简支箱梁预制施工.doc

2.1.1.1.1 64m简支箱梁预制施工本标段铁路63m简支箱梁梁体采用单箱、单室、等高度设计，梁高4.8m，梁顶宽4.9m，底宽3.4m，顶板厚46cm，腹板厚32cm，道碴槽高41cm，宽25cm。箱梁预制段长度共分为3.7m、4.6m两种，每跨箱梁采用奇数分块，跨中不设湿接缝，共分为13个梁段，12个湿接缝。节段长度除两端节段为3.7m外，其余节段长度均为4.6m，节段最重梁段控制在900KN以内，湿接缝长度均为0.6m，拼装后箱梁总长度为65.2m。2.1.1.1.1.1 节段预制场布置本标段63m简支箱梁预制梁段总量为130个，全部采用短线台座预制施工，节段箱梁预制场设在北岸大堤里侧的混凝土构件预制厂内,占地10000m2，预制场地按纵列式进行布置，含生产区、生活区、办公区、便道。场地共分为原材料及加工区、办公生活区、制梁区、存梁区、施工便道等。预制场设置4个制梁台座，26个双层存梁台座（4个端节段存梁台座、22个标准存梁台座、满足45天存梁期要求）。模板采用4套整体式钢模板，梁段采用200t大龙门吊移梁转运，另外设置两台10t桁车吊用来进行钢筋、模板吊装等作业。节段预制场布置见附表6-17-4 节段预制场总体布置图。节段预制场正常生产能力设计为：端梁段1段/3日，普通梁段1段/2.5日。单个梁段生产周期见表2.3.1。表2.3.1 单个节段生产周期表施工步骤所费时间备注合计底模清理2h78h梁段钢筋吊安2h橡胶棒安装2h外模板安装调整4h内摸板安装调整6h端模安装6h混凝土浇注4h混凝土养护48h拆除模板4h2.1.1.1.1.2 梁段预制施工方法及工艺节段预制施工工艺梁段预制采用短线法，施工工艺见图2.3.16梁段预制施工工艺流程图。清 理 台 座模板刷脱模剂安装外侧模和端模绑扎底板、腹板钢筋穿橡胶棒、芯棒安装内模绑扎顶板钢筋装顶板端模、挡碴槽模板检查测量各部尺寸浇筑梁段混凝土养护梁段成品检查梁段移入存梁场、凿毛焊定位网、预埋件钢筋下料弯制安装预埋件模板清理备 料试验确定配合比混凝土搅拌混凝土运输模 板 制 作图2.3.16 梁段预制施工工艺流程图 节段预制施工方法 施工准备在进行梁段生产以前，必须完成以下工作:场地准备:主要包括制梁场的“四通一平”、制梁场硬化、制、存梁台座施工等A. 施工前的准备工作。B. 材料准备：包括砂、石料、水泥、钢筋、梁体预埋件、橡胶棒等各种材料、物资、机具的准备。C. 设备进场:混凝土养护设备、模板和钢筋加工设备应全部到位。D. 设备安装:混凝土养护设备、桁车吊、大龙门吊、拔棒卷扬机的安装。E. 房屋准备:材料库、配电、发电机房等生产性房屋应首先建成。 模板体系箱梁模板由底模、外侧模、内模、端模及相互连接体系等组成，模板采用钢制模板。底模放在固定台座上，台座用钢架焊接而成。箱梁混凝土采用整体灌注，采用底振和侧振，并辅以插入式振捣器。因此地板设置成底部带空洞的形式，保证在底部可以安装振捣器。外侧模采用整体式大块钢模板，模板要有足够的强度、刚度能满足梁体轮廓尺寸和平整度的精度要求。顶部采用槽钢对拉固定，底部采用对拉螺栓将两扇外侧模定位，每侧腹板中间处还各有两根对拉螺栓与内模框架相联。内模采用整体式大块钢模板，支承在纵梁滑道上，可在纵梁滑道上移动。滑道立柱采用钢管搭立，底部与台座之间用混凝土连接固定，用丝杠调节内模高度或脱开内模，内模横向丝杠可解决内模横向支承及脱模问题。为保证梁体外形尺寸的精度，端模采用外包内、外、底模的方式，端模为一整体钢模，保证强度与刚度，端模上留有钢筋及橡胶棒预留孔。 钢筋绑扎和拼装模板制梁场设有自行式桁车吊，梁段钢筋可在台座上直接绑扎，底模上设置了定位措施。钢筋绑扎顺序:首先固定底模、外模和端模，调节底板、腹板及梁高等尺寸，外模垂直度、底模平整度达到要求。然后绑扎底板和腹板钢筋，焊好定位网片，穿入橡胶棒，滑入内模，正确固定连接合理。最后绑扎顶板及挡碴墙钢筋。（由于梁段摆放到架桥机上以后，梁段间距较小，因此在梁段两端凿毛后，湿接头的蹬筋、箍筋应预先挂在梁段端头并固定好。） 混凝土灌注箱梁混凝土采取整体式灌注。由于腹板高度较高，施工腹板时应在腹板上开天窗或采用导管输送混凝土，以免造成混凝土离析。混凝土灌注时应加强振捣，底、顶板保证四条、腹板一侧保证2条振捣棒同时运作。A. 混凝土拌合: 采取由拌和站统一供应。B. 混凝土运输: 混凝土用罐车运输到场后放入料斗内,用桁架吊提起料斗往待浇筑的模板里灌注。C. 混凝土振捣:底板、顶板、腹板混凝土采用插入式和附着式振捣器振捣。在混凝土振捣时根据实际情况控制振捣时间和振捣强度确保混凝土施工的内实外美。D. 混凝土养护:根据梁段预制工期及现场施工环境要求，梁体养护采用塑料薄膜覆盖和洒水养护。 预应力孔道成形预应力孔道采用抽拔橡胶棒成形。橡胶棒弹性韧性均较好，为增加其刚度在其中间环节穿入28钢筋芯棒。当混凝土强度达到48MPa时为抽拔橡胶棒最佳时间，抽拔太早孔道不光滑摩阻大、易坍孔，太晚则橡胶棒易损坏。抽拔棒采用卷扬机为动力，用特制夹头夹住橡胶棒头部。由于台座间距较小，考虑梁段预制顺序对抽拔橡胶棒的干扰和影响。 模板拆除待混凝土强度达设计要求后拆除内、外模，挡碴墙模板、箱梁下拐角等不承重部分模板可在此前拆除。内、外模拆除后及时拆除端模凿毛梁端。 梁段起吊移存当梁段强度达到可移梁强度后，用200t龙门吊吊具通过精轧螺纹钢和楔形垫块把梁段提起，将梁段移运至存梁区指定位置编号存放。2.1.1.1.2 63m铁路简支箱梁架设施工63m节段箱梁采用SX64/2200t节段拼装架桥机进行架设。下部结构施工完成后，在需架设桥墩之间搭设支架，利用履带吊或汽车吊配合拼装节段拼装架桥机。拼装完成后检测合格后，进行首孔节段箱梁的拼装架设。首孔节段箱梁由架桥机直接自地面的运梁台车提升就位，其余各跨的节段箱梁由运梁台车运至箱梁提升站，通过提升站提升至桥面运梁台车上，再运输节段至架桥机后部供梁、总体按照从0#墩N12#墩进行逐孔拼装架设。2.1.1.1.2.1 节段拼装架设施工工艺1 SX64/2200t节段拼装架桥机结构简介预制节段拼装法是利用架桥机拼装预制节段，墩顶原位张拉，采用先“化整为零”后“化零为整”的一种施工方法。SX642200t架桥机结构见图2.3.17、图2.3.18。图2.3.17 SX64/2200型节段拼装架桥机作业侧面图图2.3.18 SX64/2200型节段拼装架桥机作业俯视图SX64/2200型移动支架主结构全长130.4m，分为：主梁、导梁、后尾梁、前支腿、中支腿、后支腿、后支点小车、梁段悬吊体系、回转天车。主梁两两一组，每组由两片桁架（间距3m）通过平面联结系、断面联结系形成整体，组之间拉开5.8m距离（距离能满足预制节段从中间穿过），并在中支点、后尾梁、跨中设置断面联结系联结结形成整体；为了减轻前导梁，主梁向前导梁逐步过渡为两片桁架、变高度截面形式。桁架标准节段长4.8m，为了调节跨度，设置长2.4m和1.6米的畸零节间。桁架高度从主梁部分7.5m逐步过渡到6m、3m。 主梁主梁由四片主桁（包括弦杆、竖杆、腹杆）及平面联结系（包括横梁、横撑、隅撑、交叉斜杆）组成，是架桥机的承力构件，四片主桁间距依次为3m、5.8m（承受混凝土梁重量的部分）、3m。主梁全长60m、高7.5m、宽11.8m，标准节段长4.8m，为上下封口型闭合结构。 导梁导梁由四片主桁（包括弦杆、竖杆、腹杆）及平面联系（包括横梁、交叉斜杆）组成，导梁全长60m、高7.5m渐变到6m再到3m。导梁标准节段长4.8m。 后尾梁尾梁（节段安装到架桥机上的过渡结构）包括弦杆、竖杆、腹杆及平面联 系（包括横梁、交叉斜杆）组成，尾梁长11.2m、高7.5m。 支撑系统（前、中、后支腿）支撑体系是是将造桥机重量通过承重主梁传递到桥墩上的传力装置，根据位置不同，分为前、中、后支腿。 前支腿为一竖向可伸缩的铰接结构，是造桥机前移过孔时倒运中支腿的辅助设备。中支腿为一门型框架结构，其上方安装有下滑道，底部用精扎螺纹钢与桥墩墩顶锚固，造桥机纵移过孔时通过锚固在桥墩上的拉撑抵抗水平力。门型框架中支腿通过精扎螺纹钢锚固在桥墩上后支腿为一双悬臂钢箱梁，其上方安装有下滑道，下部支撑在已架设完成的混凝土梁上。 后支点小车 后支点小车采用轮轨式，高度为1.677m，轨距5.16m。 回转天车 回转天车是用于将运梁车上的预制节段转移至造桥机设定位置上的配套设备，可以完成梁段的起升、移运、回转、横移等功能。该天车走行部分采用变频调速技术，走行平稳，速度为010m/min无极调速；起升部分采用两台慢速卷扬机，起升速度为0.4m/min。回转装置采用大小齿轮啮合传动，旋转过程中梁段最外缘线速度控制在3m/min以内，保证梁段回转平稳；梁段横移由两套25t液压缸提供动力，横向调整范围为300mm。 悬吊系统 悬吊系统是该机的配套组成部分。该系统由悬吊纵梁、扁担梁、吊具、千斤顶、液压泵站组成。每个预制节段通过扁担梁上四根精轧螺纹钢(36)悬挂在造桥机主梁内的扁担纵梁上，用穿心千斤顶配合双坐标千斤顶可对预制节段进行三维调整，可以完成预制节段纵向、横向、竖向的控制和微调，使节段精确就位。 架桥机参数见表2.3.2。表2.3.2 SX64/2200型节段拼装架桥机参数表序号名称单位技术参数1型 号SX64/22002额定承载力t22003架设桥跨m单线32m5664m，双线32m64m4架设曲线桥半径m 15005容许工作纵坡156回转天车的纵移速度m/min重载04；空载0107横移速度m/min00.148回转天车起升速度m/min0.49主梁结构形式双主桁桁架型10外形尺寸m130.411.87.511整机重量t120012技术速度天/孔15-20 13配套运梁设备200t运梁车（轮胎式）2 架桥机施工步骤、施工工艺箱梁节段拼装架设施工顺序见图2.3.19 节段拼装架设施工步骤示意图；第一步：架桥机过孔到位后，支撑好架桥机的前、中、后腿，做好架梁前准备工作。注意：中支腿拉撑须拆除。第二步：运梁车将预制节段运输到架桥机尾部，用架桥机内回转天车继续运输到指定位置，通过回转天车升降、旋转，将预制节段悬吊在架桥机悬吊系统上。 注意：先安装两墩顶段，再安装架桥机前半部分预制节段，以便尽早合拢架桥机中部上断面联结系。 第三步：预制节段安装到位后，通过回转天车调整预制节段线形，穿预应力、绑扎湿接缝钢筋、立模、浇筑湿接缝混凝土；待达到设计要求后张拉预应力，完成本孔梁的架设。 注意：张拉预应力时应逐步放松吊杆。第四步：梁段架设完成后，在已成梁段上铺装钢轨并固定在混凝土梁面上。后支点小车自行到架桥机尾部，顶起架桥机，并临时支撑好移动支架尾部。 第五步：顶起中支腿，顶起高度不应超过100mm，横向挪开滚轮箱，并临时支垫架桥机。倒运后支腿到下一孔架设位置，千斤顶卸载将架桥机支撑在后支腿上。 第六步：倒运中支腿到前方墩并锚固。降低前支腿，将架桥机支撑在中支腿上。架桥机拖拉过孔到下一待架孔位。图2.3.19 节段拼装架设施工步骤示意图节段拼装施工工艺流程见图2.3.20 箱梁节段拼装施工工艺流程图。架桥机拖拉就位梁段调整就位穿钢绞线、连波纹管绑扎湿接缝钢筋立湿接缝模板拆 模养 生张 拉压 浆、封 端拖拉准备工作梁段装车运输梁段提升、吊入架桥机钢绞线下料模板清理、校正现场取样做试件拼装架桥机安装桥梁支座浇注湿接缝砼安装锚头、夹片安装走行装置图2.3.20 箱梁节段拼装施工工艺流程图2.1.1.1.2.2 组拼架桥机 组拼原则: 边拼边拖，必须保证其倾覆稳定系数大于1.5； 先拼杆件不妨碍后面杆件的拼装； 拼装时应尽快将主桁拼成闭合的三角形，形成稳定的体系，并尽快安装横联以保证支架钢梁结构的空间稳定； 主桁杆件的拼装，左右对称进行，以防偏载。 拼装前的准备工作 搭架架桥机拼装支架；在0#- N2#搭设架桥机拼装支架，拼装支架结构详见图2.3.21 架桥机拼装支架布置图。 在拼装支架上安装滚轮箱； 架桥机拼装 拼装导梁: 采用“搭积木”式的方法，先拼下弦杆及下平联，然后依次拼装腹杆、上弦杆和上平联。 拼装主梁: 按下弦杆腹杆上弦杆上平联下弦大节点外侧“牛腿”顺序拼装，主梁腹杆采取先在地上预拼成三角形，然后整体吊装的施工方法，节省拼装时间，提高了拼装速度。悬臂拼装一定长度后，桁架下挠增大，错孔严重，此时冲钉打不进孔眼，用千斤顶在支架下弦大节点处起顶，消除自重产生的下挠，待孔眼重合后，及时打入冲钉，上螺栓。拼至一定长度后，在架桥机尾部安装后支点小车，撤去下弦处的临时支撑，将架桥机往前拖拉，然后接拼。 拼装尾梁及回转天车。为了使各部分在拼装时互不干扰，采用的拼装顺序为：下弦杆下层腹杆中弦杆上层腹杆上弦杆轨道梁及钢轨上平联走行回转天车 绑挂安全网，铺设人行道步板。 架桥机检测、验收架桥机组拼完成后对其进行检测验收主要内容包括：合格试验（验证和设计文件参数的相符性），目测试验（目测检查应包括所有重要部分的规格和状态是否符合要求），载荷起升能力试验（吊装试验包括试吊试验静载试验动载试验）。图2.3.21 架桥机拼装支架布置图 架桥机拖拉根据架桥机的结构特点和滑行方式，采用两台慢速卷扬机和动滑轮组提供拖拉动力，拖拉架桥机前移。当建造完第一孔梁后，架桥机拖拉前移就位于下一孔跨。前移动力为卷扬机，以中支腿滚轮箱和后支点小车为滑道前移过墩。拖拉时应统一指挥。2.1.1.1.2.3 梁段的运输、吊装和调位 准备工作架桥机拖拉到位后，应马上开始各种测量及准备工作: 测量两桥墩间距离和高差，支承垫石位置及高度。 检查并复核桥墩的纵横向中心线。 检查支承垫石上锚栓孔位置及深度。 摆正支座位置。 检查回转天车、运梁平车的安全使用性能。 梁段移出存梁场地200t大龙门吊将梁段吊出直接放到运梁平车上。 梁段组拼顺序每一跨按照从前至后的顺序安装预制段。 梁段的吊装梁段运至桥下，首孔0#N1#节段箱梁由架桥机直接自地面的运梁台车提升就位，0#N1#孔箱梁拼装完成后，其余孔的梁段通过提升站提升至梁面台车上，由运梁台车运梁至架桥机尾部回转天车的下部，回转天车的下扁担梁与梁段上预埋孔洞用精轧螺纹钢连接即可起吊，将吊装至梁段安装位置。提升站结构详见图2.3.22 节段梁提升站布置图。 梁段的初步就位回转天车通过下降、旋转、纵移将节段预制箱梁按一定的顺序（梁段在架桥机上设计位置处）摆放悬挂在悬吊系统上。 梁段的精确就位精确就位是指梁段纵向、横向和竖向三个方向的调位。纵向和横向利用回转天车走行和横移油缸来调节，以线路的中心线为基准，即要求线路中心线和梁体中心线重合；图2.3.22 节段梁提升站布置图纵向两端的1#梁段支座锚栓对正支座预留孔，考虑预应力张拉后及后期徐变引起梁跨收缩，梁段在摆放时，纵向收缩量以设计梁图为准。竖向按二次抛物线设置反拱度。由于每一个梁段均悬吊在四根精扎螺纹钢上，并且每个悬吊点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整横向调整竖向调整纵向调整横向调整竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。2.1.1.1.2.4 湿接缝施工及预应力张拉、压浆 作业平台湿接缝外侧施工作业平采用型钢制作挂架，提供安全可靠的施工作业条件。平台挂架结构如图2.3.23所示。图2.3.23湿接缝型钢挂架作业平台 穿钢绞线、连波纹管为了提高穿钢绞线的效率,采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢铰线。即先用人工在各张拉孔道中穿上“引线”，再将一个孔道中所要穿放的全部钢绞线绑焊在引线周围而成为一整束，然后利用架桥机上的卷扬机将整束钢铰线通过引线牵引穿入各张拉孔道。穿钢绞线时，随时观察和调整预先插在孔道中的波纹管的位置，以避免钢绞线端部将波纹管拉坏。钢绞线穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出，联通孔道，两头用砂浆密封。然后检查所有波纹管有无损坏，如有马上更换。 梁段湿接缝施工 准备工作梁段在从存梁场地移至架桥机上之前，将梁段的湿接端凿毛，外伸钢筋理顺调直，各种构造筋放在所在位置，波纹管插入预留孔道。 钢筋的绑扎湿接缝钢筋绑扎按常规方法进行。由于箱梁腹板薄、钢筋密和波纹管多、湿接缝混凝土又采用振动棒配合振捣，为保证波纹管在施工中不被破坏，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，以增大振动空间。 支立模板考虑模板的安装方便和空间限制，采用钢木组合模板，底模、外侧模和内侧模均通过型钢用套有塑料管的双螺母对拉螺杆拉紧与梁体密贴，模板周边贴上薄海绵条，以防止漏浆。立模的顺序依次为底模、侧模和内模。底模由对拉杆拉伸，使其与梁底密帖；外侧模和内侧模用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。 灌注湿接缝混凝土由于所有的荷载均由架桥机承托，随着灌注的进行，支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当且随着混凝土的凝固将影响到整孔梁的线型。箱梁的湿接缝要对称灌注，依次从两端向中间进行。整孔梁所有湿接缝必须一次灌注完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，以免留下施工薄弱层。采用插入式振捣棒振捣，移动距离不宜大于振捣棒作用半径的1.5倍，且插入深度宜为50100mm，与侧模保持50100mm的距离。每一振点持续时间2030s，以混凝土不再沉没、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。 养生养生采用外包保温覆盖层，箱梁表面浇水，要将箱内底板灌水，深度为5-10cm。底板的两端部1.5cm内，用湿麻袋覆盖,预防底板混凝土开裂。养护结束后，要尽快进行洒水养护。此时洒水养护要特别注意：不能将自来水管对着某一点长时间冲水，而是要将自来水均匀洒水，且勤洒、薄洒，洒水范围为箱外、底板。 拆模湿接缝混凝土初凝以后，微拧内外模板之间的对拉螺栓，以免螺栓与混凝土凝固在一起而拔不出来。当混凝土强度达到70%设计强度后，开始拔出对拉螺栓，拆模顺序依次为外侧模、底模和内模。 预应力钢绞线张拉梁部设计为后张法预应力混凝土箱梁。张拉按设计要求进行张拉。 张拉设备的标定: 张拉设备在工地第一次使用前必须按初始预应力值、中间预应力调整值和设计预应力值进行标定，建立油压与张拉力关系图表。标定时对千斤顶、油泵和压力表配对编号，工地使用时按此编号组配。张拉设备按规范要求定期标定。 钢绞线下料: 根据孔道计算长度并考虑锚头高度、千斤顶支撑点至尾部工具锚间长度、工具锚外富余量，从成卷钢绞线中截取。钢绞线下料场地可在已成梁的梁顶上，也可在架桥机前导梁工作平台上。 预应力钢束的张拉采取两端对称同步张拉（有四台张拉千斤顶同时工作），以控制张拉力为主，伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序是：张拉初始应力（5%设计值）做标记第二次张拉吨位（50%设计值）设计值（100%设计值）测伸长量持荷五分钟回油至零。把三次的伸长值都记录下来，计算最终伸长量。 梁段支撑的调节箱梁在第一阶段预应力钢束张拉前，梁的全部重量多支点弹性支承在架桥机主梁上。每个梁段由四根精扎螺纹钢承受，用作高程的调整。当预应力钢束开始张拉后，随着张拉的进行部分自重将转为由梁体自身承受，同时架桥机承受的梁段重量将逐渐减轻，主梁反弹上托力发生变化。随着预应力钢束逐步张拉，箱梁自承能力越来越大，最后梁的重量由架桥机主梁承受转为箱梁承受。为防止上托力过大而顶裂梁体，在张拉过程中要及时调整悬吊精扎螺纹钢长度，以减少架桥机的上托力。 预应力孔道的压浆封端 压浆 当预应力钢束张拉后，对预应力孔道应及时进行压浆处理。压浆采用二次压浆工艺。按设计要求，压浆采用M50的纯水泥浆。水灰比不大于0.45。压浆具体步骤如下: A、注水清孔:清除孔内的遗杂物。注水时同时检查梁体是否有渗漏水现象，发现有渗漏水的部位应用砂浆堵漏。 B、 压浆:用压浆机将拌制好的水泥浆从梁的一端压向另一端。孔道两端均设有控制阀。当出浆端排出浓浆后，先把出浆端控制阀关死，压浆端继续压浆，当孔道内压力升到0.6MPa后，稳压3分钟，将压浆端控制阀关死。 C、补压浆:压浆机前移至原出浆端，检查出浆端的浆是否充满孔口。发现空隙的孔道应进行补压浆处理。 封端 在所有孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行清理，绑扎封端钢筋，立封端模板，灌注混凝土。