高速铁路客运专线膺架法
现浇连续梁施工技术
【内容提要】 结合沪昆客专江西段站前工程4标赣江特大桥跨丽湖大道连续梁的施工情况,主要介绍高速铁路客运专线现浇连续梁施工技术。
【关 键 词】 赣江特大桥 丽湖大道 膺架法 现浇 连续梁 施工
1. 工程概况
沪昆客运专线铁路站前工程江西段四标跨丽湖大道连续梁,计算跨度为48+80+48 m,采用膺架法分段现浇施工。
385~388#连续梁共分三跨,梁全长177.5m ,梁体采用单箱单室、变高度、变截面结构,梁底曲线采用二次抛物线,梁体设计为纵、竖、横三向预应力体系,纵向、横向预应力采用低松弛高强钢绞线,标准强度fpk=1860MPa、公称直径15.2mm 公称截面积140mm ²,竖向预应力采用Φ25预应力混凝土用精轧螺纹钢筋,型号PSB830。
2. 地质条件
2.1本连续梁桥址底层分布情况
(1)粉质黏土,可塑,层厚5.4m ,σ=120Kpa,Ⅱ级;(2)粗砂,中密,层厚7.5m ,σ=250Kpa,Ⅰ级;(3)粉质黏土,可塑,层厚2.9m ,σ=120Kpa,Ⅱ级;(4)细圆砾土,中密,层厚8.2m ,σ=300Kpa,Ⅱ级;5)泥质砂岩,强风化,σ=300Kpa,Ⅳ级;(6)泥质砂岩,弱风化,σ=400Kpa,Ⅳ级;
3、施工方案
3.1总体施工方案
连续梁桥采用膺架法分段浇注施工,模板采用竹胶板,支架采用碗扣式满堂支架,跨越公路部分设型钢门式墩梁支架。
碗扣钢管规格统一采用外径4.8cm ,壁厚0.35cm ,内径4.1cm ,梁底顺桥向间距60cm ,底板位置横桥向间距为60cm ,腹板位置横桥向间距为30cm ,翼缘板下为90cm*60cm,水平步距为1.2m 。考虑支架的整体稳定性,在纵横向布置斜向钢管剪力撑,剪刀撑设置角度为45°-60°,纵向剪刀撑设置7列,底板下3列、两侧翼缘板下设各2列,横向剪刀撑每5排设置一道,钢管搭接长度不小于1m ,采用双卡扣扣紧。设置纵横扫地杆,离地间隙不超过20cm 。
在跨中处设置行车门洞,采用型钢墩梁支架,位置在386#-387#墩之间。预留2个门洞,车道净宽2*5米。每个门洞纵梁采用Ⅰ36a 工字钢(共20根) ,工字钢间距3×0.9+3×0.4+8×0.6+3×
0.9+3×0.4cm ,竖向支墩采用直径φ478mm 、壁厚8mm 的钢管,单侧设置5根,共设置15根钢管,最大间距300cm ,顺桥向间距500cm ,竖向支墩上横梁采用Ⅰ40a 工字钢(共6根) ,工字钢长13.8m ,两侧支墩下设混凝土条形基础,基础采用C30砼,宽度150cm ,高度150cm ,埋深50cm 。基础与立柱采用基础预埋地脚螺栓柱底安装法兰的形式连接。为确保公路正常行车秩序,门洞下净空按6m 以上预留。
由于支架较高,需要对其整体稳定性能进行分析。标准箱梁断面底板宽6.7m 、顶板宽12m ,布设缆风,缆风采用Φ14钢丝绳,间距6m 。
3.2基础处理
清除地表松软及淤泥土,深度不低于3m ,对基底做地基承载力实验,保证基底承载力不低于150kpa ,对基础进行换填,换填料采用直径<40cm 片石和碎石的混合料,换填每30cm 一层,25t 振动压路机分层碾压密实至设计支架砼基础底标高,对换填层做地基承载力实验,保证地基承载力不低于200kpa 。为保证支架基础不被水浸泡,设置一字排水坡。为避免处理好的地基受水浸泡,引起支架下沉,在两侧开挖40×30cm的排水沟,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑。
砼基础采用C25,铺设高度30cm 。
3.3支架预压
3.3.1、预压目的
作为混凝土浇筑前的“模拟”研究,对支架的强度、刚度、稳定性进行评价,验证支架的安全性,同时消除非弹性变形,获取支架在荷载作用下的弹性变形数据及规律,为底模标高调整提供依据,确保梁体线型符合设计要求。
3.3.2预压加载力计算
墩顶3m 中横梁及节段翼缘板不参与预压。
B 节段梁长36m ,梁高6.65m-4.592m ,腹板厚度0.9m ,底板厚度1m-0.709m ,顶板厚度0.4m 。 A 节段由两部分组成,变截面梁长17.5m ,梁高由4.592m-3.85m ,腹板厚度0.5m-0.9m ,底板厚度0.709m-0.4m ,顶板厚度0.4m ;等截面梁长11.25m (边墩墩顶2m 除外),梁高3.85m ,腹板厚度0.5m ,底板厚度0.4m ,顶板厚度0.4m
①1.2为预压120%梁重
②混凝土容重取2.5t/m³
3.3.3、预压方法及步骤
为了预压采用砼块模拟压重方法,将梁体分为三部分:翼缘板,腹板,底板。计算出不同位置三部分的重量制作砼压块。
观测点设置→分级加载→沉降观测→根据计算结果调整底模标高。
3.3.3.1观测点设置
考虑到成本问题,梁体采用的是单跨预压,纵桥向每五米为一个断面,每个断面设置三个观测点(两侧腹板及底板中心),钢钉做标记。加载时要注意对观测点的保护。
3.3.3.2分级加载及卸载
根据设计要求,采用预压重量为120%梁重,预压顺序为30%-60%-80%-100%-120%分五次进行预压加载及卸载,纵向加载时宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称布载;横向加载时宜从混凝土结构中心线向两侧对称布载。
3.3.3.3沉降观测
a. 在加载前测出各观测点的初始标高。
b. 每级加载完成后,应先停止下一级加载,当支架顶部观测点12h 的沉降量平均值小于2mm 时,可进行下一级加载,每级加载后,要进行支架全面检查,及时发现问题,消除隐患。
c. 待加到预压梁重的120%时,采用最初24小时内观测沉降小于1mm ,表明地基及支架已基本沉降趋于稳定,报请监理检查,并征得其同意后可进行卸载。
d. 卸载时分级卸载,每级卸载均待观测完毕并做好记录后再卸载至下一级荷载,测量记录托架体系的弹性恢复情况。
e. 绘制沉降观测曲线,对每级荷载下支架变形情况进行分析。
3.3.3.4底模标高计算(设置)
因预压时已消除非弹性变形,调整底模标高时不考虑非弹性变形影响。
非弹性变形=预压前模板标高-卸载后标高
底模铺设标高:H=H1+F0+F1+F2
H1为梁底设计标高;
F0为弹性变形(底模回弹值) ;即卸载后标高-加载120%趋于稳定时标高
F1为混凝土收缩徐变影响值;
F2为张拉后该位置的挠度变形情况。
3.4模板工程
3.4.1、底模板
底模横桥向采用净间距20cm 的10×12cm 方木支撑,端横梁及中横梁梁底位置间距为10cm ,
纵桥向采用15×20cm 的方木,间距与支架布置相同,底模板采用15mm 竹胶合板,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm ,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm 。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模板铺设完毕后,进行平面放样 ,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m 检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。
3.4.2、侧模板和翼缘板模板
侧模板和翼缘板模板采用15mm 竹胶合板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,间距与底模设置相同,用钢管及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板。
翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高和线型,确保翼缘板线型美观。
3.4.3、箱室模板
模板内模采用竹胶板,方木背肋,间距同底模,为了方便底模浇注,侧模采用钢管支撑,支撑钢管间距为90cm ×90cm ,顶模预留天窗。
3.5支座安装工程
3.5.1支承垫石凿毛
支座在墩顶与垫石连接安装之前先对支承垫石表面进行凿毛,清除预留锚栓孔中的杂物,并用水将支承垫石表面浸湿。
3.5.2支座安装
支座在地面按产品说明书组装并临时锁定, 用吊机整体吊到墩顶, 纵、横向对正用钢片垫高至设计标高。
3.5.3模板安装
可拆卸预制模板用∠40×40×2mm 角钢制作,长、宽分别比支座下底板尺寸宽60mm ,插入灌浆软管的模板位置,作一个50mm ×100mm 凸槽,底面设防漏条。
3.5.4灌浆
灌浆前检查模板的密封性,并初步计算所需的浆体体积,灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大的误差,确保灌浆时不漏浆。
采用重力灌浆法向支座与垫石间隙处灌注砂浆,从支座一端向另一端灌浆,直至灌满,使
支座锚固螺栓孔和支座与垫石间隙充满无收缩高强M50砂浆。灌注过程中,不允许中间缺浆、断浆;在强度未达到80%以上,或灌注72小时之前不能碰撞支座或在上面从事其他工作;待支
2m 长的塑料软管,支座灌浆示意图:
支座灌浆示意图
3.6钢筋工程
钢筋在钢筋场地统一制作,运至现场安装,采用汽车吊起吊至梁顶,进行钢筋绑扎。 底模安装完成后,绑扎底板、腹板、隔墙钢筋及竖向预应力筋,并安装腹板波纹管、竖向预应力精轧螺纹钢外铁皮管。铁皮管用钢筋制作成井字架定位、波纹管用井字架定位钢筋间距不大于60cm ,曲线段适当加密到30cm 。喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直,喇叭管与波纹管的衔接要平顺,不得漏浆、堵塞孔道。波纹管连接必须用大一级波纹管旋紧,保证相互重叠25cm 以上,并沿长度方向用两层胶布在接口处缠10cm 左右长度。
内模板安装完毕后,安装顶板钢筋及预应力钢筋。由于顶板面积大,预应力管道密集,在施工钢筋时,要严格控制波纹管道的线型和位置,保持波纹管的完整性。在波纹管上方进行电焊施工时,应在焊点下部、波纹管上部垫铁皮,防止焊渣损坏波纹管,致使混凝土浇筑时管道进浆堵塞波纹管道。
梁体钢筋整体绑扎,如与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。钢筋最小保护层除顶板顶层为30mm 外,其余均为35mm ,绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有梁体预留孔处均增设相应的环状钢筋,桥面泄水孔处钢筋可适当移动,并增设斜置的井字型钢筋进行加强,施工中为确保腹板、顶板、横隔板、底板钢筋的位置准确,应根据实际情况加强架立筋的设置,可采用增加架立筋的数量或增设W 型或矩形的架立钢筋等措施。采用垫块控制净保护层厚度时,垫块采用高性能混凝土垫块,按照一个平方4个,梅花形布置。
防地震落梁措施、泄水管、接触网、人行道栏杆、声屏障、桥面系等预埋件严格按照设计位置埋设准确无误,无遗漏,并进行渗锌或锌铬涂层防锈处理。由于桥面系预埋钢筋短,必须一次预埋到位,预埋钢筋在梁部并设置架立钢筋,有条件的可与普通钢筋焊接。
3.7混凝土工程
采用拌和站提供的混凝土, 坍落度(运送到作业地点时)控制在18~22cm 。
混凝土在拌和站拌制完成后,由混凝土搅拌运输车运送到施工现场,再经混凝土输送泵车泵送到箱梁指定位置。
混凝土浇筑顺序见上图,由Ⅰ-1→Ⅰ-2→Ⅱ-1→Ⅱ-2,即第一次浇注时先浇筑底板部分,再浇筑腹板部分到加强块顶面的高度;第二次浇注时先浇注腹板剩余部分,最后浇注顶板部分。混凝土浇筑采用水平分层的方式连续浇筑,布料先从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行,先从两腹板下料浇筑底板的混凝土,再浇筑腹板混凝土,浇筑两侧腹板时,采用同步对称浇筑,防止两侧混凝土面高低悬殊,造成内模偏移或其它后果。纵向按照设计要求分段浇筑成型。
分层下料振捣,每层厚度不超过30cm ,上下层浇筑间隔时间不超过1h ,混凝土的振捣采用插入式振捣棒进行,间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍,与模板应保持5~10cm 的距离,避免振捣器碰到波纹管、钢筋及其它预埋件。预应力管道位置由于间距小采用小振捣棒进行捣固,其他位置采用大一点的振捣棒进行捣固。腹板可采用在顶板上直接灌注,但自由倾落度不超过2.0m, 保证混凝土浇筑时不离析。腹板采取水平分层浇筑,分层厚度30~40cm ,插入下层混凝土5~10cm ,每点振动时间约20~30s ,振捣时振捣棒上下略微抽动,防止棒头被钢筋卡住无法拔出。每处振动完毕边振动边缓慢提起振捣器,即“快插慢拔”,插入深度不超过振捣器长度的1.25倍。腹板浇筑过程中安排专人用小锤敲打模型配合振捣, 判断混凝土是否振捣密实。
灌注顶板混凝土时,因顶板厚度不大,混凝土入模时先将腹板上的顶板部分填平,振实再在由箱体两侧分别向中心推进,捣固完成收浆后再予抹平,混凝土初凝后应再次收面,保证梁顶面的平整度和倾斜率。
混凝土灌注完成后,应及时进行洒水养护,养护时间28天,对梁顶表面覆盖土工布,拆模后对梁底及梁侧及时进行养护,确保混凝土表面保持充分湿润状态,防止出现温度裂纹
3.8预应力施工
3.8.1预应力张拉
预施应力采用两端同步张拉,并左右对称进行,张拉顺序先腹板束,后顶板束,从外到内左右对称进行。各节段先张拉纵向再竖向。张拉采用张拉力和伸长量双控,以张拉力为主,钢束伸长值作校核,预施应力过程中应保持两端的伸长量基本一致。实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在±6%范围内,每端锚具回缩量应控制在1mm 以内。
首先计算出钢绞线的理论伸长量,现场检测每根钢绞线的实际伸长量,若发现实测伸长量超出理论伸长量±6%或其它异常现象,应暂停张拉,查明原因并改正后再进行张拉;同时施工过程中检测压力表,使张拉应力达到设计值。施工时张拉两端采用对讲机进行联系,确保张拉指挥有序,张拉同时缓慢进行。
预应力张拉程序按 0→10%δK (持荷5min ,做伸长量标记)→100%δK (静停5min ,测伸长量)→锚固。
按每束根数与相应的锚具配套使用,带好夹片,将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢绞线的初始应力达10%δK 时停止供油。检查夹片情况完好后,画线作标记。
向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉,油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路,并保持5分钟,测量钢绞线伸长量加以校核。在保持5分钟以后,若油压稍有下降,须补油到设计吨位的油压值,千斤顶回油,夹片自动锁定则该束张拉结束,及时作好记录。
全梁断丝,滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不得超过一根,也不得在同一侧。千斤顶不准超载,不准超出规定的行程。转移油泵时,必须将油压表拆卸下来另行携带转送。纵向张拉钢铰线时,必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,两端伸长应基本保持一致,严禁一端张拉。
3.8.2 切割
预应力筋锚固后外露部分宜采用机械切割,外露长度符合设计要求,应不小于预应力筋直径的1.5倍,且不小于30mm 。
终张拉完毕24h ,经检查确认无断丝、滑丝后,采用切割机或砂轮锯切断,不得采用电弧切断,也不得使预应力筋经受高温、焊接火花或接地电流的影响。
钢绞线切割前如发现断丝、滑丝,应及时换束处理。放松钢绞线时两端不得站人,两端用标识牌明示。
3.8.3孔道压浆
张拉工艺完毕后,宜在24h 内进行管道压浆。先用高压水对管道进行冲洗,清除孔道内的杂
物后,确认孔道无堵塞后,用高压风清除孔道内的积水后,再对孔道进行压浆作业。压浆前将锚具周围预应力筋间隙用水泥浆封锚,待封锚水泥浆抗压强度达到2Mpa 时,才能进行压浆。
预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺,同一管道压浆连续进行,一次完成。
水泥浆在压浆现场配制,水泥浆的初凝时间应大于3小时,且终凝时间不宜大于12小时,水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40分钟。压浆时浆体温度不应超过35C ,压浆时及压浆后3d 内,梁体及环境温度不得低于5C 。
压浆顺序应先下后上,逐孔进行,防止漏孔。压浆时,出浆口临时安设一个三通管,管道待出浆口浓度与进浆浓度一致时,方可封闭保压,同时设于预应力管道中部的出气孔的出浆浓度与进浆浓度一致时,封闭保压,在0.5~0.6MPa 下持压3分钟。然后封闭压浆口,进行下一孔道压浆。
竖向预应力钢筋张拉完成后要及时压浆以确保永久预应力。张拉后24小时内压浆。压浆前,先冲冼干净管道。压浆时,竖向管道从下部向上部压浆,压力应达到0.3~0.4MPa ,压浆过程要缓慢、匀速,至有浓浆溢出后,稳压3分钟,堵塞管道,完成压浆。
3.8.4 封锚
封锚混凝土采用C50无收缩混凝土,封锚前先将承压板表面的黏浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净,对锚圈与锚垫板之间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理。
为保证混凝土接缝处结合良好,将压浆水泥浆全部凿除,将原混凝土表面凿毛,并固定钢筋网片。封锚混凝土养护结束后,采用聚氨酯防水涂料对封锚新老混凝土之间的交接缝进行防水处理。
4. 经验总结
通过沪昆客专站前工程4标赣江特大桥跨丽湖大道连续梁膺架法现浇的施工技术总结,对以后高速铁路客专现浇连续梁施工具有指导的作用。
00
【参考文献】
[1]铁路桥涵施工规范,TBl0203—2002.
[2]铁路桥涵工程施工质量验收标准,TBl0415—2003.
[3]铁路桥涵设计基本规范,TB1002.1-2005.
高速铁路客运专线膺架法
现浇连续梁施工技术
【内容提要】 结合沪昆客专江西段站前工程4标赣江特大桥跨丽湖大道连续梁的施工情况,主要介绍高速铁路客运专线现浇连续梁施工技术。
【关 键 词】 赣江特大桥 丽湖大道 膺架法 现浇 连续梁 施工
1. 工程概况
沪昆客运专线铁路站前工程江西段四标跨丽湖大道连续梁,计算跨度为48+80+48 m,采用膺架法分段现浇施工。
385~388#连续梁共分三跨,梁全长177.5m ,梁体采用单箱单室、变高度、变截面结构,梁底曲线采用二次抛物线,梁体设计为纵、竖、横三向预应力体系,纵向、横向预应力采用低松弛高强钢绞线,标准强度fpk=1860MPa、公称直径15.2mm 公称截面积140mm ²,竖向预应力采用Φ25预应力混凝土用精轧螺纹钢筋,型号PSB830。
2. 地质条件
2.1本连续梁桥址底层分布情况
(1)粉质黏土,可塑,层厚5.4m ,σ=120Kpa,Ⅱ级;(2)粗砂,中密,层厚7.5m ,σ=250Kpa,Ⅰ级;(3)粉质黏土,可塑,层厚2.9m ,σ=120Kpa,Ⅱ级;(4)细圆砾土,中密,层厚8.2m ,σ=300Kpa,Ⅱ级;5)泥质砂岩,强风化,σ=300Kpa,Ⅳ级;(6)泥质砂岩,弱风化,σ=400Kpa,Ⅳ级;
3、施工方案
3.1总体施工方案
连续梁桥采用膺架法分段浇注施工,模板采用竹胶板,支架采用碗扣式满堂支架,跨越公路部分设型钢门式墩梁支架。
碗扣钢管规格统一采用外径4.8cm ,壁厚0.35cm ,内径4.1cm ,梁底顺桥向间距60cm ,底板位置横桥向间距为60cm ,腹板位置横桥向间距为30cm ,翼缘板下为90cm*60cm,水平步距为1.2m 。考虑支架的整体稳定性,在纵横向布置斜向钢管剪力撑,剪刀撑设置角度为45°-60°,纵向剪刀撑设置7列,底板下3列、两侧翼缘板下设各2列,横向剪刀撑每5排设置一道,钢管搭接长度不小于1m ,采用双卡扣扣紧。设置纵横扫地杆,离地间隙不超过20cm 。
在跨中处设置行车门洞,采用型钢墩梁支架,位置在386#-387#墩之间。预留2个门洞,车道净宽2*5米。每个门洞纵梁采用Ⅰ36a 工字钢(共20根) ,工字钢间距3×0.9+3×0.4+8×0.6+3×
0.9+3×0.4cm ,竖向支墩采用直径φ478mm 、壁厚8mm 的钢管,单侧设置5根,共设置15根钢管,最大间距300cm ,顺桥向间距500cm ,竖向支墩上横梁采用Ⅰ40a 工字钢(共6根) ,工字钢长13.8m ,两侧支墩下设混凝土条形基础,基础采用C30砼,宽度150cm ,高度150cm ,埋深50cm 。基础与立柱采用基础预埋地脚螺栓柱底安装法兰的形式连接。为确保公路正常行车秩序,门洞下净空按6m 以上预留。
由于支架较高,需要对其整体稳定性能进行分析。标准箱梁断面底板宽6.7m 、顶板宽12m ,布设缆风,缆风采用Φ14钢丝绳,间距6m 。
3.2基础处理
清除地表松软及淤泥土,深度不低于3m ,对基底做地基承载力实验,保证基底承载力不低于150kpa ,对基础进行换填,换填料采用直径<40cm 片石和碎石的混合料,换填每30cm 一层,25t 振动压路机分层碾压密实至设计支架砼基础底标高,对换填层做地基承载力实验,保证地基承载力不低于200kpa 。为保证支架基础不被水浸泡,设置一字排水坡。为避免处理好的地基受水浸泡,引起支架下沉,在两侧开挖40×30cm的排水沟,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑。
砼基础采用C25,铺设高度30cm 。
3.3支架预压
3.3.1、预压目的
作为混凝土浇筑前的“模拟”研究,对支架的强度、刚度、稳定性进行评价,验证支架的安全性,同时消除非弹性变形,获取支架在荷载作用下的弹性变形数据及规律,为底模标高调整提供依据,确保梁体线型符合设计要求。
3.3.2预压加载力计算
墩顶3m 中横梁及节段翼缘板不参与预压。
B 节段梁长36m ,梁高6.65m-4.592m ,腹板厚度0.9m ,底板厚度1m-0.709m ,顶板厚度0.4m 。 A 节段由两部分组成,变截面梁长17.5m ,梁高由4.592m-3.85m ,腹板厚度0.5m-0.9m ,底板厚度0.709m-0.4m ,顶板厚度0.4m ;等截面梁长11.25m (边墩墩顶2m 除外),梁高3.85m ,腹板厚度0.5m ,底板厚度0.4m ,顶板厚度0.4m
①1.2为预压120%梁重
②混凝土容重取2.5t/m³
3.3.3、预压方法及步骤
为了预压采用砼块模拟压重方法,将梁体分为三部分:翼缘板,腹板,底板。计算出不同位置三部分的重量制作砼压块。
观测点设置→分级加载→沉降观测→根据计算结果调整底模标高。
3.3.3.1观测点设置
考虑到成本问题,梁体采用的是单跨预压,纵桥向每五米为一个断面,每个断面设置三个观测点(两侧腹板及底板中心),钢钉做标记。加载时要注意对观测点的保护。
3.3.3.2分级加载及卸载
根据设计要求,采用预压重量为120%梁重,预压顺序为30%-60%-80%-100%-120%分五次进行预压加载及卸载,纵向加载时宜从混凝土结构跨中开始向支点处进行对称布载;横向加载时宜从混凝土结构中心线向两侧对称布载。
3.3.3.3沉降观测
a. 在加载前测出各观测点的初始标高。
b. 每级加载完成后,应先停止下一级加载,当支架顶部观测点12h 的沉降量平均值小于2mm 时,可进行下一级加载,每级加载后,要进行支架全面检查,及时发现问题,消除隐患。
c. 待加到预压梁重的120%时,采用最初24小时内观测沉降小于1mm ,表明地基及支架已基本沉降趋于稳定,报请监理检查,并征得其同意后可进行卸载。
d. 卸载时分级卸载,每级卸载均待观测完毕并做好记录后再卸载至下一级荷载,测量记录托架体系的弹性恢复情况。
e. 绘制沉降观测曲线,对每级荷载下支架变形情况进行分析。
3.3.3.4底模标高计算(设置)
因预压时已消除非弹性变形,调整底模标高时不考虑非弹性变形影响。
非弹性变形=预压前模板标高-卸载后标高
底模铺设标高:H=H1+F0+F1+F2
H1为梁底设计标高;
F0为弹性变形(底模回弹值) ;即卸载后标高-加载120%趋于稳定时标高
F1为混凝土收缩徐变影响值;
F2为张拉后该位置的挠度变形情况。
3.4模板工程
3.4.1、底模板
底模横桥向采用净间距20cm 的10×12cm 方木支撑,端横梁及中横梁梁底位置间距为10cm ,
纵桥向采用15×20cm 的方木,间距与支架布置相同,底模板采用15mm 竹胶合板,横向宽度要大于梁底宽度,梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm ,以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆,模板之间的错台不超过1mm 。模板拼接缝要纵横成线,避免出现错缝现象。
底模板铺设完毕后,进行平面放样 ,全面测量底板纵横向标高,纵横向间隔5m 检测一点,根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后,再次检测标高,若标高不符合要求进行二次调整。
3.4.2、侧模板和翼缘板模板
侧模板和翼缘板模板采用15mm 竹胶合板,根据测量放样定出箱梁底板边缘线,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋,间距与底模设置相同,用钢管及扣件与支架连接,用以支撑固定侧模板。
翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同,外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后,全面检测标高和线型,确保翼缘板线型美观。
3.4.3、箱室模板
模板内模采用竹胶板,方木背肋,间距同底模,为了方便底模浇注,侧模采用钢管支撑,支撑钢管间距为90cm ×90cm ,顶模预留天窗。
3.5支座安装工程
3.5.1支承垫石凿毛
支座在墩顶与垫石连接安装之前先对支承垫石表面进行凿毛,清除预留锚栓孔中的杂物,并用水将支承垫石表面浸湿。
3.5.2支座安装
支座在地面按产品说明书组装并临时锁定, 用吊机整体吊到墩顶, 纵、横向对正用钢片垫高至设计标高。
3.5.3模板安装
可拆卸预制模板用∠40×40×2mm 角钢制作,长、宽分别比支座下底板尺寸宽60mm ,插入灌浆软管的模板位置,作一个50mm ×100mm 凸槽,底面设防漏条。
3.5.4灌浆
灌浆前检查模板的密封性,并初步计算所需的浆体体积,灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大的误差,确保灌浆时不漏浆。
采用重力灌浆法向支座与垫石间隙处灌注砂浆,从支座一端向另一端灌浆,直至灌满,使
支座锚固螺栓孔和支座与垫石间隙充满无收缩高强M50砂浆。灌注过程中,不允许中间缺浆、断浆;在强度未达到80%以上,或灌注72小时之前不能碰撞支座或在上面从事其他工作;待支
2m 长的塑料软管,支座灌浆示意图:
支座灌浆示意图
3.6钢筋工程
钢筋在钢筋场地统一制作,运至现场安装,采用汽车吊起吊至梁顶,进行钢筋绑扎。 底模安装完成后,绑扎底板、腹板、隔墙钢筋及竖向预应力筋,并安装腹板波纹管、竖向预应力精轧螺纹钢外铁皮管。铁皮管用钢筋制作成井字架定位、波纹管用井字架定位钢筋间距不大于60cm ,曲线段适当加密到30cm 。喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直,喇叭管与波纹管的衔接要平顺,不得漏浆、堵塞孔道。波纹管连接必须用大一级波纹管旋紧,保证相互重叠25cm 以上,并沿长度方向用两层胶布在接口处缠10cm 左右长度。
内模板安装完毕后,安装顶板钢筋及预应力钢筋。由于顶板面积大,预应力管道密集,在施工钢筋时,要严格控制波纹管道的线型和位置,保持波纹管的完整性。在波纹管上方进行电焊施工时,应在焊点下部、波纹管上部垫铁皮,防止焊渣损坏波纹管,致使混凝土浇筑时管道进浆堵塞波纹管道。
梁体钢筋整体绑扎,如与预应力钢筋相碰时,可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。钢筋最小保护层除顶板顶层为30mm 外,其余均为35mm ,绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有梁体预留孔处均增设相应的环状钢筋,桥面泄水孔处钢筋可适当移动,并增设斜置的井字型钢筋进行加强,施工中为确保腹板、顶板、横隔板、底板钢筋的位置准确,应根据实际情况加强架立筋的设置,可采用增加架立筋的数量或增设W 型或矩形的架立钢筋等措施。采用垫块控制净保护层厚度时,垫块采用高性能混凝土垫块,按照一个平方4个,梅花形布置。
防地震落梁措施、泄水管、接触网、人行道栏杆、声屏障、桥面系等预埋件严格按照设计位置埋设准确无误,无遗漏,并进行渗锌或锌铬涂层防锈处理。由于桥面系预埋钢筋短,必须一次预埋到位,预埋钢筋在梁部并设置架立钢筋,有条件的可与普通钢筋焊接。
3.7混凝土工程
采用拌和站提供的混凝土, 坍落度(运送到作业地点时)控制在18~22cm 。
混凝土在拌和站拌制完成后,由混凝土搅拌运输车运送到施工现场,再经混凝土输送泵车泵送到箱梁指定位置。
混凝土浇筑顺序见上图,由Ⅰ-1→Ⅰ-2→Ⅱ-1→Ⅱ-2,即第一次浇注时先浇筑底板部分,再浇筑腹板部分到加强块顶面的高度;第二次浇注时先浇注腹板剩余部分,最后浇注顶板部分。混凝土浇筑采用水平分层的方式连续浇筑,布料先从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行,先从两腹板下料浇筑底板的混凝土,再浇筑腹板混凝土,浇筑两侧腹板时,采用同步对称浇筑,防止两侧混凝土面高低悬殊,造成内模偏移或其它后果。纵向按照设计要求分段浇筑成型。
分层下料振捣,每层厚度不超过30cm ,上下层浇筑间隔时间不超过1h ,混凝土的振捣采用插入式振捣棒进行,间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍,与模板应保持5~10cm 的距离,避免振捣器碰到波纹管、钢筋及其它预埋件。预应力管道位置由于间距小采用小振捣棒进行捣固,其他位置采用大一点的振捣棒进行捣固。腹板可采用在顶板上直接灌注,但自由倾落度不超过2.0m, 保证混凝土浇筑时不离析。腹板采取水平分层浇筑,分层厚度30~40cm ,插入下层混凝土5~10cm ,每点振动时间约20~30s ,振捣时振捣棒上下略微抽动,防止棒头被钢筋卡住无法拔出。每处振动完毕边振动边缓慢提起振捣器,即“快插慢拔”,插入深度不超过振捣器长度的1.25倍。腹板浇筑过程中安排专人用小锤敲打模型配合振捣, 判断混凝土是否振捣密实。
灌注顶板混凝土时,因顶板厚度不大,混凝土入模时先将腹板上的顶板部分填平,振实再在由箱体两侧分别向中心推进,捣固完成收浆后再予抹平,混凝土初凝后应再次收面,保证梁顶面的平整度和倾斜率。
混凝土灌注完成后,应及时进行洒水养护,养护时间28天,对梁顶表面覆盖土工布,拆模后对梁底及梁侧及时进行养护,确保混凝土表面保持充分湿润状态,防止出现温度裂纹
3.8预应力施工
3.8.1预应力张拉
预施应力采用两端同步张拉,并左右对称进行,张拉顺序先腹板束,后顶板束,从外到内左右对称进行。各节段先张拉纵向再竖向。张拉采用张拉力和伸长量双控,以张拉力为主,钢束伸长值作校核,预施应力过程中应保持两端的伸长量基本一致。实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在±6%范围内,每端锚具回缩量应控制在1mm 以内。
首先计算出钢绞线的理论伸长量,现场检测每根钢绞线的实际伸长量,若发现实测伸长量超出理论伸长量±6%或其它异常现象,应暂停张拉,查明原因并改正后再进行张拉;同时施工过程中检测压力表,使张拉应力达到设计值。施工时张拉两端采用对讲机进行联系,确保张拉指挥有序,张拉同时缓慢进行。
预应力张拉程序按 0→10%δK (持荷5min ,做伸长量标记)→100%δK (静停5min ,测伸长量)→锚固。
按每束根数与相应的锚具配套使用,带好夹片,将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢绞线的初始应力达10%δK 时停止供油。检查夹片情况完好后,画线作标记。
向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉,油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路,并保持5分钟,测量钢绞线伸长量加以校核。在保持5分钟以后,若油压稍有下降,须补油到设计吨位的油压值,千斤顶回油,夹片自动锁定则该束张拉结束,及时作好记录。
全梁断丝,滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不得超过一根,也不得在同一侧。千斤顶不准超载,不准超出规定的行程。转移油泵时,必须将油压表拆卸下来另行携带转送。纵向张拉钢铰线时,必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,两端伸长应基本保持一致,严禁一端张拉。
3.8.2 切割
预应力筋锚固后外露部分宜采用机械切割,外露长度符合设计要求,应不小于预应力筋直径的1.5倍,且不小于30mm 。
终张拉完毕24h ,经检查确认无断丝、滑丝后,采用切割机或砂轮锯切断,不得采用电弧切断,也不得使预应力筋经受高温、焊接火花或接地电流的影响。
钢绞线切割前如发现断丝、滑丝,应及时换束处理。放松钢绞线时两端不得站人,两端用标识牌明示。
3.8.3孔道压浆
张拉工艺完毕后,宜在24h 内进行管道压浆。先用高压水对管道进行冲洗,清除孔道内的杂
物后,确认孔道无堵塞后,用高压风清除孔道内的积水后,再对孔道进行压浆作业。压浆前将锚具周围预应力筋间隙用水泥浆封锚,待封锚水泥浆抗压强度达到2Mpa 时,才能进行压浆。
预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺,同一管道压浆连续进行,一次完成。
水泥浆在压浆现场配制,水泥浆的初凝时间应大于3小时,且终凝时间不宜大于12小时,水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40分钟。压浆时浆体温度不应超过35C ,压浆时及压浆后3d 内,梁体及环境温度不得低于5C 。
压浆顺序应先下后上,逐孔进行,防止漏孔。压浆时,出浆口临时安设一个三通管,管道待出浆口浓度与进浆浓度一致时,方可封闭保压,同时设于预应力管道中部的出气孔的出浆浓度与进浆浓度一致时,封闭保压,在0.5~0.6MPa 下持压3分钟。然后封闭压浆口,进行下一孔道压浆。
竖向预应力钢筋张拉完成后要及时压浆以确保永久预应力。张拉后24小时内压浆。压浆前,先冲冼干净管道。压浆时,竖向管道从下部向上部压浆,压力应达到0.3~0.4MPa ,压浆过程要缓慢、匀速,至有浓浆溢出后,稳压3分钟,堵塞管道,完成压浆。
3.8.4 封锚
封锚混凝土采用C50无收缩混凝土,封锚前先将承压板表面的黏浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净,对锚圈与锚垫板之间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理。
为保证混凝土接缝处结合良好,将压浆水泥浆全部凿除,将原混凝土表面凿毛,并固定钢筋网片。封锚混凝土养护结束后,采用聚氨酯防水涂料对封锚新老混凝土之间的交接缝进行防水处理。
4. 经验总结
通过沪昆客专站前工程4标赣江特大桥跨丽湖大道连续梁膺架法现浇的施工技术总结,对以后高速铁路客专现浇连续梁施工具有指导的作用。
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【参考文献】
[1]铁路桥涵施工规范,TBl0203—2002.
[2]铁路桥涵工程施工质量验收标准,TBl0415—2003.
[3]铁路桥涵设计基本规范,TB1002.1-2005.