湖北2000吨级单箱五室鱼腹式截面现浇预应力清水混凝土简支箱梁施工工法

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1、2000吨级单箱五室鱼腹式截面现浇预应力清水混凝土简支箱梁施工工法1前言中国xxxx有限公司承建的新建xxxx公铁两用XX大桥新建XX站工程（以下简称“新建XX站工程”），采用了国内首创的上部大型建筑与下部桥梁共同工作的“桥建合一”新型结构。站房内20条高速铁路线布置在10座平行的高架桥上；每座桥由5×36m单箱五室鱼腹式截面预应力简支箱梁+（22.1～34m+48m+22.1～34m三跨连续刚构拱桥）+5×36m简支箱梁组成。设计要求混凝土耐久性100年，强度等级C50，外观达到饰面清水混凝土效果。图1-1新建XX站站房铁路高架桥

2、效果图图1-2新建XX站站房铁路高架桥简支箱梁断面示意图2000吨级单箱五室鱼腹式截面现浇预应力清水混凝土简支箱梁（以下简称简支箱梁）是一种造型新颖的桥梁结构体系，它以其造型优美、线条流畅的特点而被桥梁设计者所青睐。站房内高架桥共有简支箱梁100片，单片箱梁混凝土量达705m3，桥内普通钢筋体积配筋率达208.5kg/m3；另每片箱梁内配有预应力钢绞线15t，单片箱梁重量达2026t。简支箱梁具有体型大，结构复杂，质量要求高的特点，施工有极大的难度。经国内查新，本工程桥梁具有“四项国内首例”：基于高速铁路的桥建合一结构为国内首例、轨

3、道梁与站台梁合一的结构为国内首例、单箱五室鱼腹式箱梁为国内首例、饰面清水混凝土鱼腹式箱梁为国内首例。经过课题研究和技术创新，实施完成的100片简支箱梁，满足混凝土强度及耐久性相关指标要求，结构外观雄浑敦厚，颜色一致，线条流畅，混凝土表面密实、光洁，圆满实现了建筑设计要求。在此基础上总结研制过程和施工工艺，编制本工法。2工法特点2.1针对体形庞大、结构复杂的单箱五室鱼腹式简支箱梁，在满足整体一次性浇筑的要求下，模板系统除应有足够的强度、刚度和稳定性来承受巨大的施工荷载外，还应有高等级的加工精度来满足鱼腹式饰面清水混凝土对模板系统空间曲

4、面的线型、明缝和蝉缝的精度、平整度和光洁度等的要求，同时在确保简支箱梁饰面清水混凝土的前提下还应解决内模体系的定位、承重、防浮等一系列技术难题。2.1.1充分利用有限元分析法进行整体应变计算的优势，对模板系统和支撑体系进行整体应变分析，在满足了模板系统的强度、刚度和稳定性要求的前提下大大降低了模板系统和支撑体系的用钢量。2.1.2利用计算机三维放样技术和空间曲面模板冲压工艺，保证了空间曲面模板板面曲率的精度和光洁度。2.1.3箱梁内模采用“整装散拆”工艺以解决整体刚度问题，同时在内外模板之间采用三段式对拉螺杆以解决内模体系的定位、承

5、重、抗浮和满足外模板体系清水混凝土的质量要求。2.1.4以适应性良好的模板漆代替脱模剂，模板表面不易污染，在较长时间带模养护情况下脱模无损伤，混凝土表面气泡数量和分布均匀性有明显改善。2.2简支箱梁钢筋含量大、构造复杂、预应力波纹管和预留预埋量大。在确保钢筋混凝土保护层的前提下，应用计算机三维建模技术进行钢筋工程空间翻样，并对普通钢筋、预应力钢筋和预留预埋构件进行空间关系分析。2.3针对简支箱梁鱼腹式底板的斜度随曲率变化大，内部箱室多、钢筋密集的特点，混凝土配合比除满足各项物理指标和饰面清水混凝土的要求外还应有很好的合易性。混凝土的

6、浇捣工艺应与内模板系统同时研究。2.4针对简支箱梁梁体尺寸变化大，内部应力集中现象严重，对混凝土水化热敏感的影响，混凝土应采用蓄热养护工艺，并对降温速度和构件温度梯度进行分析计算，以确保构件不因水化热而出现有害裂缝的发生。2.5针对混凝土浇筑过程中模板系统随着荷载增加而缓慢变形，进而引起下部已凝固混凝土开裂的可能性，模板体系的刚度、混凝土凝结时间、混凝土浇筑速度这三者之间应采用计算机模拟技术进行同步分析。3适用范围本工法适用于桥梁工程、市政工程、房建工程等建（构）筑物有饰面清水混凝土装饰效果要求的，具有复杂平面、曲面外形的现浇鱼腹式

7、钢筋混凝土箱梁工程施工。4工艺原理4.1利用钢材优良的加工性能和钢结构设计、制作技术，在保证模板强度、刚度及稳定性的基础上，实现空间曲面模板曲率的圆顺、流畅。并利用有限元整体应变分析技术优化大型模板设计方案的受力合理性，降低含钢量。4.2利用计算机三维建模技术，进行空间钢筋翻样，并分析普通钢筋、预应力钢筋和预留预埋构件之间的空间占位关系。4.3通过优选原材料、优化配合比、严格生产控制、制备高性能混凝土，增强混凝土表面装饰效果和工作性能。4.4通过计算机模拟技术进行桥梁施工全过程模拟分析，有效降低桥梁混凝土出现有害裂缝的可能性。5施工

8、工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1-1简支箱梁施工工艺流程图5.2模板工程5.2.1模板设计箱梁外模板采用全钢模板，内模设计根据箱室内部的空间尺寸及装拆便利的要求，采用木面板、钢骨架支撑体系。1模板设计应在保证结构外形尺寸准