津滨轻轨预应力连续箱梁快速施工技术

1、津滨轻轨预应力连续箱梁快速施工技术摘要:详细介绍津滨轻轨工程高架桥325m预应力连续箱梁支架法快速施工技术。通过试验梁制定了一套标准化作业程序,内容涵盖了地基处理、支架拼装及预压、模板制作安装、预应力筋张拉等整个施工过程。关键词:轻轨;连续箱梁;支架法;施工1工程概况津滨轻轨工程一期全长45.409km,全线高架桥总长近40km,基本梁型为现浇连续梁。其中,DK42+533DK42+758段高架桥,是全线的试验段,为全线的快速施工提供技术积累和支持。试验段处于滨海地区,为软土地基。该段桥梁均采用325m现浇预应力混凝土连续箱梁,为斜腹板单箱单室箱梁。顶板宽8.9m,底板宽4.6m,高1.5m,

2、顶板厚25cm,底板厚20cm,跨中标准腹板厚40cm。由于工期紧、任务重,为便于各联同时施工,加快施工进度,设计上梁型分为A型和B型,两种梁在梁序上间隔排列,先施工A型梁。为给后施工B型梁留出千斤顶的张拉空间,A型梁端横梁腹板之间的混凝土在B型梁张拉完毕后再浇筑。为了保证A型梁钢束张拉时腹板的稳定和强度,设横向联系钢筋或横梁钢筋部分不截断;在A型梁钢束张拉完毕后,为了满足B型梁千斤顶张拉的空间应切断部分钢筋,张拉完一束,再按施工规范要求把截断的钢筋焊接,然后再张拉另一束,依次张拉。B型梁张拉完毕后再浇筑A型梁未浇筑混凝土。A型、B型梁两端张拉槽口见图1。图1梁端预留张拉槽口2施工方案选择根据

3、该段所处地基情况,有2种模板支撑方案可供选择。(1)采用军用梁等梁式支架。由于该段所处地基为软土地基,采用此方案,把支墩支于承台上,可避免对地基的处理。(2)采用满堂支架。该段地表面有1.52m的回填碱土,在适当处理后可采用此方案。但是,由于A型梁端部张拉槽口混凝土在B型梁张拉前不能封闭,因此支座不能完全受力,需要有支架承受荷载。因此,若采用军用梁,则两边跨的军用梁便不能拆除直到梁端混凝土封闭;若采用满堂支架,则每联梁两端要留6m的支架用来支撑梁体。由于整个工程绝大部分为高架桥,需要大量支架和模板来周转,影响了施工进度。针对此问题,本工程采取了在A型梁端加临时支座的方案,即在支座外侧设置临时硫

4、磺砂浆支座,如图2所示。支座尺寸为300mm600mm250mm,支座里面预埋45cm长电阻丝,以便加热熔化硫磺砂浆,拆除临时支座。在梁底临时支座顶面对应位置预埋330mm610mm20mm钢板,为了保证梁体张拉时自由滑动,在梁底预埋钢板和临时支座之间垫聚氯乙烯四氟滑板。本试验段采用碗扣式满堂支架加临时支座的施工方案。图2A型梁端部临时支座示意(单位:mm)3施工方法标准化作业程序3.1地基处理搭立支架前将地面用推土机推平,用25t振动碾碾压6遍:先静压1遍,再弱碾1遍,强振2遍,随后弱振1遍、静压1遍。碾压范围为:纵向与同一联梁长度相同,宽度为支架垂直投影范围每边加宽2m。碾压后进行静载检测

5、,地基承载力达到216kPa,而全联混凝土量为386m3,重10049kN,加上支架、模板、施工人员及机具等荷载共计12059.1kN,承压面积150m2,则地基平均压应力为80.3kPa,小于地基承载力。承载力富余较多,能有效地控制地基的弹性变形。碾压时注意地面是否有反弹现象,有则换填灰土。地基平整时做成0.5%单面坡,在低的一侧挖排水沟,以利下雨时排水,避免雨水浸泡地基。3.2支架拼装如图3所示,采用碗扣式满堂支架,支架竖杆的行距90cm,列距在梁腹肋范围60cm,其他为90cm,横杆按高度每120cm布置。地面每排支架竖杆下铺设一层15cm15cm方木,碗扣件顶面铺设纵横2层15cm15

6、cm方木,方木之间用扒钉或螺杆连接成整体,调节顶部可调托支撑,以满足设计高程的要求。即总荷载的60%、100%和125%,预压前在支架下部方木和上部方木上分别设置沉降观测点,用于加载和卸载过程的观测。沉降稳定后进行逐级卸载。通过对预压过程中的沉降观测数据进行分析,得出支架跨中预抬高量,每跨按抛物线设置。3.4模板的设计与安装模板由底模、侧模、内膜和端模组成。底模采用硬质PVC板,规格为240cm120cm1.5cm,由于PVC板在夏日易受高温影响而变形,因此浇筑混凝土易在晚上进行。PVC板的优点是周转次数比竹胶板多,而且表面光洁度高。侧模采用定型钢模板,每节长3m,每跨加1节1m的调节钢模板。

7、内模采用木板拼装,表面覆以塑料膜。内模底面仅两侧1m范围内铺设模板,每跨1/4跨处设进人口,用于浇筑底板和张拉顶部预应力筋。安装模板时先安装底模,再安装侧模。绑扎完底板和腹板钢筋后整体吊装内模,内模用高强度等级混凝土支墩支撑于底模上。全部钢筋绑完后安装端模。3.5钢筋绑扎及波纹管固定本段预应力箱梁具有钢筋密、肋板薄、波纹管集中、管道并拢、作业难度大等特点,因此在施工中遵循“波纹管依靠钢筋,钢筋避让波纹管的原则。操作要点如下:普通钢筋绑扎成骨架后,根据预应力钢束的座标和曲线要素,在箍筋上测量划线,并点焊“井字形定位筋,穿入波纹管;波纹管应定位准确,线形顺畅,与普通钢筋有冲突的地方,可适当移动普通

8、钢筋的位置,波纹管与锚垫板应垂直;波纹管绑扎完后要加强保护,防碰撞、挤压变形,防电焊灼伤等;在各管道中间适当部位设置3个排气孔,排气孔与波纹管的连接处用胶带密封。3.6混凝土的浇筑混凝土浇筑一次进行,施工顺序为先浇筑底板混凝土,再浇筑腹板和顶板混凝土。图3碗扣式满堂支架示意3.3支架预压、设置预拱度考虑梁体自重、地基下沉及支架的变形等因素影响,对相同地质条件的地段第一联梁的支架进行预压,以取得梁体施工预拱度。预压前先安装底模,底模安装完成后,检查支架稳定和紧固情况,模板与下方垫木的贴紧情况和控制高程,符合要求后,可进行预压。采用沙袋对支架以每单跨为一个作业面对称加载预压,预压荷载根据施工过程荷

9、载增加规律分3级进行施混凝土采用泵车浇筑,其中底板通过进人口注入混凝土人工摊铺浇筑。采用斜向分段,水平分层,由低位向高位进行的方法浇筑。振捣采用插入式振捣棒,在肋板下部波纹管和钢筋较密的地方以及锚下部位,采用细棒密捣。混凝土浇筑过程中分工明确,要有专人检查、纠正预埋件的位置;要有专人检查模板、固定螺栓和支撑,如有异常情况,必须停止浇筑混凝土,抓紧处理。3.7预应力筋的张拉当梁体混凝土强度大于设计强度90%,且弹性模量达到100%时可进行预应力筋的张拉。其工艺流程为:施工准备设置张拉平台穿钢绞线束清理锚垫板及波纹管内杂物安装工具锚、千斤顶、工作锚张拉、记录测量数据回油、张拉结束检查断丝、滑丝情况

10、。其工作要点如下。(1)钢绞线切口必须平整,线头不散。编束时必须使纲绞线相互平行,不得交叉,沿长度方向每隔23m用铁丝捆扎一道,并给钢绞线编号。(2)张拉顺序为先张拉腹板钢束,再张拉顶板钢束。腹板钢束采用两端张拉,顶板钢束较短,采用一端张拉。(3)张拉时实行张拉力与伸长值双控。锚下张拉控制应力为1320MPa,以油表读数为主。伸长值用于校核,实际伸长值与理论伸长值相差控制在6%。(4)张拉时两端应对称同步进行,当到达张拉吨位后持荷5min,测量伸长值加以校核,在5min后如油压有下降,须补油到设计吨位的油压值。3.8压浆张拉完毕后,宜在3d内进行管道压浆,压浆采用C45水泥浆。孔道在压浆前用压

11、力水冲冼,以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道通畅。压浆时的压力为1.5MPa左右。水泥浆从调制到压入管道的间隔时间不得超过40min。压浆应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆时方可停止,此时要关闭注浆管闸阀,使孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。3.9拆模及落梁为了加快模板的周转,内模在混凝土强度达到设计强度的60%,侧模在达到混凝土设计强度的50%时可拆除。支架、底模在混凝土张拉及压浆完后,其强度能安全地承受其自重和外加施工荷载时拆除。拆除的顺序:先拆除每跨中间部分,然后由中间向两边(支座处)对称拆除,使箱梁逐渐受力。A型梁在梁端预留槽口混凝土浇筑完并达到一定强度后,可通电拆除临时支座。4结语设计方案充分考虑快