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摘 要:九景衢铁路为客货共线双线铁路,设计时速200km/h,上坑大桥跨越S201省道上部结构为(32+48+32)m预应力混凝土连续梁形式,0#、1#梁段和边跨现浇段采用钢管立柱支架结构支撑,其余梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。本文着重从0#段支架施工和挂篮悬臂浇筑施工两个方面详细介绍施工工艺。
关键词:连续梁;挂篮;施工技术
1 工程概况
上坑大桥位于婺源县梅林村境内,全桥长273.89m,桥梁第三孔至第五孔处跨越S201省道,公路与线路大里程夹角为141.48?,第三孔至第五孔设计采用(32+48+32)m 预应力混凝土连续箱梁跨越,梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。梁段设计情况:两个中支点桥墩上为0#段,长8m,与墩顶采用临时支墩固结,形成临时T构,1#~4#梁段长3.0m,5#和6#梁段长3.5m,合龙段梁长为2.0m,8#和9#梁段为边跨现浇段,梁段长分别为2.95m和4.6m。
2 总体施工方案
3#主墩高为11.35m,4#主墩高为13.35m,由于墩高较低,0#段采用支架法施工,边跨现浇段采用钢管支架法施工。由于0#段长度仅8m,无法满足一对挂篮纵向布置,故0#段和1#段一起在支架上现浇,待0#段和1#段施工完成后再进行挂篮拼装施工,2#~6#段利用挂篮悬臂施工,对称浇筑,合龙段仍利用挂篮施工,边跨合龙段完成后,拆除挂篮,安装中跨合龙吊架,按合龙设计方案进行合龙施工,最后解除临时支墩,完成体系转换,形成连续箱梁。
3 施工工艺
3.1 0#段支架现浇施工
(1)临时支墩
临时支墩设计为C50混凝土,长宽均为1m,设置在永久支座两侧的箱梁纵肋处,为临时支墩在边跨合龙后拆除方便,故其底部铺设2层油毛毡,中间设置一层40号硫磺砂浆。每个临时支墩预埋15束(3根一束)的Φ32螺纹钢,预埋于墩顶,上端锚固于梁底,临时锚固措施保证梁部的抗倾覆稳定系数大于2.0。
(2)支架结构设计
0#和1#梁段、边跨直线段现浇采用钢管立柱和型钢共同承担混凝土箱梁重量。整体支架共设置16根Φ600×14mm钢管,钢管立柱底部与承台和条形基础预埋的钢钣螺栓连接牢固,条形基础的基底强度不小于300kpa,现场地基条件达不到要求时,采取换填措施达到要求。钢管立柱之间采用联结系纵、横向连接,并通过双拼1工20a与墩身预埋的16个预埋件连接。桩顶设置砂箱便于支架调节及拆卸,砂箱顶设置双拼2工40横梁,纵向承重梁采用工36a,共布置19排。
(3)支架预压
预压简介:支架加载预压采用堆沙袋,每个沙袋重量为1.5t,预压的最大荷载为0#、1#块悬臂重量加其他荷载的1.1倍。根据计算取300t,加载按0、60%、100%、120%逐级加载,每级加载完成并稳压1h后进行支架的变形观测,测点布置在底板和腹板的中间位置,支架预压荷载全部加载完成后,每隔6h测一次每个测点的变形值,最后两次观测沉降平均值之差小于2mm,即可终止预压,分级卸除预压荷载。
(4)模板施工
底面模板采用竹胶合板和方木,10×10cm方木作为竹胶合板的横向背楞,纵向中心距30cm,外侧模采用定型钢模板。对拉拉杆与外模背楞对应布置,外模与内模设3根Φ18精轧螺纹钢对拉拉杆,两侧外模在底板以下位置设Φ25精轧螺纹钢对穿拉杆,横隔板处梁顶之上设对拉拉杆,下口的精轧螺纹拉杆错开支座位置。内模采用竹胶合板拼装而成,在腹板内侧设拉杆外套PVC管以利于拉杆拆除,并设内支撑以固定内模,保证内模在混凝土浇筑过程中不变形移位。拉杆配100×100×20的钢钣垫片加固。在内模顶部预留活动块,作为浇筑底板混凝土的下料口。
模板安装顺序为:安装底模板→外侧模→内模板→端头板→外翼边板。成型后模板的强度、刚度和稳定性应满足设计规范要求。
(5)钢筋加工及安装
绑扎底板钢筋→腹板钢筋和安装竖向预应力筋→安装纵向预应力筋波纹管→绑扎顶板钢筋→安装横向预应力筋和波纹管。
按设计图纸在钢筋加工场加工钢筋,并进行编号,堆放整齐,加工好后吊车运至梁部,进行现场绑扎,钢筋搭接长度、钢筋间距等严格按照设计图纸及规范施工。钢筋在绑扎过程中,做好预应力管道和接触网基础等预埋件的埋设。如管道位置与钢筋骨架冲突时,应保证管道位置不变,可稍微移动钢筋。
(6)混凝土施工
0#块C50混凝土采用一台汽车泵对称浇筑,施工必须准备充分,确保成功,混凝土各种原材料准备充足,准备好备用设备,做到有备无患,混凝土质量稳定合格后方可开始施工连续梁混凝土,确保混凝土质量。混凝土浇筑过程中,模板工全程对支架模板进行检查,一旦有变形,立即停止浇筑混凝土,加固处理妥善后再继续浇筑。混凝土浇筑顺序为先底板部分,再浇筑腹板倒角部分,然后是浇筑腹板部分,最后是顶板部分。
梁部混凝土浇筑完成初凝后,应及时采取洒水覆盖等养护措施,防止混凝土产生裂纹。
(7)预应力筋张拉
纵向预应力和横向预应力钢束采用钢绞线,抗拉强度标准值为1860MPa,公称直径15.2mm,竖向预应力钢筋采用Φ25mm高强精轧螺纹钢筋,抗拉强度标准值830MPa。同一施工节段的预应力按纵向→竖向→横向的顺序张拉。
预应力张拉时梁体混凝土强度应满足张拉要求。
预应力采用两端张拉,先张拉腹板,后顶底板,从外向内左右对称进行。张拉预应力控制采用双控,即以压力表读数为主,以伸长值为校核。伸长值误差不得超过6%。钢绞线张拉程序按0→10%δK(持荷5min,测伸长量)→100%δK(持荷5min,测伸长量)→补拉至δK(测伸长量)→锚固,锚固后外露部分长度不小于3cm,多余部分采用机械割除。 (8)孔道压浆
压浆采用真空压浆工艺,同根管道压浆应保证不间断。压浆顺序应先下后上,逐孔进行以防遗漏。压浆时,出浆口流出的浆液浓度与进浆浓度一致时,关闭出浆口,并且持压2分钟,然后关闭进浆口。
3.2 连续梁悬灌段施工
悬灌段采用三角形挂篮进行施工,挂篮预压同样采用堆沙袋,外模利用0#段外侧模,底模采用竹胶合板,内模板按设计尺寸用钢钣自行加工,用混凝土泵车输送混凝土,必须两端同时对称进行浇筑。
(1)施工工艺
挂篮安装→预压→绑扎钢筋→内模、堵头模→浇筑混凝土→养护→张拉→压浆→移挂篮至下一节段。
(2)挂篮结构
挂篮为三角形挂篮,三角形桁片下平杆由4[32c组成,其他杆件由2[32c普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成,前上横梁由2根I40b双拼焊接组成,底模前、后横梁由2根[28b槽钢拼接组成,底模纵梁为2[25b槽钢,后吊杆及前吊杆采用Φ32精轧螺纹钢。
(3)挂篮安装
1#段施工完成后,拼装三角形挂篮,安装模板平台。
(4)挂篮预压
为消除挂篮自身杆件连接的非弹性变形,检验挂篮的承载能力和安全可靠性,采用堆沙袋方式进行预压,检验挂篮是否安全可靠,消除挂篮各个部位杆件之间的变形,测得弹性变形值,根据数据绘制荷载-变形关系曲线,为梁体线形和高程控制提供重要参考数据。
(5)悬灌段施工工艺
预压卸载后开始进行钢筋绑扎、预应力管道定位应准确、牢固。同时在顶板不影响预应力张拉的位置设置卸料口,安装内模时,预留混凝土振捣窗口,混凝土浇筑至窗口高度时再将窗口用竹胶合板补齐,加固好后继续浇筑混凝土。为防止预应力管道内进浆堵管,浇筑混凝土时管道里插入硬塑料管。混凝土浇筑时,两悬臂段应同时对称浇筑,并确保两端最大不平衡重不超过设计允许值20t,混凝土初凝后立即采取晒水覆盖等措施进行养护,预应力钢筋张拉及压浆完毕后,挂篮将移至下一梁段位置进行施工,直到悬臂浇筑梁段施工完毕。
4 总结
本文从0#段支架施工和挂篮悬臂浇筑施工两个方面进行了施工工艺的介绍,通过现场施工实践得到了验证,该工艺是科学的,合理的,能满足安全生产的要求,可为类似工程施工提供参考。
参考文献
[1]TZ203-2008.客货共线铁路桥涵工程施工技术指南[M].北京:中国铁道出版社,2013.
[2]TZ324-2010.铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南[M].北京:中国铁道出版社,2010.
(作者单位:中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司)
关键词:连续梁;挂篮;施工技术
1 工程概况
上坑大桥位于婺源县梅林村境内,全桥长273.89m,桥梁第三孔至第五孔处跨越S201省道,公路与线路大里程夹角为141.48?,第三孔至第五孔设计采用(32+48+32)m 预应力混凝土连续箱梁跨越,梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。梁段设计情况:两个中支点桥墩上为0#段,长8m,与墩顶采用临时支墩固结,形成临时T构,1#~4#梁段长3.0m,5#和6#梁段长3.5m,合龙段梁长为2.0m,8#和9#梁段为边跨现浇段,梁段长分别为2.95m和4.6m。
2 总体施工方案
3#主墩高为11.35m,4#主墩高为13.35m,由于墩高较低,0#段采用支架法施工,边跨现浇段采用钢管支架法施工。由于0#段长度仅8m,无法满足一对挂篮纵向布置,故0#段和1#段一起在支架上现浇,待0#段和1#段施工完成后再进行挂篮拼装施工,2#~6#段利用挂篮悬臂施工,对称浇筑,合龙段仍利用挂篮施工,边跨合龙段完成后,拆除挂篮,安装中跨合龙吊架,按合龙设计方案进行合龙施工,最后解除临时支墩,完成体系转换,形成连续箱梁。
3 施工工艺
3.1 0#段支架现浇施工
(1)临时支墩
临时支墩设计为C50混凝土,长宽均为1m,设置在永久支座两侧的箱梁纵肋处,为临时支墩在边跨合龙后拆除方便,故其底部铺设2层油毛毡,中间设置一层40号硫磺砂浆。每个临时支墩预埋15束(3根一束)的Φ32螺纹钢,预埋于墩顶,上端锚固于梁底,临时锚固措施保证梁部的抗倾覆稳定系数大于2.0。
(2)支架结构设计
0#和1#梁段、边跨直线段现浇采用钢管立柱和型钢共同承担混凝土箱梁重量。整体支架共设置16根Φ600×14mm钢管,钢管立柱底部与承台和条形基础预埋的钢钣螺栓连接牢固,条形基础的基底强度不小于300kpa,现场地基条件达不到要求时,采取换填措施达到要求。钢管立柱之间采用联结系纵、横向连接,并通过双拼1工20a与墩身预埋的16个预埋件连接。桩顶设置砂箱便于支架调节及拆卸,砂箱顶设置双拼2工40横梁,纵向承重梁采用工36a,共布置19排。
(3)支架预压
预压简介:支架加载预压采用堆沙袋,每个沙袋重量为1.5t,预压的最大荷载为0#、1#块悬臂重量加其他荷载的1.1倍。根据计算取300t,加载按0、60%、100%、120%逐级加载,每级加载完成并稳压1h后进行支架的变形观测,测点布置在底板和腹板的中间位置,支架预压荷载全部加载完成后,每隔6h测一次每个测点的变形值,最后两次观测沉降平均值之差小于2mm,即可终止预压,分级卸除预压荷载。
(4)模板施工
底面模板采用竹胶合板和方木,10×10cm方木作为竹胶合板的横向背楞,纵向中心距30cm,外侧模采用定型钢模板。对拉拉杆与外模背楞对应布置,外模与内模设3根Φ18精轧螺纹钢对拉拉杆,两侧外模在底板以下位置设Φ25精轧螺纹钢对穿拉杆,横隔板处梁顶之上设对拉拉杆,下口的精轧螺纹拉杆错开支座位置。内模采用竹胶合板拼装而成,在腹板内侧设拉杆外套PVC管以利于拉杆拆除,并设内支撑以固定内模,保证内模在混凝土浇筑过程中不变形移位。拉杆配100×100×20的钢钣垫片加固。在内模顶部预留活动块,作为浇筑底板混凝土的下料口。
模板安装顺序为:安装底模板→外侧模→内模板→端头板→外翼边板。成型后模板的强度、刚度和稳定性应满足设计规范要求。
(5)钢筋加工及安装
绑扎底板钢筋→腹板钢筋和安装竖向预应力筋→安装纵向预应力筋波纹管→绑扎顶板钢筋→安装横向预应力筋和波纹管。
按设计图纸在钢筋加工场加工钢筋,并进行编号,堆放整齐,加工好后吊车运至梁部,进行现场绑扎,钢筋搭接长度、钢筋间距等严格按照设计图纸及规范施工。钢筋在绑扎过程中,做好预应力管道和接触网基础等预埋件的埋设。如管道位置与钢筋骨架冲突时,应保证管道位置不变,可稍微移动钢筋。
(6)混凝土施工
0#块C50混凝土采用一台汽车泵对称浇筑,施工必须准备充分,确保成功,混凝土各种原材料准备充足,准备好备用设备,做到有备无患,混凝土质量稳定合格后方可开始施工连续梁混凝土,确保混凝土质量。混凝土浇筑过程中,模板工全程对支架模板进行检查,一旦有变形,立即停止浇筑混凝土,加固处理妥善后再继续浇筑。混凝土浇筑顺序为先底板部分,再浇筑腹板倒角部分,然后是浇筑腹板部分,最后是顶板部分。
梁部混凝土浇筑完成初凝后,应及时采取洒水覆盖等养护措施,防止混凝土产生裂纹。
(7)预应力筋张拉
纵向预应力和横向预应力钢束采用钢绞线,抗拉强度标准值为1860MPa,公称直径15.2mm,竖向预应力钢筋采用Φ25mm高强精轧螺纹钢筋,抗拉强度标准值830MPa。同一施工节段的预应力按纵向→竖向→横向的顺序张拉。
预应力张拉时梁体混凝土强度应满足张拉要求。
预应力采用两端张拉,先张拉腹板,后顶底板,从外向内左右对称进行。张拉预应力控制采用双控,即以压力表读数为主,以伸长值为校核。伸长值误差不得超过6%。钢绞线张拉程序按0→10%δK(持荷5min,测伸长量)→100%δK(持荷5min,测伸长量)→补拉至δK(测伸长量)→锚固,锚固后外露部分长度不小于3cm,多余部分采用机械割除。 (8)孔道压浆
压浆采用真空压浆工艺,同根管道压浆应保证不间断。压浆顺序应先下后上,逐孔进行以防遗漏。压浆时,出浆口流出的浆液浓度与进浆浓度一致时,关闭出浆口,并且持压2分钟,然后关闭进浆口。
3.2 连续梁悬灌段施工
悬灌段采用三角形挂篮进行施工,挂篮预压同样采用堆沙袋,外模利用0#段外侧模,底模采用竹胶合板,内模板按设计尺寸用钢钣自行加工,用混凝土泵车输送混凝土,必须两端同时对称进行浇筑。
(1)施工工艺
挂篮安装→预压→绑扎钢筋→内模、堵头模→浇筑混凝土→养护→张拉→压浆→移挂篮至下一节段。
(2)挂篮结构
挂篮为三角形挂篮,三角形桁片下平杆由4[32c组成,其他杆件由2[32c普通热轧槽钢组成的方形截面杆件构成,前上横梁由2根I40b双拼焊接组成,底模前、后横梁由2根[28b槽钢拼接组成,底模纵梁为2[25b槽钢,后吊杆及前吊杆采用Φ32精轧螺纹钢。
(3)挂篮安装
1#段施工完成后,拼装三角形挂篮,安装模板平台。
(4)挂篮预压
为消除挂篮自身杆件连接的非弹性变形,检验挂篮的承载能力和安全可靠性,采用堆沙袋方式进行预压,检验挂篮是否安全可靠,消除挂篮各个部位杆件之间的变形,测得弹性变形值,根据数据绘制荷载-变形关系曲线,为梁体线形和高程控制提供重要参考数据。
(5)悬灌段施工工艺
预压卸载后开始进行钢筋绑扎、预应力管道定位应准确、牢固。同时在顶板不影响预应力张拉的位置设置卸料口,安装内模时,预留混凝土振捣窗口,混凝土浇筑至窗口高度时再将窗口用竹胶合板补齐,加固好后继续浇筑混凝土。为防止预应力管道内进浆堵管,浇筑混凝土时管道里插入硬塑料管。混凝土浇筑时,两悬臂段应同时对称浇筑,并确保两端最大不平衡重不超过设计允许值20t,混凝土初凝后立即采取晒水覆盖等措施进行养护,预应力钢筋张拉及压浆完毕后,挂篮将移至下一梁段位置进行施工,直到悬臂浇筑梁段施工完毕。
4 总结
本文从0#段支架施工和挂篮悬臂浇筑施工两个方面进行了施工工艺的介绍,通过现场施工实践得到了验证,该工艺是科学的,合理的,能满足安全生产的要求,可为类似工程施工提供参考。
参考文献
[1]TZ203-2008.客货共线铁路桥涵工程施工技术指南[M].北京:中国铁道出版社,2013.
[2]TZ324-2010.铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南[M].北京:中国铁道出版社,2010.
(作者单位:中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司)