武汉天兴洲大桥南岸铁路引桥客专线墩梁式简支梁施工

xxxx大桥南岸铁路引桥客专线墩梁式简支梁施工一、工程概况：xxxx大桥南岸铁路引桥客运专线共有简支梁80孔，其中除了用移动模架进行施工外，其余的都采用墩梁式支架现浇。简支箱梁属于单箱单室直腹板，等截面预应力混凝土结构，且分为32m、24m两种跨度，均属于大跨度桥梁。顶宽13.4m，底宽5.74m，梁高均为3m。顶板厚34.1cm，端部3m段加厚至65.1cm；底板厚30cm，端部3m段加厚至58.1cm；腹板厚从88cm变化到90.2cm。混凝土标号C50，混凝土方量分别为328.2m3、250m3，折合成重量为853.3T、650T。箱梁横截面图如下图所示：二、墩梁式现浇总体施工方案:墩梁式现浇梁施工采用就地搭设钢管、贝雷梁支架，整体绑扎钢筋，整体浇注混凝土的方法，其施工工艺主要流程如下：地基处理（钻孔桩）→搭设支架→全孔预压→安装底模和支座→绑扎底板、腹板钢筋（绑扎同时进行波纹管的安装和定位）→安装内模系→绑扎顶板钢筋→浇注梁体混凝土→张拉压浆→拆除模板和支架。2.1基础处理：为了保证支架所产生的沉降不影响箱梁整体质量，根据支架现浇的地质情况，墩梁式支架中间两排基础采用钻孔桩作为支承基础。钻孔桩采用直径为φ100cm，钻孔桩深度随各处的地质条件而定，且在桩顶9m范围内设计钢筋笼进行加强。桩顶伸入系梁10cm，钢筋笼伸入系梁长度为1m。且为C20水下混凝土，桩基一次灌注混凝土成型。然后在桩基础上施工一道系梁，将四根桩基连成一个整体。这样处理有利于同排四根桩基的均匀沉降，更有利于支架的稳定性。系梁施工：系梁设置为宽1.2高1m，系梁混凝土采用C20砼灌注，并在施工系梁的同时预埋φ20mm的L型定位连接螺栓和1.5cm厚的钢板，螺栓露出系梁顶8cm。其作用是通过预埋连接螺栓和钢板将立杆钢管和系梁之间很好的连接在一起，并且牢固。2.2搭设支架体系：梁部支架采用墩梁式支架。由于梁部跨度大（分别为32m、24m），32m跨度梁内采用4排支点，纵向排距分别为（9+10+9）m，中间两排为四根支桩，横向间距为（3+4+3）m，支柱采用直径为φ80cm，厚8mm的钢管，中间支承于钻孔桩上；端部两排同样采用四根支桩，横向为（3+4+3）m，两端支承于承台；24m跨度梁内采用3排支点，纵向排距分别为（10+10）m，中间一排支架为四根直径为φ80cm，厚8mm的钢管，横向间距为（3+4+3）m，支承在钻孔桩上，两端两排支柱采用四根直径不小于φ60cm，厚8mm的钢管直接支承在承台上，横向间距为（3+3+3）m。（具体图示见下图2-1、2、3）钢管支柱上采用砂箱进行微调梁部支架高度以及整个支架系统的落架工作，砂箱顶采用两根并焊的HN600*200工字钢作为横向分配梁。横向分配梁上纵向布置贝雷片作为纵梁，纵梁在中板处布置3排，腹板处布置5排，翼板两侧各布置2排。贝雷梁每排之间采用横向连接架进行连接成一个整体。贝雷梁上横向布设22a工字钢为分布梁，长度14m，间距为100cm，梁端3米范围内间距加密为75cm。纵向采用100*100mm方木，间距为30cm，方木间采用扒钉进行固定，连接成一整体。（具体图示见下图2-1、2、3）32m跨度墩梁式支架体系纵向布置图（2-1）箱梁外模由外模系（翼板、上倒角、腹板三部分组成为一大块定型钢模）、过度连接杆件和底座组成。下倒角处采用小型定型钢模，底板则采用竹夹板拼装而成。外模加固：在贝雷梁上的横向分配梁上预先焊接好一个安装外模的跑道槽和一腹板支撑钢墩，此钢墩除作为腹板的支撑外，还可以作为脱模用；在槽道中间再布置槽钢作为底座滑行的跑道。底座就直接安装在跑道上。底座安装好后。整个外模系就利用过度连接杆件直接架设在底座上，浇注完混凝土后脱模再经底座直接滑行至下一孔梁。但是为了增加外模系和底座的稳定性，在外模系和底座相接的位置设一螺旋千斤顶，顶在外模系和底座之间用以增加整个外模系的稳定、牢固。而其上腹板和翼板则通过过度杆件将力传导至下整体支架上。具体见外模设计的详细图解过度杆件以、螺旋千斤顶以及走行槽道布置图内模板体系边模采用大块定型钢模组装成型，内顶板采用竹夹板平铺成型，支撑体系与内边模系用纵向分配梁（［12槽钢）进行联系。内模加固采用可调支撑杆件和钢管（钢管直径φ48mm，壁厚3.5mm）进行内撑加固，支承体系立杆钢管支撑在与梁体混凝土同标号的预制混凝土（与梁体混凝土同标号）支墩上。每个断面布置立杆4根，其间距在跨中断面横向布置间距为（120+120+120）cm，端部横向布置间距为（80+120+80）cm。跨中断面纵向布置间距为100cm，其端部变截面纵向布置间距为50cm。水平支撑钢管间距为60cm，水平支撑两端支撑在侧模的纵向分配梁上。各立杆顶通过顶托用［10槽钢设置纵梁，纵梁上横向铺设10cm×10cm的方木，其间距设为50cm。在局部的地方根据需要可以加设钢管斜撑，以增加内支架的整体稳定性。下面为内模支撑的详细图解。内模系整体侧剖面图2.2.1细部处理：在搭设支架的过程中，我们需要特别注意支架体系的各个连接点。整个支架的安全性和稳定性取决于各个连接点的细部处理。其连接点主要体现在以下5个方面：钢管立柱与系梁的连接、钢管立柱间的纵横向连接、承台上钢管立柱与墩身间的连接、砂箱与钢管立柱、横向分配梁对应位置的处理。下面就以上四个方面对其细部处理做出说明。1、钢管立柱与系梁的连接：钢管立柱与系梁是通过预埋2cm厚带预留螺栓孔的钢板作为法兰盘用螺栓进行连接在一起的。并且在法兰盘上钢板与钢管立柱间焊接20cm×20cm的三角形钢勒来进行加固处理，法兰盘连接螺栓均加双螺帽加固。其中预埋螺栓采用直径φ20mm的圆钢加工制作，具体加工图见下图。预埋钢板尺寸采用1m×1m，厚1.5cm，预埋钢板下料的时候注意两块钢板一起下料，并一起开孔。以免在进行法兰盘的连接过程中由于误差而造成螺栓连接不上。在焊接三角勒的时候，一定要注意双面满焊，以确保连接牢固。2、钢管立柱间的纵横向连接：为了保证支架的整体稳定性，在立柱与立柱间应设置横向与纵向联接系，将各立柱连接成一整体。根据立柱（9m长钢管）的高度在位于立柱底6m位置设置一道联接系，联接系采用200槽钢连接。连接前先在立柱与槽钢连接位置加焊2cm厚的连接钢板。焊接位置与立柱钢管成竖向垂直焊接，纵横向连接槽钢再与连接钢板用钢销子连接固定。这就需要在焊接钢板和200槽钢上应先预留好连接孔。焊接钢板、200槽钢预留螺栓孔加工大样图以及立柱间的纵横向连接图见下图：200300600(642)2002003、承台上钢管立柱与墩身间的连接：在施工墩身的时候先精确放样，在对应的钢管位置先预埋好厚1.5cm的钢板。钢板后面焊接两根倒勾（Φ20的钢筋制作而成）锚固在墩身混凝土内。一排钢管间横向采用200的槽钢交叉焊接成一框架，然后纵向采用200的槽钢焊接在墩身预埋钢板上，并焊接牢固成一整体。4、砂箱与钢管立柱、横向分配梁对应位置的处理：此处理主要是针对钢管立柱上钢板和横向分配梁的悬臂翼缘板的薄弱位置进行处理加固。对于钢管立柱上钢板的悬臂翼缘板位置，采用焊接三角形钢板勒的方法对其位置进行加固；而对于横向分配梁的悬臂翼缘板位置则采用焊接100的槽钢进行加固处理。2.3全孔预压：为了检验地基的承载力及整个墩梁式支架的稳定性，必须对全孔实行预压，预压荷载按梁自重的1200%考虑。在墩梁式支架预压之前，技术人员应当仔细检查支架各部件的的刚度和挠度，以及各个细部的加固处理。待完全检查合格后，才进行预压工作。对于该支架系的预压工作，我们根据施工现场情况及梁体受力状况，整个堆载试验采用钢筋和沙袋两种材料进行模拟梁体荷载进行试验。堆载过程中采用吊车配合吊装，人工进行堆放；要注意的是在堆载过程中按照施工过程中混凝土浇筑顺序（由跨中至两端，先底板、再腹板、最后顶板的顺序）进行钢筋和沙袋的堆码。具体材料堆放位置图见下图。预压材料堆放位置图堆载总重量计算：本桥简支箱梁长32.6m，梁体砼总方量为328.2m3，梁体总重为853.3T，由于桥墩位置变形量非常小，基本可以忽略不计。所以扣除墩顶上的加载长度为29.6m，砼方量为283.41m3,重量为736.87T,考虑施工临时荷载系数为1.05，加内模重54/32.6T/m=1.656T/m,安全系数取1.2，则预压总荷载为915.8T。实际堆载在支架上的长度为29.6m，则模拟荷载重量见下图，截面1-1截面面积为9.10m2，长度为23.6m，截面2-2截面面积为11.04m2,长度为1.5m,截面3-3截面面积为12.89m2,长度为1.5m，荷载分布模拟梁体实际荷载。算准重量后，则按照混凝土浇注先后顺序将荷载分别堆载到位。堆载到位后，应当及时的进行沉降观测工作。加载时应在支架上方木处置观测点，观测期限为24h，并在搭设支架时应预先考虑支架系的沉降量。在全部重量预压上去后，应以天为单位对其进行沉降量观测。并设计好专用的沉降观测记录表，待沉降量数值趋于稳定时，方能进行卸载工作。在卸载完毕后，还应进行一次沉降观测。在整个堆载、卸载工作完毕后，应当将观测记录情况统一汇编成表进行沉降分析。算出弹性变形和非弹性变形，再根据这些数据分析预拱度。所谓的预拱度就是桥梁上部结构在自重作用下会产生一定的挠度，为了保证桥梁完工后尺寸准确，支架应预留一定的施工拱度，这个施工拱度就是预拱度。一般预拱度可设置成抛物线或圆曲线。设计图明示根据预拱度设置要求，预拱度=模架下挠值+静活载挠度/2（2.8）-含自重预应力上拱值（8.42）。只要计算出各个位置的弹性变形量即可计算出该处的预拱度。但是经过实践证明，墩梁式支架的预拱度设计值均在1cm左右，则均忽略不计。2.4安装底模和支座（不详述）2.5绑扎底板、腹板钢筋对用于箱梁的钢筋必须按要求采购，并按规定要求进行抗拉、抗弯、物理、化学分析等试验，钢筋混凝土箱梁的钢筋安装程序为：梁底板→梁腹板→梁顶板钢筋位置应准确，定位要牢固。钢筋混凝土底板的保护层应尽量采用塑料垫块，防止使用砂垫块而使底板出现麻面，斑块（因铺地板革地方发亮，露砂垫块的地方发暗形成斑块）。当个别钢筋的位置与其附近的钢筋发生冲突时，其定位的优先次序是：预应力筋→主要的普通受力筋→一般构造筋，或遵循：先精后细，先螺纹后圆钢的次序。2.6安装内模系（不详述）2.7绑扎顶板钢筋（不详述）2.8浇注梁体混凝土：现浇箱梁采用一次性浇注成型，所以在浇注梁部混凝土的时候，应当相当小心，否则就前功尽弃。特别在浇注底板和腹板混凝土的时候，要严格控制好混凝土的坍落度。否则很容易出现底板混凝土翻浆、底板混凝土不能流到预定的位置等问题。在浇注混凝土的时候还应当严格按照技术交底的要求，分部分层浇注。先底板后腹板最后顶板的顺序，并以不大于30cm的厚度进行分层浇注。这主要为了防止最后浇好的梁段出现分层、断层和施工缝明显等问题。在混凝土浇注过程中，应安排专人对内、外模进行仔细检查。特别对各支撑点的检查观测，若出现任何的松动、错位等现象，应立即停止混凝土的浇注。在捣固的过程中应当小心谨慎，捣固棒不能碰到内模、外模和波纹管。在梁体混凝土浇注完毕后，应注意混凝土的养生，特别在冬季和夏季的时候。对于夏季的梁部混凝土养生，由于夏季气温高水分蒸发很快应当及时的洒水湿润养生；对于冬季的梁部混凝土养生，由于冬季气温低混凝土的内外温差大应当保证混凝土的内外温差在规范范围内，采取升温覆盖等办法。2.9张拉压浆：现浇箱梁的张拉分两步：初张拉和终张拉。浇注完混凝土后，当混凝土达到60%的强度后进行初张拉。初张拉完后，可以拆卸内模和松开外模。等混凝土达到100%的强度后进行终张拉，也就是说梁体本身能承受自重和施工荷载，然后才能拆掉支架和底模。压浆采用真空压浆，在压浆前必须先检查整个孔道的封闭性能。检查封闭性