铁路32m后张预应力槽形梁现浇施工技术.doc

(中铁十八局集团有限公司 ,天津 300222)摘要 :文章系统介绍了 32 m 铁路后张预应力槽形梁采用满堂支架法现浇施工的总体方案 、工艺方法 、控制参数及施工控制要点等关键技术 。关键词 :槽形梁施工工艺控制参数关键技术中图分类号 : TU27917 + 2文献标识码 :B文章编号 :100321995 (2004) 0120015203回填土至相对硬土为准 ,硬土最小厚度 80 cm ,翻土后掺入生石灰搅拌成二八灰土 ,分三层进行回填碾压 ,每层松铺厚度 30 cm , 使用 YZ216 型振动压路机碾 压 ,顶面平整度用 250 cm 靠尺检查 。1 工程概况预应力混凝土槽形梁是一种梁 、板组合的预应力结构 ,它具有建筑高度低 、节省路基土石方投资及养护 简便 、降低噪声等特点 ,适用于城市 、工矿区 、河网地区以及铁路站场附近 。 改建天津铁路枢纽南仓东端的京山特大桥是整个疏解工程中京山 、线移位抬高立交方案的关键部 分 , 设 计 为 两 座 单 线 桥 并 行 , 线 间 距 715 m , 桥 长546164 m ,位于天津市河北区与北辰区交会处 ,施工场 地受到很大的限制 。为满足限坡以及下穿南 联 、南 北联两条铁路线净空限界的需要 , 于该桥 、线第6 、8 孔采用 32 m 后张预应力槽形梁 ,该梁是目前国内仅有的最大跨度的铁路槽形梁 。设计为有碴桥面 ,混 凝土强度等级为 C50 ,预应力孔道采用抽拔成孔 、42 5 mm 高强钢丝镦锚体系 ,后张法施工 。桥址处的地层岩性以新生界第四系松散堆积层为主 ,自上而下主要有填筑土 、陆相层粘土 、砂粘土 、海相 层砂粘土 、软砂粘土 、软粘土等 ,地质松软 ,承载力低 , 给施工带来一定的难度 。图 1 槽形梁横截面 (单位 :mm)(2) 满堂支架支撑采用厂制碗扣脚手架 。两榀模数 90 cm 90 cm 碗扣脚手架交叉组成纵横 45 cm 间距的梅花形平面格局 ;横联杆竖向间距为 120 cm ;剪刀撑采用普通脚 手架管 ,角度为 60,顺桥向每两排间隔 2 排布置 ,横桥 向每两排间隔 4 排布置 。立杆根部设可调铸钢底座 , 底座垫放在 15 cm 20 cm 400 cm 的卧木上 ,立杆顶 部设可调托座 , 调整范围 050 cm ,在可调托座上设横 、纵两层横断面为 10 cm 15 cm 的方木 ,纵 、横向中 心间距分别为 45 cm 和 30 cm 。(3) 模板体系底模采用 15 mm 厚的双光面酚酯树脂板 ,根据槽 形梁底板的具体尺寸在现场下料 ,用长度 2 倍于板厚的铁钉 ,按纵横成排规矩地钉在支架顶层的方木上 ,下 料时以跨中纵横向交点为中心向四周对称布置 ,误差 控制在 1 mm 以内 ,错缝 、错台误差 1 mm 。2施工工艺方案211总体方案根据 32 m 后张预应力槽形梁横断面结构特点 、尺 寸 ( 如图 1) 、梁重 、工艺要求及线间距情况 ,确定梁体 混凝土施工采用满堂支架法进行现场浇注 。212具体工艺方案(1) 地基处理 根据设计提供的地质资料和实际勘察结果 ,对支撑梁体和施工荷载的支架下的地基进行了处理 ,将原 设计的混凝土刚性垫层改为换填灰土 ,处理范围宽度为梁下沿纵向中心线两侧各 410 m , 深度以挖除全部#内 、外侧模 、端模面板均采用 6 mm 厚的钢板 ,8槽钢做横肋 ,间距 25 cm 。双肢 14 a 槽钢做竖肋 ,间距60 cm 。模板分块 250500 cm 不等 ,模板间采用 M16两外侧模生根于碗扣脚手架可调托座上 ,侧模夹底模 ,其底部及上部对穿 20 mm 拉筋 ,间距 60 cm ,拉 筋每端均设内 、外垫圈和螺母 ,对模板形成内撑定距 , 外拉夹紧的双作用拉栓 。两内腹模间用普通 310 kPa ,换填土后的地 基触探试验承载力 460 kPa 、密实度 93 % 。表面平 整度用 250 cm 靠尺检查 ,最大高低差 1 mm 。312支架沉降及预压根据 = 10HE + 012 K 估算立柱的弹性变形 ,式 中 为立柱的受压弹性变形 ,为立柱承受的压应力 ,H 为立柱 全 高 , E 为 材 料 弹 性 模 量 , K 为 接 头 数 目 。 考虑木木 、钢木 、土木接触受压时每接头的非弹性变形 分别为 3 mm 、2 mm 、3 mm ,同时考虑满堂脚手架空间格构体系杆件间相互牵制会使沉降有所减小的情况 ,综 合估算满堂支架的沉降预留量 6= 15 mm 。支架调整 完毕后 ,按照超载系数为 1115 的荷载进行模拟预压试 验 ,持压时间 48 h ,以检验支架的承载能力 、稳定性 、 安全性和沉降情况 。实测结果表明 ,各测点的沉降量大都在 811 mm 之间 ,证明支架安全稳定 。313模板制作 、安装和调整为了控制立模精度 ,规定下列限值 :底模板面平整 度为 1100 0 ,接缝错台 1 mm ,错缝 1 mm ,整体尺寸 误差 3 mm ;侧 、端模抵御侧压力 50 kNm2 ,板面平整度为 1100 0 ,长宽尺寸误差为 - 0190 mm ,对角线误差 为 112 mm ,孔眼位置误差为 019 mm ,最大挠度变形为016 mm 。立模之前必须先试拼 ,正式立模时严格控制 各部位的拼装误差 ,特别是对梁高 、腹板厚度 、槽内净 空等关键尺寸必须严格控制 。314管道定位控制骨架钢筋严格按照设计位置布置绑扎 ,施工误差 控制在验标范围内 ,将固定抽拔管的定位网片点焊 在钢筋骨架上 。网片间距 : 直线段 70 cm , 曲线段 50 cm ,并在折弯点处加密一片 。要求网片牢固不动 , 并使孔道顺直无死弯 , 网位偏差 6 mm , 定位网孔的内 净空较胶管外径大 2 mm 。胶管内插入 5 5 mm 高强 钢丝做芯棒 ,以增强胶管的刚度 ,胶管接头处用 35 cm 长的铁皮管套接 ,铁皮管内径大于胶管外径 1 mm 。图 2 槽形梁支撑(4) 混凝土梁体使用商品混凝土泵送入模 ,用附着式和插入 式振捣器进行捣固 ,要求混凝土具有流动性大 、和易性 好 、缓凝 、早强 、少泌水 、弹性模量大等特点 。灌注前50 d 开始做配合比试验 ,共计十批 ,分别对测定混凝土2 d 、3 d 、4 d 、7 d 、14 d 、28 d 的强度和弹性模量的试件 进行试验 。根据试验结果选择的配合比为 :水泥中砂石 子 水 粉 煤 灰 外 加 剂 GWTHUEA = 435 685 1 08018045111440 (1115721480141011030102601092) 。混凝土初凝时间 10 h ,强度和弹性模量分别 比设计相应值高 2113 %和 15 % ,能满足施工需要 。混凝土由梁的一端向另一端灌注 ,按照先底板后侧部 ,侧 部施工按左右对称 、水平分段 、竖向分层 ,先梁底 、腹 、再翼缘的顺序进行 , 每孔梁的浇注时间控制在 810815 h 。(5) 预应力体系预应力孔道采用胶管抽拔成孔 ,胶管内 、外径分别 为 25 mm 和 55 mm ,纵向在跨中处错开 。根据混凝土的浇注和初凝时间 ,定时检测混凝土的强度情况 。当混凝土的抗压强度达到 48 MPa 时及时抽拔胶管 ,采 用汽车吊配合卷扬机进行拔管 ,抽拔时胶管表面要保 持干爽呈微白状 ,不得带混凝土残渣和水泥浆 ,应确保 孔壁光滑 ,否则停止抽拔 。拔管后要及时进行穿束 、镦头和张拉 ,张拉作业使用 YCL2150 型千斤顶 ,014 级高 16315线形控制桥梁施工过程中按混凝土浇注前 、底板浇注完 、全铁道建筑2004 年第 1 期416 及时拔管 、养护与脱模混凝土初凝后应把握适当时机拔管 ,避免拔管过 早而造成坍孔 ,拔管过晚造成抽拔困难 ;混凝土初凝后 在开始拔管的同时应对混凝土表面进行覆盖养护 ,防 止产生温度裂缝 。当混凝土抗压强度达到 15 MPa 时 , 及时拆除端模和外侧模 ,混凝土抗压强度达到设计强 度的 70 %时 ,及时进行第一次张拉 , 张拉完毕应随即将底模与梁底面脱离 ,一是为了避免混凝土收缩裂缝 的产生 ,二是为了避免因支架弹性恢复以致将梁板顶 面顶裂 。417 控制压浆质量压浆前应先疏通管道 ,压浆时应保证压力充足 ,待 出气孔飞溅出稠水泥浆后才将出气孔封堵 ,至少持压1 MPa 达 2 min 方能停止压浆 ,待水泥浆初凝后卸下压浆阀 ,确保孔道内浆液饱满 。程检测 ,将实测数据与设计值进行比较 。梁体施工完毕到投入使用之前 , 每周进行一次复测 , 检查起拱情 况 。若发现拱度超限 ,立即采取加载措施 ,以保持拱度 符合设计要求 。4主要施工控制措施411 地基防护卧木下基础顶面应高出周围地面 20 cm ,覆盖一层 防水彩条布 ,同时保持四周排水顺畅 ,确保地基土体不 受雨水或施工水的侵入影响 。彩条布与卧木间撒一薄 层细砂 ,以使卧木与地面密贴 。412 上卧木及底模调整两层上卧木必须刨光 ,保证单根方木厚度均匀平 整 ,整批方木规格一致 ,厚度相同 ,确保顶托与卧木 、卧 木与卧木 、卧木与底模间达到全面积接触并密贴 。413 支座安装及防护桥墩顶帽范围内的竹胶板底模采用砂箱支撑 。砂 箱周边用 24 清水砖墙砌成 ,砂要分层洒水夯填 ,确保 沉陷 1 mm 。固定支座按设计位置安放 ,四周用塑料 薄膜包裹保护 。活动支座顺桥向两侧包裹一层塑料薄 膜以利支座活动 ,横桥向两侧各放一块 5 cm 厚的泡沫苯板 ,它既保证梁体热胀冷缩时移动的需要 ,又能保证 混凝土变形时支座处不致产生过大的剪应力 。活动支 座底座按设计位置安放 ,支座上板的位置按照支座设 计参数和当时的气温计算确定 。414 内模上浮控制由于内模座落在马凳上 ,它能否有效抵抗竖向上 浮力将直接影响施工质量的好坏 。为了确保施工时内 模稳固 ,沿内模下隅角外侧布置一排 22 mm 的钩头 螺栓 ,间距 115 m , 钩头钩住内模下隅角外缘的型钢 , 下部穿过底模用螺栓锁定在底模下的卧木上 ,螺帽与卧木之间垫一 10 mm 10 mm 的钢垫片 , 以防卧木变 形超限 。415 孔道保护孔道扩孔段起点处 、与模板相交处 、胶管纵向接头 处全部用透明胶带密封 ,以防漏浆 。在纵 、横胶管交叉处 ,当净距小于 20 mm 时 ,在下管外壁绑一 300 mm 长5 施工效果京山特大桥共有 4 孔 32 m 后张预应力槽形梁 ,于2002 年 9 月 5 日开始施工 ,11 月 20 日竣工 ,历时 76 d 。 由于施工方案合理 ,准备充分 ,方法得当 ,措施得力 ,控 制到位 ,预期的各项技术指标均已达到 ,为今后类似的桥梁施工积累了宝贵的经验 。6 几点建议槽形梁在特殊的条件下及城市交通中具有广泛的应用前景 。通过我们的实践 ,在取