检查方式　检查频次　查油压　真空压浆提高了浆体密实度。由于孔道浆体密实度提　高，预应力筋的防腐功能大大提高。　３．８体系转换　待孔道压浆强度达到设计强度后，拆除临时支座，　转换为永久支座受力。箱梁由架设时的简支状态变为　连续梁状态，完成体系转换。　在拆除临时支座的砂顶时，每片箱梁四角的砂顶　张拉应力值　张拉伸长率／％　回缩量／ｍｍ　符合设汁要求　±６　≤６　表读数　尺量　尺量　应同时拆除。旋出砂顶下端螺帽，钢砂流出。若钢砂　全部　全部　丸不能自动流出来，则可用钢筋掏出。钢砂应回收利　用，砂顶顶心落下后，移走砂顶及其底下滑移装置。每　联箱梁的临时支座拆除应从中梁向边梁对称拆除。当　一每束ｌ根，且每断面不　钢绞线断丝、滑丝数　超过钢丝总数的１％　目测　全部　压浆前关闭所有排气阀门（连接真空泵的除外），　启动真空泵抽真空，当真空泵压力表达到一０．０７　ＭＰａ　联中所有临时支座拆除完毕后，则该联箱梁体系转　换完成。　时，启动压浆泵开始压浆，直至非压浆端透明塑料管中　出现水泥浆，关闭真空泵，打开三向阀门，当阀门口流　出浓浆时关闭阀门，继续压浆并在０．５　ＭＰａ的压力下　保压２　ｍｉｎ。在施工过程中要确保浆体流动度在１４～　１８　ｓ之间、管道不漏浆，密封罩与锚垫板密贴，抽真空　在压力一０．０７　ＭＰａ下，以及确保压浆泵压力在０．５～　０．６　ＭＰａ，保压过程中注意密封罩要进行放气，就能保　４　结语　杭州湾跨海大桥７０　ｍ预应力混凝土箱梁自２００５　年６月１日开始架设以来，目前已经架设３５４片，其中　浇筑湿接头３５联，完成体系转换２８联，工程进展顺　利。７０　ｍ箱梁运输、架设及体系转换施工过程中采用　了新材料、新工艺、新设备，尤其是３　０００　ｔ专用运架船　为国内首次使用。湿接头施工中许多好的施工技术值　得总结，如内模开孔很好地解决了湿接头底板马蹄处　证孔道内、密封罩内浆体密实、饱满　为了确保工艺效果，施工单位在施工现场按照真　空辅助压浆的浆体配置工艺进行压浆试验　然后剥出　预应力管道，进行切片，其效果非常好，如图６所示。　的混凝土振捣问题；湿接头内外全钢模的制作，确保了　混凝土的外观质量。７０　ｍ箱梁海上运输、架设及体系　转换施工技术不仅是对杭州湾跨海大桥的贡献，也是　对中国桥梁技术进步的贡献，该施工技术的成功应用　对今后类似大型箱梁水上运输、架设和简支变连续施　工均有一定的参考价值。　参　考　文　献　［１］浙江省交通厅２００５，杭州湾跨海大桥专用施工技术规范　［ｓ　．　［２　ＪＴＪ０４１—２Ｏ００，公路桥涵施工技术规范［ｓ：．　修回日期：２００６—０８—２０　刳６颅　力孔道真空辅助压浆浆体试件切片　（责任审编　王红）　ｃ　ｊ　．＇：—　，　、　ｊｃ　咒　—，ｅ　ｌ咒ｊ　、　—　—，ｅ—＿咒　—，ｅ一—，ｃ一、　一　欢迎订阅　Ｓ　：　—　ｗ　—　ｘ　Ｗ　欢迎投稿　诚招广告