(架桥机)预制梁桥梁上部构造施工方案要点

1 预制梁桥梁上部构造施工方案预制梁桥梁上部构造施工方案 中铁十六局集团新麻项目部 2 预预应应力力空空心心板板梁梁预预制制及及吊吊装装 作作 业业 指指 导导 书书 中铁十六局集团新麻项目部 3 1 梁板预制 梁板预制 1 1 预制场建设 本合同段共有 512 片梁板需预制 20 米 16 米 13 米 10 米跨先张法预应力空心板 梁共有 368 片为施工重点 其中跨径 20m 梁为 176 片 16m 梁为 96 片 13m 梁为 48 片 10m 梁为 48 片 钢筋混凝土空心板梁 144 片 均为 8m 跨径 根据现场地形及工 期要求 计划预制场集中制梁 梁板预制从 2003 年 7 月开始 在 2004 年 5 月底预 制完成 1 1 1 预制场位置 规模 预制厂位于新摩公路右侧与乌海热电厂间 交通便利 采用中铁工程总公司生产 的 DJ50 160 步履型伸缩臂式单导梁架桥机或50T 吊车架梁 为加快制梁进度 梁体采用 蒸气养生 预制场进行预制准备工作 主要包括三通一平 轨道铺设及龙门吊的拼装 龙门吊用贝雷梁结合型钢组成 砼自动计量拌合站 含砂石料场棚和水泥库 设于新摩主线式立交桥北 200 米新 摩公路左侧 距制梁厂 700 米 交通十分方便 预制场布置图见图 梁场采用纵列式布置 以提高机械使用率 场内设置梁板预制区 存放区 构件 预制区 构件存放区 钢筋存放场及加工车间 锅炉房 机械停放场 维修养护间 油库 水塔 供电室 试验室 医务室以及生活办公房等 预制场布置图见图 先张法空心板梁预制采用墩式台座作为承台结构 施工时保证台座具有足够的强 度 刚度 抗倾覆和抗滑移能力 各方面安全系数均按不小于 1 5 考虑 模板须有足 够的刚度 受力后挠度不大于 2mm 在预制场拟设置 10 套先张法空心板梁台座 有 4 套台座可同时预制 16 片 20m 预应力混凝土空心板梁 有 2 套台座可同时预制 8 片 16m 预应力混凝土空心板梁 有 2 套台座可同时预制 4 片 13m 预应力混凝土空心板梁 有 2 套台座可同时预制 4 片 10m 预应力混凝土空心板梁 8m 跨径普通混凝土空心板梁设置 6 套模板 1 1 2 预制场建设 施工准备阶段优先安排 模板设计加工 拌合站机具设备的配备 调运和安装 水电设施安装 临时住房修建等 1 拌合站 4 5 20m 跨 50t龙门吊20m 跨 10t龙门吊 制 梁 区存 梁 区其它构件预制区 库房 钢筋加工棚 职工住房办公室试验室 台座 50t龙门吊 说明 1 预制场设于新摩公路右侧与乌海热电厂之间 2 本预制场按纵线列式示意布置 3 制 存梁区均硬化场地 4 蒸气管路采用暗沟盖板防护 图中只画出了主管路走向 预制场平面布置图 锅炉房 蒸气管道 6 拌合站配置 2 台 JS500 自动计量拌合机保障全场砼供应 构件浇筑用龙门 吊斗灌入 场内设发电机房 热力锅炉 水池 水泥库 砂石料棚和试验室 场地用砂砾石硬化 局部用砼硬化 砂石料棚内布置输汽管道预热砂石料 装 载机上料 为保持适当的温度 拌合站设工作暖棚 2 制梁区 制梁台座 制梁区内原地面找平压实后铺筑 10cm 厚砂砾垫层 并用 20cm 厚砼硬化 制梁区端部设钢筋绑扎台座 台座结构见下图 3 蒸养锅炉 养护罩及管道 在制梁区 构件预制区结合部设 2 台锅炉 保证预制构件的蒸养 用梁板 养护罩 构件用蓬布覆盖养生 送气管道埋置于沟槽中 用玻璃棉毡包裹保温 4 施工及生活用电 在砼拌合站附近利用工业电力线路并安装 250kw 变压器一台供电 考虑停 电可能 安装 2 台 75kw 发电机组备用 5 钢材存放加工间 钢筋 钢绞线及其它钢材集中存放 集中加工 在梁预制区一端 梁预制 区的另一端和构件预制区之间分别设钢材存放加工车间 6 生产和生活房屋 生产房屋和非保暖工棚采用钢管支架 石棉瓦围护 满足防风要求 生活 房屋采用砖混结构 有保暖要求的工棚采用钢管支架 棉毡棚围护 定位板承力架 底 板 横 梁 先张法张拉台座结构与构造示意图 7 1 2 空心板梁预制 先张法空心板梁施工工艺见框图 1 1 2 1 模板与预应力筋制作 1 模板制作要求 先张法预应力板梁施工 模板的制作除满足一般要求外 还有如下要求 1 将先张法台座的混凝土底板作为预制构件的底模 要求地基不产生非均匀 沉陷 底板制作必须平整光滑 排水畅通 预应力筋放松 梁体中段拱起 两 端压力增大 梁位端部的底模应满足强度要求和重复使用的要求 2 端模预 应力筋孔的位置准确 安装后与定位板上对应的力筋孔要求均在一条中心线上 由于施工中实际上存在偏差 力筋张拉时筋位有移动 制作时端模力筋孔径可 按力筋直径扩大 2mm 4mm 力筋孔水平向还可作成椭圆形 3 芯模为充气橡 胶圈 立模时要固定好充气橡胶圈的位置 确保灌注混凝土时芯模的正确位置 4 每块钢模板的面积均大于 1 5m2 板厚度不小于 4mm 钢材采用符合国家 标准 普通碳素钢技术条件 的 3 号钢 先张法制作预应力板梁 预应力筋放松后板梁压缩量为 1 左右 为保证 梁体外形尺寸 侧模制作要增长 1 2 预应力筋制作要求 预应力筋下料长度按计算长度 工作长度和原材料试验数据确定 采用钢 绞线时 在台座张拉接端和锚固端尽量用拉杆和连接器代替预应力筋 减少预 应力筋工作长度 穿钢绞线 将下好料的钢绞线运到台座的一端 从一端向另一端前推方法 穿束 钢绞线穿过端模及塑料套管后在其前端安装引导工具 以利于钢绞线沿直 线前进 引导工具就是一根钢管 前头做成圆锥形状 穿束前各孔眼应统一编 号 对号入座 防止穿错孔眼 1 2 2 预应力筋张拉程序与操作 1 张拉前的准备工作 先张法梁的预应筋是在底模整理后 在台座上进行张拉已加工好的预应筋 先张法通常采用一端张拉 另一端在张拉前要设置好固定装置或安放好预应力 8 筋的放松装置 张拉前 先安装定位板 检查定位板的力筋孔位置和孔径大小是否符合设 计要求 然后将定位板固定在横梁上 在检查预应力筋数量 位置 张拉设备 和锚具后 方可进行张拉 先张法的张拉布置示意图见下图 2 张拉工艺 张拉工艺拟采用单向 多根张拉方法 多根张拉时 必须使它们的初始长度一致 张拉后每根力筋的应力均匀 因此可在预应力筋的一端选 用螺丝端杆的螺帽调整各根力筋的初始长度 多根张拉必须使两个千斤顶与预 应力筋对称布置 两个千斤顶油路串通 同步顶进 3 张拉程序 本合同段 的预应筋均为钢绞线 先张法预应力筋张拉程序如下 应力由 0 105 con 持荷 2 分钟 con为预应力钢绞线的张拉控制应力 0 con 锚固 超张拉目的是弥补某些未考虑因素所造成的预应力损失 张拉时 钢绞线在同一构件内断丝数量不得超过钢丝总数的 1 当温度 低于 10 时 钢材延伸量计算须考虑从张拉时到混凝土初凝时钢筋温度增加的 因素 当测得的环境温度低于 15 时 未经监理工程师许可 不得施加应力 补足或放松预应力筋的拉力至控制应力 测量 记录预应力筋的延伸量 并核对实测值与理论计算值 其误差不超过 6 范围内 如不符合规定 则必 须找出原因及时处理 张拉满足要求后 锚固预应力筋 千斤顶回油至零 1 2 3 预应力混凝土配料 预应力混凝土配料除符合普通混凝土有关规定外 还应符合如下要求 1 配制高强度等级的混凝土要选择级配优良的配合比 在构件截面尺寸 和配筋允许下 尽量采用大粒径 强度高的骨料 含砂率不超过 0 4 水泥用 量一般不超过 500kg m3 最大不超过 550 kg m3 水灰比不超过 0 45 一般可采 用低塑性混凝土 坍落度不大于 3cm 以减少因徐变和收缩后引起的预应力损 失 锚具 钢丝索连接器 承力支架 预应力筋 拉杆钢丝索连接器 拉杆螺帽千斤顶 千斤顶 横梁 先张法张拉布置示意图 9 2 在拌和料中可掺入适量的减水剂 以达到易于浇筑 旱强 节约水泥 的目的 其掺入量可由试验确定 也可参考经验值 3 水 水泥 减水剂用量要准确到 2 4 预应力混凝土所用的一切材料 必须全面检查 各项指标均要合格 1 2 4 预应力混凝土浇筑 混凝土浇筑前除按操作规定检查模板的尺寸 刚度 强度 对先张构件还 要检查台座受力 夹具 预应力筋数量 位置及张拉吨位是否符合要求等 主 要注意事项如下 1 采用侧模振捣工艺 2 张构件使用振捣棒振捣时应避免触及力筋 防止发生受振滑移和断筋 伤人事故 并不得触及冲气胶囊 3 浇筑混凝土时防止冲气胶管上浮和偏位 随时检查定位箍筋和压块固 定情况 1 2 5 预应力筋放松 当混凝土达到设计规定的强度之后 可在台座上放松受拉预应力筋 对预 制梁施加预应力 当设计无规定时 一般当混凝土强度达到设计强度的 75 时 进行 预应力筋放松的速度不可太快 采用千斤顶重新张拉放松 所施加的应 力值不得超过原张拉时的控制应力 当采用单根放松时 应分阶段 对称相互 交错地进行 每根预应力筋严禁一次 放完 以免最后放松的预应力筋自行 崩断 千斤顶放松法如下所述 在台座固定端的承力架与横梁之 间 张拉前就安放两个千斤顶 待混 凝土达到规定放松强度后 即可让两 千斤顶同步回程 使拉紧的力筋慢慢 回缩 将力筋放松 如图所示 1 2 6 砼的养生 砼的养生采用塑料成膜养护法养护 为加快制梁速度 气温较低时采用蒸 气养护 横梁 横梁 夹具 预应力砼空心板梁 力筋 千斤顶 千斤顶施工张拉力示意图 10 1 凝土蒸汽养生 混凝土浇筑完毕后及时收浆 并罩上蒸养棚 在保持蒸养棚内正温条件下 静养 4 6 小时 如果静养时蒸养棚内温度较低 采用微量放汽保证静养温度 梁体混凝土静养完后 开始升温 升温速度每小时不超过 10 恒温控制在 50 以下 恒温 30 小时后开始降温 降温速度每小时不超过 10 严禁撤棚 降温 当梁体温度降至与棚外环境温差在 15 以内时可撤棚 2 温度控制 蒸汽养护温度控制采用进汽阀调节的方法 压力式温度计测温 压力温度计的布置 为了能准确掌握蒸养棚内的温度 在混凝土梁双侧布 置测温计 距梁两端 2 5 米处各布置 1 台 每片梁布置 4 台测温计 一个制梁 台座 12 台测温计 蒸养棚内温度根据测温情况 通过单片梁送汽管道阀门控制 蒸养测温时间间隔 恒温时每 2 小时测温一次 升 降温过程中每 1 小时 测温一次 罩外加气温变化大时 根据需要相应增加测温计和缩短测温时间间隔 以 便精确控制蒸养棚内温度 3 蒸汽养护设备经常检查 送汽管不得有塞孔和漏汽现象 喷汽孔不得 堵塞 1 2 7 产品检验 4 梁体生产过程中建立严格的自检制度 按施工规范要求及时填写生产 原始记录和桥梁制造技术证明书 5 原始记录 水泥出厂合格证 钢材出厂合格证 钢筋检查证 包括钢绞线 塑料管检 查记录 配料单 混凝土配合比选定单 混凝土施工记录 检查试件报告单 混凝土检查试件试验报告单 预施应力及放张记录 蒸汽养护记录 成品外 形尺寸检查记录 裂纹 缺陷修补和特殊问题处理 鉴定记录 桥面防水层 保护层检查记录 6 静载试验 混凝土梁的抗裂性试验和混凝土结构性能试验的主要内容 是检验桥梁性 11 能这一关键项 综合指标的重要技术手段 通过混凝土梁静载弯曲抗裂试验检 验静载弯曲抗裂系数和在静活载作用下梁体竖向扰度值 在存梁区专设静载试验台位 试验架为特制专用设施 扰度要求不大于 10cm 我们采用铁道部武汉江岸车辆厂生产的预应力桁梁自平衡式拼装试验台 试验梁移入试验台中心对中 并在梁顶标出腹板中心线即纵向加载中心线 在 混凝土梁与试验台横梁之间用液压千斤顶加载 静载试验加载程序分阶段进行预加载和正式加载 预加载值不超过梁体开 裂试验荷载计算值的 80 静载试验前和每次加载后 均应仔细检查梁体下翼缘有无裂缝现象 并测 量扰度变化 测量扰度采用百分表和水平仪 检查裂缝用 5 倍放大镜 当裂缝 出现后用 10 倍刻度放大镜检查裂缝宽度 2 梁板的运输及架设梁板的运输及架设 2 1 梁的运输 梁预制完后 由龙门吊起吊 放在存梁区 架设梁时 根据运距情况 采 用无轨运输方式 由龙门吊吊放在运梁炮车上 通过已成型的路基运至桥位 2 2 架桥机安装程序 选用两台 50T 吊车或中铁工程总公司生产的 DJ50 160 步履型伸缩臂式单 导梁架桥机 该架桥机最大跨度 50 米 起重能力 160 吨 可满足本工程需要 架桥机作业施工工艺框图见图 2 3 架桥机作业顺序 选择桥头路基 或桥面 作为架桥机组装场地 组装架桥机 架桥机 前冲过孔至架桥位置 架梁作业 重复进行下孔过孔 架梁作业 2 3 1 使用前的检查和准备工作 1 架桥机运输至工地后 应首先注意检查以下事项 1 检查清点各构件 联接件 机电设备总成部分 电气元件及电缆数 量是否符合 结构和机电元件是否完好无损 2 清理各部件特别是运动机构附着杂物 达到整洁 3 检查电缆是否安全 可靠 不允许短路和绝缘损坏现象 12 4 组装场地应平整压实 2 架桥机组装后 应对以下内容进行检查 1 各部栓联紧固情况 对任何一个螺栓均不能忽视并保证其扭紧力 2 液压系统油面高度是否符合要求 3 液压系统管路是否有松动和泄漏 4 减速机润滑油是否符合使用要求 5 电力系统是否可靠 安全 6 吊梁钢丝绳是否符合使用要求 7 限位开关 电铃及警示标志是否符合要求 8 随车机具 工具是否齐全 9 制动部分是否可靠 正常 10 全车进行一次全面润滑 2 3 2 架桥机前移过孔至架设位置 DJ150 160 步履伸缩臂式单导梁架桥机必须在桥头经过吊重试验 确认各 部位运转正常的条件下方可进行过孔 并严格按作业顺序进行 否则会对设备 安全可靠性造成严重影响 施工技术条件 1 如桥有纵坡的情况下 应通过调整高度 使机臂调平后进行作业 2 路基与桥台结合处是路基压实薄弱环节 须确认路基压实程度 采用硬 杂 木密排方式 增强荷载传送面 保证作业的安全性 3 架桥机前冲过孔是关键作业 操作人员要熟练掌握控制按钮 严格控 制作业范围 4 注意检查各运动元件可靠性 否则 立即停止作业 调整伸缩驱动泵 站流量使其同步 5 滑线电缆应随动自如 不得有挂 挤现象 确保作业安全 6 定位销的销定和撤除应及时准确无误 7 桥线有纵坡时 应通过 1 柱 2 柱调整高度 使机臂保持水平 方可 13 架梁作业 2 4 架梁作业 2 4 1 运梁 1 运梁车装运施工技术条件 1 采用梁场龙门吊或其他方式将梁体吊移至运梁炮车上 2 梁体重心应落在炮车纵向中心线上 偏差不得超过 20mm 在曲线 上装梁时 可使梁体中心与炮车纵向中心线略成斜交 3 梁体在炮车的悬出长度应根据计算确定 梁体与炮车支承间应垫放 硬杂木板或纤维层胶皮 以保护砼梁片 4 运送梁体时 炮车应由专人监视 防止梁体支撑松动 5 运梁炮车重载速度应根据炮车性能及道路情况试验确定 2 安全操作规程 1 运梁炮车工作时 应先检查车辆性能和运梁作业中的工具是否齐全 满足运梁要求 方可进行作业 2 运梁炮车停止工作时 应放置在安全位置 3 运梁时要专人指挥 专人操作 信号应果断 明确 4 梁体支撑应确认可靠后方可运行 前后台车动作要一致 2 4 2 捆梁 吊梁 梁体的捆梁和吊梁作业是交叉进行的 主要包括以下过程 当运梁炮车将 梁体前端送达 1 吊梁行车下方时 捆梁 吊梁使梁前端脱离前运梁炮车 然后 前吊梁行车同后梁台车同步前移 待梁体后端送到 2 吊梁行车下方时再捆梁 吊梁 梁体全悬吊状态下前进至架梁位置 1 施工技术条件 1 捆梁作业时 必须在梁体底面转角与吊梁钢丝绳接触处安放护瓦 以免混凝土被挤碎 吊梁绳割伤 2 捆梁钢丝绳应采用 6 37 型 6 37 型 6 61 型交互捻制钢丝绳 按荷载与绳径选定单绕 双绕或三绕形式 其长度按断面大小计算确定 破断 安全系数应大于 10 14 3 捆梁应符合纵向限制的规定 按梁体长度进行选择设计允许的悬出 范围 4 设专人监控吊梁行车卷筒钢丝绳 防止掉槽 绕乱绳 5 卷扬用钢丝绳应采用6W 19 型的钢丝绳 其安全系数不得小于 6 6 吊梁时应保持左右两侧卷扬升降速度一致 受力正常 前后行车吊 梁高度差不应太大 保持梁体水平 2 安全操作规程 1 捆梁时两护瓦要对正放牢 捆梁钢丝绳应垂直 无铰花和两股互压 现象 并置于铁瓦中间 2 梁体起吊后 应对卷扬机作制动试验三次 确保制动可靠后方可走梁 3 经常检查捆梁钢丝绳和各部钢丝绳磨损情况 超过限制时应及时更换 4 卷筒发生钢丝绳掉槽 乱绳应立即停止作业 5 操作人员必须听出指挥人员指挥 信号要明确 果断 6 吊梁纵行时 走行电机制动应可靠灵敏 纵行限位要安装可靠 2 4 3 落梁 架梁作业顺序要按要求进行 不得擅自改变作业程序 顺序为 在架设外 边梁时 应在梁体对孔位后下落至距桥台最高点 20cm 以上时停止落梁 驱动 整机横移动力 使架桥机对位于外边梁架设状态 操作 1 2 曲梁横移油缸将 机臂横移使外边梁就位 落梁 支撑防护梁体 1 施工技术条件 1 梁体横移轨道应水平 三条轨道间距应符合设计尺寸 误差不得大 于 15mm 2 横移轨道端部安全挡块应满足架设要求 不得有余量 3 落完外边梁后 必须及时将机臂回返原位 4 架设第一片时 应注意梁体稳定可靠 支撑防护措施要安全可靠 2 安全操作规程 1 梁体对孔后 要在降低梁体高度情况下作横移 增强架梁作业安全性 15 2 当梁体临时放置时 应在梁体与垫石间加垫面积大的硬杂木板或纤 维胶板保护梁体混凝土 梁体支护牢固可靠 3 在梁体下落过程中 应由专人看护卷筒放绳状态 如有夹绳 脱槽 现象应立即停机处理 4 梁体在重新吊起前应检查护瓦安放状态 使其符合要求 5 在作机臂横移时 应先检查滑道是否有附着物 并涂好润滑脂 6 在单片梁就位后 严禁非工作人员上梁走动 7 在两片梁相邻就位后 应及时对横隔板联接施焊 保持梁体稳定 8 横隔板施焊要做好完全防护后方可进行焊接作业 9 应保证 1 2 柱横移机构安全 同步 制动性能要好 10 在架设梁体时 禁止闲杂人进入施工现场 2 4 4 桥梁落位安支座 梁片到达就位支座上方后 应精细调整梁片和支座平面 立面上的位置 使之符合有关规定要求后落梁就位 5 连续段施工 梁板架设完毕后 形成简支梁的形式 通过在墩顶浇注连续段 张拉负弯 矩钢束 孔道压浆 完成简支梁到连续梁的体系转换 连续接头施工时采取隔一浇一 避免体系转换过程中应力集中 产生在墩 顶的位移集中 预制梁与梁顶连续段砼的龄期差一般不超过三个月 避免龄期 不同而产生过大的剪力差 主要施工步骤如下 安设永久支座 通过测量 定出中心线 确保支座位置准确 安装底模及侧模 模板采用钢模的形式 模板与梁体端部连接紧密 安装模板前 应将梁端部和顶板凿毛 使新老混凝土结合良好 安装波纹管 绑扎钢筋 波纹管进入混凝土面 20cm 以上 并用止 水胶带包扎紧密 以防漏浆堵塞管道 并将梁端伸出钢筋对应连接 灌注墩顶连续段及部分桥面板砼 采用微膨胀砼 选择在一天内 气温较低的时间段浇注 16 养护 撒水养护 7 天以上 专人负责 张拉负弯矩预应力 砼强度达到设计强度 100 以上 方可进行张 拉 张拉力与伸长值双向控制 钢绞线用 YCQ20 200 千斤顶单根控制 压浆 封锚 施工方法同预制梁 拆除临时支座 临时支座硫磺砂浆块 用通电融化的方法拆除 拆 除时 须待梁肋连续段强度达到设计强度 100 时 方可拆除 拆除时应对称 缓慢进行 不得骤然下落 3 桥面铺装 防撞墙及人行道的施工 桥面铺装 防撞墙及人行道的施工 3 1 现浇桥面板和防撞墙边架梁边浇注 现浇桥面板砼与预制梁的龄期差 不超过三个月 以防预制梁上拱度过高 防撞墙采用定制异型钢模板 与现浇桥面板待墩顶连续段完毕后方可施工 进行梁缝灌注及行人道板施工后 对梁顶面进行冲洗干净 即可安扎铺装层钢 筋 对钢筋检查合格后 即可进行铺装层砼灌注 砼采用泵送灌注 平板振捣 器振捣 抹面机抹面 塑料薄膜或湿棉毡布覆盖养生 铺装层砼强度大于 10Mpa 后 进行桥面砼施工 桥面砼施工按设计及规范要求进行 施工时 注意泄水孔 伸缩缝等预埋件的位置 3 2 沥青砼桥面铺装 沥青砼桥面铺装总厚分为二层 下层为防水层分两次洒布 总用量为 0 5Kg m2 的沥青 撒布一层粗砂 经碾压形成沥青涂胶类下封层 沥青材料 与沥青砼所用沥青相同 上