节段预制胶接简支箱梁预制关键技术分析

作者:未知

  摘要:近年来,高速铁路的建设发展迅猛,高架桥梁施工技术得到了长足的发展,但传统的悬臂连续梁、支架现浇连续梁对交通、周边环境影响大,随着节段拼装法在城市桥梁施工应用逐渐成熟,对交通及环境影响小,合适体外预应力,减小梁断面尺寸、提高材料使用效率等优点,节段拼装梁施工技术在高铁领域开始应用,但目前56m跨度胶接法节段拼装简支箱梁在国内高铁工程中应用非常少,是一个全新的课题,结合贵阳至南宁高速铁路澄江双线特大桥梁工程实例,具体分析预制方案选择、模板选择、线性控制、预埋件安装定位等关键技术,为高速铁路胶接法节段拼装梁施工积累宝贵经验。
  关键词:节段拼装梁;关键技术;短线法;长线法
  1 概述
  澄江双线特大桥梁节段拼装梁46跨,采用长短线结合法节段预制,总计预制箱梁节段598节。
  箱梁计算跨度55.4m,梁端距支座中心0.85m,梁全长57.1m。箱梁为单箱单室截面结构,箱梁顶板宽12.6m,底板宽6.7m,腹板厚度52cm,顶板厚度40cm,底板厚度35cm,翼缘板长度为2.95m,梁中心高为5.1m,共分13个节段,其中标准节段9个,长度4.8m,过渡节段2个,长度4.4m,2个段节段长2.3m。
  2 胶接法预制梁段关键技术
  2.1方案选择
  目前节段梁预制通常采用两种方法:短线法和长线法。
  短线法:将连续梁按“T”构形式划分为若干短节段,考虑混凝土收缩、徐变、预拱度等因素,将成桥整体坐标转换为预制工厂局部坐标后,在预制台座内以固定端模为基准,调整已生产相邻梁段(匹配梁段)的平面位置及标高,在预制台座的固定模板系统内逐榀匹配、流水预制箱梁节段。优点是占地面积小,预制较为集中,模板重复利用率高,缺点是对模板要求高,几何尺寸控制严格。
  长线法:是设置与跨长相当的预制台座,台座上的底模安装完毕后一般不再进行调整(或逐跨进行调整使其与预制线型一致),其线型即桥梁节段的预制线型,它考虑了桥梁设计线型和出于施工、自重、收缩徐变等因素而设置的预拱度。侧模随制作节段在台座两侧移动,浇注后一节段时前一节段的后端面作为后一节段的前端模,逐块地在台座上匹配预制桥梁节段。优点是节段的线型控制比较简单,缺点占地面积大、基础要求高、模板重复利用率低。
  综合分析两种方法优缺点后,本工程采用长短线结合方法进行梁段预制,两端1#段采用短线法预制,其余节段采用长线台座依次预制。浇筑时,除每跨梁段预制起始梁段(1#段)采用一端固定端模,一端活动端模进行浇筑外,其余梁段则采用一端为固定端模,另一端为已浇的前一梁段做匹配梁段进行浇注,确保了相邻梁段匹配接缝的拼接精度,当新浇梁段初步养生、拆模后,匹配梁段即运走存放,而把新浇梁段转移到该位置上作为新匹配梁段,完成下一箱梁梁段的预制,并依此循环完成整跨梁段的预制。
  2.2 模板选择
  与预制台座相匹配,箱梁梁段预制共投入四套模板系统进行施工,模板全部为钢模。模板系统配置了液压千斤顶与顶伸螺杆装置。模板系统包括底模、侧模、固定端模和内模。见图1、图2。
  2.3 箱梁预制施工测量
  地内每个长线台座共布置2个测量塔。两测量塔控制点间连线与其所控制的预制台座上的待浇梁段的中轴线相重合。测量时,一个塔作测量塔,另一塔作目标塔。
  首先以测量塔为基准在预制台座上建立施工测量控制基线及横纵向控制基准点(均设于固定端模上,并经常校核),然后在测量塔上的测量控制点采用全站仪、精密水准仪以及经鉴定的钢尺控制测量预制梁段端线、横纵轴线以及几何尺寸,每个预制梁段需要不断的调整和校正,精确控制预制梁段平面位置及高程。
  2.4鋼筋骨架的绑扎与入模
  2.4.1 钢筋骨架绑扎
  为了加快施工进度,梁段钢筋采取先绑扎成型、再整体吊装入模的施工工艺。钢筋绑扎在固定的钢筋绑扎台座上完成,钢筋绑扎时,在台座上定点放样绑扎,钢筋骨架的几何尺寸、钢筋型号、数量、规格、等级、间距及搭接长度及钢筋接头位置的布置均要满足设计及规范要求。
  2.4.2 钢筋骨架入模
  绑扎成型的钢筋骨架经验收合格后即可吊装,吊装由20吨龙门吊完成。为防止变形,钢筋骨架采用专用吊具多点平衡起吊。吊运前,调整各吊点吊绳使其受力均匀。钢筋骨架上的吊环用Φ16的圆钢弯制而成,吊环与钢筋骨架的主筋焊接。吊装时,保护好各种预埋管件不受损伤。入模时,检查各预应力管道的堵头塑料塞有无松动或掉落。
  钢筋骨架入模见图3。
  2.5预埋管件的安装、定位
  在钢筋绑扎的同时,进行所有预埋管件的埋设。主要包括:体内预应力波纹管(锚垫板)的埋设、预制梁段临时吊点预埋件、预制梁段临时预应力预埋件、墩顶梁段临时固结预埋件、其它附属设施预埋件及通气孔的埋设。
  波纹管安装时,要准确定位,管道要平顺,按设计给定的曲线要素安设,采用“#”字型钢筋定位,定位筋在直线段按0.5m的间距设置,曲线段按0.3m的间距设置。锚垫板要与管道中心线垂直。垫板与波纹管接头处用胶带严密包缠防止混凝土浇注时漏浆堵塞管道。为保证波纹管位置及对接口的准确,在固定端模上按波纹管设计位置钻孔,通过螺栓固定硬塑料塞的办法来精确控制波纹管口位置。匹配面处待浇梁段与匹配梁段相应波纹管用PP-R内衬管确保其连接顺直。
  预埋件埋设前,检查预埋件的尺寸、规格是否符合设计要求,焊缝质量是否满足其技术规范。安装时进行测量放样,确保位置准确。预埋件固定时要与钢筋骨架主筋可靠焊接。
  2.6 梁段转运和存放
  完成匹配任务且混凝土强度达到设计值后,先利用布置在底模上的千斤顶将其与新浇梁段分离,然后利用200T龙门吊吊运至整修台座整修,待整修完成后调运至存梁区。
  箱梁梁段分两层存放,单块箱梁梁段存放于相邻的两个堆存台座上,考虑到箱梁断面尺寸较小,为避免在堆存过程中产生过大的拉应力使箱梁损伤,支点采用条形支垫形式。梁段堆放时梁底应放置均布支承垫块,均布支承垫块可采用橡胶垫板或其他能使梁段堆放时匀布承重的材料。
  2.7梁段整修
  节段吊离至整修台座进行整修。修整主要针对混凝土表面的缺陷进行处理、清除梁段匹配面上的隔离剂、预应力管道堵塞处理、修补受损的剪力键。修补时应遵循宁小勿大的原则,若剪力键修补超过设计尺寸,在架设拼装时,会导致匹配面无法密贴,此项尤为注意。
  3 结语
  澄江双线特大桥节段拼装梁成功预制完成,使其预制方案选择、模板选择计、线形控制、预埋件安装定位等关键技术得到了科学的验证,通过施工过程中对质量控制要点的严格卡控,确保节段拼装梁优质高效的顺利完成,为后期高速铁路桥梁采用节段拼装胶接法施工积累了宝贵经验,有推广应用的价值。
  参考文献
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  (作者单位:中铁北京工程局集团第六工程有限公司)
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