通车状态下高速公路夹具法空心板梁纵向拼接施工工法.pdf

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1、1 通车状态下高速公路夹具法空心板梁纵向拼接施工工法 通车状态下高速公路夹具法空心板梁纵向拼接施工工法 1 前言前言 随着国家交通飞速发展，高速公路通行拥堵，高速公路拓宽也逐渐增多，桥梁纵向拼接是拓宽工程施工质量控制的关键部位，原纵向拼接工艺通车状态下高速公路拓宽桥梁工程新老空心梁板拼接施工工法GGG（浙）C3071-2008 是采用了植筋的方式对新老桥进行连接，由于钢筋焊接影响植筋胶的锚固力，且植筋胶用量也难以控制，易造成纵缝病害。我公司成立科研攻关小组对原工艺进行改进，采用自攻螺栓代替植筋进行新老桥的锚固连接。同时采用金刚绳锯切割及风镐凿除防撞护栏法，代替传统工艺中风镐直接凿除防撞护栏。利

2、用夹具将梁板夹住使新、老桥形成整体共同受力变形，减轻通车状态下对纵向拼接混凝土的扰动，提高砼的抗裂性，同时缓解了拓宽工程纵向施工时交通流的压力。并将成果成功应用于公司承建的杭金衢高速公路改扩建工程第 4 合同段实践，取得了良好效果，该成果经浙江省交通运输厅专家委员会鉴定，成果达到国内领先，现总结编制形成工法。2 工法特点工法特点 与原施工方法相比，本工法具有以下特点：2.0.1 施工进度快。本工法采用自攻螺栓代替植筋，简化了工艺，更加容易操作；同时采用金刚绳锯切割护栏，加快了施工进度。2.0.2 保证纵向连接质量。本工法采用自攻螺栓，避免焊接对植筋胶的影响，保证了锚固力。2.0.3 保证行车安

3、全。本工法采用金刚绳锯切割及风镐凿除防撞护栏法，大大降低了护栏碎渣飞溅到行车道上的可能，保证行车安全。2.0.4 效益明显。本工法采用金刚绳锯切割护栏，将切割下的防撞护栏当作水泥水马用，降低了施工成本，同时也减少了污染，对环境保护作出贡献。3 适用范围适用范围 适用于通车状态下的高速公路空心梁板纵向拼接施工。4 工艺原理工艺原理 在新老桥空心板梁间设置纵向湿接头，宽 50cm65cm 不等，一般厚度为 20cm；在老桥边板2 上种植自攻螺栓，新建桥梁板梁安装、桥面铺装及外侧护栏完成后，用金刚绳锯切割及风镐凿除防撞护栏，后将自攻螺栓和新桥预埋钢筋通过焊接连接。为加强空心板之间的连接，在新老空心板

4、上横向约 2m 宽范围内的桥面铺装混凝土与湿接头混凝土采用一次性浇注，并对此处的桥面铺装钢筋网进行加强。为保证现浇湿接头施工时桥上车辆通行，在施工中采用了在新老梁板设置临时型钢连接夹具，使新老桥在车辆荷载作用下共同受力，新老空心板的变形连续协调，保证新老梁板接缝混凝土在强度形成过程中不受汽车活载影响，保证接缝混凝土浇注和养生质量符合规定要求。图 4-1 空心板梁纵向连接固定示意图 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 5.2 操作要点 养生和拆模 浇筑钢纤维混凝土 夹具和模板制作及安装 焊 接 钢筋、铺 设 钢 筋 网 拆除老桥护栏 新桥护栏施工 新桥桥面铺装

5、施工 新桥梁板安装 打设自攻螺栓 施工准备 3 5.2.1 施工准备 1 图纸会审，编写施工方案报监理审查；2 对所有参加施工的人员进行安全、技术、环保交底；3 做好现场临时用电工作；4 准备好相关的仪器设备及所需的材料，并报监理审查。5.2.2 打设自攻螺栓 1 无损钢筋探测 为使电钻钻孔避免钻到、钻断钢筋，应使用钢筋探测仪进行无损探测，并在混凝土表面标记钢筋位置，然后避开钢筋进行定位放样。图 5.2.2-1a 钢筋探测仪探测 图 5.2.2-1b 定位放样 2 钻孔 1)应使用带有定深功能的电钻；2)钻孔直径、钻孔深度应严格按照设计图纸和厂家自攻螺栓参数打孔；3)钻孔前应把电钻的定深杆调到

6、与孔深相对应的位置，钻孔时应保证电钻与混凝土表面保持垂直；4)钻孔时如遇到钢筋则应立即停止钻孔，并把钻头从孔洞中带出，调整电钻角度。3 钻孔的检查 1)检查工人是否使用电钻开孔；2)检查电钻的钻头是否为要求的钻头规格；3)使用标记过的定深杆插入孔洞，检查标记线是否可见，如不可见则应重新钻孔并达到要求孔深。4 清孔 1)使用厂家配套的吹气筒、鼓风机清孔器和压缩气体，吹出孔洞灰尘，还须使用毛刷或钢刷清理孔洞底部和周壁的混凝土浮渣。2)可用手指深入孔中并使指腹触摸到孔壁，如指腹上的灰尘在揉搓后没有感觉到明显的颗粒则为合格的清孔，反之则要进行再次清孔。4 5 钻入自攻螺栓 1)检查自攻螺栓的完整性，如

7、有缺陷或防腐层已被破坏，则须废弃。2)应使用冲击式电动扳手将自攻螺栓钻入已钻好的孔中，锚入时应保证自攻螺栓与混凝土表面保持垂直，且锚入深度达到埋深要求。图 5.2.2-2 钻孔 图 5.2.2-5 钻入自攻螺栓 6 检验 自攻螺栓施工完成后，应对同一批施工的自攻螺栓进行至少一次拉拔实验，单根自攻螺栓的极限拉拔力不得小于 56KN。5.2.3 新桥梁板安装 高速拓宽施工梁板安装不具备架桥机架设条件，采用汽车吊对梁板进行吊装。1 测量控制：安装前测量人员应对盖梁顶面进行施工放线，采用墨线放出盖梁墩轴中线，支座安放位置的十字线、梁板就位边线，并检测其标高和相对平面位置。验收相关平面几何尺寸、实地量测

8、相邻墩的跨径。2 吊机就位：如遇场地不平，经平整后再进行吊机就位，就位后需对施工区域进行封闭，保证施工安全。3 预制板运至安装现场：对地面运梁通道进行全面修整，确保梁板运输的平稳。4 支座安装就位：支座安装前应将墩、台支座支垫处和梁底面清扫干净，去除油垢，支座顶面标高应符合设计要求，安装前应保持盖梁顶面清洁。支座安装尽可能安排接近年平均气温的季节里进行，以减少由于温差变化过大而引起的剪切变形。5 预制板吊装：应先安装与老桥连接的梁板，梁板安放时，应细致稳妥、使梁板就位准确且与支座密贴。5.2.4 新桥桥面铺装施工 1 测量放线：设置桥面测量控制网，测量桥面的中、边线，根据设计图确定相应桥面纵横

9、断面的标高，确保桥面标高、平整度和横坡度，并设置铺厚标记和挂线。2 清理桥面：清理桥面上所有散落的混凝土和杂物，用水将桥面板冲洗干净，并进行凿毛处理，确保桥面铺装混凝土与预制梁的连接。5 3 安装铺装层钢筋：在桥面铺装范围内摊铺 D10 冷轧定型钢筋网片，每片钢筋网间采用扣接法搭接，长度 20cm，相邻钢筋错开 50cm 搭接，并用扎丝牢固绑扎或点焊。下层钢筋网片下垫 30mm高的混凝土高强垫块，确保钢筋网片上方的净保护层厚度满足图纸及规范要求。4 安装模板、铺设轨道：桥面铺装层混凝土沿桥梁纵向浇筑施工，两侧铺设槽钢作为标高控制面和振动梁行走轨道。护栏预埋钢筋边临时设置竹胶板，使桥面混凝土进入

10、护栏内 3cm 左右。模板及轨道安装时不得将钢筋压下。轨道安装后，相邻两端高差不大于 3mm，表面平整度误差不大于 3mm。5 安装泄水管：上口排水标高（直排式）应低于水泥砼铺装层顶面标高 3mm5mm，泄水管伸出空心板底面不小于 50mm；泄水管定位必须正确、牢固，外圈与预留孔间用环氧砂浆浇筑，桥面上按设计要求设置加强钢筋，并与铺装层网片相连，确保泄水管安装平面位置和高程无误，并且无孔隙。6 铺装层混凝土浇筑:混凝土通过汽车泵进入待浇桥面，浇筑铺装层混凝土由低处向高处进行。桥面混凝土摊铺前洒水湿润底面，混凝土采取人工铺平，要求摊铺均匀。严禁混凝土一次下料，应用铁铲分批铲入，确保钢筋不移位、不

11、变形。混凝土靠边角先用插入式振捣器振捣，再用平板振动器全面振捣，最后人工和滚压筒（提浆管）进一步整平。桥面上所有混凝土必须经振捣整平后再用滚压筒及路拱板校正成型。振捣密实后，抹面时用 3m 直尺检查平整度，使混凝土面符合设计坡度要求，用抹光机抹面，进行二次收浆，最后进行横向扫毛工作，扫毛深度为 1mm2mm，以加强与沥青砼铺装层的粘接。7 养生：浇筑完成后及时进行覆盖洒水养护，以严格控制桥面砼的收缩裂缝，养护时间一般不少于 7d。5.2.5 新桥护栏施工 1 测量放样：用全站仪对护栏边线进行放样，弹墨线，复测桥面标高后确定护栏钢筋高度。2 钢筋加工及安装：根据设计图纸对钢筋进行下料、加工。下料

12、时根据钢筋编号和供料尺寸的长度，统筹安排以减少钢筋的损耗。钢筋安装时，应先确定起始点和结束点钢筋顶面标高，然后在起始点位置挂线至结束点，最后根据挂好的标高线进行钢筋绑扎或焊接；绑扎焊接时，为保证安装质量应根据实际情况对预埋钢筋进行调整。3 模板安装：模板若有缝隙应用泡沫剂填塞严密，在安装模板时应注意断缝的设置，按照设计要求在跨中和墩顶处各设置 2cm 的断缝。4 砼浇筑：护栏浇注采用 C30 混凝土，混凝土浇注施工时，要严格按分层振捣施工，所有的混凝土一经浇注，应立即进行全面的振捣，使之形成密实、均匀，并注意避免发生漏振、过振现象。浇筑时注意预埋件的位置，人工收光。5 养生及拆模：初凝后用土工

13、布覆盖、洒水养生,待混凝土强度达到规定的强度（2.5MPa）后方可拆模。5.2.6 拆除老桥护拦 6 纵缝拼接的桥梁在桥面铺装和新护拦浇筑完毕后并达到规范及设计要求，方可拆除老护拦。采用金刚绳锯将护栏切割至老桥沥青面层，然后空压机配合风镐作业凿除剩余铺装层到梁板顶面的位置，注意不要破坏老桥的梁板。不要割除老梁板内预埋的护栏钢筋，把这部分钢筋弯向纵缝侧加以利用，使其与种植钢筋共同受力。图 5.2.6-a 金刚绳锯切割护栏图 5.2.6-b 凿除剩余桥面铺装层 5.2.7 焊接钢筋、铺设钢筋网 将 N1 自攻螺栓与 N2 预埋钢筋进行焊接，老桥铺装层的钢筋要与纵缝拼接的钢筋焊接(绑扎)在一起。图

14、5.2-4 老桥自攻螺栓与新桥预埋钢筋连接示意图 5.2.8 夹具和模板制作及安装 夹具采用 I 22 热轧普通工字钢制作，长度为 240cm，上下各一根组成一组，每根工字钢上打4 个洞，用 M20 螺杆拧紧固定。工宇钢与梁板之间的支撑点要垫入钢板等坚硬东西，不允许多点支撑，但可在螺杆拧紧后在底部工字钢与梁板之间的空挡中垫入若干个木楔之类的物体，以进一步保证梁体传力的可靠性。螺杆穿过纵缝混凝土的部分用 PVC 管与纵缝混凝土隔开。螺杆的拧紧采用 60cm 长加力杆人工扳紧即可。模板制作应按照模板的工艺要求，根据纵缝施工特点进行制作，可以采用反吊法，将模板的支撑部分反吊于纵缝的钢筋之上(也可利用

15、工字钢，将需支撑的部分架设在工字钢上)，要确保模板的稳定与牢固。模板与硅空心板应拼接严密，尽量减少漏浆的产生。5.2.9 浇筑钢纤维混凝土 7 混凝土配合比设计应符合招标文件的要求。混凝土浇筑时应先浇筑 T 形部分的下部，用插入式振捣器振捣密实再浇筑 T 形部分的上部，并用平板振捣器振捣密实，两部分砼浇筑应连续，不得长时间断开。混凝土浇筑时要特别注意新老桥桥面铺装砼的交接面，需进行认真的振捣和抹面，保证相接良好。图 5.2.8 夹具及模板安装图 图 5.2.9 桥梁纵向砼浇筑 5.2.10 养生和拆模 纵缝砼浇筑完后应进行适当的覆盖，表面收浆后即开始洒水养生，洒水时间应 7d 以上，待砼强度达

16、到设计强度以上即可拆除工字钢和底模。6 材料与设备材料与设备 6.1 工程材料 主要工程材料见表 6.1-1。表 6.1-1 主要工程材料 序号 材料名称 规格 1 自攻螺栓 M16 2 工字钢 I22 3 钢筋 12、16 4 水泥 P.O 42.5 5 黄砂 天然砂 6 碎石 4.75mm16mm、16mm31.5mm 7 钢纤维 铣削型 8 对拉螺杆 M20 6.2 机具设备 主要机具设备见表 6.2-1。8 表 6.2-1 主要机具设备 序号 名称 型号 单位 数量 备注 1 金刚绳锯 JLX-37G-8P 台 1 2 空压机 V0.4/10 台 2 3 风镐 GSH 16-30 个

17、4 4 电焊机 ZX7-400NII 台 2 5 插入式振捣棒 ZN35 个 1 6 平板式振捣器 ZB-5 台 1 7 挂篮 自制安全型 个 5 8 电钻 定深功能 个 3 7 质量控制质量控制 7.1 执行的标准规范 7.1.1公路桥涵施工技术规范(JTG/T F502011)；7.1.2公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）。7.2 质量控制措施 7.2.1 严把原材料及半成品的质量关，各种原材料有出厂合格证，原材料的材质、规格、型号符合规范要求。7.2.2 在施工中实行三级检验和交接班质量制度，从上一个班组交到下一个班组时需有交接班，由各班组质量员对上一班组的工程施工

18、中质量进行逐步验收，符合规范后，需签字接收。在本班的施工中需保证上班的施工质量。7.2.3 对于施工中的要求:1 要保证夹具牢固地将梁板固定住，工字钢与梁板相接处应是硬接触；2 要将原梁板的自攻螺栓与新梁板的预埋钢筋焊接好，使之与夹具共同传递荷载；3 浇注混凝土时要保证浇注质量，与新老梁板相接的面一定要振捣到位，以保证相互衔接。8 安全措施安全措施 拓宽工程在大交通流量状况下“边运营、边拓宽”，施工环境非常特殊，稍有不慎便会产生堵车并随时有发生交通事故的可能，因此，确保行车安全和道路的正常运营始终是本工程的重点。在进行桥梁纵缝混凝土浇筑时，采用封闭硬路肩，车辆在行车道和超车道上通行的方法施工。

19、为确保高速公路的交通安全和施工安全，我们做了以下安全保证工作。8.0.1 对所有施工人员进行安全措施的交底，进行安全教育，充分认识施工安全的重要性。施工人员上高速公路应穿反光背心，严格按规定的路线和范围活动.若非施工的必要，所有施工人员不得攀登高速公路，更不得横穿高速公路或在公路上逗留。施工车辆不得随意停放在高速公路上。8.0.2 施工期间，主管安全生产的副经理现场值班，配备预警车和通信工具，成立专门的安 9 全小组，设 3-4 名安全维护人员 24 h 值班，现场指挥施工车辆和过往车辆，负责施工区的交通安全维护。8.0.3 及时向交警和管理处上报施工计划，合理安排，确保按计划实施，如计划有变

20、动及时通知交警和管理处。每座桥梁在纵缝拼接前办理好审批手续，按批准的时间和范围施工。8.0.4 加强与高速公路交警和管理部门的联系，严格执行高速公路施工管理办法，听取交瞥和管理部门关于安全管理的建议和意见，及时发现安全隐患及时纠正，确保高速公路的交通安全和施工安全。8.0.5 严格按施工要求设置警示牌、限速牌、反光锥和其他安全设施。9 环保措施环保措施 9.0.1 施工用水的提取不影响周边变居民生活及农田灌溉用水。9.0.2 在凿除老桥防撞护栏时应做好防护措施，防止粉尘对环境的影响，并及时清理桥下掉落的混凝土块。9.0.3 对凿除的护栏等固体废弃物应当及时收集、运出和处置。9.0.4 提高施工

21、组织水平，安排白天施工，减少施工噪声对周边居民的影响。10 资源节约资源节约 本工法所采用的材料均可反复使用，减少了资源的浪费，施工不会对周边环境造成污染影响，同时将切割下的防撞护栏用作水泥水马，节约的资源，履行了环保的社会责任和建设理念。11 效益分析效益分析 11.1 经济效益 由经济分析对比表可以看出。同在满足空心板梁纵向拼接安全保障条件下，自攻螺栓法无论从施工费用，操作难易程度，还是施工进度方面，均优于植筋工艺，既节约了 47.46 万元的费用，又缩短了工期。10 表 11.1-1 经济及工期效益分析对比表 序号 项目 本工法 费用共计（万元）原施工工艺 费用共计（万元）备注 1 新老

22、桥连接 M16 自攻螺栓采购价37 元/根，施工费 10元/根，共计 26070根 122.53 M10螺栓采购价10元/根，共计 26070 根，A3 钢板（80mm10mm）采购价 19.5元/m，共计 2588m 31.1 每根节约 3 分钟 2 护栏切割 金刚绳锯切割为 350元/m，铺装凿除约 30元/m，节省水泥水马为 800 元/个（尺寸为1.2m），共计 2588m-74.19 万元 凿除防撞护栏 250 元/m，共计 2588m 64.7 万元 每米节约 40分钟 3 合计 48.34 95.8 4 经济比较 综合施工工艺比较采用本工法科节省 47.46 万元 5 工期比较

23、综合施工工艺比较采用本工法科节省 3028.8 小时 11.2 社会效益 本工法采用金刚绳锯切割及风镐凿除防撞护栏法，大大降低了护栏碎渣飞溅到行车道上的可能，保证行车安全；将切割下的防撞护栏当做水泥水马用，减少了污染，对环境保护作出贡献，社会效益显著。12 应用实例应用实例 12.1 杭金衢高速公路改扩建工程第 4 合同段 ZK16+775-ZK27+856 杭金衢高速公路改扩建工程第 4 合同段左线位于杭州市萧山区境内，本项目左幅全线共有 18座拼宽桥，共计纵缝拼接 1294m，最短纵缝拼接 6m，最长纵缝拼接 520m，全线纵缝施工从 2016年 8 月 14 日开工至 2016 年 12

24、 月 18 日完成全部纵缝，施工均采用本工法。通过采用本工法，确保了桥梁纵向施工的质量，又减少了种植螺栓及凿除防撞护栏的费用及时间，极大地加快了施工进度，取得了良好的经济和社会效益。12.2 杭金衢高速公路改扩建工程第 4 合同段 YK16+775-YK27+856 杭金衢高速公路改扩建工程第 4 合同段右线位于杭州市萧山区境内，本项目右幅全线共有 18座拼宽桥，共计纵缝拼接 1294m，最短纵缝拼接 6m，最长纵缝拼接 520m，全线纵缝施工从 2016年 8 月 10 日开工至 2016 年 12 月 13 日完成全部纵缝，施工均采用本工法。通过采用本工法，确保了桥梁纵向施工的质量，又减少了种植螺栓及凿除防撞护栏的费用及时间，极大地加快了施工进度，取得了良好的经济和社会效益。12.3 杭金衢高速公路改扩建工程第 5 合同段 K27+856-K35+950 杭金衢高速公路改扩建工程第 5 合同段右线位于杭州市萧山区境内，本项目全线共有 10 座拼宽桥，共计纵缝拼接 770m，最短纵缝拼接 8m，最长纵缝拼接 140m，全线纵缝施工从 2016 年 7 月15 日开工至 2016 年 11 月 20 日完成全部纵缝，不仅工期提前，同时确保了桥梁纵向施工的质量，又有效的保证了运营高速公路的行车安全及现场施工作业安全，得到业主监理各方好评。