48米節(jié)段拼裝箱梁施工技術(shù)

中鐵二十一局集團(tuán)路橋工程有限公司 陜西 710065

摘要：節(jié)段拼裝箱梁對我單位來說是一種新接觸的橋梁上部施工技術(shù)，此避免了大型吊裝設(shè)備的投入，能避免大體積砼的澆筑，能減小施工強(qiáng)度，是一種比較成熟的施工技術(shù)。本文介紹節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)，為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：節(jié)段拼裝箱梁；施工技術(shù)

一、工程概況

甘泉洛河大橋為新建包頭至西安鐵路甘泉北車站的組成部分，位于陜西省延安市甘泉縣境內(nèi)，斜跨洛河，并行六線設(shè)計，其中上部結(jié)構(gòu)為六線48m箱梁。48米濕接縫箱梁共劃分9個梁段，兩種節(jié)段形式，其中兩端各一個長360cm梁段，中間7個長530cm梁段；濕接縫長均為60cm。

箱型簡支梁采用單箱單室截面、等高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁頂寬4.96m，梁底寬3.0m。箱梁頂板厚32.5cm，底板厚為32cm，腹板厚為35cm，支座處分別加厚至53.5cm，85cm，59cm。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）、鐵路等級：Ⅰ級。

（2）、設(shè)計速度：客車200km/h，貨車120km/h

（3）、正線數(shù)目：站場六線，線間距：5m、5.3m。

（4）、軌道類型：有碴軌道。

三、主要施工技術(shù)

1、預(yù)制場的建造

梁廠占地面積約5625m2（125×45m），共設(shè)6個制梁臺座，27個存梁臺座。配一臺120噸大門吊用于提梁及移梁。其中1、2臺座為1#梁段預(yù)制臺座，3-6號臺座為普通段預(yù)制臺座，。臺座1和2共用一套內(nèi)模和外模；臺座3、4和臺座5、6各自獨立使用一套模板。存梁臺座及制梁臺座，采用條形基礎(chǔ)下設(shè)擴(kuò)大基礎(chǔ)。

預(yù)制梁場范圍內(nèi)所有基礎(chǔ)用壓路機(jī)壓實，對于存梁及制梁臺座受力影響范圍內(nèi)地基需換填碎石并夯實。對于大門吊軌道基礎(chǔ)，地基需夯實，然后上鋪道碴和枕木及鋼軌。

整個預(yù)制廠地面用C15的混凝土硬化10cm，臺座基礎(chǔ)附近帶1%的橫坡，考慮整個場地的流水，匯水，排水。

2、梁段生產(chǎn)

單個標(biāo)準(zhǔn)梁段生產(chǎn)周期見下表

施工步驟所需時間備注合計

清理底模、端模2.5h 69h

底板腹板鋼筋10h

橡膠棒安裝3h

內(nèi)模板安裝調(diào)5h

外模板安裝調(diào)5h

頂板鋼筋綁扎6h

頂板端模5h

混凝土澆注5h

混凝土養(yǎng)護(hù)24h

拆除模板3.5h

3、梁段預(yù)制施工方案

3.1、預(yù)制梁段施工工藝（流程見圖1）

（1）、模板體系

箱梁模板由底模、外側(cè)模、內(nèi)模、端模及相互連接體系等組成，模板采用鋼制模板。

底模焊接在臺座預(yù)埋件上，臺座用C25砼澆注而成，80cm條形基礎(chǔ)加50cm擴(kuò)大基礎(chǔ)。由于底板擬采用直接灌注，插入式振搗棒可直接振搗，根據(jù)以往施工經(jīng)驗一般情況下無須設(shè)置底振，底板灌注完成后壓蓋木板防止反漿。

外側(cè)模采用整體式大塊鋼模板，模板要有足夠的強(qiáng)度、剛度能滿足梁體輪廓尺寸和平整度的精度要求。底部采用直徑32的螺紋鋼與底模對拉固定，在外模的下側(cè)各有兩個小千斤頂，起外模支撐和調(diào)節(jié)作用。

內(nèi)模采用整體式大塊鋼模板，支承在縱梁滑道上，可在縱梁滑道上移動。滑道立柱采用工字鋼組焊件，底部與臺座之間用混凝土連接固定，立柱上端與縱梁連接處設(shè)調(diào)節(jié)絲杠，用絲杠調(diào)節(jié)內(nèi)模高度或脫開內(nèi)模，內(nèi)模內(nèi)設(shè)內(nèi)模支撐桁架，配有調(diào)節(jié)絲杠可解決內(nèi)模支承、內(nèi)模的側(cè)面腹板旋轉(zhuǎn)及脫模問題。制梁時內(nèi)模拖拉至制梁位置，用立柱絲杠及內(nèi)模桁架絲杠調(diào)節(jié)好內(nèi)模線形，連接內(nèi)模與端模。脫摸時首先去除內(nèi)模與端模的連接，利用內(nèi)模桁架的收縮絲杠，收縮內(nèi)模腹板位置，內(nèi)模腹板收起后，利用立柱絲杠使內(nèi)膜與梁體完全脫離。利用內(nèi)模桁架上的走形輪，拖拉整個內(nèi)膜到下一個制梁臺座。

為保證梁體外形尺寸的精度，采用端模包側(cè)、內(nèi)模，底模包端模的方式，端模為一整體加強(qiáng)鋼模，保證強(qiáng)度與剛度，端模上留有鋼筋及橡膠棒預(yù)留孔。

（2）、鋼筋綁扎和拼裝模板

鋼筋綁扎順序：

首先固定底模、外模和端模，以及腹板鋼筋支撐腳手架，調(diào)節(jié)底板、腹板及梁高等尺寸，腹板角度、底模平整度達(dá)到要求。然后綁扎底板和腹板鋼筋，焊好定位網(wǎng)片，穿入橡膠棒，滑入內(nèi)模，正確固定連接合理。最后綁扎頂板及擋碴墻鋼筋。

由于梁段擺放到造橋機(jī)上以后，梁段間距較小，因此在梁段兩端鑿毛后，濕接頭的蹬筋、箍筋應(yīng)預(yù)先掛在梁段端頭并固定好。

（3）、混凝土灌注

箱梁混凝土采取底板─→腹板─→頂板的順序灌注。底板采用直接灌注、振搗容易。腹板采用兩側(cè)對稱分層灌注，混凝土灌注時應(yīng)加強(qiáng)振搗，底、頂板保證四條、腹板一側(cè)保證2條振搗棒同時運作。

①、混凝土振搗：底板、頂板、腹板混凝土采用插入式振搗器振搗，腹板外模上安裝附著式高頻振動器配合插入式振動器振搗。在混凝土振搗時根據(jù)實際情況控制振搗時間和振搗強(qiáng)度確?；炷潦┕さ膬?nèi)實外美。

②、混凝土養(yǎng)護(hù)：根據(jù)梁段預(yù)制工期及現(xiàn)場施工環(huán)境，梁體夏季采用塑料薄膜覆蓋灑水自然養(yǎng)護(hù)；梁體冬季養(yǎng)護(hù)采用蓬布和火爐養(yǎng)護(hù)。蓬布遮蓋聯(lián)成一個整體養(yǎng)護(hù)罩，頂部用重物壓住，四周用繩捆住固定。梁段內(nèi)生火爐，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，進(jìn)行薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。同時注意要用草袋或麻袋保溫。

3.2.1節(jié)段預(yù)制線形的控制

（1）、臺座基礎(chǔ)采用C25混凝土澆筑，80cm厚條形基礎(chǔ)加50cm擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底用碎石換填，底模板安裝調(diào)平后與基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋加工件焊接；

（2）、預(yù)制臺座底板平整度、臺座中心線在臺座安裝過程中利用水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀控制；

（3）、為了控制臺座的沉降量和非彈性變形，臺座地基及基礎(chǔ)必須堅實、整體連續(xù)，對地基的承載力考慮不大于0.15MPa，臺座周圍應(yīng)布置排水溝，防止臺座被水浸泡沉降；

（4）、對于臺座的沉降量進(jìn)行觀測，觀測基準(zhǔn)點設(shè)在4#墩臺上。

（5）、為保證箱型梁的外觀質(zhì)量、增加模板的倒用次數(shù)，內(nèi)外模板均采用鋼模板；

（6）、模板結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在承受新澆筑混凝土的重力、側(cè)壓力及施工中可能產(chǎn)生的各項荷載時，能保證梁體各部位設(shè)計形狀、尺寸和相互間位置正確。防止灌注和振搗混凝土?xí)r模板產(chǎn)生超過允許范圍的變形；設(shè)計時模板面板取8mm、主肋為16的工字鋼、輔肋用14的槽鋼。

（7）、模板設(shè)計考慮起吊能力，震動器安裝，拆裝方便等諸多因素；

（8）、制造鋼模時應(yīng)嚴(yán)格控制截面尺寸及長度、模板接縫平順，邊緣經(jīng)過洗邊處理，模面平整，轉(zhuǎn)角光滑，連接孔準(zhǔn)確；

（9）、制造時設(shè)置平臺，平臺置于堅實的基礎(chǔ)上，以保證在制造過程中不致于走樣，平臺面經(jīng)過仔細(xì)抄平，其誤差應(yīng)在2 mm以下；

（10）、焊接時，模板安裝要正直，以保證模板在焊接過程中不走樣。

（11）、模板面板間的接縫設(shè)計為4mm的子母口，密貼5mm的橡膠皮，法蘭板之間用螺栓連接，對其接口壓死膠皮，保證不漏漿。

4、架梁總體施工方案

4.1 架梁施工方案

甘泉洛河大橋位于甘泉北車站，為6線橋，線與線之間的間距為5.0m、5.3m，而48米跨度梁頂部寬度為4.96m，故相臨梁縫的橫向?qū)挾葍H4cm。由于造橋機(jī)前支腿立柱的外側(cè)寬度為5.7m，相臨梁架設(shè)時由于寬度不足導(dǎo)致造橋機(jī)無法前行。因此，48米箱梁架設(shè)總體思路如下：于第Ⅱ線搭設(shè)臨時墩，鋪通膺架，將每條線的梁段在此進(jìn)行拼裝，張拉完成后整孔橫移就位。

4.2 膺架法架梁施工

4.2.1膺架基礎(chǔ)的處理

膺架基礎(chǔ)地基采用蛙式打夯機(jī)壓實，使基底承載力達(dá)到200KP

以上。膺架基礎(chǔ)使用尺寸為4m×3m×0.8m混凝土塊，該混凝土塊可以多次重復(fù)使用。

4.2.2膺架的搭設(shè)

每孔梁下設(shè)置3個臨時支墩，第一和第三個臨時支墩直接設(shè)置在承臺上；第二個臨時支墩設(shè)置在梁跨跨中。臨時支墩豎向支撐為拼裝式鋼管，兩端的結(jié)構(gòu)形式為1（縱橋向）×4（橫橋向），跨中形式為2×4，鋼管柱之間采用聯(lián)結(jié)系連接為一整體。

圖1預(yù)制梁段工藝流程

4.2.3梁段的吊裝、運輸、和調(diào)位

梁場用120噸龍門吊按由小里程向大里程的順序，將梁段放于運梁車上，運梁車將梁段運到擺放的位置，用千斤頂脫空運梁車，運梁車退回梁場。用雙坐標(biāo)千斤頂對梁段進(jìn)行縱向和橫向精確就位，要求線路中心線和梁體中心線重合；兩端的一號梁段預(yù)埋螺栓對正支座預(yù)留孔，考慮預(yù)應(yīng)力張拉后及后期混凝土徐變引起梁體收縮，梁段在擺放時，縱向按設(shè)計預(yù)留收縮量。梁段間距按60cm間距布置；豎向按二次拋物線設(shè)置反拱度。

4.2.4穿鋼絞線、連波紋管

為了提高穿鋼絞線的效率，采用人工和機(jī)械牽引相結(jié)合的方式穿鋼鉸線。穿鋼絞線時，應(yīng)隨時觀察和調(diào)整預(yù)先插在濕接縫孔道中的波紋管的位置，以避免鋼絞線在穿過濕接縫時將波紋管拉壞。鋼絞線穿好后，將插在孔道內(nèi)的波紋管拉出，聯(lián)通孔道，檢查所有波紋管有無損壞，如有應(yīng)馬上更換。當(dāng)確定所有波紋管均完好無損后，將兩頭用砂漿密封。

4.2.5濕接縫施工

（1）準(zhǔn)備工作

梁段在從存梁場地移至支架上之前，將梁段的端面鑿毛，外伸鋼筋理順調(diào)直，各濕接縫用鋼筋掛在外伸鋼筋相應(yīng)位置處，波紋管插入預(yù)留孔道。

（2）鋼筋的綁扎

濕接縫鋼筋綁扎按常規(guī)方法進(jìn)行。由于箱梁腹板鋼筋密、波紋管多，濕接縫混凝土采用振動棒振搗，為保證波紋管在施工中不被破壞，要求梁段腹板接茬鋼筋要上下排列綁扎，以增大振動空間。

（3）立 模

考慮模板的安裝方便和空間限制，采用鋼木結(jié)合模板。模板周邊貼上薄海綿條，以防止漏漿。

立模的順序依次為底模、側(cè)模和內(nèi)模。底模、外側(cè)模和內(nèi)側(cè)模均用對拉螺桿拉緊與梁段密貼。

（4）灌注濕接縫混凝土

由于所有的荷載均由膺架承托，隨著灌注的進(jìn)行，縱向支架必將產(chǎn)生一定的撓度變形，如灌注次序不當(dāng)，隨著混凝土的凝固將影響到整孔梁的線型。箱梁的濕接縫要對稱灌注，依次從兩端向中間進(jìn)行。整孔梁所有濕接縫必須一次灌注完畢，中間不得停頓。每一個濕接縫的灌注順序依次為底板、兩側(cè)腹板和頂板，混凝土灌注也必須連續(xù)進(jìn)行，中間不得停頓，以免留下施工薄弱層。

（5）養(yǎng) 生

濕接縫混凝土養(yǎng)生采用自然灑水養(yǎng)生的辦法，冬季施工可采用梁內(nèi)生爐子，外邊包保溫被的辦法。

（6）拆 模

濕接縫混凝土初凝以后，微擰內(nèi)外模板之間的對拉螺栓，以免螺栓與混凝土凝固在一起而拔不出來。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%設(shè)計強(qiáng)度后，開始拔出對拉螺栓，拆模順序依次為外側(cè)模、底模和內(nèi)模。

（7）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉

梁部設(shè)計為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，張拉按設(shè)計要求進(jìn)行。

① 張拉設(shè)備的標(biāo)定：

張拉設(shè)備在工地第一次使用前必須按初始預(yù)應(yīng)力值、中間預(yù)應(yīng)力調(diào)整值和設(shè)計預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行標(biāo)定，建立油壓與張拉力關(guān)系圖表。標(biāo)定時對千斤頂、油泵和壓力表配對編號，工地使用時按此編號組配，并應(yīng)對張拉設(shè)備按規(guī)范要求定期標(biāo)定。

② 鋼絞線下料：

根據(jù)孔道計算長度并考慮錨頭高度、千斤頂支撐點至尾部工具錨間長度、工具錨外富余量，從成卷鋼絞線中截取。

③ 預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉：

采取左右兩側(cè)對稱同步張拉，以控制張拉力為主、伸長量為輔的雙控法進(jìn)行。張拉順序是；張拉初始應(yīng)力做標(biāo)記→張拉噸位→測量伸長量→持荷五分鐘→回油至零→錨固。

（8）預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿封端

① 當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后，對預(yù)應(yīng)力孔道應(yīng)及時進(jìn)行壓漿處理。按設(shè)計要求，孔道壓漿采用標(biāo)號不低于C50的純水泥漿。壓漿具體步驟如下：

a.注水清孔：清除孔內(nèi)的遺雜物。注水時同時檢查梁體是否有滲漏水現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有滲漏水的部位應(yīng)用砂漿堵漏。

b.壓漿：用UB3型壓漿機(jī)將拌制好的純水泥漿從梁的一端壓向另一端?？椎纼啥司O(shè)有控制閥，當(dāng)出漿端排出濃漿后，先把出漿端控制閥關(guān)死，壓漿端繼續(xù)壓漿，當(dāng)孔道內(nèi)壓力升到0.6MPa后，穩(wěn)壓3分鐘，將壓漿端控制閥關(guān)死。

c.補壓漿：壓漿機(jī)前移至原出漿端，檢查出漿端的漿是否充滿孔口。發(fā)現(xiàn)空隙的孔道應(yīng)進(jìn)行補壓漿處理。

② 封 端

在所有孔道壓漿完成之后，對箱梁端部進(jìn)行清理，綁扎封端鋼筋，立封端模板，灌注混凝土。

主要施工步驟及工藝要點見后圖（4.2）