某客运专线m梁制架施工技术

PAGE某客运专线16mT梁制架施工技术1.工程概况1.1主要工程数量由某某项目部承建的某客运专线XX标DK170+000~DK190+900内有6座中桥、3座小桥的上部结构为跨度16.0m后张法预应力混凝土简支T型梁。共计预制及架设16mT梁25孔（100片），数量较少，其设计刚度大，变形小。采用集中预制的施工方案，由某一处XX制梁场及三处XX站制梁场具体承担施工。梁体架设采用2台50T吊车装梁、2台100T平板车运梁，1台120T吊车架设的施工方案。16.0m后张法预应力混凝土简支T型梁制架施工已被局列为重点技术攻关项目。1.2主要工期节点某XX制梁场及XX站制梁场于2000年5月开始各项技术、生产准备工作;7月初灌筑了第1、2片梁的梁体混凝土;8月25日通过了由铁道建筑总公司主持组织的局级技术评审;9月16日完成全部100片梁的预制生产任务;9月20日顺利通过由铁道部质检中心组织的申请全国工业产品生产许可证评审;10月7日开始架梁;10月22日全部25孔梁架设完毕;至11月中旬完成横向预应力张拉及横向孔道压浆等后序工作。1.3主要技术参数由铁道部专业设计院设计的某客运专线跨度16.0m简支T型梁的主要技术参数如下：梁长16.5m，跨度16.0m，下翼缘宽度0.78m，上翼缘宽度2.0m，腹板厚度0.24m，梁高1.6m。每片内梁重54.37T，每片外梁重59.41T。2.预制及架设方案的选定2.1梁体预制梁体预制共有3种方案可供选择，即“分散预制”、“相对集中预制”、“集中预制”。为保证制梁质量稳定、满足规范和技术条件要求、创建标准化文明工地，经综合经济技术比选，决定采用集中预制的施工方案。经现场考察，将梁场设在XX村及XX站站房区范围内，共占地约60亩。此处地势较为平坦，场址至桥位处便道情况较好，可以满足运梁平车通过要求。2.2梁体架设经综合考虑运梁便道及桥位处施工场地情况决定采用2台50T吊车梁场装梁、100T平板车经施工便道运梁、桥位处1台120T吊车架梁的施工方案。3.梁体预制施工方案16mT梁预制施工工艺流程图见图1。3.1制梁场生产设施配置根据总体工期安排及“同一孔四片T梁混凝土灌筑时间间隔不超过6天”的要求，两个梁场各配置了如下生产设施：3.1.1工艺装备。制梁台座12个、侧模板2套（中、边梁各一套）、存梁台位32个、移梁滑道12套、聚四氟乙烯滑板2套等。3.1.2机具设备。JS500型备用拌合站一台、20T吊车1台、ZL40型装载机械1台、备用20KW发电机1台、5T卷扬机3台、50T顶梁千斤顶4台、200T张拉千斤顶2台、YBZ2×1.5/63型高压油泵2台、压浆设备1套、震捣设备若干等。制梁场平面布置详见图2，制梁台座结构详见图3，移梁滑道及存梁台座结构详见图4。3.2钢筋加工及绑扎3.2.1普通钢筋。钢筋应有制造厂家的质量证明书或试验报告单并经进场检验合格后方可使用。普通钢筋在现场钢筋加工场内统一弯制成型。其尺寸误差应满足设计及规范要求，在台座处绑扎成型。钢筋间距、位置、主筋焊接接头位置均应符合规范要求。钢筋保护层采用厂制塑料垫块。钢筋绑扎时在垫块上穿入铁丝，并与钢筋绑扎牢固。垫块视钢筋骨架呈梅花型布置，间距为80cm。普通钢筋绑扎过程中按设计要求将上支座板放置顶到位。施工过程中我们注意严格控制上支座板埋入梁体的深度及倾斜度，以确保架梁后下支座板水平受力。16mT梁预应力孔道经设计变更后采用波纹管成孔。纵向波纹管穿入前要进行仔细的外观检查，发现细小的孔洞应及时采取包缠胶布等处理措施。梁体骨架及定位网片钢筋绑扎、焊接牢固后，人工将波纹管穿入设计位置并确保其定位准确。纵向波纹管在任何方向的偏差在跨中4m范围内不得大于4mm，在其余部位不得大于6mm，横向波纹管采用专用的定位网装置进行定位，孔道偏差不大于2mm。3.3模板制造及支立3.3.1侧模的制造及安装3.3.1.1侧模板的加工。16mT梁侧模采用整体式钢模板，以两隔板之间为一个制作单元（隔板模板单独加工，以方便拆装）。面板采用6mm厚钢板制做，支撑桁架采用[8及[12槽钢焊制，拉杆设于底模下部及翼缘板上部。梁体成型后因施加纵向预应力及混凝土干缩、徐变等影响会产生纵向收缩，故在侧模加工时每端预留压缩量8mm（共计8mm×2=16mm），以确保成品梁的梁长符合技术条件要求。侧模板每侧于马蹄部位上部安装1.1KW附着式振动器，每侧上下呈梅花型布置，间距1.1m。3.3.1.2侧模板吊立。使用20T吊车配合进行侧模板吊立，吊立时使侧模板呈外倾状态，以免碰撞已绑扎好的普通钢筋骨架。侧模支立时先立中间侧模，检查钢筋笼及波纹管有无因碰撞而变形、变位，确认无问题后，立端侧模。调整丝杠高度、上口尺寸及侧模垂直度，最后上紧上拉杆、下拉杆。3.3.2底模的制造及安装3.3.2.1底模制造。底模由6mm厚钢板下焊接[8槽钢三根制成。底模板共分三节，其中两端两节端部开孔，以放入上支座板，上支座板下焊接6mm钢板厚承托装置，并通过螺栓调整上支座板倾斜度。底模板两端移梁滑道处设置长为50cm的活动段，与两端底模以螺栓连接。3.3.2.2底模拼装。底模板接缝间垫以橡胶条，防止漏浆，并通过橡胶条调整底模长度，预留梁体压缩量（同样为16mm），底模两侧槽钢外侧同样粘贴橡胶条，厚度为5mm（露出底模外3mm），侧模上紧后橡胶条压缩3mm，既保证了梁体底板宽度，又确保了底、侧模结合部位不漏浆。3.4梁体混凝土灌筑3.4.1原材料选用3.4.1.1水泥。选用经总指认证的河北唐山冀东水泥厂生产的“盾石”牌42.5R低碱普通硅酸盐水泥，进场水泥应附有产品合格检验单，并经进场检验合格后方可使用。备用水泥存放在梁场水泥库内，确保干燥通风，严防受潮。3.4.1.2碎石。采用锦州太平第二采石厂生产的石灰岩碎石，其母岩强度达135MPa。施工过程中按规定频率检测其针、片状颗粒含量、含泥量、泥块含量、坚固性及其它有害物质含量等指标，符合规范要求后方可使用。3.4.1.3砂。选用辽宁省义县九道岭出产的硬质中粗砂。使用过程中按规定检测其级配、含泥量等指标，确保符合规范要求。该砂场出产的砂及太平第二采石场出产的碎石经检测均具有碱硅活性，但在采用低碱水泥的情况下，经计算混凝土碱含量能够满足不大于3Kg/m3的要求，故可以采用。3.4.1.4水及外加剂。混凝土施工取用梁场地下水，经检验符合饮用水标准。混凝土中掺加某新型材料厂生产的HZ—1型高效缓凝减水剂。3.4.2混凝土拌合混凝土在跨阜锦公路特大桥JS750型拌合站拌合，用罐车运送至梁场。JS750型拌合站采用电子称自动计量。每次拌合混凝土前由试验室对粗、细骨料的含水量进行测定，并根据实测含水量签发施工配料单。HZ—1型高效缓凝减水剂为液态，也由拌合站自动加入。每盘混凝土的拌合时间自加水至搅拌完毕不得少于90秒。3.4.3混凝土灌筑混凝土运至灌筑地点后，由20T吊车垂直提升进行灌筑。梁体混凝土采用水平分层、连续灌筑的施工工艺。每层混凝土厚度原则上不超过30cm（腹板部位适当加厚至40cm）。梁体混凝土共分五层灌筑，具体的分层情况为：第一层灌至下翼缘斜坡中部;第二、三、四层灌筑至腹板与桥面板交接处以下10cm的位置，厚度基本平均分配;第五层将桥面板灌筑完毕。相邻两层混凝土灌筑间隔时间，以保证上层混凝土灌筑时下层混凝土不致初凝为原则，施工中一般掌握不超过40分钟。振捣：采用附着式振动器和插入式振动棒联合振捣工艺。梁体端部钢筋较为密集处用φ30mm小直径振动棒振捣，其余部位采用φ50mm振动棒振捣密实。振捣时间以混凝土不再下沉，表面泛浆，不出气泡为准。侧振的开动要与混凝土的入模长度向配合，每次开动20~30秒，每段开动2~3次。等混凝土灌到腹板及桥面板部分时，不再开侧振。桥面板采用插入式振动棒振捣密实。施工中我们注意选择混凝土的灌筑在白天进行，并注意控制每片梁混凝土灌筑时间尽量缩短，一般情况下3小时内灌筑完毕。混凝土灌过程中设专人对模板稳定、接缝漏浆、各种拉杆及连接部件进行检查。质检员跟班作业，观察混凝土灌筑情况，发现特殊情况即时处理。混凝土运送至施工现场后，在入模前先做坍落度试验，满足要求（140mm~160mm）后方可入模。对于每片梁都应做好混凝土灌筑日志，并按规范和技术文件要求制作试件。混凝土的养护：混凝土灌筑完毕并初凝后立即用湿麻袋片覆盖，并进行洒水养生，洒水次数以使混凝土表面保持湿润为准。拆模后立即用喷枪洒水养生，白天每1小时洒水一次，晚上每3小时洒水一次。在环境气温高、相对湿度小、水份蒸发快的情况下，加大养护频率。在空气相对湿度小于60%时，洒水养护不少于14天。3.5纵向预应力施工3.5.1锚具选用及预应力张拉设备校验3.5.1.1锚具选用。选用经总指认证的南京铁路锚具厂生产的AM15—6、AM15—7、AM15—4、AM15B—3等型号的锚具。锚具在使用之前要逐个检查，不能有裂纹、丝扣损伤等缺陷。按5%抽取进行硬度检验，锚具的硬度必须满足制造厂家质量保证书中有关部门技术参数的要求：锚环HRC=22~32，夹片HRC=57~63。3.5.1.2张拉设备校验张拉千斤顶选用开封宏业预应力工艺设备厂生产的YDC2000型穿心式千斤顶。高压油泵选用上述厂家生产的YBZ2×1.5/63型高压油泵。油压表选用沈阳胜利仪表厂生产的防震精密压力表，精度0.4级，最大量程60MPa，最小刻度0.5MPa。预应力张拉设备如油泵、油表、张拉千斤顶等必须处与良好的工作状态，以保证张拉应力控制准确。上述张拉设备定期进行校验。张拉千斤顶要进行摩阻测定，校验系数K≥1.05时不得用于张拉作业。油压表与千斤顶的匹配关系校验结果有效期为一个月，也不得超过200次张拉作业。工作油压表使用精度为0.25级的标准油压表进行校验。3.5.2孔道摩阻及锚头摩阻的测定在进行第一片梁的预应力筋张拉前我们按TBJ203—96（《铁路桥涵施工规范》）附录八进行了孔道摩阻及锚口摩阻的测定，并将测定结果报铁道部专业设计院。专院在审查了测定结果后认为可不对原设计张拉力做调整，维持原设计张拉力不变。3.5.3张拉工艺16mT梁预应力筋分两期张拉。具体的张拉工艺流程详见附图5。为防止梁体出现竖向裂纹，当梁体混凝土抗压强度R≥300MPa时，张拉一期预应力钢筋N2及N3，张拉应力为0.82бk。张拉完毕后即可移梁。当梁体混凝土抗压强度及弹性模量均达到设计强度的100%且龄期满足10天时可进行二期预应力筋张拉。具体的张拉顺序及张拉力见下表：张拉时间移出台座前张拉拉（R>3000）移出台座后张拉拉（R>5000）张拉顺序1212345钢束编号N2N3N1N2N3N4N5控制应力1116.0MMPa1357.8MMPa张拉力930.7444KN1321.1((或11322.4)KKN传力锚固时钢绞绞线应力（MPa）钢绞线伸长值（mm）钢绞线下料长度度（mm）每束钢绞线根数数每片梁钢绞线束束数每片梁钢绞线（7φ5）总长（m）每片梁钢绞线总总重（t）1052.2104~1100L+14007（或6）2（或3）566.170.623.5.3.1张拉程序：0——10%бk——做伸长值标记——100%бk——持荷5分钟并记录伸长值——回油锚固3.5.3.2张拉。采用两端同步张拉，张拉步骤如下：（1）锚具定位：首先检查锚垫板（预埋在梁体上的）与孔道轴线是否垂直，若有偏差应加楔形垫块点焊在垫板上。（2）将钢绞线依次穿入工作锚，注意勿使扭结。装入夹片，用套管将工作锚夹片打紧，夹片外露面应平齐。工作锚锚环外装入限位板。利用三角吊架将千斤顶吊升，人工辅助千斤顶就位，使钢绞线穿入千斤顶穿心孔。千斤顶后端应卡入限位板，前端穿入工具锚。工作锚和工具锚之间的钢绞线必须保持顺直、平行，严禁扭结。工具锚夹片同样应均匀打入、打紧，工具锚锚孔内涂退锚灵，以利退锚。（3）梁体两端同时张拉。启动马达，向张拉缸供油，注意控制工作锚、限位板、千斤顶和工具锚对中情况及工作锚和工具锚的夹片是否保持整齐。两端油泵应基本保持同步加压。张拉力至初应力б0时，在千斤顶尾端做好标记，作为测量伸长值L1的起点。（4）张拉：在初应力的基础上继续张拉。两端高压油泵应基本保持同步加压。当油压表达到张拉吨位后，关闭张拉缸油路，持荷5分钟，若油压稍有下降，需补油至设计张拉吨位的油压值。测量钢绞线伸长值，确认其满足设计要求、无滑丝及断丝现象后，千斤顶回油，夹片随预应力筋的跟进而自动锁定。回油锚固后测量预应力筋的回缩量。（5）在整个张拉及锚定过程中，均需填写张拉记录表，以备查核，千斤顶卸下后，在每根钢绞线上与锚圈等距离作标记，以备检查有无滑丝现象。3.5.3.3张拉完毕检查下列项目：（1）每端钢绞线的实际伸长量与理论伸长量误差不得超过±6％。（2）全梁断丝、滑丝总数最大不得超过钢丝总数的5‰，且一束内断丝不得超过1丝，也不得在同一侧。（3）张拉后的第二天须对已张拉完的钢绞线束逐一进行检查有无滑丝现象。3.5.3.4多余钢绞线的切割：在距锚环2~3cm处，用手动砂轮机将外露钢绞线切断。3.6移梁3.6.1待梁体一期预应力筋张拉完毕后，即可将梁移出台座。3.6.2移梁轨道及存梁台座等的布置详见图4。采用梁底垫聚四氟乙烯滑块的方法进行梁体滑移，钢轨轨头抹黄油，以进一步减小摩擦。聚四氟乙烯滑块与钢轨之间的摩擦系数为0.04~0.07（按0.1考虑）。则实际需要的牵引力为60×0.1=6T,故采用两台5T卷曲扬机即实现梁体的滑移。移梁的具体步骤为：在预留孔道内放入50T千斤顶，每端左右两侧两个千斤顶应左右对称放置，确保其合力中心线置于梁端重心线上，千斤顶之上垫以2cm厚钢板加石棉板，以防顶裂梁体混凝土。顶梁时边顶边垫，边落边撤保险支点，使梁的脱空距离保持在3cm以内，防止意外情况发生。顶梁时两端应交替进行，不能同起同落。在预留承轨槽内穿入P43短轨，并与其它钢轨用夹板连接固定。轨顶上铺聚四氟乙烯滑板，滑板上扣20号槽钢。槽钢长度约为2.9m，其末端垂直焊接75号角钢，以利固定斜撑方木。开动卷扬机移梁到位。移梁速度要慢，并且确保两台卷扬机的同步。再次用千斤顶顶升梁体，使梁底离滑道约5cm,在轨道外侧的存梁台座上垫以方木以支撑梁体。千斤顶回油，落梁至枕木顶并压实。3.6.3梁放好后，须用方木在梁两端两侧将梁顶牢，以防梁体倾覆。3.6.4梁体两端移梁轨道各处的间距应保持一致，道床碎石要充分捣固密实，防止在运梁时轨道下沉，发生事故。3.7压浆3.7.1机具设备选用济南中国航空工业总公司第六三七研究所生产的UB3C型灰浆泵及JW180灰浆拌合机。灰浆泵技术规格:灰浆输送量3m3/h;工作压力2.0MPa。配合AM锚具的压浆工具：在锚垫板上预留有压浆孔，压浆工具的联接管可拧在上面。3.7.2压浆用的水泥浆技术条件3.7.2.1水泥：采用河北冀东水泥厂生产的“盾石”牌低碱42.5R普通硅酸盐水泥。3.7.2.2水泥浆水灰比：水灰比选定为0.37。水泥浆拌制均匀后须经孔格2.5×2.5mm的滤网过滤后方可压入管道。3.7.2.3强度：符合设计要求，28天标准养护的水泥浆强度不低于35MPa。3.7.3压浆工艺3.7.3.1压浆前先将锚环周围及钢绞线间隙用水泥浆填塞，防止冒浆。3.7.3.2每个压浆孔道两端的进、出浆口应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝固。3.7.3.3水泥浆的拌合:先下水后下水泥,拌合时间不少于1分钟,灰浆过2.5×2.5mm筛后存放于储浆桶内。此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不能超过40分钟。3.7.3.4管道压浆采用“一次压注法”，即只从一端压入水泥浆，至另一端冒出浓水泥浆为止。3.7.3.5灰浆泵最高输浆压力以保证压入管道内的水泥浆密实为准，一般为0.6~0.7MPa,UB3C型灰浆泵的工作压力为2.0MPa，能够提供足够的压力确保水泥浆密实。压浆完毕后应有适当保压时间（一般不少于２小时），在按规定压浆完毕后试打开阀门，此时没有水泥浆反溢现象即可卸管。3.8封端灌筑封端混凝土之前，应先将锚垫板表面的灰浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，并对锚具进行防锈处理，同时检查有无漏压的孔道后，方可进行封端混凝土施工。首先绑扎钢筋，利用专用封端钢模板进行封端混凝土灌筑。封端混凝土采用无收缩混凝土。在混凝土中加入FN—M型膨胀剂（铝、硫型），此种膨胀剂采用内掺，即置换水泥用量的15%。封端混凝土强度不低于35MPa。4.梁体架设4.1总体架设方案经综合经济技术比选，决定采用2台50T吊车梁场装梁、100T平板车通过施工便道运梁、120T吊车现场架梁的总体施工方案。4.2便道及架梁场地的处理运梁平车通行要求便道宽度不小于5m，纵向坡度不大于10%。另外，尚要求便道较为坚实、平坦，无明显的局部凹凸不平处。为此，架梁前我们根据上述要求对便道进行了整修，对局部地段进行了减坡处理，确保了运梁平车的顺利通过。对于桥位处的沟渠，我们采用路基石方爆破地段清运出的碎石进行分层回填，分层厚度不大于60cm,并按K30≥190MPa/m控制回填质量。4.3梁体运输及架设为确保梁体在存放、运输、吊装过程中的稳定性和结构受力的合理性，必须确保存梁支点距梁端的纵向距离不大于3.1m，运输支点距离梁端的纵向距离不大于3.4m。为确保落梁位置准确，在梁体架设我们精确测放了支撑垫石的中心线、梁端线及下支座板轮廓线等，并将其在支撑垫石上用墨线标示。运梁平车开至桥位后，用120T吊车将梁体起吊，按标示位置落梁到位。4.4每孔4片梁架设完毕后，进行横向预应力张拉、压浆、封端。5．主要施工技术1.总体施工方案的选定采用集中预制、平车运梁、大吨位吊车现场架梁的总体施工方案具有便于施工质量控制及现场标准化管理、施工安全有保障等优点。2.通过设置固定的制梁台座、部分活动的移梁轨道及存梁台座的方式方便了制梁台座及模板的周转，较为理想地解决了场地狭小与既有工程量及工期的矛盾。3.在梁体预制施工过程中，我们通过理论分析及对已完工部分梁体的数据统计，较为准确地预留了梁体预施应力后的压缩量及底模反拱，使梁体的外形外观尺寸较好地符合了技术条件的要求，为顺利通过评审创造了条件。4.对采用大吨位吊车架梁的施工工艺进行了超前研究，提出了较为完善的质量控制措施，保证了施工质量。5.合理预留压缩量:预先合理估计梁体的压缩量