钢管贝雷梁支架法现浇简支箱梁施工

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cmfu2008
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  摘要:本文通过津秦高速铁路Ⅱ标段四分部钢管贝雷梁支架法现浇简支箱梁施工实践,重点阐述了现浇简支箱梁支架法施工质量控制的关键点,通过严格控制其施工质量,以确保现浇简支箱梁施工质量。
  关键词:津秦高速铁路;丰南跨津山铁路特大桥;墩梁式支架;施工
  中图分类号:U238 文献标识码:A 文章编号:
  1. 概述
  新建铁路天津至秦皇岛客运专线工程是国家中长期铁路网规划中的一部分,津秦铁路2标段四分部施工里程范围起止为:DK106+650.6~DK118+484.6(断链334.094m),正线长度12.17km。
  由于本段范围内跨既有公路、高速公路及规划道路连续梁数量较多,部分两座连续梁之间因调跨需要设置非标准跨度的简支梁,由于为本段供梁的丰南梁场不具备制、架非标跨简支梁条件,因此本段非标跨简支梁均采用现浇施工。
  另外丰南跨津山铁路特大桥于DK115+477.36处以112m系杆拱桥式跨越津山铁路,由于112m系杆拱不具备运、架梁设备通过条件,因此DK115+620.87~DK118+484.6m段共计约90余孔简支梁也需采用现浇法施工,根据工期和丰南城区道路和场地条件,该段简支梁均采用支架法现浇施工。
  2.主要施工方案及工艺流程
  2.1墩梁式支架施工方案
  箱梁现浇支架采用在承台上及梁跨中部安装钢管桩、横向分配梁,搭设贝雷梁支承模板,实现对混凝土箱梁原位现浇。该方案具有支架搭设快捷,设备造价相对低、操作方便、占用施工场地少、节约制架设备投资及缩短工期等特点。
  箱梁现浇支架自下而上由钢管立柱→桩顶分配梁→贝雷梁→分配梁→底模→支撑及梯子平台等组成。
  2.2支架施工工艺流程
  支架法现浇施工简支箱梁工艺流程如下:
  施工准备→地基处理→支架位置放线→支架搭设→支架校验调整→铺设纵横方木→ 安装支座→安装底模板、侧模板→底模板调平→支架预压→支架及底模调整→绑扎底板、侧板钢筋→安装波纹管→安装内模板→安装端模板→绑扎顶板钢筋→自检、报检→混凝土灌筑→混凝土养护→拆除边模和内模板→预应力张拉→压浆、封堵端头→养护→拆除底模板和支架。
  2.3墩梁式支架主要构造
  墩梁式支架主要采用在承台上、梁跨跨中设置钢管立柱支承贝雷梁,箱梁底模置于贝雷梁上,实现对32m、24m及非标跨简支箱梁原位浇筑。箱梁现浇支架自下而上由钢管立柱→分配梁→贝雷梁→模板分配梁→支撑及梯子平台等组成。
  2.3.1 钢管立柱
  钢管立柱起着将支架荷载和施工工作荷载传到基础的作用。Φ80cm钢管立柱柱顶设置分配梁共同受力,钢管立柱间设置剪刀撑及连接系。钢管立柱上平面支承分配梁,两端钢管柱下部支承在墩位承台上,梁跨跨中钢管立柱支承于扩大基础上。
  2.3.2 分配梁
  钢管立柱柱顶分配梁起着将支架荷载和施工工作荷载平均分配到Φ80cm钢管立柱上。柱顶分配梁采用2根工63C型钢,工字型钢用连接系焊接连成整体,安装分配梁时焊接加劲板将分配梁与钢管立柱连接成整体。
  2.3.3 贝雷梁
  现浇支架主梁由贝雷梁组成,用于承受制梁时的施工载荷,完成简支箱梁的浇注。联接贝雷梁的螺栓材质、强度、刚度等必须满足要求。贝雷梁安装就位后,在柱顶分配梁上焊接挡块将各组贝雷梁固定。贝雷梁采用水平支撑架及竖向支撑架连接,以增强自身抗扭能力。
  2.3.4 底模分配梁
  现浇支架箱梁底模分配梁采用工14型钢,与支架贝雷梁牢固连接。
  2.2.5 支架钢管
  支架采用Φ48mm×3.5mm钢管,支架钢管应符合规范要求,搭设间距严格设计图纸布置。
  2.3.6 梯子平台
  为方便支架拼装施工作业,特设有供人操作的梯子平台。从立柱到贝雷梁上平面设有平台。在现浇简支箱梁前端还专门设有供张拉施工作业的工作平台。各梯子、平台均与支架主体结构进行有效连接。
  
  
  钢管贝雷梁支架
  2.4 现浇支架施工
  2.4.1支架施工基本要求
  1、在承台及条形扩大基础施工时,应按设计图纸要求,准确预埋Φ80cm钢管立柱预埋件。
  2、支架拼装施工前,相关人员须熟悉图纸及各种施工机具性能。
  3、整个施工期间应备有足够的安全设施。
  4、应备有水平仪、圈尺、靠尺、测量钢丝、吊锤等检测器具。
  5、支架拼装施工应进行全程检测,经检测合格符合安全要求后再进行下一步拼装施工。
  6、支架拼装必须牢固可靠,在支架平台及走行道上,应满铺脚手板,四周应安装栏杆,贝雷梁下应挂设安全网。
  7、箱梁底模铺设后应平整牢固,与底模分配纵梁工10型钢牢固固定,并调整底模预拱度及标高,支座处底模要抄死,既不能出现沉陷和下挠现象,并要保证脱模方便。
  8、支架施工时应进行必要的测量监控,保证施工质量。
  9、支架拼装时,应尽量减少支架上的堆载和集中荷载。
  2.4.2支架拼装
  1、施工步骤
  (1)清理各种构件,进行标识并按类型堆放整齐,分节段先进行贝雷梁的预拼。
  (2)在承台上、扩大基础上安装Φ80cm钢管立柱,并与承台、扩大基础预埋件牢固焊接。
  (3)安装Φ80cm钢管立柱分配梁工63c型钢,焊接加劲板。
  (4)安装预先拼接好的贝雷梁节段,在钢管立柱分配梁上焊接挡块将各组贝雷梁固定。
  (5)贝雷梁安装完毕后铺设箱梁底模分配梁,分配梁由纵梁和横梁组成。底模分配横梁与贝雷梁之间用U型螺栓卡紧。U型螺栓应与贝雷梁相配匹,材质强度、刚度应满足施工要求。
  (6)箱梁底模采用10×10cm方木上拼设竹胶板,方木按每30cm一档进行设置。
  2、支架施工
  (1)所有支架现浇施工的整孔简支箱梁在该墩(台)承台、扩大基础混凝土施工时,按现浇支架设计图纸预埋Φ800mm钢管立柱柱脚预埋件。立柱柱脚预埋件由厚度为12mm、外径1000mm的钢板制成,钢板底部焊接Φ25mm的螺纹钢,钢筋端部弯成90度,柱脚Φ25mm的螺纹钢端部弯折长度为10cm,保证钢管立柱柱脚与承台、扩大基础混凝土连接牢固程序及安全稳定性。钢管立柱柱脚钢板底部应紧贴承台、扩大基础混凝土顶面,与混凝土接触面之间不得有空隙,保证柱脚受力均匀。
  承台、扩大基础混凝土浇筑时,柱脚顶面应无混凝土覆盖,使钢管立柱与柱脚有良好的焊接接触面,保证立柱与柱脚的焊接强度。
  (2)简支箱梁墩(台)身混凝土施工结束,在混凝土强度满足上部结构施工要求及墩(台)身模板拆除后,即开始安装箱梁现浇支架Φ800mm钢管立柱。钢管立柱与柱脚采用焊接连接,柱脚与立柱之间设钢板加劲肋,采用焊接连接。钢管立柱柱顶设置桩帽,桩帽与立柱之间设置10mm钢板加劲肋。
  (3)现浇支架一排設置4根Φ800mm钢管立柱,两侧翼板及腹板底部各设一根钢管立柱,设置剪刀撑将4根钢管立柱进行连接,以增强支架端部钢管立柱的整体性。钢管立柱先按设计图纸在钢筋加工厂车间按设计长度下料,运至墩位用吊机起运就位。钢管立柱在安装过程中必须设置必要绳索,以防止在焊接过程中发生偏斜或倾斜。钢管立柱与柱脚焊接时应保持立柱的垂直度。
  (4)支架钢管立柱安装完成后,进行柱顶分配梁的安装,分配梁置于柱顶砂箱上。柱顶分配梁为2根工63c型钢,分配梁侧面设置10mm厚钢板加劲肋,两分配梁底部设置20mm厚的连接板。分配梁起吊安装时,起吊吊点应符合规范规定,保证分配梁不致在起吊安装时发生挠曲。
  (5)柱顶分配梁安装结束后,即可进行支架贝雷梁的拼装。贝雷梁可分节段先在施工地内进行预拼装,然后进行整拼接吊装就位。贝雷梁吊装就位后,在柱顶分配梁上焊接挡块固定贝雷梁。
  (6)现浇支架贝雷梁安装完成后,进行横梁和底模纵梁的铺设。横梁采用工14型钢,在钢筋加工车间按设计图纸下料,按30.0cm间距进行铺设。横梁与贝雷梁用U形螺栓卡紧,U形螺栓材质的强度、刚度就符合规范要求。箱梁底模纵梁采用16根10×10cm的方木,置于横梁上,用U形螺栓将底模纵梁与横梁卡紧,U形螺栓材质的强度及刚度应符合规范要求。
  (7)32m简支箱梁两侧翼板及墩身两侧支架采用钢管支架。两侧翼板支架为在工14型钢横梁上搭设钢管支架。为增强墩身两侧钢管支架的整体稳定性,利用拉筋对拉。钢管支架搭设前,应对支架钢管进行逐根检查,是否顺直,钢管顶端口应无变形和损伤等,。竖向立杆要求垂直,其倾斜度不得超过1%,横杆要求平直,横杆两端的高度偏差应符合规范要求,钢管支架搭设过程中应注意调整其垂直度。
  2.5支架施工技术措施及检查验收
  支架钢管立柱与基础承台必须焊接牢固,并有足够的支承面积。
  支架施工过程中应对支架进行观察和维护,发生异常情况时应及时处理。箱梁施工完毕后,拆除支架需先确定拆除顺序及落实安全措施。
  整孔简支箱梁现浇支架作为大型临时施工设备,组装完成后必须按规定进行全面检查验收。经检查验收合格,签证后方可投入使用。
  现浇支架检查验收必须对照图纸对各构配件及联接件的安装质量进行检查、检测。各部件技术参数必须符合支架设计图纸的规定;支架预拱度等技术指标除符合支架设计图的规定外,还必须符合简支箱梁主体设计图的相关规定。
  3.现浇梁施工
  3.1模板安装
  模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。
  3.1.1安装前检查
  板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形,振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损,如有均要及时补焊、整修。
  3.1.2铺设底模
  采用人工为主机械配合的方式施工。底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。
  3.1.3侧模安装
  先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,用顶压杆调整好侧模垂直度,并与端模联结好。
  侧模安装完后,用螺栓联接稳固,并上好全部拉杆。调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及平整度等,并做好记录。不符合规定者,要及时调整。
  3.1.4内模安装
  内模安装要根据模板结构确定,当内模为拼装式结构时,可采用吊装方式安装内模。
  内模安装完后,严格检查各部位尺寸是否正确。
  3.1.5端模安装
  将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。
  端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。
  安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。
  3.2支座、支座板安装
  安装支座前复测桥墩中心距离及支承垫石高程,检查锚栓孔位置及深度要符合设计要求。
  支座安装要保持梁体垂直,支座上下板水平,不产生偏位。支座与支承垫石间及支座与梁底间都密贴、无缝隙。支座四角高差不大于2mm。支座水平偏差不得大于2mm。
  在模板安装前详细检查支座位置,检查的内容有:支座类型、规格是否与设计相符,支座纵、横向位置、平整度,同一支座板的四角高差,四个支座板相对高差。
  支座安装后即按规定锚固支座螺栓,灌浆固定。
  3.3现浇梁梁体施工
  现浇梁施工必须保证保护层厚度和布置厚度,钢筋加工和安装要准确,顶面高程要严格控制。砼浇筑是要由低向高处进行,注意对称浇筑。在施工过程中应派专人负责支架和模板的变形及沉降观测,发现问题及时处理。现浇梁的浇筑最好安排在白天进行。现浇梁的养护设备和设施必须事先准备妥当,制定详细的养护方案,确保梁体的砼质量。
  3.4模板拆除
  当梁体混凝土强度达到设计强度的75%,混凝土芯部与表层、箱内与箱外、表层温度与环境温度之差均不大于15℃,且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。
  有利用卷扬机辅助拆模的,拆除前先检查卷扬机等设备的性能,并清理好已进入的作业面。
  (1)内模拆除
  内腔混凝土倒角较多,拆除过程中注意对混凝土的保护。
  (2)侧模及端模拆除
  侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体,再通过螺旋顶或卷扬机滑到相应的位置上。
  拆模时,严禁重击或硬撬,避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
  模板拆下后,要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂,与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件,如有缺损及时补齐,以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。
  3.5预应力施工
  (1)张拉工艺流程:制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。
  (2)下料与编束:钢绞线的下料采用砂轮切割机切割。按设计尺寸下料后,编束后用20号铁丝绑扎,间距1~1.5m。编束时应先将钢绞线用梳溜板理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。
  (3)穿束方法:人工穿束。预应力成孔采用预埋波纹管、内穿塑料管的方法施工。预应力钢绞线安装,在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。
  (4)预应力施工采用ZB4-500油泵供油,用YCW350千斤顶进行纵向张拉,张拉油表不低于1.0级。千斤顶标定有效期不超过一个月以及出现不正常现象时重新校验。油表检验与千斤顶视为一个单元进行检验,千斤顶在张拉作业前必须与油表配套校正,其校正系数不大于1.05。
  (5) 预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前,应清除管道内杂物和积水。
  (6)当混凝土强度应达到设计强度的50%,此时箱梁带模预张拉,但模板应松开,不应对梁体压缩造成障碍,张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%,且侧模板拆除后,进行初张拉。张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。
  (7)采用四台千斤顶左右对称、两端同步进行张拉,按设计张拉顺序施工。按均衡对称,交错张拉的原则进行。張拉时根据测试的管道摩阻及喇叭口摩阻试验数据,调整张拉力,实行张拉力和伸长值指标双控,张拉以张拉力控制为主,以钢束伸长值进行校核。
  (8)张拉操作程序:0—0.2σK(测初始伸长值、测工具锚夹片外露)—σK(测伸长值、测工具锚夹片外露、持荷2min)—补油至σK—回油到0(测总回缩量、工作锚夹片外露量)。
  (9)终张拉完成,24小时后检查确认无滑丝、断丝现象,即可切割锚外多余钢绞线,用角磨机切割。
  3.6孔道压浆
  终张拉完毕后,必须在48h之内进行管道压浆作业。采用真空辅助灌浆工艺。压浆时及压浆后3d内,梁体及环境温度不得低于5℃。
  (1)、压浆水泥采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥,掺入粉煤灰应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》3.2.7条规定。浆体水胶比不超过0.34,不得泌水,流动度控制在30~50s之间。
  (2)、压浆前孔道用清水冲洗,高压风吹干,管道真空度稳定在-0.06~-0.10MPa之间;浆体注满管道后,在0.50~0.60MPa下持压2min;压浆最大压力不超过0.60MPa。
  (3)、启动电机使搅拌机运转,然后加水,再缓慢均匀地加入水泥,拌合时间不少于1min;然后将调好的水泥浆放入压浆罐,压浆罐水泥浆进口处设2.5mm×2.5mm过滤网,以防杂物堵管。
  (4)、压浆顺序:先下后上。首先由一端以0.6MPa的恒压力向另一端压送水泥浆,当另一端溢出的稀浆变浓之后,达到规定的稠度后,保压2min以上,封闭出浆口,继续压浆到压力达到0.6MPa,管道出浆口应装有三通管,必需确认出浆浓度与进浆浓度一致时,方可封闭保压,浆体注满管道后,应在0.50-0.60MPa下持压2min,压浆最大压力不宜超过0.60MPa。若无漏浆则关闭进浆阀门卸下输浆胶管。
  (5)、压浆用的胶管一般不超过30m,若超过30m则压力增加0.1MPa。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。
  3.7支架及底模的拆除
  在梁体张拉完成后,压浆强度达到设计强度,方可拆除支架和底模。梁底模及支架卸载顺序,严格按照从梁体挠度最大处支架节点开始,逐步向两端卸落相邻节点,当达到一定卸落量后,支架方可脱落梁体。
  4、结束语
  中铁大桥局集团四公司津秦客运专线项目部承担了丰南跨津山铁路特大桥DK106+650.6~DK118+484.6現浇简支箱梁的施工任务,本段现浇简支箱梁均采用上述施工方案,经过不断地总结施工经验,取得了较好的效果,加快了施工进度,保证工程质量,其施工经验可为今后类似工程施工提供借鉴。
  
  参考文献:
  铁道第三勘察设计院集团有限公司 简支箱梁设计图
  客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设[2005]160号)
  铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设[2005]160号)
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