特大跨連續剛構懸灌梁施工工法

《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》是中鐵十七局集團第三工程有限公司完成的建築類施工工法；主要完成人分別是邱瑞、杜嘉俊、呂建明、袁俊青和靳江海。該工法適用範圍主要是高墩、特大跨度剛構連續梁的懸灌施工；以及風力在10級以下的懸灌梁施工；由於工期緊，而且安全因素複雜的懸灌梁施工等。

《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》主要的工法特點是：能滿足特大跨連續剛構梁大噸位懸澆節段要求；有較好的社會效益和經濟效益；能保證安全、質量，施工速度快；便於施工，易於施工人員掌握；該工法需較完整的配套機械設備，機械化程度高。

2011年9月30日，《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：特大跨連續剛構懸灌梁施工工法
• 工法編號：YJGF19-2002 
• 完成單位：中鐵十七局集團第三工程有限公司 
• 主要完成人：邱瑞、杜嘉俊、呂建明、袁俊青、靳江海 
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度） 

形成原因

中國國內工程建設領域的普通懸灌梁施工技術多有套用，而後錨式掛籃懸灌粱技術則是新技術。

中鐵十七局集團第三工程有限公司在重慶魚洞長江大橋施工中，採用後錨式掛籃施工技術完成了重達510噸懸澆梁段的特大跨懸灌梁施工，並在實際工程經驗的基礎上，總結完成了《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》。

工法特點

《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》有以下特點：

1、能滿足特大跨連續剛構梁大噸位懸澆節段要求。

2、有較好的社會效益和經濟效益。

3、能保證安全、質量，施工速度快。

4、便於施工，易於施工人員掌握。

5、需較完整的配套機械設備，機械化程度高。

操作原理

適用範圍

《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》適用於如下工程：

1、高墩、特大跨度剛構連續梁的懸灌施工。

2、風力在10級以下的懸灌梁施工。

3、工期緊，而且安全因素複雜的懸灌梁施工。

工藝原理

《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》針對特大跨度剛構連續梁的特點，採用懸臂樑對稱灌注法進行施工。

該工法的主要工程原理和工序方法為：用塔吊進行材料提升，拼裝、拆卸掛籃，混凝土採用泵送，操作人員採用工業電梯垂直運送至作業面。0號段採用在大剛度托架按水平分層3次澆築施工，循環段及合攏段使用三角掛籃施工，合攏順序為先中跨後邊跨，中跨合攏採用水平體外支撐，邊跨合攏增設剪刀撐，施工邊跨不平衡段時在中跨進行壓重以保持受力平衡，灌注中跨合攏段前，先在中跨兩端壓重，灌注時進行均勻卸載。施工方案以平衡作業為基本原則，貫穿於各工序中。

操作要點

一、施工準備

梁部懸灌梁施工前要做好如下的準備工作：

1、設計掛籃並加工（圖5.1.1）。

連續梁懸臂澆築施工掛籃示意圖

2、加工各梁段的波紋管、各種彈簧墊圈、預應力筋墊板。

3、委託有資質的單位檢校各種儀器設備。

4、做施工計畫，並按計畫準備施工材料。

5、確定混凝土的運送方案，根據設計強度選配混凝土。

6、建立氣象觀測站，注意對每天的溫度和風力進行觀測統計。

二、0號段施工

1、工藝流程

連續梁0號段施工工藝流程見下圖：

連續梁0號段施工工藝流程圖

2、托架施工

0號段採用了剛度較大的型鋼組焊件托架（參見下圖）作為模板支撐。

型鋼組焊件托架示意圖

3、安裝底模板

在托架上用Φ60鋼管立柱作為調整模板標高和卸落模板工具，在立柱上用2[20的槽鋼做底板墊梁。

4、安裝外側模

選擇風力較弱時，用塔吊逐片吊裝外模，到位後立即用四台10噸的捯鏈臨時固定，用32噸的螺旋千斤頂調整外模標高，所有的模板均到位後，在底部和頂部2[20槽鋼加固模板，使之成為一個整體環框結構，增加穩定性，增強模板抗風能力。

5、第一澆築層鋼筋綁紮，內模安裝

綁紮底板鋼筋、安裝底板冷卻水管，綁紮橫隔板和腹板下層鋼筋、安裝固定豎向預應力筋，鋼筋及預應力管道也按澆築高度分層綁紮和安裝。立內模、安裝第一節堵頭模。

6、第一層澆築混凝土

用混凝土輸送泵將混凝土運送到0號段，分部、分層對稱澆築第一層混凝土。施工時注意混凝土的振搗和波紋管的保護。

7、第二層澆築混凝土

第一次澆築的混凝土終凝後，對混凝土表面進行鑿毛；綁紮腹板和橫隔板上層鋼筋；安裝上層橫隔板和腹板內模及第二節堵頭模；澆築第二層混凝土。

8、第三層澆築混凝土

第二次澆築的混凝土終凝後，對混凝土表面進行鑿毛。安裝頂板內模，綁紮頂板鋼筋；安裝頂板縱向預應力孔道和橫向預應力筋；安裝頂板堵頭模；澆築第三層混凝土。

9、混凝土養生

每層混凝土澆築完成後，嚴格按施工規範澆水養護，底板利用冷卻水管進行溫控，保證混凝土不開裂。

10、縱向預應力筋穿束

縱向預應力鋼絞線分別按腹板、頂板束下料編束，待澆築完的混凝土終凝後人工進行穿束。

11、預應力張拉

混凝土齡期達到5天且強度和彈模達到設計的90%後，進行縱向預應力筋的張拉，張拉完畢的預應力筋用乾塑水泥漿及時封錨。

12、壓漿

等封錨的水泥漿凝固後開始用活塞式壓漿泵向預應力管道內壓注水泥漿。

三、循環段施工

1、循環段工藝

循環段工藝流程圖

循環段的工藝流程圖參見右圖：

2、掛籃的拼裝

該工法選用三角掛籃，在0號段梁頂安裝滾輪箱，用塔吊拼裝主構件以及後錨系統，用4個5噸的捯鏈在四角做臨時加固，拼裝主構件橫向聯接系、前上橫樑、安裝底模橫樑以及後吊帶，懸放前吊帶，吊放前橫樑，再安放底模桁架、底模板，插放內外滑行梁，最後將0號段處的掛籃內外模拉出就位。

3、模板加固

為了減小拉筋的伸長量，增加模板的整體剛度，該工法選用Φ25精軋螺紋鋼做拉筋，每100厘米一道。另外，為減小混凝土接縫的尺寸，在混凝土接縫處的舊混凝土內預留拉筋孔，間隔80厘米。

4、鋼筋的安裝

先綁紮底板、腹板和橫隔板鋼筋，安設預應力管道；然後拖拉並調整內模到位，綁紮頂板鋼筋，安設預應力管道。

5、混凝土澆築、養護

混凝土通過混凝土輸送泵輸送至灌注平台，注意保持兩側混凝土澆築基本平衡。混凝土灌注完畢後，及時在混凝土表面蓋土工布，澆水保持梁體濕潤。

6、張拉

張拉方法同0號段（略）。

7、掛籃行走

鬆開掛籃的後錨，用2台5噸的捯鏈拖拉掛籃向前行走，在掛籃主桁架的後端設5噸的保險捯鏈，配合掛籃的行走，鬆緊保險捯鏈。

8、壓漿

待掛籃走行到位後，開始進行壓漿，壓漿方法同0號段。

四、合攏段施工

1、模板

拆除合攏段任意一側的掛籃，利用另一端掛籃內、外及底模作為合攏段施工模板。

2、鋼筋及波紋管安裝

為了防止合攏段預加應力後，鋼筋受力，合攏段處的鋼筋採用一側綁紮，另一側焊接的形式，並且交叉布置。縱向波紋管安裝時，中間用一長50厘米的接頭，波紋管分為兩段連線安裝。

3、混凝土澆灌

根據連續氣溫觀測，找出一天中最低氣溫點。然後在最低氣溫點時鎖定體外支撐，預張一定時間的頂板和底板預應力筋。最後澆灌混凝土。

4、張拉、壓漿

等混凝土齡期達到5天且強度和彈模達到設計的90%後，張拉所有的預應力筋，完成合攏段的施工。

5、卸落掛籃模板

先在合攏段的前一梁段預留4個孔洞，用20噸的卷揚機將外模和底模系統分塊吊落到船上，最後拖拉掛籃主構件後退到0號段，用塔吊拆除。

五、線形控制

在每側箱梁的頂板各設3個觀測點，底板各設2個觀測點。施工中嚴格控制立模中線和標高，同時還對各工序完成前後的各梁段變化及時測量，將測量結果與理論計算值相比較，發現誤差及時進行調整。

六、勞動力組織

每個T構需配備以下的人員：工班長2人，技術人員1人，試驗工1人，鋼筋加工人員5人，電梯司機2人，塔吊司機2人，張拉壓漿人員5人，電焊工10人，普工20人。

材料設備

為了滿足《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》施工要求，每個T構須配備的機械設備見表6。

機械設備表

序號	名稱	單位	型號	數量
1	塔吊	台	80噸•米	1
2	掛籃	套	三角形	2
3	工業電梯	套	-	1
4	混凝土拌合站	套	自動	1
5	混凝土輸送車	輛	6立方米	5
6	混凝土輸送泵	套	-	1
7	汽車	輛	3噸	1
8	砂漿拌合機	台	-	1
9	壓漿泵	台	活塞式	1
10	千斤頂	個	YCW-400	5
11	千斤頂	個	YC20Q	2
12	千斤頂	個	YC60	2
13	擠壓機	個	-	1
14	波紋管加工機	台	-	1
15	鋼筋彎曲機	台	-	1
16	捯鏈	個	5噸	8
17	捯鏈	個	10噸	4
18	卷揚機	台	20噸	1
19	電焊機	台	50千瓦	10
20	砂輪切割機	個	-	2
21	水泵	台	-	1

質量控制

施工單位採用《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》施工，除滿足國家行業相關設計與施工規範的質量要求外，還要結合具體工程特點制定質量要求：

一、控制標準

該工法執行《公路橋涵施工技術規範》JTJ041—2000和《公路橋涵質量檢驗評定標準》JTGF801-2004。

二、質量控制措施

在施工中貫徹GBT19002—IS019002標準，使施工全過程在有效的控制狀態下操作。制訂質量計畫，落實“以人為本，遵規守紀，信守契約，以優良的工程質量、周到的服務贏得用戶信任”的質量方針。

1、制訂質量創優目標，確保工程質量檢驗合格率100％，優良率90%以上。

2、積極開展全員質量管理活動，層層簽署質量責任狀。

3、質檢工程師由富有施工經驗並具有專業技術職稱、熟悉規範和圖紙，工程嚴謹的技術人員擔任。各施工隊及工班設質檢員，負責工序質量自檢。

4、認真做好施工技術交底，加強施工技術培訓，持證上崗。

5、認真貫徹執行技術規範，聽從監理工程師的工作指令，做到令監理工程師滿意。

6、經常教育全體員工，強化質量意識，並建立質量創優激勵機制，獎優罰劣，獎罰分明。

7、嚴格三檢制度，加強測量和試驗工作。

8、對工程中的質量通病，積極開展QC活動。

安全措施

施工單位採用《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

為了確保施工的安全，除嚴格按有關的安全規定外，還必須嚴格按該工法中的施工工藝施工。

1、對施工中的輔助結構如腳手架、地籠等，進行安全檢算，採取相應的安全措施。

2、施工中的特種作業人員，通過安全技術培訓，並經考試取得合格證後，方可上崗工作，其他人員也要求進行安全技術培訓和考核。

3、鋼筋、模板安裝前，搭設腳手架平台、欄桿及上下扶梯；人工搬運和綁紮鋼筋時，互相配合，同步操作。在已安裝的鋼筋上不得行走，並架設交通跳板或搭腳手架。

4、模板就位後，立即用撐木等固定位置，以防傾倒傷人。當藉助吊機吊模板合縫時，模板底端用撬棍等工具拔移。每節模板立好後，上好連線器和上下兩道箍筋，打好內撐，方可暫停作業，以保持穩定。

5、在豎立模板過程中，上模板工作人員的安全帶拴於牢固地點，穿拉桿時，內外呼應。

6、模板吊裝前，使模板連線牢固，內撐、拉桿、箍筋上緊，吊點正確牢固。起吊時，拴好溜繩，並聽從信號指揮，不得超載。

7、使用混凝土振搗器時，須檢查振搗器的外殼接地裝置及膠皮線情況；電線的端部與振搗器的連線情況；振搗器的搬移地點及在間斷工作時檢查電源開關關閉情況。檢查合格方準使用。

8、拆除模板之前，設立禁區，並按規定程式進行拆模。

9、各工種進行上下立體交叉作業時，不得在同一垂直方向操作。

10、在預應力作業中，必須特別注意安全。因為預應力有很大的能量，如果預應力筋被拉斷或錨具與張拉千斤頂失效，巨大能量急劇釋放，有可能造成極大危害。因此，在任何情況下作業人員不得站在預應力筋的兩端，同時在張拉千斤頂的後面應設立防護裝置。

11、操作千斤頂和測量伸長值的人員，應站在千斤頂側面操作，嚴格遵守操作規程。油泵開動過程中，不得擅自離開崗位。如需離開，必須把油閥門全部鬆開或切斷電路。

12、安全網保持完好，使用寬度不小於3米，長度不小於6米，網眼不大於100毫米的維綸、錦綸、尼龍等材料編織的標準安全網。每塊網能承受不小於1600牛的衝擊荷載。

13、高空作業時應使用統一規定的信號、旗語、手勢、哨等與地面聯繫。

14、雨天和冬天進行高處作業時，採取可靠的防滑、防寒和防凍措施。高聳建築物、構築物或鋼井架設定避雷設施，接地電阻≦4Ω。強風、濃霧惡劣氣候不得從事高處作業。強風暴雨後，對高處作業設施逐一進行檢查，發現有鬆動、變形、損壞等現象，立即修理完善。

環保措施

施工單位採用《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》的環保措施如下：

1、合理安排噪聲較大的機械作業時間，距居民較近地段，嚴格控制噪聲，不得在夜間進行產生環境噪聲污染的施工作業。

2、機械存放點、維修點、車輛停放點以及油品存放點做好隔離溝，將其產生的廢油、廢水或漏油等通過隔離溝集中到隔油池，經處理後進行排放。

3、施工完成後，應及時進行場地恢復工作，做好綠化、復耕等收尾工作，保證當地生態環境。

懸臂施工過程中和完工後，要採取措施，保護河道和場地周圍環境，及時清理廢料，回收施工材料，做到工完料清，恢復工地環境的自然狀態。

（1）對周邊建（構）築物引起的沉降不得超過規定的要求。

（2）不得影響周邊管線的正常使用。

效益分析

中鐵十七局集團第三工程有限公司採用《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》與其他施工方法比較，有以下效益：

1、0號塊混凝土分3次澆築。在第一次澆築的混凝土內增加臨時預應力束，使其能承受後期澆築混凝土的荷載，減少了托架用鋼量。

2、掛籃採用滾輪箱和反扣輪走行，取消了傳統的走行軌道，減少了加工件和預埋件。

該工法避免了中國國內其他大跨度連續剛構橋普遍存在的混凝土開裂和跨中下撓等病害，並且操作簡單，易於掌握。

套用實例

魚洞長江大橋為公、軌兩用橋，主橋上部結構為4跨（145+2x260+145米）預應力混凝土連續剛構橋，為單箱雙室箱梁。梁頂板寬20.3米，底板寬12.9米，中支點梁高15.1米，跨中梁高4.6米。全橋3個T構各劃分為對稱的29對梁段，其0號段混凝土數量達到1637立方米，最大懸灌節段重量達510噸，是同類橋樑中少見的。該橋工期緊，施工難度大。在施工過程里中鐵十七局集團第三工程有限公司開發出該工法，結果施工中未出現一例安全、質量事故，為保證質量和安全的前提下，順利完成了施工任務。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單（升級版）》，以建質[2011]154號檔案公布，《特大跨連續剛構懸灌梁施工工法》被評定為中國國家二級工法。