高速铁路大型箱梁施工技术

高速铁路大吨位箱梁施工技术高速铁路大吨位箱梁施工技术 2007 06 022007 06 02 18 0618 06 1 1 工程概况 工程概况 武广客运专线是我国第一条高速铁路 位于湖北 湖南 广东三省境内 设 计时速 350 公里 小时 我单位桥梁施工总长度 4610 2 米 桥梁施工延米长占 我公司管段总长度的一半以上 属重点 难点控制性工程 新华村大桥是我公 司管段内的一座简支梁桥 桥梁总长度 300 56 米 2 2 课题技术的重要性 课题技术的重要性 1 总结一套成熟的支架法施工工艺和技术参数 为我管段其它桥梁的积累 施工经验 2 利用公司原有设备资源 降低施工成本投入 3 认真贯彻公司 开拓创新 永争一流 的企业管理方针 顺利完成合同 承诺不负业主所托 3 3 施工技术的重点及突破口 施工技术的重点及突破口 1 新华村大桥是我公司管段内的一座简支梁桥 桥梁总长度 300 56 米 原设计梁部采用造桥机施工工艺 由于在山沟中 地形受限 征地困难 与业 主进行多次会商论证 最后同意也可采用支架法施工 2 支架法优点 2 1 设备费用一次投入比较小 2 2 对施工便道 场地要求一般 2 3 900T 箱梁现浇支架理论已经得到论证 2 4 施工速度比较快 4 4 钢管墩支架施工工法 钢管墩支架施工工法 4 1 基础处理 4 1 1 钢管支墩基础采用 1 5 4 5 0 5 米的 C20 混凝土 顶面预埋 6 根 直径 16mm 圆钢与支墩连接 施工时 先把原地面的软泥和粘土清理干净 然后 采用机械开挖基坑 米深 最后试验检测基底承载力 根据计算书考虑 1 3 倍 的安全系数 地基承载力控制为三根中支墩基底承载力要达到 400Kpa 两根边 支墩承载力要达到 300Kpa 如果满足要求 按照图纸施工 基础周边基坑内采 用 M5 号浆砌片石回填至基础顶面 以防渗水 破坏基底 4 支架施工及检测 4 2 1 支架布置 根据梁身自重和贝雷片承载力 经过计算 梁部采用 6 3 9 3 6 米的钢 管支墩和贝雷简支梁作为箱梁预制支架 单跨纵向 排钢管支墩 横向 5 根钢 管支墩 每根钢管支墩长为 3m 18m 高度调整主要由 0 25m 2m 长的钢管支 墩调整 其两端皆有法兰结构 以便连接 钢桩纵 横向采用钢管剪刀撑连接 增强整体稳定性 钢管支墩上下安装 15mm 的钢板进行应力扩散 钢管支墩顶 面安装横向分配梁 分配梁上按照计算安装贝雷片纵梁 贝雷片每片下玄杆设 置两根 10 号槽钢横带 上部采用 U 形螺栓与 10 号槽钢横带连成整体 作为横 联 增强整体稳定性 横梁下横梁上安装模板 4 2 2 支架安装 按不同的长度钢管连接好后 用吊车安装就位 下口和预埋螺栓连成整体 然后做纵 横向斜支撑连接 上面放置分配梁并栓接 最后用吊车安装纵横 梁并连接 横梁安装铁楔块以备落架 4 2 3 支架卸载 脱底模 箱梁浇注完成后 待强度达到设计要求的 80 时 开始初张拉 张拉完成 后 拆除横梁下铁楔块进行卸载 4 2 4 支架预压 为验证支架的稳定 刚度及强度 消除支架非弹性变形 确保梁体不因支 架沉降而产生开裂 需采用支架预压措施 4 2 4 1 支架预压荷载和范围 支架预压范围主要为腹板和翼板交点间的正下方支架 翼板部分支架由于 重量小 对支架沉降影响不大 支架预压荷载按该部分箱梁自重的 1 05 倍计算 芯模 人群荷载及结构物自重 即 32 米预压荷载重量为 860 吨 24 米预 压荷载重量为 670 吨 箱梁预压荷载在支架沉降稳定后拆除 4 2 4 2 预压方案 上边横向 9 米范围混凝土块加载 腹板和翼板交点间 的 9 米范围内正下方支架承担着绝大部分重量 翼板部分支架由于重量小 不 于考虑 4 2 5 加载 采用分级均匀加载 按三级进行 即 50 80 和 100 的加载总重 每级加 载后均静载 3 小时后分别测设支架和地基的沉降量 做好记录 加载全部完成 后 等到支架及地基沉降稳定后 方可进行卸载 卸载应分级进行 及 100 8 0 50 0 每级卸载后均静载 1 小时后分别测设支架和地基的恢复量 做好记录 4 2 6 沉降现测 选用 DSZ2 水准仪 测微器 铟钢尺一套 DS 水准仪一台 线锤 1 5KG 以 上 45 只 测量工程师 2 名 进行现场数据的测量 整理 复核工作 4 2 6 1 测点布置 每跨支架要设三个观测横断面 即跨中 支点附近三个断面 每个断面设 0 个测点 即基础 5 个点 支架 5 个点 与基础点位置相对应底板位置 基础点位用红丝油漆标识 最好埋钢筋头 支架上的点位采用挂钢丝垂球地面 作检测点和的办法 4 2 6 2 观测阶段 观测分成五个阶段 预压加载前 50 荷载 80 荷载 100 荷载 卸载后 每个观测阶段要观测 2 次 堆载结束后 测量观测 个小时安排一次 若沉 降不明显趋于稳定可卸载 沉降两次差值小于 1mm 卸载后继续观测一天 注意观察过程中如发现基础沉降明显 基础开裂 局部位置和支架变形过大现 象 应立即停止加载并卸载 及时查找原因 采取补救措施 4 2 6 3 观测成果 沉降观测数据要如实填写在沉降观测记录表上 计算出支架弹性压缩量及 基础沉降量 支架的弹性压缩结果用于支架预高设置 底模预高 绘制加载 支架沉降曲线 根据以上资料和设计院提供的梁的张拉起拱度综合计算设置支架的预拱度 4 3 底模安装调整 支架预压完成后 进行底模安装 底模按照图纸在横梁上安装小方木 小 方木在安装前两面刨光刨平 按要求调整好小方木的纵横向间距 然后用电钻 在竹胶合板打眼 用平头螺栓把竹胶合板顶在小方木上 竹胶合板安装前两侧 用电锯取直并切割为 1 2 米宽幅面 最后检查并调整竹胶合板板的平面错台进 行调整 4 4 钢筋和侧 内模安装 4 4 1 钢筋进场须经检验合格后才能使用 钢筋接头除图纸规定外 采用 搭接电弧焊时 两钢筋搭接端部应预先折向一侧 使两接合钢筋轴线一致 接 头双面焊缝的长度不应小于 5d 单面焊缝的长度不应小于 10d d 为钢筋直径 梁体所用钢筋均在钢筋棚配料 考虑运输条件 箍筋以及便于运输的钢筋 在钢筋棚加工 梁体纵向钢筋到现场焊接 钢筋绑扎前 先由技术定位放线 检查底模的偏位和梁底高程 经检查符合要求 将底模板清理干净 刷脱模剂 然后先绑扎底板和腹板钢筋 底板钢筋须加固牢靠 底板钢筋若遇预应力钢 绞线可适当移动钢筋位置 钢筋绑扎时注意预留底板泄水孔 底板钢筋绑扎后 焊接底板固定钢绞线的 U 型环 按图纸尺寸准确定位 并适当加密 然后将 90mm 波纹管在底板 U 型环上固定 经检查无误后 安装侧模 为确保波纹管 在砼施工时损坏 进水泥浆 影响钢绞线张拉 在波纹管内套 PVC 管 在砼施 工过程中不间断活动 PVC 管 确保波纹管道畅通 砼初凝后 拉出 PVC 管 循 环使用 4 4 2 侧模使用人工配合吊车安装到位 并连接侧模丝杆 调节底口螺栓 和侧模丝杆使模板安装到位 调整后的模架应满足以下要求 外模纵桥向误差 10mm 底板标高误差 5mm 模板拼缝处均贴软塑双面胶 待模板拼接后铲除 多余软塑双面胶 可达到拼缝严密 不漏浆 模板拼缝处有错台的用砂轮磨光 机打磨 调整后的模板用 1m 靠尺检查 要达到每米高差 2mm 错台 1mm 侧 模安装完成后 调整和固定腹板钢筋和钢绞线 经检查无误后开始安装内模 内模安装前采用 PVC 管豫留底板通气孔 并作为内模的支架支撑点 内模 采用带内支架的拼装式定型钢模 首先在地面上把内模分段拼装成整体 其次 在用吊车安装就位 最后内模固定检查无误后 绑扎顶板钢筋 顶板钢筋绑扎 完成后 最后检查模型的中线 标高和结构尺寸无误后 开始浇筑混凝土 5 5 混凝土浇注施工 混凝土浇注施工 铁路客运专线 32 米双线箱梁梁体混凝土总方量 327 62 方 根据规范要求 6 小时内灌注完毕 为确保梁体砼一次浇筑完成 连续施工 质量得到保证 减少质量通病 制定以下浇注方法 5 1 灌注工艺 灌注顺序为 先底板 再腹板 最后顶板 由两端向中间 用 2 台布料 机对称布料 连续灌注 以水平分层 灌注厚度不大于 300mm 斜向分段的 施工工艺左右对称灌注 具体步骤如下 5 1 1 为保证底板 腹板交接处混凝土密实 在灌注时先从两端将底板 3 米范围内的底板混凝土灌满 用插入式振动棒振捣 在梁端交接处振捣用钢筋 引路 注意插棒位置 防止振捣后难以拔出 5 1 2 由两端向中间 通过腹板左右对称的灌注底板以及底板与腹板交接 处的混凝土 左右腹板混凝土高差不超过一层 以插入式振动棒为主 以附着 式振动器为辅助进行振捣 布料机移位时下料口用袋子包裹 以防止混凝土撒 落顶板形成干灰 干渣 5 1 3 对称灌注两侧腹板混凝土 此时混凝土捣固主要采用插入式振动棒 进行 禁止开动附着式振动器 以防止扰动腹板下半部已接近初凝的混凝土 而造成麻面或露筋 振动棒插入已灌注下层混凝土深度为 10 厘米左右 禁止振 动棒接触预应力成孔胶管及预埋件 5 1 4 将内模顶部 侧模翼缘板上滴落的混凝土铲除干净后 由两端向跨 中进行顶板混凝土灌注 5 1 5 梁体混凝土灌注完成后 对顶板 底板混凝土表面进行第二次赶光 抹面 保证防水层基面平整 内腔光滑 6 6 张拉施工工艺 张拉施工工艺 6 1 张拉工作进行前 首先要对所使用的千斤顶和油表进行校正 并要有 校正报告 油表与千斤顶须配套使用 钢绞线需按规范要求进行抽检 不符合 要求的钢绞线决不能使用 通过试验确定钢绞线的弹性模量 6 2 在砼强度达到设计强度的 60 以上时 首先拆除端模 松开内模 将内模用卷扬机拉出梁体 拆除侧模后 再进行预应力张拉工作 6 3 钢绞线下料长度应按设计孔道长度加张拉设备长度 并预留锚外不少 于 100mm 的总下料长度 下料时用砂轮切割机平放切割 6 4 终张拉应在梁体砼强度达到设计值后 龄期不少于 10 天时进行 预 应力采用两端同步张拉 并左右对称进行 预应力张拉采用应力应变双控措施 张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致 施加预应力值以油表读数为主 以预应力伸长值进行校核 6 5 按设计图的规定及张拉顺序张拉钢绞线 张拉时应左右对称 最大不 平衡束不超过一束 预应力筋张拉程序为 0 初应力 0 2 k 作伸长量标记 设计值 持荷 5min 测伸长值 锚固 张拉顶油压回零 测量总回缩量及夹片外露量 6 6 管道压浆 封端 预应力终拉完成后 应在 48 小时内进行管道压浆 压浆前管道内应清除杂 物及积水 压浆时及压浆后 3D 内 梁体及环境温度不得低于 5 压入管道的 水泥浆应饱满密实 同一管道压浆应连续进行 一次完成 水泥浆压入管道的 时间间隔不应超过 40min 浇筑梁体封端砼之前 应先将承压板表面的黏浆和锚环外面上部的灰浆铲 除干净 同时检查无漏压的管道后 才允许浇筑封端混凝土 为保证封端混凝 土接缝处接合良好 应将原混凝土表面凿毛 并焊钢筋网片 封端砼应采用无 收缩混凝土进行封堵 为保证有足够的张拉空间 封端砼在相邻两孔梁预应力 张拉结束后 再灌注 与桥台相接时 桥台胸墙部分应在张拉完成后再灌注 7 7 支架 模板拆除 支架 模板拆除 箱梁浇注完成后 待强度达到设计要求的 60 时 即可开始拆除侧模 内 模 拆除侧模先拆除连接螺栓 松动支撑丝杆 使侧模脱离梁体 利用模板底 部的行走轮 使用卷扬机作为牵引动力 在其它墩台顶预埋锚环 固定倒向