底座板张拉后浇带施工PPT课件

1 CRTS 型板无砟轨道底座板纵向连接及后浇带砼施工 中铁四局沪昆客专HKJX 7标经理部2012 12 01 2 一 II型板无砟轨道底座板设计理念二 临时端刺的设置意义三 临时端刺 常规区四 底座板纵向连接五 后浇带砼的施工 3 一 II型板无砟轨道底座板设计理念 1 结构形式 纵贯全桥的连续钢筋砼板带结构 前后终点与端刺结构相连 梁上与固定齿槽形成剪切连接 与梁面之间设两布一膜滑动层 梁端设硬泡沫板 与摩擦板之间设两层土工布 2 设置滑动层 底座板连续性结构 进一步减少了因梁体自由伸缩对上部底座板 轨道板空间位置的影响 确保梁面上部结构的整体性 更利于车辆的行驶速度 平顺性 稳定性 4 3 纵向张拉连接 底座板连续结构理论上要求全桥底座板一次纵连完毕达到锁定温度 后浇带一次进行浇筑 这样才能保证底座板内部应力均匀 在后期运营中不变形 微变形 保证列车行驶安全 4 BL1 钢板 BL2 剪力齿槽 后浇带设置BL1后浇带 主要目的是避免浇筑砼时砼水化热产生的强制力传到桥梁上去 另外 纵贯全桥的连续钢筋砼板带结构砼浇筑后不设置断缝 对砼收缩 性能产生重要的影响 设置BL2后浇带 主要作用是避免底座板与桥梁间通过剪力齿槽进行力的传递 5 二 临时端刺的设置意义 1 由于长大桥上多作业面施工不同步 难以实现一次纵连 浇筑 故在长大桥梁上设置了临时端刺 将底座板分成若干区段进行张拉纵连 2 设置临时端刺 解决砼温度应力及变形应力的放散 回避了全桥后浇带同时锁定问题 轨道板铺设可同时分多作业面进行 缩短了与下道工序的流水节拍 是缩短工期的变通方法 3 两个临时端刺与一个常规区划为一个施工单元进行作业 常规区 临时端刺都是底座板的一部分 4 临时端刺 常规区在张拉时起的作用 顺序不同 6 三 临时端刺 常规区 1 常规区一次张拉锁定并浇筑完成的底座区域 位于两临时端刺之间 2 临时端刺区为提供底座张拉所需反力 在每个常规区两端需设置两段底座 长度约800m 并依靠这两段底座与桥梁间的摩擦力来提供底座张拉所需反力 因其功能与端刺相仿 且在后续施工中被消除 故称此为临时端刺 临时端刺分5段 220 220 100 130 130 800m 共设4个BL1后浇带 并在每孔梁上设置齿槽后浇带 7 3 新建临时端刺区 常规区 新建临时端刺区图示 8 4 常规区底座板混凝土浇注段长度约160m 混凝土浇注段中部的剪力齿槽和底座板一起浇注 其余剪力齿槽设立齿槽后浇带 BL2 待张拉连接后底座板应力均匀后二次浇注完成 5 临时端刺总长约800m 包括5个混凝土浇注段 依次以LP1到LP5表示 浇注段长度和常规区不同 两个220m段 LP1及LP2 两个130m段 LP4及LP5 一个100m段 LP3 共设J1 J2 J3 J44个BL1后浇带 并在每孔梁上设置齿槽后浇带 与常规区不同 在临时端刺底座板浇注时 所有的齿槽后浇带全部留空 不浇注 9 6 注意事项左 右线上临时端刺的起始位置应错开两跨梁的距离 临时端刺的长度应许偏差为 20 50m 临时端刺内各段长度的允许偏差为 10m 连续梁及其前后各2跨简支梁不应设置临时端刺 剪力齿槽超过2排时 如连续梁及其前后各2孔简支梁 齿槽处底座板应一次浇筑 并设立BL1后浇带 为保证连续梁及相邻两孔简支梁上BL1尽量关于先浇筑的BL2对称 可通过设置自由混凝土浇筑段来满足要求 自由混凝土浇筑段的长度一般不大于80m 钢板连接器BL1距离梁缝至少5米 且与轨道板板缝错开0 7m以上 10 四 底座板钢筋纵向连接 1 张拉的意义底座板连续结构理论上要求全桥底座板一次纵连完毕达到锁定温度 后浇带一次进行浇筑 这样才能保证底座板内部应力均匀 反之 内部应力的出现 会严重影响砼的使用寿命 底座板张拉连接的本质是对底座板结构的 锁定 保证运营过程中列车行驶不受底座板砼的变形 开裂等影响其平顺性 稳定性 安全性和行驶速度 11 中铁四局杭长客专江西段7标项目部 2 张拉前临时侧向挡块安装 直线段简支梁设置在跨中一个断面 4个 曲线地段简支梁设置两个断面 8个 必须设置两层滑动膜 12 3 底座板张拉准备 张拉控制要素 温度 时间 张拉顺序 底座板连接施工是围绕并确保板内25 时零应力状态而进行的连接 张拉施工 按照板内温度 可分为三种情况 当T 25 时 计算张拉量进行张拉连接 当25 T 30 时 无需张拉 直接用扭矩扳手拧紧螺母 当T 30 不允许拧紧螺母 采取降温措施 待板温降到30度以下时按第二种情况进行 13 4 底座板连接条件 基本张拉 连接段落中的所有砼浇筑段完成后 轨道基准点放样结束 注意此时不进行测量 张拉 连接前临时端刺区域内浇筑段落长度和温度的测量完成并记录备用 长度测量采用大地测量法测量临时端刺砼的长度 利用全站仪测量在后浇带旁的轨道基准点可以快速测量长度 临时端刺区域内临时侧向挡块安装完成 底座板施工单元内所有砼浇筑段完成且末次浇筑段混凝土达到20Mpa 清洁精轧螺纹钢筋 锚固螺母涂上油脂 清洁后浇带浮渣 准备足够的张拉工具 包括长套筒扳手 开口扳手 14 底座板连接 张拉 严格按张拉流程进行 15 5 后浇带砼的施工顺序 以新建临时端刺 常规区 新建临时端刺为例 1 BL1后浇带混凝土施工 后浇带钢筋连接完成后应随即浇筑后浇带混凝土 浇注范围应包括常规区所有后浇带及两临时端刺中的K0 J1后浇带 此工序与后浇带连接应接续施工 不出现间隔施工 J2 J3 J4后浇带于相邻单元段底座连接后再施工 2 BL2后浇带混凝上施工 临时端刺区BL2后浇带分为早期固定连接和后期固定连接 早期固定连接在单元段底座钢筋连接完成3 5天后 底座内的应力调整期 进行 位置在LP2范围内与J2相邻的两个固定连接后浇带 左右线要错开两个梁段位置 两临时端刺后浇带对称施工 后期BL2后浇带混凝土在相邻单元段底座连接后再施工 3 严格按设计交底的顺序进行砼的浇筑 16 Hckzengineering BL2浇筑砼时满足温度要求 不同温度情况下浇筑时间间隔如下表 17 五 后浇带砼的施工 1 后浇带砼施工质量的重要性 在底座板施工中 接缝处后浇砼与底座板原砼接触面之间常常出现开裂现象 也就是新老混凝土之间的界面裂缝 裂缝宽度通常为0 1 2mm 此种裂缝可能会持续发展 最终导致底座板沿线路横向完全开裂 在裂缝处 水和有害介质渗透到底座板内部 腐蚀钢筋及张拉锁件 这势将削弱了轨道板 底座板的承载力 影响轨道使用功能及寿命 危及到列车行车安全 因此 应采取相关措施 最大限度的降低裂缝出现几率 减小裂缝发展趋势和宽度 18 2 后浇带砼产生裂缝的原因大致分析 一是施工工艺存在问题 主要是施工技术要求不明确和施工过程控制不到位 二是混凝土配合比选用不当 在水化热产生的温度应力和混凝土收缩作用下 在最薄弱环节产生开裂等 19 原因分析一 纵连时工序的影响底座板钢筋纵连工序对混凝土的影响主要是 张拉锁件安装时 没有完全达到设计要求 如果张拉锁件没有正确安装或者张拉力达不到设计要求 则底座板在这个部位仅靠混凝土的抗拉力是不能满足其在整体温度升降或底座板温度梯度影响下的翘曲或伸缩变形的 从而造成混凝土在薄弱部分 新老混凝土结合处 产生裂缝 所以 在纵连时 必须严格按照设计交底对温度 长度 时间 砼强度等指标进行详细的测量 对相关张拉参数进行认真的计算 确保在张拉控制方面准确 20 原因分析二 混凝土施工工艺的影响A 认识上面后浇带混凝土方量较小 施工中往往对其产生的作用认识不足 对施工质量要求 技术措施没有进行详细交底 二是对缝内清理不到位 导致新老混凝土粘合性较差 形成薄弱环节 三是混凝土运输 吊装 振捣工艺不规范 造成混凝土离析 钢筋笼变形或振捣不密实 四是浇筑后养护工作不到位 造成混凝土干缩 21 B 混凝土配比选用不当 有待优化如果混凝土配合比选用不当 会造成混凝土凝固过程中产生大量的水化热 从而导致新浇混凝土内外温差较大形成较大的温度梯度 而这种温度梯度在混凝土凝结初期产生的拉应力超过了混凝土初期的抗拉强度 就会造成混凝土开裂 以混凝土收缩为主引起的裂缝也是混凝土固有的特性之一 混凝土浇筑成型后 在凝结过程中和硬化后的一段时间内 混凝土体积将收缩 混凝土的收缩值随时间而增加 混凝土一年的收缩量约为0 3 0 6mm m 参考值 由于混凝土的收缩 在其表面或内部产生裂缝 但通过优化施工配合比 可以有效减小其收缩 22 C 浇筑时间的选择根据无砟轨道设计文件 后浇带混凝土浇筑时 外界温度最好控制在25 左右 夏季施工在施工组织设计允许的情况下 应尽量避开高温时段施工 高温时段施工会对混凝土产生一定负面影响 首先 高温促使混凝土水化热在短时间内集中产生而造成混凝土裂缝 其次 高温照射下集料蕴含着大量热能 使混凝土入模温度过高加剧了已浇筑混凝土早期热量增加 进而影响到混凝土内部应力应变的变衡 因为在白天气温较高时进行浇筑 由于混凝土的热传导性能较差 混凝土在受太阳照射或骤然降温引起温度变化时 会使混凝土内外形成较大的温度梯度 从而造成混凝土开裂 根据混凝土的线膨胀系数 如果温度梯度达到10 产生的冷缩值为0 01 0 014 如温度梯度达到20 产生的冷缩值为0 02 0 03 当其超过混凝土的极限拉伸值时 就会造成砼的开裂 23 D 砼的运输及灌注由于每道缝的混凝土方量较小 所以 混凝土在运输和吊装属于小方量 大跨度作业 导致施工时段较长 坍落度损失过大 从而造成混凝土无法振捣密实而开裂 因此 在运输时每车运输方量应控制在2m3左右 不宜一次运输过多 尽可能的减少混凝土在运输和吊装过程中的坍落度损失 24 E 混凝土的振捣收面混凝土振捣时 既要保证振捣密实 又要防止振捣时间过长 参考振捣的最佳时长为5 10s 如果振捣时间过长 石子下沉 混凝土表面就会出现一层浮浆层 因而降低了混凝土表面粗骨料含量 加大了收缩 导致混凝土表面出现网状裂纹 同时振捣是应尽量避免振捣棒直接贴连接钢筋笼振捣 以免钢筋笼变形 夏季混凝土施工时 由于外界环境温度较高 内外温差较大时 初凝时的混凝土表面会出现干缩裂纹 而预防这些裂纹出现的有效途径就是进行二次收面 也就是在混凝土初凝刚刚开始时 对混凝土土表面在第一次整平收面的基础上进行第二次收面 通过抹面消除细小的裂纹 收面时同时注意对新旧混凝土的表面接缝位置处进行处理 首先采用木抹子进行拍打按压 确保接缝处浆体饱满 然后采用铁抹子进行二次收面 25 F 混凝土的养护养护指是混凝土拌和物成型后 保证水泥能正常完成早期水化反应 以使获得预定的物理力学性能和耐久性能所采取的工艺控制措施 是获得优质混凝土的关键工艺之一 混凝土终凝后应及时覆盖进行带模养护 防止混凝土出现裂缝 养护时表面覆盖一层塑料薄膜进行密封 同时根据天气情况进行土工布覆盖 26 G 混凝土配合比的优化在实际施工中 还应根据不同的原材料 针对粗细骨料 原材料入仓温度 环境温度等外部因素不同的组合情况 从外加剂 掺和料进行优化设计配合比 在保证混凝土强度和工作性的前提下 尽量降低水泥用量 较小水胶比 27 H 配合比中掺加膨胀剂标段选配的后浇带混凝土中适度掺加膨胀剂 配制成微膨胀混凝土 这种混凝土具有适度膨胀性 它可以用膨胀来抵消混凝土全部或部分收缩 从而避免或大大减轻混凝土的开裂 膨胀剂的选用和掺量是控制施工时是否会出现离缝的关键 膨胀系数 膨胀时间的早晚都能影响到离缝的产生 并不只是简单掺加的问题 同样 使用环境不同 性能都有出入 故在选择时 先了解掺入的原因 再进行配合比的选择 这点相当重要 目前 选配的膨胀剂初始膨胀时间在浇筑后3d 7d 但因试验环境 时间不同 试验结果会有些许偏差 请试验人员必须认真对所使用的外加剂进行检测 做到有章可循 心中有数 28 底座板后浇带产生裂缝的原因有很多 有些原因我们是可以控制的 有些原因我们可以尽量做到减少裂缝的产生频率 宽度 通过以上的分析 只有从施工各工序严格控制 做好张拉 砼选配工作 才能更好的减少裂缝的出现 这样 我们的目的也基本上达到了 29 六 底座板钢筋张拉与连接施工 1 底座板施工工况分类2 底座板的张拉连接 30 六 张拉作业 31 1 工况分类根据具体施工单元划分 现场可能出现以下三种永久端刺 临时端刺与常规区的不同组合 32 施工工况 a 永久端刺 常规区 永久端刺 33 施工工况 b永久端刺 常规区 临时端刺 1 永久端刺 常规区 新施工临时端刺2 永久端刺 常规区 既有临时端刺 34 施工工况 c 临时端刺 常规区 临时端刺 1 新施工临时端刺 常规区 新施工临时端刺2 新施工临时端刺 常规区 既有临时端刺3 既有临时端刺 常规区 既有临时端刺 35 底座板张拉连接 张拉控制要素 温度 时间 张拉顺序 底座板连接施工是围绕并确保板内25 时零应力状态而进行的连接 张拉施工 按照板内温度 可分为三种情况 当10 T 25 时 计算张拉量进行张拉连接 当25 T 30 时 无需张拉 直接用扭矩扳手拧紧螺母 当T 30 或T 10 时 禁止张拉连接施工 底座板张拉的本质是 对底座板结构的 锁定 36 底座板连接 1 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺连接 37 底座板连接 常规区两端及两临时端刺后浇带按单元段中心对称原则和顺序进行连接施工 其工艺 工序如下 1 临时端刺LP1 LP5的基准测量基准测量时间尽可能安排在与底座板连接时间靠近时进行 首先进行长度测量 测量J2前方 向J1方向 第一个固定连接后浇带 J2间的距离 再测量LP3 LP5段的长度 准确记录各分段长度值 其次进行温度测量 使用预埋在混凝土底座板中的测温电偶测量 相邻板温不一致时 按两板长度及温度加权平均计算 测量结果应准确记录并保存 以备邻段底座板连接时使用 此项测量直接关系到后续底座板连接筋张拉距离的确定 非常重要 38 39 2 常规区板温测量与临时端刺区板温测量同时进行 并据此计算连接筋张拉值 3 张拉量的计算根据温差电偶测量所得的底座混凝土浇筑段温度 利用下列公式计算各BL1后浇带的张拉长度 即 Wi t T L式中 T 混凝土温度伸长系数 为1 10 5 K T 底座混凝土浇筑段相对于锁定温度的温度变化幅度 L 钢筋连接器后浇带影响长度 a 常规区BL1后浇带张拉距计算公式为 WC TS TC t LC式中cL为常规区两相临混凝土浇注段中已浇注的BL2后浇带之间的距离 Ts为底座板锁定温度 b 新建临时端刺区后浇带K0张拉距计算公式为 40 Wk0 TS T1 k0 t L L1 LP1 2 式中 L为K0到常规区第一个浇注完成的剪力齿槽的距离 L1 LP1为临时端刺区LP1浇筑段第一次测量的数据 后浇带J1张拉距计算公式为 WJ1 TS T1 J1 t L1 LP1 L1 LP2 2式中 式中L1 LP1和L1 LP2分别是临时端刺区LP1浇筑段和LP2浇筑段第一次测量的数据 后浇带J2张拉距计算公式为 WJ2 TS T1 J2 t L1 LP2 L1 LP3 2式中 L1 LP2和L1 LP3分别是临时端刺区LP2浇筑段和LP3浇筑段第一次测量的数据 后浇带J3张拉距计算公式为 Wj3 WJ2 3 41 底座板连接 预连接 从两边临时端刺自由端开始 按J4 J3 J2 J1的顺序用手拧紧锚固螺母 此时锁紧螺母保持松开状态 两侧临时端刺对称张拉 首批连接施工 先连接与临时端刺接壤 K0处 前2个常规区后浇带钢筋 后依次连接K0 J1 J2 J3 J3张拉量为J2的1 3 连接时 在锁紧螺母松开的状态下 用套筒扳手逐一转动锚固螺母 待底座板张拉量达到计算值后 再用扭矩扳手逐一拧紧锁紧螺母 锁紧扭矩为450Nm 补充连接 同样方法连接常规区剩余的BL1 当10 T 25 时的连接方法 42 底座板连接 分次张拉参数表 当混凝土温度10 15 时 分三次张拉 每隔24h张拉一次 每次张拉量按照计算所得的30 30 40 控制 当混凝土温度15 20 时 分两次张拉 每隔24h张拉一次 每次张拉量按照50 50 当混凝土温度在20 25 时 只进行一次张拉 从两边临时端刺自由端开始 依次按J4 J3 J2 J1的顺序 先用手拧紧锁紧螺母 并用开口扳手对其加强 使锁紧螺母紧贴钢板 再采用扭矩套筒扳手紧固锚固螺母 扭矩为450Nm 采用同样方法 用扳手拧紧K0并从K0开始拧紧常规区所有的钢板连接器后浇带 当25 T 30 时 43 底座板连接 2 固定端刺 常规区 临时端刺连接 连接工序 工艺与 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 模式类同 区别是不再存在两端刺范围对称连接施工问题 44 底座板连接 3 既有临时端刺 常规区 新设临时端刺连接 该结构中的常规区与新设临时端刺的连接与 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 的相关要求类同 既有临时端刺与常规区的连接有其独特要求 两类临时端刺与常规区的连接施工要对应施工 同步完成 45 底座板连接 A 既有临时端刺后浇带 J4 J3 J2 张拉值的确定此工作在既有临时端刺LP3 LP5段首次 基准测量 的基础上进行 需要再次测量既有临时端LP3 LP5各基段长度及板体温度 并于底座板连接之前进行 尽量与连接时间靠近 根据LP3 LP5段第二次测量结果 温度及长度 对比该临时端刺的首次 基准测量 数据 计算LP3 LP5各段温度荷载下的变形值 以此确定J4后浇带连接钢筋张拉值并修正J3 J2后浇带钢筋张拉值 B 常规区底座板温度测量测量原则同 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 C 新建临时端刺区板温和长度测量同 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 相同 D 张拉量的计算根据温差电偶测量所得的底座混凝土浇筑段温度 利用下列公式计算各BL1后浇带的张拉长度 即 Wi t T L 1 测量各浇筑段板温和长度 计算张拉值 46 底座板连接 式中 at 混凝土温度伸长系数 为1 10 5 K T 底座混凝土浇筑段相对于锁定温度的温度变化幅度 L 钢筋连接器后浇带影响长度 a 常规区BL1后浇带张拉距计算公式为 WC TS TC t LC式中Lc为常规区两相临混凝土浇注段中已浇注的BL2后浇带之间的距离 Ts为底座板锁定温度 b 新建临时端刺区后浇带张拉距离的确定K0张拉距计算公式为 Wk0 TS T1 k0 t L L1 LP1 2 式中 L为K0到常规区第一个浇注完成的剪力齿槽的距离 L1 LP1为临时端刺区LP1浇筑段第一次测量的数据 47 底座板连接 后浇带J1张拉距计算公式为 WJ1 TS T1 J1 t L1 LP1 L1 LP2 2式中 式中L1 LP1和L1 LP2分别是临时端刺区LP1浇筑段和LP2浇筑段第一次测量的数据 后浇带J2张拉距计算公式为 WJ2 TS T1 J2 t L1 LP2 L1 LP3 2式中 L1 LP2和L1 LP3分别是临时端刺区LP2浇筑段和LP3浇筑段第一次测量的数据 后浇带J3张拉距计算公式为 Wj3 WJ2 3c 既有临时端刺区后浇带张拉距离计算公式后浇带K1张拉距计算公式为 Wk1 TS T2 LP5 t L L2 LP5 2 UK1UK1 L2 LP5 L1 LP5 T2 LP5 T1 LP5 at L1 LP5 2式中 L为K1到常规区第一个浇筑的剪力齿槽 BL2 的距离 48 底座板连接 后浇带J4张拉距计算公式为 WJ4 TS T2 LP4 t L2 P4 L2 LP5 2 UJ4UJ4 L2 LP5 L1 LP5 T2 LP5 T1 LP5 at L1 LP5 2 L2 LP4 L1 LP4 T2 LP4 T1 LP4 at L1 LP4 2后浇带J3张拉距计算公式为 WJ3 TS T2 LP3 at L2 LP4 L2 LP3 2 UJ3UJ3 L2 LP4 L1 LP4 T2 LP4 T1 LP4 at L1 LP4 2 L2 LP3 L1 LP3 T2 LP3 T1 LP3 at L1 LP3 2后浇带J2张拉距计算公式为 WJ2 TS T2 LP2 at L2 2 L2 LP3 2 UJ2UJ2 L2 LP3 L1 LP3 T2 LP3 T1 LP3 at L1 LP3 2 L2 2 L1 2 T2 LP2 T1 LP2 at L1 2 式中L1 2与L2 2为J2到J1方向第一个已经固定的剪力齿槽 BL2 的距离 49 底座板连接 此阶段所有工序分两个区域进行 即既有临时端刺和常规区连接区域与新建临时端刺和常规区连接区域 两类临时端刺与常规区的连接施工要对应施工 同步完成 连接张拉应该选择底座板温度尽可能接近锁定温度下进行 1 连接钢筋张拉预连接施工新建临时端刺和常规区连接施工 顺序完成J4 J3 J2 J1的钢筋预连接 其连接器螺母用手拧紧 2 首批连接施工既有临时端刺和常规区连接施工 连接范围为邻靠K1的2个 至少 常规区BL1后浇带 张拉连接方式及张拉距离根据底座温度确定 即按T30 三种情况区分 各类情况下的连接工艺类同 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 相关要求 新建临时端刺和常规区连接施工 连接与新建临时端刺接壤 K0处 的前2个常规区后浇带钢筋 张拉连接原则及方式同 新设临时端刺 常规区 新设临时端刺 相关部分 2 底座板张拉连接 50 底座板连接 3 补充连接施工既有临时端刺和常规区连接施工 张拉连接范围为K1及常规区所有剩余BL1后浇带 具体工序要求同 首批连接施工 新建临时端刺和常规区连接施工 顺序完成K0