大道螺旋桥工程预应力施工组织设计方案

目录

第一章工程概况 (2)

第1节工程简介 (2)

第2节主要技术标准 (2)

第3节主要工程项目及数量 (2)

第二章施工总体计划 (3)

第1节本工程预应力施工的特点和难点 (3)

第2节计划投入本工程的主要施工机械、设备及试验仪表 (3)

第3节计划投入本工程的人员 (4)

第4节计划投入本工程的材料 (5)

第5节材料采购要求 (5)

第6节施工前期准备工作 (6)

第三章主要施工方法 (8)

第1节全桥总体预应力张拉顺序 (8)

第2节盖梁预应力工程 (10)

第3节单支座横隔梁预应力施工 (15)

第4节箱梁预应力工程 (17)

第5节施工操作要点 (26)

第四章施工计划进度安排 (29)

第1节盖梁预应力施工工期安排 (29)

第2节箱梁预应力施工工期安排 (30)

第3节横隔梁预应力施工工期安排 (30)

第五章质量保证措施 (31)

第六章安全保证措施 (31)

第七章文明施工措施 (31)

第八章其他应明确的事项 (31)

第九章附录一箱梁预应力孔道摩阻测定 (32)

第十章真空灌浆施工方法 (36)

工程概况

第一节工程简介

XX工程位于XX市南岸区铜元局长江电工厂厂区内，设计为为双层螺旋式坡道桥，一端通往海铜路至铜元局，另一端通往南坪明佳路。

本工程桥长643.885m，桥宽19m，平面曲线半径55m，设计荷载城-A 级，桥面宽2×9.39m，双向四车道。采用预应力混凝土连续箱梁结构，横截面为抗扭刚度大的分离式双箱单室结构。单箱单室桥宽9.39m，梁高1.8m，翼缘悬臂长度2.445m，箱梁顶板厚0.25m，底板厚0.2m，腹板厚0.4m 。全桥由0～4 号(4×31m)、4～7 号(31＋35.575 ＋31m)、7～0 号(4×31m)、二层的0～4 号(4×31m)、4～13 号(31+35.81+2×35+31m)共5 联桥组成。0～10 号墩为门形桥墩，其中0～6 号为双层，7～10～0 号为单层，由盖梁GL1（其中6 号墩盖梁为GL2）将a、b 墩柱连接，盖梁采用预应力混凝土结构。6 号上层、11 号、12 号墩柱采用单支座，箱梁中横隔梁处设置预应力筋束。

预应力连续箱梁、盖梁、单支座处中横隔梁按部分预应力A 类构件设计。箱梁、盖梁和横隔梁上布置抗拉强度1860MPa，φ15.24 的钢绞线共327 束，预应力张拉应力1339～1395MPa。采用9 孔锚具72 套、12 孔锚具168 套、14 孔锚具8 套、15 孔锚具40 套、19 孔锚具318 套15-12P 固定端锚具48 套。最长束5 跨通长174.36m。全桥合计钢绞线用量288.5t。

第一节主要技术标准

（1）融侨大道道路及排水工程设计图（桥施）（市02-07）；

（2）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；

（3）混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-2002）；

（4）预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370-2000）；

（5）预应力混凝土钢绞线（GB/T5224-1995）；

（6）市政桥梁工程质量检验评定标准（CJJ2-90）；

（7）VLM 预应力锚具体系设计施工手册（2002 版）。

第一节主要工程项目及数量

具体工程施工项目及数量，如表1-1。工程施工项目及数量表1-1

施工总体计划

第一节本工程预应力施工的特点和难点

本工程为双层螺旋式坡道桥，箱梁预应力束纵向为多个曲线同时沿桥成弧形布置，实际孔道为空间曲线，最长的5 跨连续预应力束为174.36m，最短束也有90m，全部为通长束，无论从混凝土结构还是从预应力钢束结构看，都属超长结构。预应力施工时存在钢绞线布筋就位难度大，张拉施工延伸率长，千斤顶需反复倒顶，摩阻损失大，孔道摩阻测试困难、孔道压浆长度长等特点。同时，连续跨接口处的后浇带宽度仅0.9m，张拉时的延伸量有0.5m，张拉空间狭窄，施工时需每张拉一行程，就倒顶一次，同时割除多余的钢绞线一次。预应力束为超长束，孔道成环形空间曲线布置，操作空间小加上工期紧是本工程的特点也是难点。

第一节计划投入本工程的主要施工机械、设备及试验仪表

根据本工程的特点和工期要求，计划投入本预应力分项工程的施工机械和设备如表2-1。主要施工机械、设备及试验仪表2-1

第一节计划投入本工程的人员

本工程预应力由具备专业施工资质的柳州市威尔姆预应力有限公司分包，施工队分为张拉班组和孔道布置班组，张拉班组12 人，孔道布置班组30 人，总计42 人。

第一节计划投入本工程的材料

本工程预应力施工部分需投入的材料包括锚具、钢绞线、波纹管、排气管、水泥、减水剂、膨胀剂等材料由我公司在本工程业主认可的供应商处采购。具体材料情况如材料表2-2。

材料表2-2

注：①表中材料数量未计损耗，钢绞线实际采购应考虑直径变化造成的重量变化。

②表中为按每根波纹管6m，接头管长度300mm 计算的接头管数量，如实际长度有变化接头管数量应随之变化。

③锚具数量应考虑试验用数量的增加部分。

第一节材料采购要求

2.5.1 钢绞线

根据设计要求本工程采用ASTMA416-92a 标准270 级钢绞线，直径φ15.24mm，强度1860MPa，弹性模量1.95×105±10MPa 的低松弛钢绞线作预应力筋。订货时应注意以下事项：

钢绞线在订货时除应考虑生产厂家的质量和信誉外，还应与本工程采用的锚具相匹配，定购钢绞线的实际强度不得高出一个强度等级（2000MPa）。

本工程选用江西新华金属制品有限公司的产品。

钢绞线进场时应附产品质量证明书，每盘上挂标牌，分批堆放，并采用适当的防雨防潮措施，防止锈蚀。

钢绞线在开盘使用时应进行外观检查，其表面不得有裂纹、机械损伤和其他标准规定不允许有的缺陷。

钢绞线使用前应根据GB/T 5224 标准的要求进行屈服强度、极限强度、硬度、弹性模量、极限延伸值、截面面积等检测，检测结果合格后方可使用。

2.5.2 波纹管

本工程预应力筋预留孔采用内径φ90 和φ100 的铁皮波纹管成型，具有一定的抵抗变形能力、不渗浆性能和较好的弯曲能力，性能符合JG/T 3013-94 标准。

波纹管进场时应有质量证明书，并对每根进行检查，检查项目包括外形尺寸、表面质量，不得有标准规定不允许有的缺陷。

波纹管随进随用，存放应有可靠的防护措施。

波纹管的性能检测项目包括抵抗集中荷载试验，抵抗均布荷载试验，竖向抗渗试验，弯曲抗渗试验和轴向拉伸试验等。本工程预应力成孔材料对预应力施工顺利与否起着重要作用，具体检测项目和检测频率在与业主、监理单位协商后确定。

2.5.3 锚具

锚具是预应力工程中最重要的部件之一，必须为符合国家标准GB/T 14370-2000 的产品，本工程设计上选用了9、12、14、15 孔和12P 等多种型号的群锚。

为保证施工的顺利和设备的配套，方便管理，本工程采用柳州威尔姆预应力有限公司的VLM 锚具。

锚具进场时应附有产品质量证明书，核对锚固性能类别、型号、规格及数量等，应设置专用库房，分类堆放，并有可靠防护措施。

锚具进场前应根据GB/T 14370-2000 标准的要求进行外观、硬度和静载抽检试验，试验抽检的数量和试验方法根据国家标准的有关规定进行。试验应在有检测资质的检定单位进行，合格后方可使用。

2.5.4 水泥浆

预应力孔道灌浆采用素水泥浆压注，要求浆体强度等级不得低于结构自身的混凝土强度等级，所以本工程采用R42.5 水泥，要求水灰比不大于0.4，不得渗入各种氯盐，可渗入一定比例的减水剂和1/10000 铝粉膨胀剂，以增加孔道压浆的密实性。具体配合比根据试验比选确定。水泥浆应进行泌水、膨胀和流动度试验，水泥浆试件28 天强度不得低于结构自身的混凝土强度等级。

第一节施工前期准备工作

1. 计算消化有关设计参数，编制施工方案和作业指导书报审。

2. 组建施工班组，进行进场教育。

3. 做好预应力施工所用材料、设备、工具和防护用品的采购计划，签订采购合同，确保能按期运送到工地。本工程需采购设备见第2.2 条，需采购材料见第2.4 条，需准备工具和防护用品如表2-3。准备工具和防护用品表2-3

4. 做好施工现场和临时设施准备工作，主要包括项目施工队办公场地及布置、施工人员生活住房、材料（钢绞线、波纹管、锚具等）堆放库房、下料场地清理、张拉施工承力架等。

5. 准备各种施工记录表格。

6. 千斤顶等计量设备的检定，根据检定报告进行张拉控制应力与油压读数换算。

7. 对施工所用材料根据有关标准的要求进行进场检测，根据标准要求，本工程需进行的材料检测项目和数量如表2-4。

材料检测项目和数量2-4

7、进行孔道摩阻测试，并将试验数据报设计，对预应力筋伸长量及应力状态进行复算。摩阻测试委托有检测资质的专业单位进行。

8、进行安全交底，技术交底。

主要施工方法

第一节全桥总体预应力张拉顺序

3.1.2 张拉顺序说明

（1）预应力张拉顺序根据设计图确定，未指明张拉顺序的根据两端对称、先张拉靠近截面形心、尽可能不使混凝土产生过大拉应力的原则，并考虑作业效率而确定。

（2）本工程总的张拉顺序为先盖梁一半→中横隔梁一半→本跨全部箱梁（包括内幅和外幅）的一半→盖梁剩余部分→中横隔梁剩余部分→箱梁剩余部分。

（3）盖梁的首批张拉必须在箱梁混凝土施工完后才能进行，因相互独立，盖梁与盖梁之间

不分顺序，视张拉作业效率而定。

（4）联跨与联跨之间，张拉不分顺序，每联跨的内幅桥与外幅桥之间，先外幅后内幅。（5）联跨与联跨之间接合处的盖梁必须等该盖梁上两联跨箱梁都进行完第一批张拉后才能进行剩余束的张拉。

（6）每联跨之间盖梁的二次张拉按照由箱梁中心往外的顺序进行，比如0～4 号联跨上层盖梁的二次张拉顺序为：2 号墩盖梁→ 3 号墩盖梁→1 号墩盖梁；0 号和4 号墩盖梁则需等4～13 号跨和7～0 号跨都进行完第一次张拉后则能进行剩余束张拉。

第一节盖梁预应力工程

本工程0 号上层（下层为地梁DL1）、1～5 号为双层GL1 盖梁; 6 号为双层GL2 盖梁，7、8、9、10 号为单层GL1 盖梁。GL1 盖梁高度3m，长度25.3m，宽度3m，全桥设计GL1 盖梁15 根。GL2 盖梁高度3m，长度27.123m，宽度3m，全桥设计GL2 盖梁共2 根。3.2.1 盖梁设计参数

盖梁设计参数表3-1

3.2.2 盖梁预应力参数

盖架预应力参数表3-2

3.2.3 盖梁钢束几何要素和布管坐标

GL1 型盖梁N1 型束钢束几何要素表表3-3

GL1 型盖梁N1 型束钢束布管坐标表表3-4

GL2 型盖梁N2 型束钢束布管坐标表表3-10

3.2.4 盖梁预应力

施工顺序本工程预应力结构整体施工顺序为：二层盖梁→二层箱梁→一层盖梁→一层箱梁。

盖梁预应力部分施工顺序为：施工前期准备→预应力筋下料、编束→人工穿入预应力筋→预应力孔道安装、定位→安装锚垫板、螺旋筋→检查孔道标高和孔道质量→浇筑混凝土→锚头孔道清理→安装锚板→安装夹片→安装限位板、千斤顶和工具锚→按程序张拉、测量和放张→锚头封锚→孔道灌浆→切除外露钢绞线余长→浇筑封锚混凝土。

预应力盖梁共用VLM15-19 孔锚具318 套，采用4 台YDC4000 千斤顶双向双控张拉，根据设计要求，张拉顺序为先全部张拉完N2，再全部张拉完N1。具体顺序为：GL1 型盖梁先单独张拉N2 中间束，再按由中向外的顺序将N2 型束全部张拉完，然后张拉N1 的中间2 束，再张拉N1 的剩余2 束。GL2 型盖梁则按照先N2 再N1、先中间后外侧的原则,每次2束同时进行。

GL1盖梁预应力钢束张拉顺序如图3-1。

图3-1 GL1 盖梁预应力钢束张拉顺序图

GL2 盖梁预应力钢束张拉顺序如图3-2。

图3-2 GL2 盖梁预应力钢束张拉顺序图

第一节单支座横隔梁预应力施工

单支座中横隔梁设计在 6 号墩第二层、7a、11b、12 号墩处连续箱梁上横桥方向，长度为4.5m，宽度3m。全桥设计共6 根。

3.3.1 单支座中横隔梁设计参数

单支座中横隔梁设计参数表3-11

3.3.2 单支座中横隔梁预应力参数

3.3.3 单支座中横隔梁钢束几何要素和布管坐标

单支座中横隔梁N2 型束钢束几何要素表表3-15

单支座中横隔梁因固定端采用P 型锚具，钢绞线只能采取预埋的形式，其施工顺序相对盖梁稍有不同，具体如下：

施工前期准备→预应力筋下料、编束→挤压和按要求制作固定端锚具→预应力束穿入波纹管→安装预应力孔道→安装锚垫板、螺旋筋→检查孔道标高和孔道质量→浇筑混凝土→锚头孔道清理→安装锚板→安装夹片→安装限位板、千斤顶和工具锚→按程序张拉、测量和放张→锚头封锚→孔道灌浆→切除外露钢绞线余长→浇筑封锚混凝土。

预应力张拉共用VLM15-12 孔锚具48 套和VLM15-12P 固定端锚具48 套。采用YDC2500B 千斤顶单向双控张拉，根据设计要求，横隔梁的预应力张拉与现浇箱梁交错进行：张拉顺序为先张拉横隔梁钢束数量的一半，再张拉主梁钢束数量的一半，第三步张拉横隔梁钢束剩余的一半，第四步张拉主梁钢束剩余的一半。横隔梁的具体张拉顺序为：按照由内向外的顺序，

第一批用4 台YDC2500B 千斤顶分别张拉中间4 束（每边各2 束），待主梁钢束张拉好一半后，第二批再用4 台YDC2500B 千斤顶分别张拉剩余4 束（每边各2 束）。

横隔梁预应力钢束张拉顺序，如图（图3-3）。

图3-3 横隔梁预应力钢束张拉顺序图

第一节箱梁预应力工程

本工程5 联桥有六种类型的箱梁共10 段，分别是：

1．0～4 号上层外幅、0～4 号的下层外幅和7～0 号的外幅处4 ×33.652m 连续箱梁3 段。2．0～4 号上层内幅、0～4 号的下层内幅和7～0 号的内幅处4 ×28.348m 连续箱梁3 段。3．4～7 号下层外幅33.652+38.618+33.652m 连续箱梁1 段。

4．4～7 号下层内幅28.348+32.532+28.348m 连续箱梁1 段。

5．4～13 号上层外幅33.652+38.859+34.446+35+31m 连续箱梁1 段。

6．4～13 号上层内幅28.348+32.76+35.554+35+31m 连续箱梁1 段。

每段箱梁高1.8m，宽度9.39m，两边翼缘悬臂宽度2.445m，单箱双室结构。每段箱梁布置钢绞线12 束，分布于两侧腹板，每侧设置6 束，分三层由上至下通长布置为N1、N2、N3。主要设计技术参数

张拉控制应力参数表3-17

因箱梁设计计算长度为沿桥梁中线的平均长度，并包括张拉端工作长度各0.8m，实际下料长度应考虑桥梁弯曲引起的长度变化值（4～13 号跨为曲线和直线，投影时只投影曲线部分）。设计钢束坐标表中的X 坐标以桥梁中线为基准，施工管道放样应根据孔道在腹板中的平面位置作相应的投影计算。为便于区分，箱梁预应力钢束从桥梁外向内分别编号A、B、

C、D。具体技术参数和投影计算坐标如下：

3.4.1 连续箱梁4×33.652m

该型箱梁分布在0～4 号上层外幅、0～4 号的下层外幅和7～0 号的外幅处，共3 段。每段布置VLM15-12 预应力钢绞线12 束，每段用锚具24 套，每束张拉控制应力1395MPa，控制力2343KN。

3.4.1.1 设计技术参数设计技术参数表3-18

3.4.1.2 4×33.652m 跨钢束实际技术参数

4×33.652m 跨钢束实际技术参数表3-19

3.4.1.3 4×33.652m 跨钢束实际布管坐标（略）

3.4.2 连续箱梁4×28.348m 该型箱梁分布在0～4 号上层内幅、0～4 号的下层内幅和7～0 号的内幅处，共3 段。每段布置VLM15-9 预应力钢绞线共12 束，每跨用锚具24 套。每束张拉控制应力1395MPa，控制力1757.7KN。

3.4.2.1 设计技术参数

设计技术参数表3-20

3.4.2.2 4×28.348m 跨钢束实际技术参数

4×28.348m 跨钢束实际技术参数表3-21

3.4.2.3 4×28.348m 跨钢束实际布管坐标（略）

3.4.3 连续箱梁33.652+38.618+33.652m 该型箱梁分布在4～7 号的外幅，共1 段。布置VLM15-15 预应力钢绞线共12 束，共用锚具24 套，每束张拉控制应力1395MPa，控制力2929.5KN。

3.4.3.1 设计技术参数

设计技术参数表3-22