下导梁造桥机架设节段梁施工技术.doc

2006年度优秀科技论文（施工技术总结） 下导梁造桥机架设节段梁施工技术下导梁造桥机架设节段梁施工技术内容提要：介绍了下导梁造桥机的结构和主要性能、施工工艺及在广州轨道四号线高架桥中的应用。关 键 词：下导梁式造桥机 节段梁 高架桥1.工程概况广州市轨道交通四号线黄阁冲尾段工程区间10标线路设计起迄里程为YCK50280YCK52882.5。全长2.6775Km，包括蕉门站桥梁上部构造，本桥孔跨布置为：5330m+1432.5m+930m+32.5m+630m+325m+325m（蕉门车站）。其中预制节段拼装标准双线简支梁共计78孔，每孔梁由10-13段标准节长度为2.5m的预制节段拼制而成，标准节梁体顶宽为9.3m，梁高为1.7m，腹板为斜腹板，其倾斜度为1:4，标准段重量为380KN。下部结构桥墩除58#、59#、62#、63#采用门式墩外，其余皆采用独柱矩形截面扩头墩（带圆弧倒角），承台为矩形结构，为四桩承台或六桩承台。桥梁最小曲率半径为550m。2.架梁设备的选择及结构介绍节段梁拼装造桥机选用挪威NRS6000KN下行式造桥机，能够满足跨度22.535m跨径、整孔重量不大于6000KN节段梁的架设，适应桥梁平面曲线半径：R450m。该造桥机主要由墩旁托架、主梁、鼻梁、推进小车、悬挂梁、门式起重机、电气系统、液压系统等组成，总重3500KN。可参见架桥机结构形式示意图1。各部功能如下：图1 架桥机结构形式示意2.1墩旁托架托架顶部为三角形结构，通过钢立柱或混凝土小立柱支撑在桥墩承台上，每对托架通过10根25mm精轧螺纹钢进行对拉锚固，每根张拉杆预紧力为500KN，以抵抗系统在工作中产生的翻转力。托架上部外宽132cm、内宽278cm,高290cm。托架顶面设有不锈钢板滑道，上面安放推进小车。每套造桥机包括3组托架。托架结构可参见图2。图2 墩旁托架2.2 推进小车推进小车主要由调整节、竖向调整千斤顶、横、纵推进千斤顶、千斤顶支座及支架系统组成。推进小车共3套，两套安装在当前跨的两个桥墩托架上，另一套安装在下一跨的桥墩托架上。造桥机过孔时，通过设在主梁梁底支撑座及推进小车横撑上的支座间的千斤顶实现主梁的纵移。同时在墩旁托架上和推进小车的底座间还设有水平千斤顶，在水平千斤顶的作用下，推进小车可以整体滑移，实现架桥机的横向调整。2.3主导梁架桥机共有2组导梁。每组导梁由1件主梁、2副鼻梁接头、2副鼻梁桁架组成。主梁断面为矩形结构，尺寸为(高宽)230140cm，长为38m，主梁节段间通过高强螺栓连接在一起。鼻梁桁架形式为三角形，前后鼻梁长度皆为18m，通过鼻梁接头与主梁相铰接，以利于鼻梁调整。2.4悬挂梁架桥机共配标准悬挂梁11个，端头悬挂梁2个。标准悬挂梁长10.4m，宽1.75m，用于悬挂标图3 左为端悬挂梁及端头节段梁 右为标准悬挂梁及节段梁准节段；端头悬挂梁长10.4m，宽1.48m。主要由主横梁、纵向可调端支座、吊杆及吊杆横梁组成。主横梁通过端支座支承在主导梁上。吊杆分为两种，标准吊具和墩顶节段吊具。墩顶吊具可以提升或下落整跨桥梁，在特殊地段，用来解决张拉空间不足的问题。- 7 -2.5门式起重机门式起重机由刚板加工而成，跨度11.3m，梁高7.446m。主要由立柱、横梁、走行装置、提升装置组成，立柱通过走行装置支撑在导梁顶面的轨道上，完成节段梁的起吊、运输和粗略的拼装。提梁绞车最大吊重600KN,在导梁上的运行距离为52m，吊具上配有液压马达，可实现节段梁的360度回转。2.6液压设备高压中空油缸，承载力60T，行程76mm，共8套，用于张拉托架的对拉精轧螺纹钢。低压推进油缸，承载力20T，行程1100mm，共6套，用于造桥机过孔。单作用高压锁柱柱缸，承载力100T，行程300mm，共16套，用于特殊地段造桥机的整机顶升。低压单作用铰接油缸，行程300mm，承载力13T，共8套，用于节段的纵横向调整。另外还相应配备了4套高压油泵，2套低压油泵及4套低压手动油泵4套等辅助设备。3.节段梁拼装施工方法3.1节段梁进场验收 节段梁正式出厂前，由预制厂内质量人员按照设计图纸和规范要求对预制节段的外形尺寸、内在质量、内业资料进行全面的检查验收，确定合格后由预制厂签发出厂合格证。 节段梁运到存梁场后，由项目部质量人员对预制节段进行验收。验收内容包括节段梁的龄期，节段梁型号、编号是否正确；预应力孔道、预留螺栓孔、预埋件等附件的尺寸、位置是否正确；剪力键情况、节段梁的清洁程度、构件的损坏情况等。确认合格后方可进场存放。3.2节段梁拼装施工准备 各施工班组分工明确，各级技术和施工人员已经进行了全面的技术、安全培训。 当造桥机拼组完成以后，在预制节段梁吊装以前，必须检查确保下列工序已完成：桥墩托架的张拉杆已按照要求进行预先张拉；造桥机主梁已经锁定在推进小车上，推进小车与墩旁托架已锁定；造桥机主梁的支点位置符合设计的要求，空载时挠度符合设计要求；各级液压系统工作性能良好；运梁车等各种辅助架梁设备已准备齐全，并处于正常的工作状态。 各种永久和临时的预应力材料、干拼所用的环氧树脂胶结材料、压浆材料等已购置齐全，并检验合格。 己经编制了详细的架梁施工组织设计和节段梁安装操作细则，相关的技术交底已完成。 运梁道路已进行了加固硬化；桥墩上永久支座垫石的预留孔道位置符合施工设计；按要求在墩顶放出节段梁安装轴线和端线。3.3悬吊节段梁 各节段通过运输车运至待架孔的起吊位置，一般设置在待架孔跨的前方(合龙跨需在待架跨跨内喂梁)，直接用主梁顶门式起重机在导梁的前端提升节段，提升前要保证节段梁与悬挂梁连接牢固。当悬挂梁的起升高度超过架桥机主梁高度后，旋转90度，并安放在相应的位置上。 逐个把节段梁吊运到大致的位置上，并留出足够的空间用于涂胶粘剂。一般第一块节段前留300mm，后面的留50mm即可。干拼前，要将该跨全部梁段都吊挂在节段梁上，以充分消除主梁变形的影响。3.4梁段胶拼梁段胶拼的主要顺序是：梁段定位-涂胶-对位-临时张拉3.4.1梁段定位当端头梁段精确定位后，调整与之相邻的梁段，两梁段间距控制在200mm-300mm之间，此时需精确调整梁段的位置，使其平面、轴线与端头梁段相一致，保证相应的剪力健与预留的槽口相吻合。由于节段梁中的第一段是整跨的起点，直接控制着整跨的线形及轴线，故在进行安装时，必须精确定位起始节段，定位主要分三步完成。一是粗略定位：操作人员利用悬挂梁的三维调整功能，对端头节段梁的标高、轴线、里程进行调整。先通过纵向推移悬挂梁使节段梁端线与墩顶测放端线基本吻合，然后再通过横向调整装置使其轴线与墩顶测放线相吻合，最后利用水平尺将端头节段梁调平。二是精确定位：先利用全站仪精确校订端头节段梁的轴线和里程，然后利用水平仪和预制场提供的坐标精确定位端头节段的标高，使各点的误差不大于5mm。三是梁段固定：确保端头节段梁的轴线和标高准确无误后，必须将其临时固定于架桥机的主梁上，防止在后续拼装时移动。3.4.2涂胶 环氧树脂胶粘剂的配制本工程中胶粘剂的配制必须由专人负责进行，并事先经过专业技术业务培训方可进行作业。施工中采用爱牢达环氧胶，该产品由改性环氧树脂(XH111 Normal A)和改性硬化剂(XH111 Normal B)组成，配合比为2：1，树脂与硬化剂必须充分拌匀使色泽一致。拌制时直接用树脂罐子作为拌和罐，拌和工具采用机器拌和以保证均匀一致，搅拌棒（或叶片）的转速控制在400转/分，搅拌叶片要进行到拌和罐的边角和底部使搅拌均匀彻底。 环氧胶的适用期组份环氧胶混合后，马上要进行涂刷，不管每组包装单位计量时多少，在涂刷期间，粘结剂的粘度不应有明显的上升或结块。每桶粘结剂的涂刷时间控制在不大于15分钟。两块节段梁的拼接时间段包括第一筒配比涂刷，刮平，凿齐，临时张拉，拼装，结合为2小时，采用的粘结剂的粘接固化时间应大于2小时。 环氧树脂胶粘剂的涂抹人工戴上手套后用手直接进行涂抹，厚度控制在12mm，应注意不能将粘接剂涂到张拉孔道内。，施工时在孔道周围粘贴5mm厚的海绵圈，防止临时张拉时将胶体挤入孔道内。涂抹前应先在一个准备充分的混凝土表面上进行试涂，以估计胶粘剂需要的用量，在节段安装时据此核对胶粘剂的用量，以防止过多或过少。经过充分的准备后，两个预制节段必须在胶粘剂有效施工寿命内进行粘合，一般15min分钟可涂抹一个断面。另外在充分固化之前始终保持粘合位置不变。3.4.3对位 胶粘剂涂抹完成后，通过设在悬挂梁两端的千斤顶纵向移动梁段，当移动至梁缝仅剩50mm时停止，再次确认梁段的位置是否满足剪力健的对位精度。如不满足，需通过悬挂梁上的纵横向移动装置精确调整后再对位。3.4.4张拉临时预紧力环氧胶涂刷完毕后，即开始张拉临时预紧力，在箱梁顶板上的临时钢支座以及箱内底板上的预应力混凝土齿块的预留孔内，上下对称各穿2根直径32mm的精轧螺纹钢，用4台YC60穿心式千斤顶对称张拉，张拉设备必须事先进行标定，张拉力保证节段拼装时接触面压应力为0.3Mpa。涂胶、对位、张拉工作交替进行。3.5永久预应力施工预应力设计采用一端张拉的方式。节段梁全部胶拼完成后，人工将钢绞线平行地逐根穿入，然后安装工作锚。一般先安装内圈锚孔的夹片，然后安装外圈锚孔的夹片，最后用套管适当用力将夹片敲入锚环孔。由于采用一端张拉，因此非张拉端的夹片必须敲紧，施工中特别要求在初张拉后再仔细检查夹片的跟进情况，以免滑丝。张拉端按常规程序顺序安装限位板、千斤顶、工具锚，按照0 0.1k（初应力，划线作标记） k (控制应力， 持荷2分钟，测伸长量) 1.03k 油缸回0(测夹片回缩量)的程序张拉。施工中还要严格按照图纸确定的顺序进行纵向钢束张拉。张拉时，左右腹板钢束沿箱梁中心线对称张拉，每个工作面上必须保证两台千斤顶同时工作。3.6落梁就位永久预应力张拉完成后，解除顶板、底板的全部临时预应力钢筋。此时，通过设在端悬挂梁上的8台1000KN千斤顶，将整跨节段梁提升5cm左右，此时，整跨节段梁的重量全部由端悬挂梁来承担。同时使中间悬挂梁的吊杆处于非受力状态，并将其全部拆除。再通过端悬挂梁上的纵横向调整装置精确对位，直至节段梁轴线、端线与墩柱上的测放好的端线和轴线相吻合。最后，上紧支座螺栓，并灌注环氧砂浆固定。3.7 真空压浆3.7.1水泥浆配合比设计水泥浆设计是灌浆工艺的关键，为使配制后的水泥浆的强度、和易性、泌水率、膨胀率、流动度满足设计要求，在配合比设计时主要采用了BISO无收缩防腐蚀灌浆剂。水泥浆配合比为1(水泥)：0.31(水)：0.01(灌浆剂)：0.0079(阻锈剂)，经实验，在标准状态下，初凝时间为9h15min，终凝时间为19h45min；水泥净浆出机稠度24s，30min后稠度为29s；泌水率3h为l 0.6%,24h为0；浆体中有微小气泡，未发现大的气囊；3d抗压强度为46Mpa，超过设计强度40Mpa。各项指标满足设计要求的技术性能。3.7.2真空压浆操作要点 在孔道出口和入口处接上密封阀门。将真空泵和压浆泵分别连接在非压浆端和压浆端，以串联的方式将负压容器、三向阀门和出浆口连接起来，其中出浆口和三向阀门间用透明塑料管连接。 在压浆前关闭所有排气阀门(连接至真空泵的除外)，然后启动真空泵，从孔内排除空气。管道内应能维持-0.06-0.09MPa的真空度。 保持孔道在负压的状况下，启动压浆泵，将浆体用压力泵送入孔内，压浆过程可通过透明出浆管得知。压浆过程连续进行，直至浆体从出浆口进入负压容器，当流出浆体达到要求稠度时，关闭出浆口阀门。 压浆过程中，真空泵保持连续工作的同时，压浆泵也须连续工作，当孔道压浆加压到0.6MPa时，在加压情况下，关闭进浆口阀门，屏浆23分钟，关闭进浆口阀门。3.8造桥机过孔节段梁落位并固定完毕，启动固定在推进小车上的低压推进油缸，开始过孔，推进油缸销接于主梁底部的推进轨道上。主梁滑行在位于推进小车内、外侧支座架的滑板上。推进为单行程推进，每次推进1m，同时两主梁的推进距离差不能大于50cm，直至造桥机到位。移梁时6台推进小车处都需设置专人观察，随时注意夹板是否阻碍施工，特别要注意主梁和鼻梁连接部位，其接头错台不能大于5mm。过孔时，主梁上的提梁龙门吊要停放到主梁的后支撑点处，龙门吊一侧制动，一侧打开。推进时，操作人员还要特别注意推进泵站的油表读数是否有突变，以防止发生问题。等造桥机前鼻梁前端接近前孔托架上的推进小车1m左右时，操作人员要注意随时调整前鼻梁的角度，保证前鼻梁顺利搭上推进小车，鼻梁角度的调整通过设在与主梁铰接处的1000KN千斤顶进行。当前鼻梁落到推进小车上且其上的滑板已经承受压力，此时需将主梁和鼻梁用精轧螺纹钢锁紧，然后滑移到位。架桥机过孔主要分两种情况，一是直线段过孔，二是曲线段过孔。直线段过孔只须按上述程序和要求进行。在曲线段，还需特别注意以上几点： 一是前后鼻梁的调整角度要一致，同时前鼻梁前进时要分级固定，后鼻梁则始终保持自由转动的状态；二是当曲线半径很小时(如550m),推时小车上的水平限位轮可能与主梁滑移轨道干扰，需将干