大型铁路客运站超长预应力梁施工工法(五跨纵梁全长109.1m)

大型铁路客站超长预应力梁施工工法XX集团有限公司2010年3月大型铁路客站超长预应力梁施工工法1、前言某大型铁路客站承轨层体系预应力梁，三跨纵梁全长67.1m，五跨纵梁全长109.1m，边梁高3m；中梁高1.15m；横梁长9.8m、高1.15m。边梁为异型截面有粘结预应力梁，梁总高3000mm，梁腹板厚度500mm。梁上翼缘宽度1000mm，下翼缘宽度1500mm边梁和中梁采用后张法施加预应力。所有预应力梁采用有粘结预应力施工工艺，后张法施工，两端张拉。锚端为凹入式，张拉完毕后用细石砼封闭。梁砼等级为C50；2、工法特点2.1、超长梁体系预应力施工质量较好，波纹管定位、钢绞线预留都得到预期结果。2.2、超长梁体系预应力张拉施工控制得到预期结果。2.3、超长梁体系挠度控制都得到预期结果。3、适用范围超长的预应力梁体系结构施工。4、工艺原理超长的预应力梁体系模板支设；绑扎钢筋、波纹管精确定位；大体积砼的施工；预应力张拉施工的控制。5、施工工艺流程及操作要点5.1、施工流程如下：支设梁底模→模板体系预压→梁钢筋绑扎→埋设波纹管、锚垫板以及预留灌浆孔→安装侧模及端模→钢绞线下料和穿索→混凝土浇筑(制作砼试块)→侧模及端模拆除→梁体混凝土养护（压砼试块）→预应力钢绞线的张拉→灌浆→封锚→挠度监测→拆除梁底模板。5.2、操作要点：5.2.15.2.1.模板支架采用碗扣式脚手架。面板采用18mm覆膜九夹板100×100木方（内楞）现场拼制，圆钢管48×3.5（外楞）支撑，采用可回收M16对拉螺栓进行加固。梁底采用100×100木方支撑。承重架采用碗扣式钢管脚手架，由扣件、立杆、横杆、支座组成，采用φ48×3.5钢管。面板采用18mm覆膜九夹板100×100木方（内楞）现场拼制，圆钢管48×3.5（外楞）支撑，采用可回收M16对拉螺栓进行加固。梁底采用100×100木方支撑。承重架采用碗扣式钢管脚手架，由立杆、横杆、顶托、底托组成，采用φ48×3.5钢管。模板体系参数如下：5.2.1.2、承轨层体系梁5.2.2采用土袋整齐码放。对模板体系进行预压。消除支撑体系的非可逆的变形（包括地基的下沉，杆件、木材的塑性变形，顶托和底托的滑丝）。正式施工梁体钢筋之前对模板体系进行不小于梁体自重120%的荷载预压，具体做法如下：采用沙袋堆载。选取3m长一段边梁预压，模板面铺设彩条布，堆载高度为3.2m即3*1.5*3.2m体量堆载。堆载时间为2天。卸载。卸载后，对底模进行监测。调整堆载后产生的变形。使其恢复至加载前情况。加载顺序为：0→50%→100%→120%→100%→50%→0。5.2.35.2.3.5.2.3.2、因梁超长，主筋按照桥规进行焊接，则无论是在后台加工，还是在现场加工均无法满足施工要求。则钢筋5.2.4、5.2.4.1、波纹管、锚垫板以及预留灌浆孔在梁底模及一侧侧模安装完毕、梁主筋及箍筋绑扎完毕后进行埋设，埋设5.2.4.2、根据设计确认的对预应力筋曲线进行定位，管道锚固端的封口应垂直于孔道中心线。用φ10（一级）钢筋作为支托，根据曲线图焊接在预应力梁箍筋上，为保证波纹管不移位，上面用U型筋反扣住波纹管，焊接在支托上固定，间距50cm，在管道转折控制点处定位钢筋应作加密处理，间距30cm5.2.4.1.3、为了达到便于运输、便于穿管的目的，波纹管6m作为一段进行连接。接头部位采用套管连接，套管长度不少于35cm5.2.5、5.2.5.1、侧模5.2.5.1.1、梁在面板之上采用钢模板。挡梁与边梁之间采用50mm5.2.5.1.5.2.5.25.2.5.2.15.2.5.2.2、将波纹管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位。安装过程中应逐根检查是否处于设计位置。5.2.65.2.6.1预应力筋的下料长度应考虑设计曲线长度、张拉端外伸预留长度、弹性回缩值、张拉设备、钢材品种和施工方法等因素，对采用夹片式锚具与穿心式千斤顶进行张拉的构件上的钢绞线，其下料长度L按下式计算：钢绞线下料长度=预应力曲线长度（至锚垫板外边）+工作锚板厚度×2+千斤顶厚度×2+千斤顶固定板厚度×2+工具锚板厚度×2+外露长度×2。5.2.6.2钢绞线穿索采用人工穿束的方式。钢绞线穿束时应编束号，并在钢绞线上标明。5.2.7、混凝土工程通过对材料、温度、浇筑过程进行控制，保证施工质量。使钢绞线周围局部压应力较大的混凝土振捣密实。防止该部位混凝土受压破坏。5.2.7.1、选用符合设计要求5.2.7.2、砼的浇筑5.2.7.2.1、混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。同时应特别注意：在振动的过程中禁止振动棒触碰波纹管。振捣棒应从波纹管两侧下棒，避免与波纹管直接接触，以防波纹管漏浆。对张拉端垫板后及波纹管周边的混凝土，应特别注意5.2.7.2.2、梁体砼浇筑采用连续浇筑、一次成型，灌筑时间不宜超过6h。施工时水平斜向分层，宜从跨中向两侧浇筑，层间间隔时间不能超过砼的初凝时间；或对先浇筑的砼采用缓凝措施，保证砼在最先浇筑的砼初凝前全部浇筑完毕。斜向分层位置不宜设于跨中及中支点附近，斜度宜不大于5°，水平分层厚度不得大于305.2.7.2.3、浇筑梁体混凝土时，应防止混凝土离析，混凝土下落距离不超过2m，若超过2m5.2.8、5.2.8.1、当梁体混凝土强度达到设计强度的50%，混凝土芯部与表层温度、表层温度与环境温度之差均不大于155.2.8.5.2.8.3、5.2.95.2.9.1、梁体混凝土养护时间不少于7d。当采用自然养护时，梁体表面应采用草袋或麻袋覆盖，并在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应能保持混凝土表面充分潮湿为度。当环境相对湿度小于60％时，自然养护不应少于28d；相对湿度在60％以上时，自然养护不应少于145.2.9.2、当环境温度低于55.2.15.2.10.1、当梁体砼强度达到80%时开始张拉。边梁张拉控制应力δcon＝0.67fptk＝1246.2N/mm2；中梁张拉控制应力δcon＝0.67fptk＝1246.2N/mm25.2.10.25.2.10.2.1张拉程序为：0→0.2（持荷1分钟）→0.6P（持荷1分钟）→1.0δcon（持荷两分钟）→锁定。5.2.10.2.2边梁的张拉顺序：N2--N3--N4--N5--N6--N7--N8--N1；中梁的张拉顺序：N1—N2；两边梁相对应位置钢绞线同时张拉，中梁相对应位钢绞线同时张拉。5.2.15.2.11.1、梁张拉完成后，宜在48h内进行管道压浆。压浆前管道内应清除杂物及积水。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于55.2.11.2、管道压浆水泥浆为：不低于M40微膨胀水泥浆，并掺入JH-MCI-2005A阻锈剂。预应力管道压浆应采用真空辅助压浆工艺；压浆泵应采用连续式；同一管道压浆应连续进行，一次完成。管道出浆口应装有三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。压浆前管道真空度应稳定在-0.06～-0.10MPa之间；浆体注满管道后，应在0.50～0.60MPa下持压2min同一管道压浆应连续进行，一次完成。5.2.15.2.12.1、张拉、灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋，预应力筋的外露长度不应小于30mm5.2.12.2、浇筑梁体封锚5.2.12.3、采用液态JH-MCI-2005A5.2.13、超长预应力梁在施工过程中，必须对预应力梁的跨中挠度进行监测，直至模板完全拆除后一周内为止。6、材料与设备6.1、主要材料序号名称工程量备注1钢筋296.8tHPB2352钢筋4683.36tHRB3353钢绞线482．1t￠15.24砼11797.46mC505纤维砼608.96mC406定型钢模板800㎡7木方1989m不可周转8覆膜九夹板530m不可周转9Φ1650T不可周转注：以上数据包含三跨、五跨联梁，具体工程量以现场实际完成量为准。6.2、主要设备序号设备名称规格型号数量备注1张拉千斤顶YCW250B4台2油泵ZB4-5004台3汽车泵2台4混凝土运输车HNT5260GPB8辆300m/h5电焊机BX1-300A5台6灌浆泵1台7手提式砂轮切割机1台8手提式搅拌机2台9葫芦4台7、质量控制7.1、梁的模板安装允许偏差应符合下表1的规定模板安装尺寸允许偏差表1序号项目允许偏差1模板总长±12底模板宽+5mm、03底模板中心线与设计位置偏差≤24桥面板中心线与设计位置偏差≤105腹板中心线与设计位置偏差≤106横隔板中心位置偏差≤57模板倾斜度偏差≤3‰8底模不平整度≤2mm9桥面板宽±110腹板厚度+10mm、011底板厚度+10mm12顶板厚度+10mm13横隔板厚度+10mm、7.2、梁的钢筋绑扎允许偏差应符合下表2的规定钢筋绑允许偏差表1序号项目允许偏差(mm)1桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查）≤152底板钢筋间距及位置偏差≤83箍筋间距及位置偏差≤154腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置）≤155混凝土保护层厚度与设计值偏差≤56其它钢筋偏移量≤207.3、梁体管道安装位置的允许偏差表3管道安装位置的允许偏差表3项次检查项目允许偏差(mm)检查方法1坐标梁长方向30用尺量梁高方向6梁宽方向62间距同排6用尺量7.4、梁外形尺寸允许偏差应符合表4的规定表4后张梁外形尺寸允许偏差序号项目允许偏差（mm）1梁全长±202梁跨度±203桥面宽度±104梁底宽±55梁高+10，-56腹板厚度+10，-57底板厚度+10,08顶板厚度+10,09桥面外侧偏离设计位置≤1010梁上拱±L/300011挡碴墙厚度±512表面垂直度每米高度内偏差313表面平整度每米长度内偏差≤514支座板每块板边缘高差≤115支座板螺栓孔中心位置偏差≤216支座中心线偏离设计位置≤317螺栓垂直梁底板18桥面上预留钢筋偏离设计位置≤1019接触网支柱预留钢筋偏离设计位置≤57.5、梁外观质量应符合表5的规定表5梁外观质量控制标准序号项目允许值(mm)1梁体腹板及底板底面垂直预应力方向的裂缝不允许桥面保护层、挡碴墙、横隔墙、边墙和封端等五处的裂缝≤0.22桥面板钢筋混凝土结构正常受力状态下的裂缝≤0.2施工荷载下的裂缝≤0.24预应力混凝土结构正常受力及施工荷载下裂缝不允许3蜂窝麻面深度长度≯5≯104硬伤掉角深度长度≯20≯305石子堆垒不允许8、安全措施8.1、施工前，由安质部根据本工程的技术特点进行安全技术交底和操作注意事项交底。让施工全体人员明确技术要求及操作注意事项，使全体施工人员树立牢固的安全意识，文明施工。加强现场安全生产管理，建立、健全安全生产责任制度，完善安全生产条件，确保安全生产。坚持安全第一、预防为主的方针。8.2、张拉时，千斤顶后面不准站人，也不得踩高压油管。8.3、锚具、夹具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。施工时在终张拉完后按设计文件要求对锚具进行防锈处理。8.4、各种加工设备必须有地线连接，设备电源必须有漏电保护装置，设备维修必须由专职人员进行，不得私自进行维修。8.5、现场设置消防设备：消火栓、铁锨、水桶、钩子、斧子等按规定配备；8.6、混凝土浇筑前，应对振动器进行试运转，振动器操作人员应穿胶靴。戴绝缘手套；振动器不能挂在钢筋上，失手不能接触电源开关。9、环保措施9.1、注浆封锚过程中，注意浆体的收集防止洒漏，影响环境。9.2、混凝土施工时的废弃物应及时清运，保持工完料尽场地清，保证现场的整洁、干净。9.3、认真执行工完料净场清制度，混凝土施工中的每一道工序完成以后，必须按要求对施工中造成的污染进行认真的清理，前后工序必须办理文明施工交接。9.4、施工现场设置吸烟区，不得在吸烟区以外吸烟。10、效益分析10.1、超长梁体系连接，经过专家组论证后采用满足200万次抗疲劳试验和型式检验的螺纹套筒，极大程度上，提高施工效率，节约成本，保证工期和质量，有较大的效果，该技术值得总结和推广。10.2、本工程三跨梁为67.1m,，五跨梁为109.1m，跨度大，预应力施工难度较大，本工程梁身挠度控制施工技术为保证大跨度梁结构安全有较大的作用。值得总结和推广。10.3、社会、经济效益10.3.1、上述重大技术突破保证了10.5.11.应用实例XX东客站位于XX市东郊地区，利用既有沙河堡站改扩建。基地北侧为成渝高