铁路后张法简支T梁设声屏障桥面板悬浇法施工工法

铁路后张法简支T梁(设声屏障)桥面板悬浇法施工工法中铁九局集团有限公司桥梁分公司.6.1铁路预制后张法简支T梁(设声屏障)悬浇桥面板施工工法中铁九局集团有限公司桥梁分公司1.前言设声屏障预应力简支T梁的设计目的是为了满足减少行车噪音的环保规定，减小对周边居民生活的噪音污染。声屏障梁型因其超宽超重，且严重偏心，无法满足在预制梁场一次浇筑成型后再进行运输及架设的条件，因此必须在桥梁架设后进行桥面板二次浇筑混凝土来完毕梁体构造。声屏障施工如何才干不影响线路各个工序的正常施工是研究人员始终关注的问题。传统施工工艺中，普通采用满堂红支架现浇的方法，但是由于施工现场中桥墩较高，其中不少桥墩地势低，但存在着长久积水等不良地质条件，造成这种办法工期偏长，施工成本较大，危险系数较高。庄河制梁场在丹大高速铁路登沙河至庄河段改造工程DZ2标上初次进行该种梁型T梁的生产并承当其桥面系附属工程生产任务，登庄铁路改造工程DZ2标涉及架设声屏障T梁总计双线66孔。新梁型桥面现浇混凝土施工难点多，作业区域狭小，为确保施工质量，确保登庄铁路工程按照既定工期开通，庄河制梁场组建了现浇桥面板施工课题攻关小组，提出了多套设计方案，通过重复推敲论证，拟定了一套技术可行、便于施工现场实际作业的设声屏障T梁悬浇混凝土桥面板施工方案，并按照有关规范原则，自行设计了本施工方案使用的悬浇混凝土桥面板钢模板、模板体系悬挂支架、高度可调节连接器等一系列专用工装，最后结合现场施工实际总结归纳了悬浇混凝土桥面板的施工工艺及作业流程，编制了本工法。

2.工法特点

2.1工艺简便，易于操作悬浇桥面板施工，作业面均在模板上部，无需作业人员使用吊篮及绳梯等工具移动至模板下部作业，各工装部件连接采用栓接及专用卡具连接，易于操作。2.2施工作业安全性较高施工作业区域集中在桥面上部及模板上部，减少了作业人员高处作业的工作项目数量，悬浇桥面模板支设后稳定性较高，能够为参加作业人员提供相对安全的作业区域，能够明显提高施工安全性。2.3提高施工效率使用专用工装及轮式自卸吊车作业，提高了模板的支设、调节、拆卸、装车运输及倒运效率，实现了机械化作业，减少了施工人员工作量，且模板拆解后即可立刻运输至下一作业区域进行组立，大大提高了模板的循环机动能力，较利组织作业人员进行流水线式作业，从而明显提高作业效率。2.4有效减少成本与“满堂红”支架模板施工方案比较，悬浇桥面板施工方案从场地平整、支架搭设、模板组立、模板拆卸、成品质量等几方面均能够最大程度的节省施工成本，改善项目建设综合效益。粗略统计单孔声屏障施工节省材料及人工费用约为3万元。2.5作业空间规定不高该工法不影响桥下生活通行：采用支架悬浇方案对作业空间的规定减少，在不影响双线T梁架设的前提下可进行正常的施工作业，较适合高墩高桥及涉水等不利于施工车辆通行的施工作业环境。不影响桥上施工通行：由于专用工装模板支设采用机械设备辅助占用桥面通行线路的时间减少，为其它工程车辆通过桥面进行作业提供便捷条件。3.合用范畴

本工法合用于现浇桥面距离地面较高、有通车需求、施工作业线长且间距过大等施工条件较复杂的小体积混凝土悬臂浇筑施工。4.工艺原理

双侧桥面板同时施工，运用构造对整体桥面产生的对称荷载作用抵消扭矩作用力，避免倾覆，确保整体构造稳定。单侧桥面板施工采用桁架传导应力，近距离自锚式固定端控制荷载，混凝土悬臂浇筑的施工方式。充足运用桁架构造优势，采用最少的材料承受最大的工作荷载。本工法桁架的荷载作用为两点集中受力形式（内侧预埋PPR管件运用长丝锚固，外侧使用自制高度调节器连接），通过桁架杆件的拉压受力将荷载传递到桁架固定端。充足运用原梁体本身钢筋的位置优势以及混凝土的自锚作用,控制固定端承接荷载。配合桁架稳定体系使得整个受力构造稳定，确保混凝土强度稳定增加直至满足最后张拉的施工规定，见图4-1。图4-1现浇整体布置图5.施工工艺及操作要点

5.1工艺流程现浇桥面板施工工艺流程，见图5-1。

测量拟定支架安设位置测量拟定支架安设位置湿接缝作业结束现场含有作业条件按照测量成果安设固定端套筋运用轮式自卸吊车进行模板支架安设支架安设位置是否满足质量规定运用轮式自卸吊车进行模板的吊装安设模板与调节器紧固件间与否安装牢固下部模板拼装后线形调节（加设预拱度）模板接缝及预拱度复测检查安装横桥向外侧模板及横向张拉锚垫板外侧模板垂直度平整度锚垫板安装检查1、模板涂油及现浇桥面板钢筋绑扎2、横向预应力孔道成孔波纹管套接3、预留桥面张拉孔道定位筋制安4、桥面横向张拉钢绞线穿过锚垫板5、声屏障基础钢筋绑扎及预埋件安设6、加宽段端部封头模板安装1、安装横桥向内侧模板2、调节声屏障基础预埋螺栓位置3、安设桥面电缆槽预埋螺栓卡具内侧模板垂直度平整度预埋件安装检查桥面内、外侧模板拆除横向孔道预张拉底模板于横桥向内侧固定螺栓解除桥面预埋件位置微调套丝保护作业结束作业开始调节固定否调节固定否加固否调节否桥面聚乙烯醇纤维混凝土灌注调节否否转序是转序是转序是转序是转序是底模板垂立于支架外侧运用轮式自卸吊车进行模板的拆卸及支架的倒运图5-1现浇桥面板施工工艺流程5.2施工操作要点

5.2.1支架安设位置使用钢卷尺在桥面进行定位，考虑梁体总长度误差，放线时要从中线向两侧反推，以达成减小累计误差的目的。5.2.2固定端设立在桥面混凝土内部预埋套筋作为支架安装固定端，固定端支架安装需要确保安装位置精确，套筋宽度及高出混凝土面外露长度必须满足支架安装有关技术规定，见图5-2。图5-2支架预埋筋5.2.3设立隔离带 模板内部粘贴加厚式双面胶带，避免模板与翼缘板下部混凝土接触间隙漏浆，出现漏浆浮层，影响美观。5.2.4安装支架本工程设声屏障梁体全长为32.6m，分成为6个原则段（4m每段）和两个加宽段（4.3m每段）。支架每个原则段设立2个，每个加宽段设立3个，跨中增设1个原则段支架，孔跨一侧支架总数累计19个。支架采用桁架构造，所用材料根据简算，选用10a型工字钢材质。支架安设规定不得侵入双线中梁上预留的作业通道，见图5-3。图5-3支架安装5.2.5模板支设支架固定完毕后即可开始模板的安装作业，使用轮式自卸吊车安装桥面板下部模板。首先由梁端加宽段模板开始吊装安设，然后依次顺桥向完毕其它模板的拼接安装。模板安设靠近梁体内侧需与梁体上翼缘板下部密贴，模板在确保横桥向悬出长度及顺桥向线形的前提下，运用自制高度调节器及靠近梁体一侧的长丝固定模板，并将用以拆模作业的钢丝绳固定至支架上，单块模板先与2个支架的四个受力点连接固定，再运用紧线器与相邻支架连接，见图5-4。图5-4模板安装5.2.6模板调平手动粗调：模板内部由长丝固定，使模板内缘紧贴梁体底侧。外缘由调节器固定。安装模板时，确保相邻两片模板无间隙，确保模板与翼缘板无间隙。规定整片梁的8块模板安装的尽量顺直平滑。仪器微调：用水准仪及调节器进行整体微调。根据是定时由预压实验测定的构造弹性变形值。由实验测量值设立构造预拱度，见图5-5。图5-5模板调平5.2.7安装声屏障外侧模板声屏障基础外侧模板垂直安装在底模板上，安装时从梁体一侧端部顺桥向逐片安装。侧模间连接间隙小，安装时必须确保每片模板定位安装精确，螺丝及卡具不得出现松动的现象。组立完毕后对侧模板垂直度、平整度、螺栓固定紧固性进行检查，符合规定后转入下道工序，见图5-6。图5-6外模安装5.2.8安装内模悬浇桥面板钢筋骨架绑扎结束后，进行声屏障基础内侧模安装，内侧模板采用等边角钢栓接至外侧模板，通过内侧模板调节螺栓调节模板竖向高度及横向间距，见图5-7。图5-7内模安装5.2.9安装预埋件T梁设声屏障于桥面板外侧声屏障基础内预埋U型螺栓及声屏障遮板钢垫板，并在声屏障基础内侧桥面预埋电缆槽安装用U型螺栓，预埋件位置及螺栓外露长度、螺杆的垂直度都有严格规定，为了提高施工效率同时有效确保预埋件施工质量，确保位置精确，庄河制梁场自制了预埋件定位卡具，见图5-8。图5-8声屏障预埋件安装固定5.2.10模板支架加固由于支架悬浇混凝土构造中仅有支架端部固定端固定体系。它属于构造系中的单向（竖向）可滑动支座，不满足三向约束的稳定体系。因此本构造设立整体稳定约束：模板整体稳定系。模板稳定系机具涉及：19个支架上部连接固定通长40钢管，由U型卡扣固定，连接管扣连接，固定横向偏移位移。梁体两侧安装手拉葫芦用作牵引，固定于相邻梁体甩筋上，限制梁体内外侧纵向偏移位移。避免混凝土灌注过程中因震动及模板单边增加荷载而引发的支架侧移、晃动，见图5-9。图5-9支架加固5.2.11侧模板拆除桥面板混凝土终凝后（即混凝土强度≥25MPa），及时拆除声屏障基础内侧及外侧模板。拆除模板过程中注意避免造成混凝土表面破坏。5.2.12底模板拆除桥面板混凝土强度≥40MPa时可进行现浇桥面板底部钢模的拆除，通过解除桥面内侧受力点长丝固定螺栓解除荷载限制，依靠模板自重进行拆模，通过叉车对预留拆模钢丝绳的缩放，平衡拆模时模板下落的惯性力，最后使底模板平缓的垂立于支架外侧。待全部底模均拆除后，使用轮式自卸吊车通过对钢丝绳作用，将底模板吊起将自制高度调节器松开，转换受力形式，吊放至桥面轮式自卸吊车上进行模板倒运，完毕T梁设声屏障现浇桥面板施工，见图5-10。图5-10模板支架拆除6.机具设备及劳动力组织6.1设备机具（见表6-1）表6-1设备机具表（按一种作业面配备）机具名称规格型号单位数量用途自卸吊车10t台2安拆、倒运模板叉车5t台1平衡惯性力、拆除模板发电机8KW台1混凝土振捣、焊接作业张拉油泵ZB4/500型台1桥面横向预应力孔道张拉穿心式千斤顶RRH606型台1桥面横向预应力孔道张拉洒水车5t台1配合洒水自然养生6.2人员配备表（见表6-2）表6-2人员配备表（按一种作业面配备）工种人数工作内容领工员1现场管理、与施工队伍协调、调配材料模板工17放置支架、安拆底侧模板、模板清洁及倒运装车模板工6配合吊车将拆除的支架及模板装车进行下次模板安装砼工10混凝土灌注、混凝土表面整平、拆模后修补、养护张拉工3锚具夹片安装、拆模预张拉钢筋工8波纹管安装、声屏障钢筋绑扎电焊工2接地端子、锚垫板安装、电缆槽螺栓固定普工4模板涂油、锚垫板解决、现场小部件归集整顿实验员1负责现场试件制作以及有关实验工作安全质量员1确保现场安全生产、确保产品质量技术员1指导现场工人施工合计507.质量控制7.1质量执行原则铁路混凝土工程施工技术指南TZ210-；预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件TB/T3043-；铁路桥涵设计规范TB10002.1-；铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土构造设计TB10002.3-；客货共线铁路桥涵工程施工技术指南TZ203-；预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-；高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设[]241号；钢筋焊接及验收规程JGJ18-；铁路混凝土工程施工质量验收原则TB10424-；铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件TB/T3193-；预应力混凝土用金属波纹管JG225-；混凝土制品用脱模剂JC/T949-。7.2质量控制方法支架安装位置精确，纵横向位置均位于预设基线上，不得出现倾斜、弯曲等型钢构造变形状况，支架与架设位置偏差不得超出20mm。确保长丝与调节器等连接杆件能够与模板垂直连接，模板安装控制规定（见表7-1）表7-1模板安装允许偏差和检查办法序号项目允许偏差（mm）检查办法1轴线位置5尺量每边不少于2处2表面平整度22m靠尺和塞尺不少于3处3高程±5测量4模板侧向弯曲±20拉线尺量5板内侧宽度+10-5拉线尺量6相邻模板表面高低差2尺量安全措施8.1施工前对全部的参加施工人员进行安全教育培训。8.2辅助跟机作业人员作业时必须佩戴带安全帽、安全带或安全绳等个人安全防护用品，自卸吊车吊臂下严禁站人，回转作业半径内不允许非作业人员进入。8.3吊、放模板及支架时要注意轻拿轻放。装车作业注意支架堆高方式，支架倒运前必须捆扎牢固。8.4不得将支架作业用零配件放置于作业车辆走行道路，避免车辆走行碾压后车胎爆裂配件飞溅伤人。8.5临近街道的声屏障梁施工作业时必须设有专人进行路面防护，疏导交通，必要时封锁路面。8.6轮式自卸吊车虽不属于特种设备范畴，但涉及起重吊装作业，在支架、模板的吊装过程中要严格按照起重机械作业“十不吊”原则进行，现场司索或吊装指挥人员必须做到手势规范，并专门指定1人进行吊装指挥，轮式自卸吊车司机要严格按照指挥人员的手势、口令、信号进行起重吊装作业，不得私自移动或起落吊物。轮式自卸吊车要按维修及操作规程于使用前及检修周期进行必要的保养，操作司机在当天起吊作业前必须对设备主体及绳缆进行检查并留存检查统计，确保设备各项功效运转正常。8.7作业人员现场作业要严格执行《临时用电安全管理规定》、《机械设备安全操作规程》等有关制度规定，确保安全生产。8.8施工作业结束后要对施工现场进行及时清理，对工料进行妥善捆绑固定，声屏障施工靠近人员生活密集区，桥面施工用料一旦管理不当堆码过高坍毁或因大风刮起坠落桥下极易对人员造成伤害，因此要加强日常管理做到工完料净场地清。9.环保措施9.1桥面施工作业混凝土残渣应集中堆放，及时清理严禁随意丢弃桥下。9.2机具润滑及动力油料要妥善放置，避免废油污染。9.3作业人员在工作区域用餐后残羹要集中解决不得随意倾倒。9.4桥面要安排专人定时洒水杜绝扬尘对污染周边环境。10.效益分析10.1经济效益分析与传统“满堂红”支架模板施工方案比较，悬浇桥面板施工方案从场地平整、支架搭设、模板组立、模板拆卸、成品质量等几方面均能够最大程度的节省施工成本，提高工作效率。单孔声屏障施工节省材料及人工费用约为3万元。支架模板等设计均由庄河制梁场自行设计，采用10a型工字钢，该材料还可作为T梁制梁台座下部横担使用，减少材料浪费，增加钢材运用价值。10.2安全性效益分析悬浇桥面板施工作业面均在模板上部，无需作业人员使用吊篮及绳梯等工具移动至模板下部作业，各工装部件连接采用栓接及专用卡具操作，操作工序简便。施工作业区域集中在桥面上部及模板上部，尽量减少了作业人员的高处作业项目，悬浇桥面模板支设后稳定性较高，能够为参加作业人员提供相对安全的作业区域，明显提高施工安全性。10.3施工效率分析使用专用工装及轮式自卸吊车作业，加紧了模板的支设、调节、拆卸、装车运输及倒运，同时投入作业的施工人员明显减少，模板拆解后即可立刻运输至下一作业区域进行组立，大大提高了模板的循环机动能力，方便组织作业人员进行流水线式作业，从而明显提高作业效率。采用本工法的小体积混凝土悬浇施工方案，比较脚手架支撑模板办法，缩短施工工期约1/3。支架悬浇方案对作业空间的规定减少，在不影响双线T梁架设的前提下可进行正常的施工作业，且适应高墩高桥及涉水等不利于施工车辆通行的施工作业环境。同时由于专用工装模板支设采用机械设备辅助占用桥面通行线路的时间减少，为其它工程车辆通过桥面进行作业提供便捷条件。10.4环保效益分析不设立桥面下部构造。没有损坏铁路周边居民原有的生活基础设施，对桥下路面、路基不产生影响。不会给周边居民造成交通堵塞、环境垃圾、噪音影响、粉尘污染等生活干扰。11.应用实例11.1工程概况东北东部铁路通道登沙河至庄河端新建铁路工程，桥涵T型梁生产由中铁九局庄河制梁场负责预制，场址位于辽宁省大连市庄河市吴炉镇光华村，桥梁起止里程为DK110+947-DK151+371.7。需要生产图号