CN112726513B - 一种预应力空腹桁架拱设计施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力空腹桁架拱设计施工方法，根据2＃‑3＃排架柱空腹桁架拱桁架及槽身处地形地貌及排架柱高度等特点，采取门洞式钢管支架现浇方案，支架搭设净空长度为34.66m，宽度7m，沿着水流方向共设置4道扩大基础，扩大基础尺寸2.5m×2.5m×1.0m，作为安装钢管桩基础，垂直水流方向设置两排钢管桩，钢管桩端部采用16mm厚，尺寸850mm×850mm钢板焊接，并在钢板端部用16mm厚，梯形钢板加固焊接，相邻钢管桩间用45、90型支撑架连接，立柱顶部支承着分配梁，下部支承在扩大基础上；在19.0+165.81‑19.0+193.81范围内为高土坎，对高土坎采用贴坡砼施工。

Description

一种预应力空腹桁架拱设计施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种预应力空腹桁架拱设计施工方法。

背景技术

水资源的短缺以及水资源的不合理分布已经成为制约我国国民经济发展的重要因素，如何合理调度我国的水资源分布、实现可持续发展是摆在目前一个急需解决的问题。在远距离输水工程中，使用最多的水工建筑物就是渠道和输水式建筑物。渡槽作为重要的输水建筑物，其重要性不言而喻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力空腹桁架拱设计施工方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种预应力空腹桁架拱设计施工方法，包括如下步骤：

S1、贴坡砼施工

2#-3#排架柱空腹桁架拱桁架及槽身的中心桩号为19+161.81-19+201.81，其中桩号19+165.81-19+193.81范围内为高土坎，对高土坎采用贴坡砼施工，首先在19+193.81处开挖贴坡砼基础，基础尺寸为1m×8m×1m(长×宽×深)，贴坡砼坡比为1∶0.5，贴坡砼尺寸8m×0.5m(宽×厚)，贴坡砼沿水平方向每隔6m设置一道1.5m宽平台，共设置4个平台，平台尺寸1.5m×8m×1m(长×宽×厚)，作为搭设钢管立架操作平台，贴坡砼及贴坡基础砼采用双层

螺纹钢筋，间距15cm，保护层5cm；

S2、支架安装

现浇拱及槽身贝雷支架自下而上包括钢管桩、2工56型钢、贝雷梁、横向分配梁；拱桁架及槽身支撑设置2个2.5m×2.5m板式基础、2个2.0m×2.0m板式基础，2个1.5m×1.5m板式基础，厚度为1.5米，采用C25钢筋砼浇筑，基础顶面钢管桩部位预埋20mm厚钢板，预埋钢板尺寸85cm×85cm；扩大基础上安装直径为

的钢管桩，桩顶垂直水流方向分配梁为2工56a型钢、水流方向安装贝雷梁，之上安装工20a型钢横梁，间距0.6m；

钢管桩采用直径φ609mm，壁厚16mm，起着将拱及槽身结构自重、支架荷载和施工荷载等传到基础的作用，钢管桩顶采用20mm厚，尺寸850mm×850mm×钢板焊接而成，并在钢板四个角下部用20mm厚，倒梯形钢板加固焊接，为了确保钢管桩的稳定，相邻钢管桩间用45、90号标准支撑架连接，立柱顶部支承着分配梁，下部支承在扩大基础上，为加强钢管桩的稳定，在钢管桩之间用45、90号标准支撑架作为剪刀支撑；分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到钢管桩上同时受力的作用；分配梁采用2工56a型钢与钢管桩顶部钢板焊接连接；主梁采用321型标准贝雷梁，桩顶分配梁采用双拼工56a；贝雷梁之间采用厂家专用螺栓连接，用于承受上部结构的荷载，完成拱和槽身的浇筑；贝雷梁间采用花窗连接，加强自身抗扭能力，钢管桩支撑处的贝雷梁竖杆用45、90号标准支撑架连接；横向分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到贝雷梁上同时受力的作用，分配梁采用工20a型钢，间距60cm；下弦杆及槽身底模承受绝大部分混凝土拱和槽身自重将荷载传递给横向分配梁，然后再传递到下部支架及基础上；下弦杆模板、竖杆、上弦杆模板、槽身侧模、槽身内模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板；

S3、支架预压

支架搭设完成后，在水流方向布置12排单层贝雷梁，垂直水流在钢管桩顶部以及对应的处地基上分别设置3个固定测量点，对地基及支架沉降进行观测，记录沉降值作为初始值；

按混凝土浇筑顺序分段分层加载砂袋进行预压，每级持荷时间不少于15min，加载顺序从跨中向支座依次进行，满载后支架沉降稳定并持荷时间不小于24h后卸载，砂袋总重量为荷载总值(包括施工荷载)的1.2倍，以消除支架、地基的非弹性变形，量测支架、地基的弹性变形；加载时按照50％、80％、100％、120％预压荷载分四级加载，加载时注意加载重量的大小和加荷速率，使其与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下，观测地基沉降速度已稳定后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更要严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏；要求砂袋预压从跨中开始分层平铺预压，左右均匀，分级观测稳定后再进行下一级加载；地基最大沉降量不能超过10mm/d；水平位移不能大于4mm/d；加压完成后，第二次测量固定点处的沉降量与第一次测量的沉降量进行对比计算出支架沉降量，每天8:00、16:00进行两次观测，以1d(24h)两次观测结果差值不大于2mm，且2d(48h)观测结果差值不大于3mm时，认为支架沉降处于稳定状态，沉降观测时间设为3d，根据沉降值并结合预拱度计算，重新校正支架和模板标高；

在预压前对固定测量点标高进行观测；在加载至设计荷载(包括施工荷载)的50％、80％、100％、120％时，分别对固定测量点进行观测；卸载以后再重新进行测量；预压过程中，要测出拱段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底标高；同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止地表水流入支架区，引起支架下沉；

为保证平顺性，拱及槽身应预设反拱，反拱值考虑预拱值和支架变形两方面，并根据具体情况充分考虑收缩徐变；预留拱度＝支架弹性变形值+收缩徐变修正值，支架弹性变形值根据支架预压结果确定；

S4、拱桁架及槽身满堂架搭设

S4.1、拱桁架满堂架脚手搭设

首先搭设下弦杆满堂脚手架，横向间距0.8m，纵向间距0.6m，竖向脚手架，最下层为扫地杆，第二层离扫地杆间距0.43m，第三层离第二层间距1.5m，搭设完后开始铺设下弦杆底模，底模铺设完后，开始绑扎下弦杆钢筋和安装预应力管道，然后下弦杆砼浇筑，浇筑完后开始搭设绑扎竖杆钢筋，钢筋绑扎完搭设竖杆脚手架，脚手架竖向间距1.5m，然后安装竖杆模板及上弦杆底模和一侧边摸，模板安装完开始竖杆砼浇筑，竖杆浇筑完，开始绑扎上弦杆钢筋，钢筋完成后开始搭设最顶层脚手架，竖向脚手架总高度9.2m；

S4.2、槽身架满堂架搭设

槽身架满堂架搭设，横向间距0.6m，纵向间距0.6m，竖向脚手架高度0.68m，竖向脚手架顶部安装

顶托，用于调节槽身底高程；

S5、模板工程

S5.1、模板的构造与设计

现浇拱及槽身的模板由侧模、内模、底模和端模组成，拱桁架模板及槽身内外模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板；

S5.2、模板的安装

模板的安装顺序：下弦杆底模→绑扎下弦杆钢筋、安装预应力管道铁皮波纹管→下弦杆侧模→下弦杆砼浇→竖杆钢筋绑扎→竖杆模板、上弦杆底模及一侧侧模安装→竖杆砼浇筑→上弦杆钢筋绑扎→上弦杆另一侧侧模安装→上弦杆砼浇筑→槽身胶木板底模铺设→槽身外模安装→槽身钢筋绑扎→槽身内模安装→槽身砼浇筑；

下弦杆、上弦杆及槽身铺设底模：采用人工为主机械配合的方式施工；底模板各种接缝要紧密不漏浆，在模板接缝上贴密封胶带，保证接缝平顺；底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装；

下弦杆、上弦杆及槽身侧模安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与底模板的相对位置对准，用顶压杆调整好侧模垂直度，并与端模联结好；侧模安装完后，用螺栓联接稳固，并上好全部拉杆；调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及不平整度等，并做好记录，不符合规定者，要及时调整；

竖杆模板安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与下弦杆模板的相对位置对准，用顶压杆调整好模板垂直度；

槽身内模安装：严格按照槽身断面尺寸安装，内模安装完后，严格检查各部位尺寸是否正确，内模安装采取对撑固定；

端模安装：将波纹管及塑料衬管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位；安装过程中逐根检查是否处于设计位置，端模安装要做到位置准确，连接紧密，并计入预留压缩量，侧模与底模接缝密贴且不漏浆；

安装模板时要注意预埋件的安装，严格按设计图纸施工，确保拱桁架及槽身上预埋件位置准确无误，无遗漏；

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆；模板与砼的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂；浇筑砼前，模型内的杂物应清理干净；

模板拆除，混凝土强度应达到设计强度的80％以上，进行拆模，保证成品砼棱角完整，气温急剧变化时不宜拆模；

S6、支座、支座板安装

拱桁架及槽身采用30cm×30cm×4.1cm橡胶支座，安装在下弦杆横梁和槽身预埋钢板之间，共计36块橡胶支座，支座安装要垂直，不产生偏位；

在槽身底模板安装前详细检查支座位置，检查的内容有：纵、横向位置、平整度，同一支座板的四角高差；

2#排架柱顶部采用2块61cm×61cm×13cm盆式固定橡胶支座；3#排架柱顶部采用2块34cm×31.5cm×8cm盆式活动橡胶支座，仔细检查支座中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆；

S7、钢筋制作与绑扎

钢筋由钢筋加工场集中加工制作，运至现场绑扎成形；钢筋制作和加工前必须在钢筋加工厂进行放大样，加工模具，经验收合格后方可大批量加工钢筋；

先进行下弦杆钢筋的绑扎，其次进行竖杆钢筋的绑扎；然后进行上弦杆钢筋的绑扎，最后绑扎槽身钢筋的绑扎；在槽身底模上进行钢筋绑扎时，为防止竹胶合板面划伤，底部以方木垫高，焊接时在局部采取衬垫隔离措施，防止焊渣灼坏板面；拱和槽身钢筋保护层均为2.5cm，绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内，施工中为确保拱和槽身钢筋的位置准确，应根据实际情况加强架立钢筋的设置，可采用增加架立筋数量措施；拱和槽身钢筋保护层采用同标号的砼垫块的措施进行控制，垫块固定牢靠，均匀布置；

下弦杆有预埋波纹管，为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后尽量不焊接，当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时，适当移动钢筋位置，准确安装定位钢筋网，确保管道位置准确，钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中高程包括按支架的计算挠度所设的预拱度，无误后方进行钢筋绑扎；为使保护层数据准确，保护层垫块不被压坏，用于控制保护层厚度的垫块应采用定型垫块且与拱和槽身等强度等寿命的材料，垫块按50cm间距均匀布置，保证不小于4个/m²，倒角圆弧、底板等截面变化较大或受力较大的部位按30cm间距均匀布置，增加垫块的布置密度，保证保护层的准确；

S8、预应力管道埋设及穿束

S8.1、波纹管施工

纵向预应力钢束管道采用内径50mm金属波纹管，锚具采用三孔圆型锚具，要求应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000；

从场内把管道运输至现场，注意不能使波纹管变形、开裂，并保证尺寸，管道存放要顺直，不可受潮和雨淋锈蚀；

在下弦杆钢筋绑扎成型后，应按预应力钢束坐标定位预应力管道，接头采用接头管连接，并用胶带包缠紧密，以免漏浆；管道定位网纵向按50cm布置，应用φ10钢筋设置一道〞#〞形定位网架；网架顶与钢筋骨架焊接牢，防止管道上、下、左、右移动而改变预加应力的效果；安放后的管道必须平顺、无折角；

管道所有接头采用大一号的波纹管套接，要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆液渗入，当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则，适当移动或弯折钢筋保证管道位置的正确，锚具垫板及喇叭管尺寸正确，喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直，喇叭管和波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，并杜绝堵孔；在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆；压浆管道设置，在下弦杆两端部相对应波纹管处预埋，向上倾斜预埋，保证压浆质量；施工中人员、机械、振动棒不能碰撞管道；

纵向预应力管道，管道中穿入外径相应的PVC管保持管道顺直，在混凝土浇筑过程中，经常转动PVC管，以防预应力波纹管漏浆〞凝死〞PVC管；

浇筑混凝土之前对管道仔细检查，主要检查管道上是否有孔洞，接头是否连接牢固、密封，管道位置是否有偏差，严格检查无误后，采用空压机通风的方法清除管道内杂物，保证管道畅通；

S8.2、预应力筋的加工及安装

预应力钢束必须保持清洁，在存放及搬运过程中避免机械损伤和锈蚀；制作和安装时避免污染和电火花损伤，张拉期间采取措施避免雨水或养护水浇淋；

预应力筋即钢绞线采用定尺下料，长度按孔道的实际长度+锚具厚度×2+限位板的有效高度×2+油顶高度×2+工具锚厚度×2+200mm计算，其误差为±30mm；钢绞线下料采用砂轮机切割，塑料胶带包头；按编号分类存放，以便运输和穿束，钢绞线下料的数量以满足下弦杆施工为准；

预应力筋钢绞线在穿束前应输丝理顺，搬运时不得在地上拖拉，每束预应力筋钢绞线应对应编号；

预应力筋在储存、运输和安装过程中，应采取防锈或防损伤措施；

在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆；

钢绞线穿束前，清除孔道内的杂物，穿束在混凝土养护结束后进行，防止锈蚀；

清除锚具下支承垫板上的灰浆，再安装锚具；

S9、混凝土浇筑及养护

预压卸载后，根据观测值调整底模标高；模板、支架制作安装时的允许偏差应满足规范要求，内模定位准确、稳固，检查钢筋数量、形状是否符合设计要求，支架各支撑的水平，垂直方面是否连接牢固，有无变形；浇筑前必须预埋好相关构造的预埋件，同时预留好伸缩缝的槽口；现浇拱和槽身施工必须保证混凝土保护层垫块强度和布置密度，钢筋加工和安装要准确，顶面高程要严格控制；浇筑顺序：先浇筑拱桁架下弦杆，其次浇筑竖杆，再次浇筑上弦杆，最后浇筑槽身，槽身浇筑顺序为由下到上，水平分层厚度不得大于30cm，注意对称浇筑；在浇筑过程中，设专人用水准仪观测支架下沉情况，观察是否在允许变形范围内，同时分别设专人检查支架、模板，钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移动时应及时处理；严格控制封锚段的尺寸，封锚模板不得出现漏浆和跑模现象；

S10、张拉、压浆和封锚

S10.1张拉

预应力张拉钢筋混凝土施工工艺：

预应力砼孔道采用铁皮波纹管，孔道外径50mm，误差≤2mm，施工时孔道必须要保持顺直平滑；下弦杆采用钢绞线每索1×7直径为15.2mm，其强度级别为1860Mpa；张拉时采用〞双控〞方法；每束单索钢绞线张拉至设计值10％进行预紧，保证钢绞线顺直；然后三索钢绞线合并为一束，按照张拉顺序分三级拉至设计值；张拉预应力钢绞线束时，下弦杆砼强度不得低于设计标号的80％；

预应力钢绞线张拉锚固后，48小时内进行灌浆，灌浆在一端进行，另一端排气，采用复合型灌浆材料并符合设计要求，水灰比为0.4-0.45，灌浆压力控制在0.4-0.6Mpa，必须确保灌浆的密实性；

制孔：预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求；制孔管应管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连接应平顺；孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线；孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理；

穿束：预应力钢束采用人工自一端穿入，穿入时钢束端头采用锥形塑料套管包裹，以防止钢铰线头刺破管道，同时减小穿入阻力，穿钢绞线过程中，如果遇到穿入困难时，不得猛烈撞击以免刺破管道；

预应力筋张拉：

锚具的安装及准备工作：将锚垫板表面的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞；清除钢绞线上的锈蚀、泥浆，安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正；在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片，夹片安装后要齐平，必要时用专用工具轻敲，但不得重敲把夹片损坏；

千斤顶的定位安装：在工作锚上套上相应的限位板，根据钢绞线直径大小确定限位尺寸；装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接；装上可重复使用的工具锚板；装上工具夹片，工具夹片表面需涂上退锚灵；

预应力张拉程序：空腹桁架拱砼强度达到设计强度的80％要求后，砼龄期满足14d方能进行张拉施工；张拉时的强度要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准；空腹桁架拱两侧底梁对称张拉，张拉同束钢绞线由两端对称同步进行，按设计规定的编号及张拉顺序张拉；张拉时分级加载，按照15％σk→50％σk→100％σk→0，对应的张拉力分别量测伸长值；张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力控制为主，以伸长值进行校核；张拉程序为：0→15％σk→50％σk→100％σk(持荷5min)→补拉100％σk(测量长度)→锚固；其中，σk为张拉时的控制应力(包括预应力损失在内)，其值根据设计图纸要求而定，初应力取σk的10％；张拉至初始应力15％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉；张拉至初始应力50％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉；

张拉至初始应力100％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，停止张拉；确认伸长值符合要求后，千斤顶回油，夹片自动锚固；当实际伸长值与理论伸长值差超过6％时，应停止张拉，等查明原因并采取措施后再进行施工；

S10.2、割束和封锚

割束方法

钢绞线割束在压浆前进行，终张拉后24h确认无误，切割多余钢绞线，外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不宜小于30mm；割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割；

封锚

压浆结束后，应及时采用C50钢筋混凝土对需封锚的锚具进行封闭；

管道压浆

压浆应使用活塞式压浆泵不得使用压缩空气；压浆的最大压力宜为0.5-0.7MPa当孔道较长或采用一次压浆时最大压力宜为1.0MPa；梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在0.3-0.4MPa；压浆应达到孔道另一端饱满和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止；为保证管道中充满灰浆关闭出浆口后应保持不小于0.5MPa的一个稳压期该稳压期不宜少于2min；清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通，确定抽真空端和灌浆端，安装引出管、球阀和接头，并检查其功能；

搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标，水泥为强度等级为52.5普通硅酸盐水泥，并添加减水剂和铝粉，不得泌水，流动度不应大于25s，30min后不应大于35s；初凝时间大于3小时，终凝小于24小时，压浆时浆体温度不超过35℃，浆体对钢绞线无腐蚀作用；

启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管阀门打开，开始灌浆；灌浆过程中，真空泵保持连续工作，水泥浆自拌制至压人孔道的延续时间视气温情况而定一般在30-45min范围内，水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆不得通过加水来增加其流动度；

待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门；灌浆泵继续工作，压力达到0.5Mpa，持压2分钟；关闭灌浆及灌浆端所有阀门，完成灌浆；拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀等；完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净；安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后一小时内拆除、清洗；

S11、模板和支架的拆除

S11.1拆除模板

拱桁架模板拆除流程：拆除上弦杆模板→拆除竖杆模板→拆除下弦杆模板；

槽身模板拆除流程：拆除外模→拆除内模→拆除底模支架→拆除底模；

模板拆下后，要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂，与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件，如有缺损及时补齐，以备下次使用，并根据消耗情况酌情配备足够的储存量；

S11.2拆除支架

支架的卸落应按程序进行，按全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，自上而下依次拆除支架；

支架拆除要从跨中向两侧对称、均匀、有序地进行拆除；在拆除过程中，严禁高空投掷，避免发生各种伤害事故和损坏支撑体系及模板；拆下来的杆件要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐；

支架拆除程序应遵守由上而下，先外后里原则，先架面材料后构架材料、先附件后结构件的顺序，一件一件的松开跨结、取出并随即吊下或集中到毗邻的未拆的架面上，扎捆后吊下。

本发明具有以下有益效果：

在水利工程上实现了预应力空腹桁架拱的成功运用，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例中钢丝束张拉顺序标号；

图中：(a)为左梁；(b)为右梁。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

工程概况及地质情况

结构形式

4#渡槽是青海省引大济湟工程中的重要输水建筑物，位于大通县青林乡下阳山村黑林河交叉河沟，渡槽全长(19+138.31～20+469.81)共1331m。设计流量11.45m³³/s，加大流量13.33m³³/s。

渡槽进口渐变段长3.0m，出口渐变段4.0m。槽体为矩形薄壁结构，过水断面尺寸为3.0m×2.4m(高×宽)，槽壁厚20cm。渡槽排架最大高度24m，渡槽进水口前2跨跨度为10m；中间32跨空腹桁架拱结构跨度为40m，空腹式桁架拱设计矢高为7.4m；渡槽出水口2跨跨度为12m。由于靠近2#排架柱一侧为高土坎，土坎为粉质和湿陷性黄土并且开了一道裂缝，高坎底部有下阳山村村民住房(房屋距3#排架柱距离约40m)，开挖边坡难度极大并且考虑到村民和施工时的安全，2#-3#排架柱40m空腹桁架拱桁架及槽身采用贝雷梁支架现浇法施工。其余31跨预制桁拱架及槽身预制完成满足设计要求后方可进行吊装施工。

空腹桁架拱桁架采用C50混凝土，拱槽身采用C30F300W6混凝土，管道压浆所用材料为复合型灌浆材料。

纵向预应力钢束采用抗拉极限强度标准值为1860MPa的高强低松弛钢绞线，公称直径15.2mm，其技术条件应符合JTGTF50-2011标准。管道形成采用金属波纹管，采用夹片锚锚固体系。

地质描述

19+139.9-20+000段为4#渡槽前段，其中19+139.9-19+180段1#、2#排架)位于低中山丘陵区山前，地势起伏较大，地形坡度大于50°，地层岩性为风积黄土，结构稍密-中密，厚度14m，该段场地湿陷性为IV级，属很严重湿陷场地。19+180-20+000段3#～22#排架粒于黑林河左岸I级阶地，地形平坦，地形坡度小于3°，地层岩性表层为第四系全新统冲洪积粉土，厚度0.5-2m，下部为冲洪积卵石层，含泥量约30％，一般粒径5-12cm，卵砾岩性主要岩性为片麻岩、花岗岩等。根据钻孔揭露，沟谷洪积层厚度大于22m。

20+000-20+483.2段(23#～35#排架)为4#渡槽后半部，位于黑林河河谷，为第四系全新统冲洪积层，呈二元结构，表层0.3-2m粉质粘土，结构松散，为耕作土，下部为冲洪积卵石层，沟谷洪积层厚度大于22m，黑林河河沟中地下水埋深0.8-4m。

根据现场查勘及设计地质情况，3#～22#排架现场基础以冲洪积卵石层为主，地基承载力基本满足要求。23#～35#排架现场基础以粉质粘土为主，部分基础承载力不满足要求，需进行基础处理。

施工组织方案

总体施工方案

根据2#-3#排架柱(中心桩号19+161.81-19+201.81)空腹桁架拱桁架及槽身处地形地貌及排架柱高度等特点，采取门洞式钢管支架现浇方案。支架搭设净空长度为34.66m，宽度7m，沿着水流方向共设置4道扩大基础，扩大基础尺寸2.5m×2.5m×1.0m(长×宽×深)，作为安装钢管桩基础，垂直水流方向设置两排钢管桩。钢管桩采用直径φ609mm，壁厚16mm，将拱及槽身结构自重、支架荷载和施工荷载等传到基础的作用。钢管桩端部采用16mm厚，尺寸850mm×850mm钢板焊接，并在钢板端部用16mm厚，梯形钢板加固焊接，为了确保钢管桩的稳定，相邻钢管桩间用45、90型支撑架连接。立柱顶部支承着分配梁，下部支承在扩大基础上。为加强钢管桩的稳定，其中在19.0+165.81-19.0+193.81范围内为高土坎，对高土坎采用贴坡砼施工，首先在19+193.81处开挖贴坡砼基础，基础尺寸为1.1m×8.0m×1.0m(长×宽×深)，贴坡砼尺寸8.0m×0.5m(宽×厚)，采用双层φ16钢筋，间距20cm，保护层5cm，拱桁架及槽身采用定性组合钢模板，钢筋在钢筋棚统一加工，砼施工采用25t与50t汽车吊相互配合浇筑成型。

施工工艺

贴坡砼施工

2#-3#排架柱空腹桁架拱桁架及槽身(中心桩号19+161.81-19+201.81)，其中桩号19+165.81-19+193.81(共28m)范围内为高土坎，对高土坎采用贴坡砼施工，首先在19+193.81处开挖贴坡砼基础，基础尺寸为1m×8m×1m(长×宽×深)，贴坡砼坡比为1∶0.5，贴坡砼尺寸8m×0.5m(宽×厚)，贴坡砼沿水平方向每隔6m设置一道1.5m宽平台(共设置4个平台)，平台尺寸1.5m×8m×1m(长×宽×厚)，作为搭设钢管立架操作平台，贴坡砼及贴坡基础砼采用双层

螺纹钢筋，间距15cm，保护层5cm。

现浇拱及槽身贝雷支架自下而上由钢管桩、2工56型钢、贝雷梁、分配梁、方木、竹胶板等组成。拱桁架及槽身支撑设置2个2.5m×2.5m板式基础、2个2.0m×2.0m板式基础，2个1.5m×1.5m板式基础，厚度为1.5米(见现浇支架计算书P11，6.7)，采用C25钢筋砼浇筑。基础顶面钢管桩部位预埋20mm厚钢板，预埋钢板尺寸85cm×85cm。扩大基础上安装直径为

609mm的钢管桩，桩顶垂直水流方向分配梁为2工56a型钢(P8)、水流方向安装贝雷梁，之上安装工20a型钢横梁，间距0.6m(P6)。其中：

钢管桩采用直径φ609mm，壁厚16mm，起着将拱及槽身结构自重、支架荷载和施工荷载等传到基础的作用。钢管桩顶采用20mm厚，尺寸850mm×850mm×钢板焊接而成，并在钢板四个角下部用20mm厚，倒梯形钢板加固焊接，为了确保钢管桩的稳定，相邻钢管桩间用45、90号标准支撑架连接。立柱顶部支承着分配梁，下部支承在扩大基础上。为加强钢管桩的稳定，在钢管桩之间用45、90号标准支撑架作为剪刀支撑。

分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到钢管桩上同时受力的作用。分配梁采用2工56a型钢与钢管桩顶部钢板焊接连接。

主梁采用321型标准贝雷梁，桩顶分配梁采用双拼工56a。贝雷梁之间采用厂家专用螺栓连接，用于承受上部结构的荷载，完成拱和槽身的浇筑。贝雷梁间采用花窗连接，加强自身抗扭能力，钢管桩支撑处的贝雷梁竖杆用45、90号标准支撑架连接。

横向分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到贝雷梁上同时受力的作用。分配梁采用工20a型钢，间距60cm。

下弦杆及槽身底模承受绝大部分混凝土拱和槽身自重，将荷载传递给横向分配梁，然后再传递到下部支架及基础上。

下弦杆模板、竖杆、上弦杆模板、槽身侧模、槽身内模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板。

支架预压

支架预压目的

预压的目的：一是消除支架及地基的非弹性变形，二是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据，三是测出地基沉降，为采用同类型的现浇拱及槽身施工提供经验数据。预压时间预计3-7天，预压过程随时测量和记录，根据预压测量确定施工预拱度。在支架搭设完毕，对支架按1.2倍设计荷载(包括施工荷载)进行超载预压。施工荷载包括：拱及槽身混凝土重量、拱及槽身钢筋、预应力体系重量、模板重量、施工机具重量、施工人员荷载、混凝土施工动载、风载等。

支架预压方法

支架搭设完成后，在水流方向布置12排单层贝雷梁，垂直水流在钢管桩顶部以及对应的处地基上分别设置3个固定测量点，对地基及支架沉降进行观测，记录沉降值作为初始值。

按混凝土浇筑顺序分段分层加载砂袋进行预压，每级持荷时间不少于15min，加载顺序从跨中向支座依次进行。满载后支架沉降稳定并持荷时间不小于24h后卸载，砂袋总重量为荷载总值(包括施工荷载)的1.2倍，以消除支架、地基的非弹性变形，量测支架、地基的弹性变形。加载时按照50％、80％、100％、120％预压荷载分四级加载，加载时注意加载重量的大小和加荷速率，使其与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下，观测地基沉降速度已稳定后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更要严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏。要求砂袋预压从跨中开始分层平铺预压，左右均匀，分级观测稳定后再进行下一级加载。地基最大沉降量不能超过10mm/d；水平位移不能大于4mm/d。加压完成后，第二次测量固定点处的沉降量与第一次测量的沉降量进行对比计算出支架沉降量，每天8:00、16:00进行两次观测，以1d(24h)两次观测结果差值不大于2mm，且2d(48h)观测结果差值不大于3mm时，认为支架沉降处于稳定状态，沉降观测时间设为3d。根据沉降值并结合预拱度计算，重新校正支架和模板标高。

在预压前对固定测量点标高进行观测；在加载至设计荷载(包括施工荷载)的50％、80％、100％、120％时，分别对固定测量点进行观测；卸载以后再重新进行测量。预压过程中，要测出拱段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底标高。同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止地表水流入支架区，引起支架下沉。

预设反拱

为保证平顺性，拱及槽身应预设反拱，反拱值考虑预拱值和支架变形两方面，并根据具体情况充分考虑收缩徐变。预留拱度＝支架弹性变形值+收缩徐变修正值，支架弹性变形值根据支架预压结果确定。

支架调整

架体预压前，支架按照计算标高调整，确保支架各杆件均匀受力。预压后架体在预压荷载作用下基本消除了地基塑性变形和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形，并通过预压得出支架弹性变形值。

根据以上实测的支架变形值，结合设计标高和拱底预拱度值，确定和调整拱底标高。拱底立模标高＝设计梁底标高+预留拱度。为了保证平顺性和拱体的线性控制，请测量队，对支架弹性变形和预留拱度进行计算，提供立模标高，控制拱及槽身线型。

施工过程中，对支架和地基变形做好全过程监测。

拱桁架及槽身满堂架搭设

拱桁架满堂架脚手搭设

首先搭设下弦杆满堂脚手架，横向间距0.8m，纵向间距0.6m，竖向脚手架，最下层为扫地杆，第二层离扫地杆间距0.43m，第三层离第二层间距1.5m，搭设完后开始铺设下弦杆底模，底模铺设完后，开始绑扎下弦杆钢筋和安装预应力管道，然后下弦杆砼浇筑，浇筑完后开始搭设绑扎竖杆钢筋，钢筋绑扎完搭设竖杆脚手架，脚手架竖向间距1.5m，然后安装竖杆模板及上弦杆底模和一侧边摸，模板安装完开始竖杆砼浇筑，竖杆浇筑完，开始绑扎上弦杆钢筋，钢筋完成后开始搭设最顶层脚手架，竖向脚手架总高度9.2m。

槽身架满堂架搭设

槽身架满堂架搭设，横向间距0.6m，纵向间距0.6m，竖向脚手架高度0.68m，竖向脚手架顶部安装

顶托，用于调节槽身底高程。

模板工程

模板的构造与设计

现浇拱及槽身的模板由侧模、内模、底模和端模组成。拱桁架模板及槽身内外模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板。

模板的安装

模板的安装顺序：下弦杆底模→绑扎下弦杆钢筋、安装预应力管道铁皮波纹管→下弦杆侧模→下弦杆砼浇→竖杆钢筋绑扎→竖杆模板、上弦杆底模及一侧侧模安装→竖杆砼浇筑→上弦杆钢筋绑扎→上弦杆另一侧侧模安装→上弦杆砼浇筑→槽身胶木板底模铺设→槽身外模安装→槽身钢筋绑扎→槽身内模安装→槽身砼浇筑。

下弦杆、上弦杆及槽身铺设底模：采用人工为主机械配合的方式施工。底模板各种接缝要紧密不漏浆，在模板接缝上贴密封胶带，保证接缝平顺。底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。

下弦杆、上弦杆及槽身侧模安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与底模板的相对位置对准，用顶压杆调整好侧模垂直度，并与端模联结好。侧模安装完后，用螺栓联接稳固，并上好全部拉杆。调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及不平整度等，并做好记录。不符合规定者，要及时调整。

竖杆模板安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与下弦杆模板的相对位置对准，用顶压杆调整好模板垂直度。

槽身内模安装：严格按照槽身断面尺寸安装，内模安装完后，严格检查各部位尺寸是否正确。内模安装采取对撑固定。

端模安装：将波纹管及塑料衬管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确，连接紧密，并计入预留压缩量。侧模与底模接缝密贴且不漏浆。

安装模板时要注意预埋件的安装，严格按设计图纸施工，确保拱桁架及槽身上预埋件位置准确无误，无遗漏。

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板与砼的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。浇筑砼前，模型内的杂物应清理干净。

模板拆除，混凝土强度应达到设计强度的80％以上，进行拆模，保证成品砼棱角完整。气温急剧变化时不宜拆模。

支座、支座板安装

拱桁架及槽身采用30cm×30cm×4.1cm橡胶支座，安装在下弦杆横梁和槽身预埋钢板之间，共计36块橡胶支座，支座安装要垂直，不产生偏位。

在槽身底模板安装前详细检查支座位置，检查的内容有：纵、横向位置、平整度，同一支座板的四角高差。

2#排架柱顶部采用61cm×61cm×13cm盆式固定橡胶支座(2块)，3#排架柱顶部采用34cm×31.5cm×8cm盆式活动橡胶支座(2块)，仔细检查支座中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆。

钢筋制作与绑扎

钢筋由钢筋加工场集中加工制作，运至现场绑扎成形。钢筋制作和加工前必须在钢筋加工厂进行放大样，加工模具，经验收合格后方可大批量加工钢筋。

先进行下弦杆钢筋的绑扎，其次进行竖杆钢筋的绑扎。然后进行上弦杆钢筋的绑扎，最后绑扎槽身钢筋的绑扎。在槽身底模上进行钢筋绑扎时，为防止竹胶合板面划伤，底部以方木垫高，焊接时在局部采取衬垫隔离措施，防止焊渣灼坏板面。拱和槽身钢筋保护层均为2.5cm，绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内，施工中为确保拱和槽身钢筋的位置准确，应根据实际情况加强架立钢筋的设置，可采用增加架立筋数量措施。拱和槽身钢筋保护层主要采用同标号的砼垫块的措施进行控制，垫块固定牢靠，均匀布置。

下弦杆有预埋波纹管，为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后尽量不焊接，当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时，适当移动钢筋位置，准确安装定位钢筋网，确保管道位置准确，钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中高程包括按支架的计算挠度所设的预拱度，无误后方进行钢筋绑扎。为使保护层数据准确，保护层垫块不被压坏，用于控制保护层厚度的垫块应采用定型垫块且与拱和槽身等强度等寿命的材料，垫块按50cm间距均匀布置，保证不小于4个/m²，倒角圆弧、底板等截面变化较大或受力较大的部位按30cm间距均匀布置，增加垫块的布置密度，保证保护层的准确。

预应力管道埋设及穿束

波纹管施工

纵向预应力钢束管道采用内径50mm金属波纹管，锚具采用三孔圆型锚具，要求应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370-2000。

从场内把管道运输至现场，注意不能使波纹管变形、开裂，并保证尺寸，管道存放要顺直，不可受潮和雨淋锈蚀。

在下弦杆钢筋绑扎成型后，应按预应力钢束坐标定位预应力管道，接头采用接头管连接，并用胶带包缠紧密，以免漏浆。管道定位网纵向按50cm布置，应用φ10钢筋设置一道〞#〞形定位网架。网架顶与钢筋骨架焊接牢，防止管道上、下、左、右移动而改变预加应力的效果。安放后的管道必须平顺、无折角。

管道所有接头采用大一号的波纹管套接，要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆液渗入，当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则，适当移动或弯折钢筋保证管道位置的正确，锚具垫板及喇叭管尺寸正确，喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直，喇叭管和波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，并杜绝堵孔。在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆。压浆管道设置，在下弦杆两端部相对应波纹管处预埋，向上倾斜预埋，保证压浆质量。施工中人员、机械、振动棒不能碰撞管道。

纵向预应力管道，管道中穿入外径相应的PVC管保持管道顺直，在混凝土浇筑过程中，经常转动PVC管，以防预应力波纹管漏浆〞凝死〞PVC管。

浇筑混凝土之前对管道仔细检查，主要检查管道上是否有孔洞，接头是否连接牢固、密封，管道位置是否有偏差，严格检查无误后，采用空压机通风的方法清除管道内杂物，保证管道畅通。

预应力筋的加工及安装

预应力钢束必须保持清洁，在存放及搬运过程中避免机械损伤和锈蚀。制作和安装时避免污染和电火花损伤，张拉期间采取措施避免雨水或养护水浇淋。

预应力筋即钢绞线采用定尺下料，长度按孔道的实际长度+锚具厚度×2+限位板的有效高度×2+油顶高度×2+工具锚厚度×2+200mm计算，其误差为±30mm。钢绞线下料采用砂轮机切割，塑料胶带包头。按编号分类存放，以便运输和穿束。钢绞线下料的数量以满足下弦杆施工为准。

预应力筋钢绞线在穿束前应输丝理顺，搬运时不得在地上拖拉，每束预应力筋钢绞线应对应编号。

预应力筋在储存、运输和安装过程中，应采取防锈或防损伤措施。

在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆。

钢绞线穿束前，清除孔道内的杂物。穿束在混凝土养护结束后进行，防止锈蚀。

清除锚具下支承垫板上的灰浆。再安装锚具。

混凝土浇筑及养护

预压卸载后，根据观测值调整底模标高。模板、支架制作安装时的允许偏差应满足规范要求，内模定位准确、稳固，检查钢筋数量、形状是否符合设计要求，支架各支撑的水平，垂直方面是否连接牢固，有无变形。浇筑前必须预埋好相关构造的预埋件，同时预留好伸缩缝的槽口。现浇拱和槽身施工必须保证混凝土保护层垫块强度和布置密度，钢筋加工和安装要准确，顶面高程要严格控制。在浇筑过程中，设专人用水准仪观测支架下沉情况，观察是否在允许变形范围内，同时分别设专人检查支架、模板，钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移动时应及时处理。严格控制封锚段的尺寸，封锚模板不得出现漏浆和跑模现象。

混凝土配置和搅拌

本桁架拱和槽身所用的砼通过2#搅拌站进行供料，2#搅拌站设置在4#渡槽。

(1)混凝土配制和搅拌为质量控制点，现场设试验室配齐相关原材料检测仪器，对混凝土原材料进行全程监控，由拌和站站长加强混凝土搅拌控制，确保拌制质量。

(2)混凝土开盘前，试验员对粗、细骨料、拌和料进行严格的含水率测量，准确测定粗细骨料含水量的变化，及时调整施工配合比，含水量按照每班抽测两次，雨天随时抽测，并按照测定结果及时调整混凝土的施工配合比，将调整后的施工配料单报现场监理工程师签认。

(3)混凝土配料必须按试验室提供的施工混凝土配合比通知单执行，试验人员在开盘时、搅拌过程中值班，随时掌握和调整搅拌情况。计量采用自动传感器计量，计量系统每半年校检一次，每月校准一次，在使用前进行再次的复核，如发现有异常必须及时校验。

(4)在配制混凝土拌合物时，水、水泥、掺和料、减水剂的称量误差应≤±1％，粗、细骨料的计量误差≤±2％(均以质量计)。开盘后，前三盘要逐盘检查实际下料质量，以后每10盘检查一次。如发现有问题时，必须由试验人员查明原因后进行调整。

(5)搅拌时投料次序为：细骨料、水泥、矿物掺合料，搅拌均匀后再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌均匀后再投入粗骨料，并继续充分搅拌后再投入外加剂，并搅拌均匀为止。上述每阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间控制在150s。不得随意增减搅拌时间，搅拌好的混凝土出机前，不得投入新料，混凝土出机后不得任意加水，以确保混凝土的和易性、粘聚性、保水性和流动性满足要求。

(6)施工中根据气温、输送距离来考虑坍落度损失。混凝土在拌合过程中，及时进行混凝土有关性能(如坍落度、泌水率、入模温度、含气量)的试验与观察，测定前三盘混凝土，混凝土搅拌要均匀，颜色要一致。

(7)拌制混凝土的进度必须与浇筑进度紧密配合，拌制服从浇筑。若浇筑工序因故暂时停顿，则灌车内的混凝土就不能入仓，避免影响浇筑质量。

(8)经检验不合格的混凝土拌和物不能灌入模型内，混凝土施工配合比要用试验室当天的通知单，混凝土拌制记录要认真填写并注明所用水泥罐号和批号，签字必须齐全。

(9)混凝土浇筑完后，搅拌机及全部容器及时冲洗干净并检修好有关设备，以备下次再用。

4.9.2混凝土的运输

(1)混凝土运输前做好道路的维护工作，在混凝土施工时，停止大型车辆的进场，在主要交叉路口派人员值班，指挥大型车辆绕行或暂停。

(2)混凝土运输采用混凝土输送罐车运输。根据现场特定条件，运输距离比较近，每次浇筑选用2台12m³混凝土罐车，运输能力满足浇筑时间要求。混凝土场内运输线路平稳，保证了混凝土运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量。

(3)现场使用2台汽车吊(25t、50t)作为垂直运输设备。

4.9.3混凝土的浇筑与振捣

混凝土配合比要根据设计要求和试验室配合比试验确定，应采取适当的缓凝措施，保证混凝土在最先浇筑的混凝土初凝前全部浇筑完毕。浇筑顺序：先浇筑拱桁架下弦杆，其次浇筑竖杆，再次浇筑上弦杆，最后浇筑槽身，槽身浇筑顺序为由下到上，水平分层厚度不得大于30cm，注意对称浇筑。在施工过程中应派专人负责支架和模板的变形及沉降观测，发现问题及时处理。现浇拱和槽身的浇筑最好安排在白天进行。

混凝土振捣采用插入式振动器振捣，下弦杆浇筑时，避开提前做好的波纹管位置的标记，保证波纹管的安全。同时注意其他预埋件的保护。浇筑时，为保证混凝土振捣良好，定人定岗，责任到人。槽身浇筑时，对称两边各布置一台振捣器，插入式振动器移动间距不应超过振动半径的1.5倍，与侧模、内模保持5～10cm的距离。振动棒应〞快插慢拔〞，混凝土的浇筑采用连续浇筑、一次成型。

浇筑过程中，设专人观模，发现变形，及时停止浇筑，进行处理。对于模板、支架沉降观测点，2h观测一次，对照各点浇筑的放量对应支架预压沉降曲线，出现异常，应及时停止浇筑，查找原因，处理完毕后，再进行浇筑。

拱和槽身浇筑成型后，应对混凝土裸露表面及时修整、抹平，等定浆后根据现场技术人员技术交底仔细进行收面，收面完成待技术人员验收合格后方可对浇筑面立即用塑料薄膜加土工布覆盖保温养护。

混凝土浇筑前到养护结束，每天收集天气预报等，预计后续的养护方式。气温高于5℃时，采用土工布覆盖、洒水养护。

混凝土试件制作、养护

(1)试件模型须彻底清除灰碴，抗压试模尺寸标准150mm×150mm×150mm，弹模尺寸150mm×150mm×300mm，标准尺寸公差符合GB/T50081-2002要求；检查对角线尺寸合格后均匀涂油，不合格试模禁止使用，试件制作养护和试验方法按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》或GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的有关规定执行。

(2)拱及槽身在浇筑混凝土过程中，要随机取样进行温度(包括环境、模板、混凝土温度)和坍落度检验，同时随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件，其中强度和弹性模量试件分别从下弦杆、竖杆、上弦杆及槽身取样。试件随现浇拱和槽身在同条件下振动成型，砼试件的制作要具有代表性。

(3)试件上标明拱和槽身号、标号、制作日期、混凝土浇筑部位及工序简写(或养护方法)。试件拆模后交专人负责保管，试件按下弦杆、竖杆、上弦杆和槽身号存放整齐。

(4)标准养护试件脱模前随拱和槽身养护，脱模后放在标准养护室中养护，两阶段共养护56d，同条件养护试件随拱和槽身一起养护。

(5)标准养护室温度20±2℃，相对湿度95％以上，试件间隔为10～20mm，并避免用水直接冲淋试件。

张拉、压浆和封锚

张拉

(1)预应力钢绞线技术性能应符合国家现行《预应力砼用钢绞线》(GB/T5224)的规定和满足设计要求；钢绞线进场时必须提供生产厂家的合格证书，并按照规范对每批钢绞线的强度、弹性模量、截面积、延伸率、硬度进行抽检，对不合格的产品严禁使用，同时就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量进行修正。对钢绞线的弹性模量试验按每批号进行。

(2)钢绞线到工地并经检验合格后，在钢绞线系上标签存放在棚内，堆放台应离地面20～30cm，以防受潮生锈。

(3)锚具、夹具和连接器应符合国家现行《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)的有关规定并经检验合格后方可使用。

(4)钢绞线、锚具、夹具和连接器经自检合格后，上报监理审核批准后使用。

(5)千斤顶和油表在使用前，应在监理工程师的监督下，在国家认定的实验机构对其精度进行标定。张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。使用时的校验期限应视千斤顶情况确定，一般使用6个月或200次，以及在使用过程中出现不正常现象时，应重新校核。

(6)压力表应选用防震型，表面最大读数应为张拉力的1.5至2.0倍，精度不低于1.0级，校正期有效期为一周。

(7)压力表应与张拉千斤顶配套使用。预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。

(8)主要施工工艺有：制孔、穿束、张拉、灌浆。具体如下：

预应力张拉钢筋混凝土施工工艺，预应力砼孔道采用铁皮波纹管，孔道外径50mm，误差≤2mm，施工时孔道必须要保持顺直平滑。下弦杆采用钢绞线每索1×7直径为15.2mm，其强度级别为1860Mpa。张拉时采用〞双控〞方法。每束单索钢绞线张拉至设计值10％进行预紧，保证钢绞线顺直。然后三索钢绞线合并为一束，按照张拉顺序分三级拉至设计值。张拉顺序如下：

钢丝束张拉顺序及张拉控制力表

张拉预应力钢绞线束时，下弦杆砼强度不得低于设计标号的80％。

预应力钢绞线张拉锚固后，48小时内进行灌浆，灌浆在一端进行，另一端排气，采用复合型灌浆材料并符合设计要求，水灰比为0.4-0.45，灌浆压力控制在0.4-0.6Mpa，必须确保灌浆的密实性。

制孔：预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求。制孔管应管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连接应平顺。孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线。孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理。

穿束：预应力钢束采用人工自一端穿入，穿入时钢束端头采用锥形塑料套管包裹，以防止钢铰线头刺破管道，同时减小穿入阻力，穿钢绞线过程中，如果遇到穿入困难时，不得猛烈撞击以免刺破管道。

预应力筋张拉：锚具的安装及准备工作，将锚垫板表面的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞。清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正。在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片，夹片安装后要齐平，必要时用专用工具轻敲，但不得重敲把夹片损坏。

千斤顶的定位安装：在工作锚上套上相应的限位板，根据钢绞线直径大小确定限位尺寸。装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接。装上可重复使用的工具锚板。装上工具夹片(夹片表面涂上退锚灵)

预应力张拉程序：空腹桁架拱砼强度达到设计强度的80％要求后，砼龄期满足14d方能进行张拉施工。张拉时的强度要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。空腹桁架拱两侧底梁对称张拉，张拉同束钢绞线由两端对称同步进行，按设计规定的编号及张拉顺序张拉。

张拉时分级加载，按照15％σk→50％σk→100％σk→0，对应的张拉力分别量测伸长值。张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力控制为主，以伸长值进行校核。

张拉程序为：0→15％σk→50％σk→100％σk(持荷5min)→补拉100％σk(测量长度)→锚固

σk为张拉时的控制应力(包括预应力损失在内)，其值根据设计图纸要求而定，初应力取σk的10％。

张拉至初始应力15％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉。

张拉至初始应力50％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉。

张拉至初始应力100％σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，停止张拉。确认伸长值符合要求后，千斤顶回油，夹片自动锚固。当实际伸长值与理论伸长值差超过6％时，应停止张拉，等查明原因并采取措施后再进行施工。

预应力理论和实际伸长量的计算

预应力理论伸长值的计算

后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式如下：

1、2束15％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝83477N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝42.1mm

1、2束50％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝278255N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝140.5mm

1、2束100％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝556510N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝281.0mm

3、4束15％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝81252N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝41.0mm

3、4束50％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝270840N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝136.8mm

3、4束100％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝541680N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝273.6mm

5、6束15％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝79028N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝39.9mm

5、6束50％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝263425N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝133.0mm

5、6束100％ΔL＝Pp×L/(AP×EP)＝526850N×41360mm/(420mm2×195000N/mm2)＝266.0mm

式中：ΔL----预应力筋理论伸长值，mm

L----预应力筋的长度，mm

Pp(当预应力筋为直线时Pp＝P)----预应力筋的平均张拉力，N

AP----预应力筋截面面积，mm2

EP----预应力筋的弹性模量，N/mm2，

P----预应力筋张拉端的张拉力，N

实际伸长量的量测及计算方法

实际伸长值的量测采用量测千斤顶油缸行程数值的方法。在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度。实际伸长值L的计算公式如下：

L＝A+B+C；

A-0～15％σk应力下的千斤顶的实际引伸量(初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值，即A＝15％-30％)；

B-30％σk～50％σk应力下的千斤顶的实际引伸量；

C-50％σk～100％σk应力下的千斤顶的实际引伸量。

1、2束(556.51KN)

5、6束(526.85KN)

割束和封锚

割束方法

钢绞线割束在压浆前进行，终张拉后24h确认无误，切割多余钢绞线，外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不宜小于30mm。割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割。

封锚

压浆结束后，应及时采用C50钢筋混凝土对需封锚的锚具进行封闭。

管道压浆

压浆应使用活塞式压浆泵不得使用压缩空气。压浆的最大压力宜为0.5-0.7MPa当孔道较长或采用一次压浆时最大压力宜为1.0MPa。梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在0.3-0.4MPa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆关闭出浆口后应保持不小于0.5MPa的一个稳压期该稳压期不宜少于2min。清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。确定抽真空端和灌浆端，安装引出管、球阀和接头，并检查其功能。

搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。水泥为强度等级为52.5普通硅酸盐水泥，并添加减水剂和铝粉，不得泌水，流动度不应大于25s，30min后不应大于35s。初凝时间大于3小时，终凝小于24小时，压浆时浆体温度不超过35℃。浆体对钢绞线无腐蚀作用。

启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管阀门打开，开始灌浆。

灌浆过程中，真空泵保持连续工作。水泥浆自拌制至压人孔道的延续时间视气温情况而定一般在30-45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆·不得通过加水来增加其流动度。

待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。灌浆泵继续工作，压力达到0.5Mpa，持压2分钟。关闭灌浆及灌浆端所有阀门，完成灌浆。拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀等。完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后一小时内拆除、清洗。

模板和支架的拆除

拆除模板

拱桁架模板拆除流程：拆除上弦杆模板→拆除竖杆模板→拆除下弦杆模板。

槽身模板拆除流程：拆除外模→拆除内模→拆除底模支架→拆除底模。

模板拆下后，要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂，与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件，如有缺损及时补齐，以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。

拆除支架

支架的卸落应按程序进行，按全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，自上而下依次拆除支架。支架拆除要从跨中向两侧对称、均匀、有序地进行拆除。在拆除过程中，严禁高空投掷，避免发生各种伤害事故和损坏支撑体系及模板。拆下来的杆件要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐，拆除程序应遵守由上而下，先外后里原则，先架面材料后构架材料、先附件后结构件的顺序，一件一件的松开跨结、取出并随即吊下(或集中到毗邻的未拆的架面上，扎捆后吊下)；分段整体吊下贝雷片时要加强指挥、相互询问和协调作业步骤，严禁不按程序进行作业，拆除立杆时，在把稳上端后，在松开下端连接取下；严禁将卸下的材料抛向地面，在存放各类杆件时应分类存放，尽量不使其变形，以增加其周转次数。

支架拆除的安全防护措施

(1)对支架拆除作业前，对参加作业人员进行技术安全交底，在统一指挥下，按照确定的方案进行拆除作业。

(2)工人作业前必须对个人防护用品进行检查合格后，方可投入使用。检查使用的工具是否牢固，板手等工具必须用绳子链系挂在身上，防止掉落伤人。避免钉子扎脚和空中滑落。高空或悬空作业时必须戴好安全帽和系好安全带。

(3)架子拆除时应划分作业区，周围必须设围栏或竖立警戒标志，地面设有专人监护和指挥，严禁非作业人员入内。

(4)在拆架过程中，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。

(5)拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。拆下的零配件要装入容器内，用吊篮吊下；拆下的钢管要绑扎牢固，双点起吊，严禁从离空抛掷。

(6)每天拆架下班时，不应留下隐患部位。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种预应力空腹桁架拱设计施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、贴坡砼施工

2#-3#排架柱空腹桁架拱桁架及槽身的中心桩号为19+161.81-19+201.81，其中桩号19+165.81-19+193.81范围内为高土坎，对高土坎采用贴坡砼施工，首先在19+193.81处开挖贴坡砼基础，基础尺寸为1m×8m×1m，贴坡砼坡比为1:0.5，贴坡砼尺寸8m×0.5m，贴坡砼沿水平方向每隔6m设置一道1.5m宽平台，共设置4个平台，平台尺寸1.5m×8m×1m，作为搭设钢管立架操作平台，贴坡砼及贴坡基础砼采用双层φ16螺纹钢筋，间距15cm，保护层5cm；

S2、支架安装

现浇拱及槽身贝雷支架自下而上包括钢管桩、2工56型钢、贝雷梁、横向分配梁；拱桁架及槽身支撑设置2个2.5m×2.5m板式基础、2个2.0m×2.0m板式基础和2个1.5m×1.5m板式基础，厚度为1.5米，采用C25钢筋砼浇筑，基础顶面钢管桩部位预埋20mm厚钢板，预埋钢板尺寸85cm×85cm；扩大基础上安装直径为φ609mm的钢管桩，桩顶垂直水流方向分配梁为2工56a型钢、水流方向安装贝雷梁，之上安装工20a型横向分配梁，所述横向分配梁的间距为0.6m；

钢管桩采用直径Φ609mm，壁厚16mm，起着将拱及槽身结构自重、支架荷载和施工荷载能够传到基础的作用，钢管桩顶采用20mm厚，尺寸850mm×850mm的钢板焊接而成，并在钢板四个角下部用20mm厚，倒梯形钢板加固焊接，为了确保钢管桩的稳定，相邻钢管桩间用45或90号标准支撑架连接，立柱顶部支承着分配梁，下部支承在扩大基础上，为加强钢管桩的稳定，在钢管桩之间用45或90号标准支撑架作为剪刀支撑；分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到钢管桩上同时受力的作用；分配梁采用2工56a型钢与钢管桩顶部钢板焊接连接；主梁采用321型标准贝雷梁，桩顶垂直水流方向分配梁采用双拼工56a；贝雷梁之间采用螺栓连接，用于承受上部结构的荷载，完成拱和槽身的浇筑；贝雷梁间采用花窗连接，加强自身抗扭能力，钢管桩支撑处的贝雷梁竖杆用45或90号标准支撑架连接；横向分配梁起着将结构荷载、支架荷载和施工荷载分配到贝雷梁上同时受力的作用，分配梁采用工20a型钢，间距60cm；下弦杆及槽身底模承受绝大部分混凝土拱和槽身自重，将荷载传递给横向分配梁，然后再传递到下部支架及基础上；下弦杆模板、竖杆、上弦杆模板、槽身侧模、槽身内模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板；

S3、支架预压

支架搭设完成后，在水流方向布置12排单层贝雷梁，垂直水流在钢管桩顶部以及对应的处地基上分别设置3个固定测量点，对地基及支架沉降进行观测，记录沉降值作为初始值；

按混凝土浇筑顺序分段分层加载砂袋进行预压，每级持荷时间不少于15min，加载顺序从跨中向支座依次进行，满载后支架沉降稳定并持荷时间不小于24h后卸载，砂袋总重量为荷载总值的1.2倍，以消除支架、地基的非弹性变形，量测支架、地基的弹性变形；加载时按照50%、80%、100%、120%预压荷载分四级加载，加载时注意加载重量的大小和加荷速率，使其与地基的强度增长相适应，待地基在前一级荷载作用下，观测地基沉降速度已稳定后，再施加下一级荷载，特别是在加载后期，更要严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏；要求砂袋预压从跨中开始分层平铺预压，左右均匀，分级观测稳定后再进行下一级加载；地基最大沉降量不能超过10mm/d；水平位移不能大于4mm/d；预压完成后，第二次测量固定点处的沉降量与第一次测量的沉降量进行对比计算出支架沉降量，每天8：00、16:00进行两次观测，以1d两次观测结果差值不大于2mm，且2d观测结果差值不大于3mm时，认为支架沉降处于稳定状态，沉降观测时间设为3d，根据沉降值并结合预拱度计算，重新校正支架和模板标高；

在预压前对固定测量点标高进行观测；在加载至设计荷载的50%、80%、100%、120%时，分别对固定测量点进行观测；卸载以后再重新进行测量；预压过程中，要测出拱段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底标高；同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止地表水流入支架区，引起支架下沉；

为保证平顺性，拱及槽身应预设反拱，反拱值考虑预拱值和支架变形两方面，并根据具体情况充分考虑收缩徐变；预留拱度=支架弹性变形值+收缩徐变修正值，支架弹性变形值根据支架预压结果确定；

S4、拱桁架及槽身满堂架搭设

S4.1、拱桁架满堂架脚手架搭设

首先搭设下弦杆满堂脚手架，横向间距0.8m，纵向间距0.6m，竖向脚手架，最下层为扫地杆，第二层离扫地杆间距0.43m，第三层离第二层间距1.5m，搭设完后开始铺设下弦杆底模，底模铺设完后，开始绑扎下弦杆钢筋和安装预应力管道，然后下弦杆砼浇筑，浇筑完后开始搭设绑扎竖杆钢筋，钢筋绑扎完搭设竖杆脚手架，脚手架竖向间距1.5m，然后安装竖杆模板及上弦杆底模和一侧边摸，模板安装完开始竖杆砼浇筑，竖杆浇筑完，开始绑扎上弦杆钢筋，钢筋完成后开始搭设最顶层脚手架，竖向脚手架总高度9.2m；

S4.2、槽身架满堂架搭设

槽身架满堂架搭设，横向间距0.6m，纵向间距0.6m，竖向脚手架高度0.68m，竖向脚手架顶部安装φ30顶托，用于调节槽身底高程;

S5、模板工程

S5.1、模板的构造与设计

现浇拱及槽身的模板由侧模、内模、底模和端模组成，拱桁架模板及槽身内外模采用定型组合钢模，槽身底模采用胶木板；

S5.2、模板的安装

模板的安装顺序：下弦杆底模→绑扎下弦杆钢筋、安装预应力管道铁皮波纹管→下弦杆侧模→下弦杆砼浇→竖杆钢筋绑扎→竖杆模板、上弦杆底模及一侧侧模安装→竖杆砼浇筑→上弦杆钢筋绑扎→上弦杆另一侧侧模安装→上弦杆砼浇筑→槽身胶木板底模铺设→槽身外模安装→槽身钢筋绑扎→槽身内模安装→槽身砼浇筑；

下弦杆、上弦杆及槽身铺设底模：采用人工为主机械配合的方式施工；底模板各种接缝要紧密不漏浆，在模板接缝上贴密封胶带，保证接缝平顺；底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装；

下弦杆、上弦杆及槽身侧模安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与底模板的相对位置对准，用顶压杆调整好侧模垂直度，并与端模联结好；侧模安装完后，用螺栓联接稳固，并上好全部拉杆；调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及不平整度，并做好记录，不符合规定者，要及时调整；

竖杆模板安装：采用人工为主机械配合的方式施工，与下弦杆模板的相对位置对准，用顶压杆调整好模板垂直度；

槽身内模安装：严格按照槽身断面尺寸安装，内模安装完后，严格检查各部位尺寸是否正确，内模安装采取对撑固定；

端模安装：将波纹管及塑料衬管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位；安装过程中逐根检查是否处于设计位置，端模安装要做到位置准确，连接紧密，并计入预留压缩量，侧模与底模接缝密贴且不漏浆；

安装模板时要注意预埋件的安装，严格按设计图纸施工，确保拱桁架及槽身上预埋件位置准确无误，无遗漏；

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆；模板与砼的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂；浇筑砼前，模型内的杂物应清理干净；

模板拆除，混凝土强度应达到设计强度的80%以上，进行拆模，保证成品砼棱角完整，气温急剧变化时不拆模；

S6、支座、支座板安装

拱桁架及槽身采用30cm×30cm×4.1cm橡胶支座，安装在下弦杆横梁和槽身预埋钢板之间，共计36块橡胶支座，支座安装要垂直，不产生偏位；

在槽身底模板安装前详细检查支座位置，检查的内容有：纵、横向位置、平整度，同一支座板的四角高差；

2#排架柱顶部采用2块61cm×61cm×13cm盆式固定橡胶支座；3#排架柱顶部采用2块34cm×31.5cm×8cm盆式活动橡胶支座，仔细检查支座中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆；

S7、钢筋制作与绑扎

钢筋由钢筋加工场集中加工制作，运至现场绑扎成形；钢筋制作和加工前必须在钢筋加工厂进行放大样，加工模具，经验收合格后大批量加工钢筋；

先进行下弦杆钢筋的绑扎，其次进行竖杆钢筋的绑扎；然后进行上弦杆钢筋的绑扎，最后绑扎槽身钢筋的绑扎；在槽身底模上进行钢筋绑扎时，为防止胶木板面划伤，底部以方木垫高，焊接时在局部采取衬垫隔离措施，防止焊渣灼坏板面；拱和槽身钢筋保护层均为2.5cm，绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内，施工中为确保拱和槽身钢筋的位置准确，应根据实际情况加强架立钢筋的设置，采用增加架立筋数量措施；拱和槽身钢筋保护层采用同标号的砼垫块的措施进行控制，垫块固定牢靠，均匀布置；

下弦杆有预埋波纹管，为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后不焊接，当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时，适当移动钢筋位置，准确安装定位钢筋网，确保管道位置准确，钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中高程包括按支架的计算挠度所设的预拱度，无误后方进行钢筋绑扎；为使保护层数据准确，保护层垫块不被压坏，用于控制保护层厚度的垫块应采用定型垫块且与拱和槽身的强度、寿命相同的材料，垫块按50cm间距均匀布置，保证不小于4个/m2，倒角圆弧、底板及截面变化较大或受力较大的部位按30cm间距均匀布置，增加垫块的布置密度，保证保护层的准确；

S8、预应力管道埋设及穿束

S8.1、波纹管施工

纵向预应力钢束管道采用内径50mm金属波纹管，锚具采用三孔圆型锚具，要求应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000；

从场内把管道运输至现场，注意不能使波纹管变形、开裂，并保证尺寸，管道存放要顺直，不能受潮和雨淋锈蚀；

在下弦杆钢筋绑扎成型后，应按预应力钢束坐标定位预应力管道，接头采用接头管连接，并用胶带包缠紧密，以免漏浆；管道定位网纵向按50cm布置，应用Φ10钢筋设置一道“#”形定位网架；网架顶与钢筋骨架焊接牢，防止管道上、下、左、右移动而改变预加应力的效果；安放后的管道必须平顺、无折角；

管道所有接头采用大一号的波纹管套接，要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆液渗入，当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则，适当移动或弯折钢筋保证管道位置的正确，锚具垫板及喇叭管尺寸正确，喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直，喇叭管和波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，并杜绝堵孔；在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆；压浆管道设置，在下弦杆两端部相对应波纹管处预埋，向上倾斜预埋，保证压浆质量；施工中人员、机械、振动棒不能碰撞管道；

纵向预应力管道，管道中穿入外径相应的PVC管保持管道顺直，在混凝土浇筑过程中，经常转动PVC管，以防预应力波纹管漏浆“凝死”PVC管；

浇筑混凝土之前对管道仔细检查，检查管道上是否有孔洞，接头是否连接牢固、密封，管道位置是否有偏差，严格检查无误后，采用空压机通风的方法清除管道内杂物，保证管道畅通；

S8.2、预应力筋的加工及安装

预应力钢束必须保持清洁，在存放及搬运过程中避免机械损伤和锈蚀；制作和安装时避免污染和电火花损伤，张拉期间采取措施避免雨水或养护水浇淋；

预应力筋即钢绞线采用定尺下料，长度按孔道的实际长度+锚具厚度×2+限位板的有效高度×2+油顶高度×2+工具锚厚度×2+200mm计算，其误差为±30mm；钢绞线下料采用砂轮机切割，塑料胶带包头；按编号分类存放，以便运输和穿束，钢绞线下料的数量以满足下弦杆施工为准；

预应力筋钢绞线在穿束前应梳丝理顺，搬运时不得在地上拖拉，每束预应力筋钢绞线应对应编号；

预应力筋在储存、运输和安装过程中，应采取防锈或防损伤措施；

在浇筑混凝土前仔细检查波纹管有无损坏之处，及时修补，防止波纹管漏浆；

钢绞线穿束前，清除孔道内的杂物，穿束在混凝土养护结束后进行，防止锈蚀；

清除锚具下支承垫板上的灰浆，再安装锚具；

S9、混凝土浇筑及养护

预压卸载后，根据观测值调整底模标高；模板、支架制作安装时的允许偏差应满足规范要求，内模定位准确、稳固，检查钢筋数量、形状是否符合设计要求，支架各支撑的水平，垂直方面是否连接牢固，有无变形；浇筑前必须预埋好相关构造的预埋件，同时预留好伸缩缝的槽口；现浇拱和槽身施工必须保证混凝土保护层垫块强度和布置密度，钢筋加工和安装要准确，顶面高程要严格控制；浇筑顺序：先浇筑拱桁架下弦杆，其次浇筑竖杆，再次浇筑上弦杆，最后浇筑槽身，槽身浇筑顺序为由下到上，水平分层厚度不得大于30cm，注意对称浇筑；在浇筑过程中，设专人用水准仪观测支架下沉情况，观察是否在允许变形范围内，同时分别设专人检查支架、模板，钢筋和预埋件的稳固情况，当发现有松动、变形、移动时应及时处理；严格控制封锚段的尺寸，封锚模板不得出现漏浆和跑模现象；

S10、张拉、压浆和封锚

S10.1 张拉

预应力张拉钢筋混凝土施工工艺：

预应力砼孔道采用铁皮波纹管，孔道外径50mm，误差≤2mm，施工时孔道必须要保持顺直平滑;下弦杆采用钢绞线每索1×7直径为15.2mm，其强度级别为1860Mpa;张拉时采用“双控”方法;每束单索钢绞线张拉至设计值10％进行预紧，保证钢绞线顺直;然后三索钢绞线合并为一束，按照张拉顺序分三级拉至设计值;张拉预应力钢绞线束时，下弦杆砼强度不得低于设计标号的80%;

预应力钢绞线张拉锚固后，48小时内进行灌浆，灌浆在一端进行，另一端排气，采用复合型灌浆材料并符合设计要求，水灰比为0.4-0.45，灌浆压力控制在0.4-0.6Mpa,必须确保灌浆的密实性;

制孔：预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求;制孔管应管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连接应平顺;孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线;孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理;

穿束：预应力钢束采用人工自一端穿入，穿入时钢束端头采用锥形塑料套管包裹，以防止钢铰线头刺破管道，同时减小穿入阻力，穿钢绞线过程中，如果遇到穿入困难时，不得猛烈撞击以免刺破管道;

预应力筋张拉：

锚具的安装及准备工作:将锚垫板表面的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞；清除钢绞线上的锈蚀、泥浆，安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正；在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片，夹片安装后要齐平，必要时用工具轻敲，但不得重敲把夹片损坏；

千斤顶的定位安装:在工作锚上套上相应的限位板，根据钢绞线直径大小确定限位尺寸；装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接；装上能够重复使用的工具锚板；装上工具夹片，工具夹片表面需涂上退锚灵；

预应力张拉程序:空腹桁架拱砼强度达到设计强度的80%要求后，砼龄期满足14d方能进行张拉施工；张拉时的强度要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准；空腹桁架拱两侧底梁对称张拉，张拉同束钢绞线由两端对称同步进行，按设计规定的编号及张拉顺序张拉；张拉时分级加载，按照15%σk→50%σk→100%σk→0，对应的张拉力分别量测伸长值；张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力控制为主，以伸长值进行校核；张拉程序为：0→15％σk→50％σk→100％σk→补拉100％σk→锚固；其中，σk为张拉时的控制应力，其值根据设计图纸要求而定，初应力取σk的10%；张拉至初始应力15%σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉；张拉至初始应力50%σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，然后千斤顶缓慢进油张拉；

张拉至初始应力100%σk停止进油，并持荷5分钟，检查夹片情况，测量孔道口至工具锚长度、活塞及工具锚夹片外露值，停止张拉；确认伸长值符合要求后，千斤顶回油，夹片自动锚固；当实际伸长值与理论伸长值差超过6％时，应停止张拉，查明原因并采取措施后再进行施工；

S10.2、割束和封锚

割束方法

钢绞线割束在压浆前进行，终张拉后24h确认无误，切割多余钢绞线，外露长度不小于预应力筋直径的1.5倍，且不小于30 mm；割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割；

封锚

压浆结束后，应及时采用C50钢筋混凝土对需封锚的锚具进行封闭；

管道压浆

压浆应使用活塞式压浆泵不得使用压缩空气；压浆的最大压力为 0.5-0.7MPa当孔道较长或采用一次压浆时最大压力为 1.0MPa；梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力控制在 0.3-0.4MPa；压浆应达到孔道另一端饱满和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止；为保证管道中充满灰浆关闭出浆口后应保持不小于 0.5MPa 的一个稳压期该稳压期不少于 2min；清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通，确定抽真空端和灌浆端，安装引出管、球阀和接头，并检查其功能；

搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标，水泥为强度等级为52.5普通硅酸盐水泥，并添加减水剂和铝粉，不得泌水，流动度不应大于25s ,30min后不应大于35s；初凝时间大于3小时，终凝小于24小时，压浆时浆体温度不超过35℃，浆体对钢绞线无腐蚀作用；

启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管阀门打开，开始灌浆；灌浆过程中，真空泵保持连续工作，水泥浆自拌制至压入 孔道的延续时间视气温情况而定在 30-45min 范围内，水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆不得通过加水来增加其流动度；

待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门；灌浆泵继续工作，压力达到0.5Mpa，持压2分钟；关闭灌浆及灌浆端所有阀门，完成灌浆；拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀；完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净；安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后一小时内拆除、清洗；

S11、模板和支架的拆除

S 11.1 拆除模板

拱桁架模板拆除流程：拆除上弦杆模板→拆除竖杆模板→拆除下弦杆模板；

槽身模板拆除流程：拆除外模→拆除内模→拆除底模支架→拆除底模；

模板拆下后，要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂，与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件，如有缺损及时补齐，以备下次使用，并根据消耗情况酌情配备足够的储存量；

S11.2 拆除支架

支架的卸落应按程序进行，按全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，自上而下依次拆除支架；

支架拆除要从跨中向两侧对称、均匀、有序地进行拆除；在拆除过程中，严禁高空投掷，避免发生各种伤害事故和损坏支撑体系及模板；拆下来的杆件要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐；

支架拆除程序应遵守由上而下，先外后里原则，先架面材料后构架材料、先附件后结构件的顺序，一件一件的松开跨结、取出并随即吊下或集中到毗邻的未拆的架面上，扎捆后吊下。

2.如权利要求1所述的一种预应力空腹桁架拱设计施工方法，其特征在于：架体预压前，支架按照计算标高调整，确保支架各杆件均匀受力；预压后架体在预压荷载作用下基本消除了地基塑性变形和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形，并通过预压得出支架弹性变形值；根据以上实测的支架变形值，结合设计标高和拱底预拱度值，确定和调整拱底标高；拱底立模标高=设计梁底标高+预留拱度；为了保证平顺性和拱体的线性控制，请测量队，对支架弹性变形和预留拱度进行计算，提供立模标高，控制拱及槽身线型；施工过程中，对支架和地基变形做好全过程监测。

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