盖梁二次张拉移动框架式平台施工工法

盖梁二次张拉移动框架式平台施工工法随着我国国民经济的迅速发展，城际轨道交通网不断的完善，城市轨道交通主体多以高架桥形式穿越市郊区域，桥梁主体施工工艺多数为整体现浇，为避免预应力张拉使盖梁顶面受拉而发生破坏，设计要求主梁荷载加载完成后进行剩余钢束二次张拉。此时，门式墩支架已拆除，需搭设支架或平台进行张拉压浆及封锚作业。考虑搭设门式单墩落地支架高宽比不能满足要求，搭设周期长，易失稳且无空间。本文结合穗莞深城际项目工程实例，研发一种移动张拉平台，经现场实践证明，具有技术可行、安全可靠、可操作性强、制作成本低等优点，对类似工程具有较高的参考意义。在工程建设过程中，中交一公局厦门工程有限公司技术团队开展了科技攻关，研制一种新型盖梁二次张拉移动框架平台装置，由主梁支撑、横杆锁定、钢丝绳抱箍3处保险组合而成，实现快速锁定高空操作平台进行施工，降低盖梁二次张拉作业的风险。经过若干预应力盖梁二次张拉的工艺研究和工程实践，依托城市狭窄区域桥梁工程施工方法已成熟运用于本项目，取得了很好的效果，并总结提升后形成了本工法。同时依据本工法形成的1项实用新型专利“移动框架式张拉平台装置”（ZL2.0.1新型移动框架式结构依靠锚固系统构件与盖梁连接，不受场地限制研究国内外现有的现浇盖梁二次张拉平台，结合施工场地及盖梁结构形式，通过改进盖梁张拉平台，确保张拉作业不受墩高及场地限制，结构简单，安拆方便快捷，张拉过程中满足施工进度及安全要求。2.0.2设置锁定横杆和环形钢丝绳双重保险，结构受力明确，实现快速锁定锚固完成框架式张拉平台组装后将该装置吊装上桥，本工法研究设置锁定横杆和环形钢丝绳双重保险，结构受力明确，安全可靠，无需增加配重或在盖梁浇筑全预留锚固预埋件，能够快速提供锚固锁定设施。2.0.3封闭式操作平台，操作空间大、可操作性强，结构安全可靠通过张拉作业工艺特点，研发一种封闭式操作平台，该平台利用槽钢焊接形成底部平台骨架，方木和底平台模板铺设在平台骨架上，并在底平台模板上方设置底平台踢脚板，整个框架结构四周设置安全防护网组成封闭式操作平台系统，操作空间大，可操作性强，结构安全可靠。2.0.4工作面一次制作成型，流水组织顺畅移动框架式平台在盖梁二次张拉工作面一次制作成型，实现流水化施工，大大缩短提供工作面的时长，同时该装置制作成本低，可重复利用，节约了材料租赁费用和搭设支架人工费用，可将整个作业平台一次性安装到位，实现了在工作面之间转运工作量少，工作面搭接无间隔，流水组织顺畅，解决了高墩支架搭设高宽比较大，场地限制等问题，充分体现了该装置的安全性及经济实用性。此工法适用于桥梁工程墩高大于10m或场地地质条件差、城市狭窄区域、水上作业等场地限制的情况下，进行桥梁现浇盖梁二次张拉施工。在墩高大于10m或场地地质条件差、城市狭窄区域、水上作业等场地限制的情况下，根据现浇盖梁断面几何尺寸，现场场地情况，结合盖梁张拉工艺及结构特点，对张拉平台的可操作性、安全稳定性、经济实用性方面进行改进组装；移动框架式张拉平台框架加结构采用槽钢焊接组成骨架，整个平台体系由主梁、横梁、锚固、底平台四大系统组成。其中，横梁系统与槽钢组成的框架结构焊接，横梁系统与主梁之间利用三角斜杆进行焊接，交接位置采用加劲板补强加固，横梁与平台框架结构利用横梁连接系杆进行连接，横梁上方设置一根钢管方便张拉作业时悬挂千斤顶；锚固系统由锁定横杆、环形钢丝绳组成，锁定横杆与两侧主梁螺栓连接；利用槽钢焊接形成底部平台骨架，采用方木和底平台模板铺设在平台骨架上，并在底平台模板上方设置底平台踢脚板，整个框架结构四周设置安全防护网组成底平台系统；完成移动框架式平台组装后锁定横杆采用膨胀螺丝打入盖梁锚固，环形钢丝绳钢丝绳和手拉葫芦组合，钢丝绳穿过主梁端部环形钢丝绳预留孔后环绕盖梁横断面形成抱箍状态，环形钢丝绳端部与手拉葫芦连接，通过上紧手拉葫芦将主梁与盖梁固定，整个框架式平台与现浇盖梁锚固完成后吊装机具进行张拉作业。图4.1盖梁二次张拉正立面图图4.2移动框架式张拉平台正立面图材料加工检查焊接质量 横梁与主梁焊接作业机具吊装上桥5材料加工检查焊接质量 横梁与主梁焊接作业机具吊装上桥5.1工艺流程盖梁二次张拉移动框架式平台施工工艺流程如图5.1.1所示：结构设计结构设计框架结构组装框架结构与横梁焊接框架结构组装检查焊接质量检查焊接质量 锁定横杆与主梁连接 安装防护网组装底平台系统铺设方木、模板铺设方木、模板检查构件数量及尺寸 张拉平台吊装铺设方木、模板检查构件数量及尺寸 锁定横杆锚固 环形钢丝绳抱箍手拉葫芦锁紧现浇盖梁二次张拉作业图5.1.1盖梁二次张拉移动框架式平台施工工艺流程5.2操作要点5.2.1材料加工根据现浇盖梁断面几何尺寸，对主梁系统、锚固系统、横梁系统及底平台系统材料进行制作加工，主梁端部与两侧进行开孔，锚固系统中锁定横杆开孔，为整个框架平台与盖梁进行锚固连接预留；对加工过后的焊接质量、构件数量及结构尺寸进行检查验收，吊装前进行试吊，确保施工安全；在材料加工的同时检查锚固系统的环形钢丝绳、手拉葫芦是否符合国家标准及设计要求，张拉机具进行校顶试验校顶，确保施工前施工机具正常运行。图5.2.1移动框架式张拉平台加工5.2.2框架结构与横梁焊接横梁系统采用[10槽钢与框架结构焊接，2根横梁间距为1.2m，根据平台尺寸将框架构件进行焊接组装，框架结构由1.0×1.2m[10槽钢焊接组成，如图5.2.2-1所示；将框架构件与横梁连接，横梁与平台框架结构利用∟5角铁进行三角焊接加固，作为整个框架平台主要承重部分，横梁上方设置一根φ80mm钢管方便张拉作业时悬挂千斤顶，如图5.2.2-2所示。图5.2.2-1框架结构组成结构图图5.2.2-2横梁系统组成结构图5.2.3横梁与主梁焊接主梁体系由2根槽钢[20组成，长度3m-4m，主梁之间间距为3.m-3.5m，两侧打φ40mm预留孔，间距1.5m，利用φ18mm膨胀螺丝进行固定，起到横梁受力过程中的横向限位作用，如图5.2.3-1所示，端部利用气割焊切割30mm预留孔与锚固系统进行连接；在横梁系统与主梁之间利用[10槽钢斜杆进行焊接，同时在横梁与主梁交接位置采用300mm×300mm×20mm加劲板满焊补强加固，如图5.2.3-2所示。图5.2.3-1主梁系统螺栓固定图5.2.3-2横梁系统与主梁连接5.2.4锁定横杆与主梁连接框架式张拉平台锚固系统由锁定横杆、环形钢丝绳组成，其中锁定横杆采用[10槽钢，锁定横杆与两侧主梁螺栓连接，共设3根，每根间距为1.5m，如图5.2.4-1所示，图5.2.4-1横杆与主梁螺栓连接5.2.5组装底平台系统整个移动框架式张拉平台组装完成后，利用1.0×1.2m[10槽钢焊接形成底部平台骨架，采用100×100mm方木条和1200×3500×18mm底平台模板铺设在平台骨架上，并在底平台模板上方设置底平台踢脚板，整个框架结构四周设置安全防护网组成底平台系统。图5.2.5-1底平台系统结构图图5.2.5-2底平台上进行张拉作业5.2.6张拉平台吊装移动框架式张拉平台组装完成后再次检查各个构件焊接质量、构配件数量及复测平台几何尺寸是否满足盖梁断面尺寸，张拉平台吊装前进行试吊，吊装施工范围内做好警戒线，对周边车辆、人员进行疏导，吊车配合将框架式张拉平台吊装至盖梁张拉作业面标高。5.2.7锁定横杆锚固、环形钢丝绳抱箍完成移动框架式平台组装后检查组装焊接质量，构配件数量及尺寸，验收合格后吊装至盖梁张拉平面标高，锁定横杆采用18mm膨胀螺丝打入盖梁锚固，如图5.2.7-1所示；环形钢丝绳由φ15钢丝绳和2t手拉葫芦组合，其中钢丝绳穿过主梁端部30mm环形钢丝绳预留孔后环绕盖梁横断面形成抱箍状态，环形钢丝绳端部与手拉葫芦连接，通过上紧手拉葫芦将主梁与盖梁固定，如图5.2.7-2所示，整个框架式平台与现浇盖梁锚固完成后吊装机具进行张拉作业。图5.2.7-1手拉葫芦锁定环形钢丝绳图5.2.7-2钢丝绳与盖梁形成抱箍5.2.8现浇盖梁二次张拉作业1、张拉前准备工作（1）提前检查张拉机具运行状态，施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，并定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，作为张拉时的依据，千斤顶、油表在使用前进行标定,否则不得使用。（2）清理张拉管道杂物及积水，检查钢绞线是否锈蚀，对锈蚀严重的进行更换.（3）计算各阶段张拉应力值及油表读数，仔细检查锚垫板后是否密实，对有孔洞现象的进行补强处理后再进行张拉作业。（4）检查梁体混凝土实际强度、弹性模量是否达到设计和龄期要求。2、安装千斤顶（1）安装千斤顶时应使之与管道中心线相重合，并将锚垫板周围的混凝土凿去，使千斤顶与锚垫板接触紧密。（2）安装工具锚要求对中准确。钢绞线在工具锚与工作锚之间顺直无扭结.（3）千斤顶、油泵、压力表应对号入座，千万不能换位安装，以免造成张拉错误。认真操作，准确控制油表读数，张拉力值以油表读数为准。3、预应力张拉初调：梁体两端同时张拉，千斤顶充油到达初调应力时(一般为20%的σk)，测量千斤顶油缸伸长值，作为测钢绞线伸长量的起点。张拉：在初始拉力的基础上，两端分别张拉到15MPa，停3秒，对称张拉，在张拉过程中，两端通过对讲机听统一指挥，保持油压上升速度基本相等，同达到控制张拉力，终张时保压5min，当确认张拉力（以油压表为准）、伸长量符合要求且达到持荷时间后，千斤顶回油锚固。图5.2.8-1张拉数据核对验算5.2.9现浇盖梁压浆作业（1）清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆孔道畅通，确保浆体能顺利灌入。（2）确定孔道的抽真空端及灌浆端。安装各引出管、球阀及接头，并检查其功能确保正常用。（3）启动电机使搅拌机运转，然后加水，再缓慢均匀地加入水泥，拌合时间不少于1min；然后将调好的水泥浆放入压浆罐，压浆罐水泥浆进口处设3×3mm过滤网，以防杂物堵管。（4）启动真空泵，使真空度达到-0.06MPa～-0.1MPa，并保持稳定。（5）启动灌浆泵，待输出的浆体浓度达到所要求的浓度时，将灌浆管接到灌浆端的引出管上开始灌浆，压浆按先下后上的顺序，由一端向另一端压送水泥浆。（6）灌浆继续工作，并且在0.5～0.6MPa的压力下持压2min。（7）关闭灌浆泵及灌浆阀门，完成灌浆，将外接管路、附件进行拆卸，并清洗空气滤清器及阀。（8）对当日完成灌浆后的设备必须进行清洗，防止水泥浆在设备内凝固。5.2.10梁端封锚作业（1）钢筋绑扎前凿除已浇筑混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，露出新鲜砼面积75%以上。（2）将带钩螺栓拧入锚垫板的螺孔内，且保证入孔3cm，再将封端钢筋网与之绑扎形成钢筋骨架；如原梁体纵向钢筋因影响张拉而缺失，需在施工前进行植筋，植筋直径及间距以设计为准，深度不小于15cm，以保证钢筋网的稳固。（3）封锚模板采用1cm竹胶板或定型钢模，模板应板面平整，支立稳固，拼缝严密，不漏浆。应注意立模时预应力筋的保护层厚度应符合设计要求。（4）混凝土浇筑前应清除模板内的杂物，先用水将混凝土面进行充分湿润；封锚混凝土可采用人工提料入模，需捣固密实，无蜂窝麻面，及时抹面压光，与梁端面的错台不超过2mm；混凝土浇筑过程应注意溢出浆液不得污染梁部混凝土面。（5）封锚混凝土需进行养护，养护结束后，在砼表面及时涂刷聚氨酯防水涂料，厚度为1.5mm，涂刷范围按图纸说明执行。5.3劳动组织结合现场施工情况合理组织施工资源，确保充分发挥人机效能，是提高施工质量及施工进度的重要因素之一，劳动力组织见表5.3.1。表5.3.1劳动组织表1234567‘材料及设备盖梁二次张拉移动框架式平台施工所涉及材料如下表：123456789盖梁二次张拉移动框架式平台施工所涉及设备如下表：1台12个53个44台45台16台17台28把27.1质量标准7.1.17.1.1《高速铁路桥涵工程施工技术规程》Q/CR9603-2015；7.1.27.1.2《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10752-2018；7.1.37.1.3《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-20207.1.47.1.4《铁路混凝土工程施工技术规程》Q/CR9207-2017；7.1.57.1.5《钢结构设计标准》（GB50017-20177.2质量控制关键项目7.2.1张拉质量验收标准（1）张拉完24h后全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%，并不得位于同一侧，且一束内断丝不超过一丝。（2）张拉后每端钢绞线回缩量不大于6mm，工作锚夹片外露量2～3mm，工作锚夹片错牙量不超过1～2mm。（3）钢绞线及锚具因处理滑丝，断丝而留有明显刻痕或其它伤痕，要立即予以更换。（4）钢绞线割断长度为40～50mm。（5）理论伸长值与实测伸长值相差不应大于±6％。7.2.2张拉质量验收标准（1）张拉完24h后全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%，并不得位于同一侧，且一束内断丝不超过一丝。（2）张拉后每端钢绞线回缩量不大于6mm，工作锚夹片外露量2～3mm，工作锚夹片错牙量不超过1～2mm。（3）钢绞线及锚具因处理滑丝，断丝而留有明显刻痕或其它伤痕，要立即予以更换。（4）钢绞线割断长度为40～50mm。（5）理论伸长值与实测伸长值相差不应大于±6％。7.2质量保证措施7.3.1.框架式张拉平台加工（1）原材料进场进行验收检查，试验检测验证是否满足国家标准要求。（2）加工制作过程中测量平台几何尺寸，检查焊接质量及螺栓连接情况。（3）主梁和横梁组装焊接后检查设置加劲板，加劲板是否满焊。（4）整个框架结构焊接组装完成后检查各个构件数量，检查齐全后再进行吊装。7.3.2现浇盖梁预应力张拉（1）张拉前检查梁体混凝土实际强度、弹性模量是否达到设计和龄期要求。（2）千斤顶和压力表需配套校验合格，并且在标定周期内使用，在使用过程中如果出现异常现象或在设备检修后，应重新标定。（3）检查预应力锚具、夹片等有关检验资料是否齐备。（4）锚具支承板上的灰渣应预先清除，以防管道压浆时跑浆，检查各项设备是否正常，并测定有关数据。（5）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圈校正。在张拉过程中，锚具位置不得偏离锚垫板止口范围，确保管道与锚具同心。张拉前先将工作锚、夹片上好，打齐，之后安装限位板。（6）将钢绞线按顺序分别穿入工具锚的锚孔内，不得交错，人工推动千斤顶使千斤顶、限位板、工作锚连接在一起，并确保位置正确、同心不偏斜，之后将工具锚上的工具夹片用专用工具打紧。8.18.1框架式平台加工安全措施8.1.1作业人员按施工要求佩戴防护眼镜、手套等防护用品，经过培训合格后上岗作业。8.1.2安装、巡检、维修或拆除临时用电设备和线路，必须由电工完成，并应有人监护。8.1.3切割钢料时周边不得站人，切割机安装防护罩，作业人员佩戴防护镜。8.28.2框架式平台吊装安全措施8.2.1吊装前检查吊具及钢丝绳，钢丝绳经常涂抹黄油保养，发现发毛或断股时应立即进行更换。8.2.2移动框架式平台组装完成后吊装前先进行试吊，确保吊装施工安全。8.2.3吊装过程中安排专人进行交通疏导，起重臂下严禁站人，桥上指挥人员采用对讲机与操作司机进行沟通。8.2.4所有参加吊装的作业人员必须进行方案和安全技术交底，吊车司机必须持证上岗。8.2.5吊装现场负责人随时观察吊装情况，发现问题应立即停止作业，马上整改。8.38.3盖梁张拉作业安全措施（1）张拉作业前将框架式平台与盖梁进行锁定锚固，检查环形钢丝绳是否抱箍，手拉葫芦是否上紧。（2）张拉前，操作人员要确定联络信号，张拉两端应设便捷的通讯设备。（3）在张拉时千斤顶后面不准站人，也不得踩高压油管，制作防护挡板。（4）张拉操作中，若出现异常现象（如：油表振动剧烈，发生漏油，电机声音异常，发生断丝、滑丝等应立即停机进行检查。（5）张拉完后，应检查端部和其它部位是否有裂缝，并即时填写张拉记录表。8.48.4高空作业安全措施（1）作业人员在框架式平台上作业时，安全带高挂低用，戴好安全帽并系好帽带。（2）张拉结束后张拉平台上所有材料、工具均集中统一清理，禁止随意高空丢下，以防坠落伤及下方作业人员。（3）张拉作业框架平台投影范围外设置安全警戒线，并设置专人对人员及车辆进行疏导。9.0.1严格遵守国家有关环境保护的法规、标准规范、技术规程及地方有关环境保护的规定。9.0.2施工现场材料堆放整齐，严禁随意丢弃施工垃圾及废料，框架式张拉平台加工后留下的废料等垃圾应及时清理。9.0.3作业前应检查高压油泵与千斤顶之间的连接件，连接件必须完好、紧固，确认安全后方可作业，严禁油泵漏油污染环境。9.0.4孔道灌浆作业，喷嘴插入孔道后，喷嘴后面的胶皮垫圈必须紧压在孔口上，胶皮管与灰浆泵必须连接牢固，防止水泥浆液露出污染环境。在搭设支架平台前需对支架基础进行处理，耗时1d，盖梁2侧支架搭设耗时4d，张拉、压浆剂封锚等工序共4d，支架拆除1d，整个支架平台使用周期为10d。1662443244移动框架式平台制作组装耗时1d，张拉、压浆及封锚等工序共4d，框架式平台安拆需要1d，整个使用平台使用周期6d。1224244注：移动框架式平台可反复倒用，损耗较小，不计算成本。移动框架式平台张拉工艺于传统支架搭设平台张拉工艺相比，只需根据盖梁几何尺寸，按照设计要求制作组装，张拉作业前无需投入大量人工、材料提供作业平台，技术先进，装置安全可靠，同时解决了高墩支架搭设高宽比较大，场地限制等问题，充分体现了该装置的安全性及经济实用性，通过在广东穗莞深项目现浇盖梁二次张拉施工的实践，施工功效相比传统支架平台工艺提高1倍，在墩高大于10m，城市狭窄区域、水上作业等作业场地限制条件每个盖梁节约费用约5.2万元，经济效益明显，值得在同类项目中推广应用。11.111.1东江北干流特大桥11.1.1工程概况2017年6月，本工法应用于穗莞深城际轨道SZH-5B项目东江北干流特大桥港口大道段盖梁二次张拉施工，施工段主要集中在位于城市密集区，周边多为居民及商业高层，墩柱高度为15m，东江北干流特大桥现浇盖梁共6个，盖梁长度为21m～21.5m，宽2.8m，高2.8m，采用支架现浇法施工，盖梁第一次张拉采用现浇支架作为作业平台，二次张拉时现浇支架已拆除，由于墩高较高、城市道路车辆密集等场地限制，支架搭设无法提供盖梁张拉平台。图11.1.1-1东江北干流特大桥现浇盖梁二次张拉11.1.2施工情况现浇盖梁高度大于10m，支架搭设平台高宽比较大，高空作业分险较大，作业平台可操作性要求高，盖梁第一次张拉是在现浇盖梁浇筑后完成，作业平台由现浇盖梁支架提供，二次张拉在预制梁架桥机通过前完成张拉，工期紧张；需要快捷、安全可靠的操作平台进行张拉作业，通过采用项目研究自制的移动框架式张拉平台，标段内现浇盖梁二次张拉施工满足了施工进度要求，施工过程中作业平台安全可靠未发现任何安全隐患，解决了脚手架平台高宽比较大无法满，施工场地地质条件差、城市狭窄区域、水上作业等场地限制因素导致无法进行脚手架平台作业的问题；可将整个作业平台一次性安装到位，工作面之间转运工作量少，节省了盖梁张拉的工期，大大的加快了施工进度，工作面搭接无间隔，施工组织流畅。本工程盖梁二次张拉作业施工于2017年6月15日开工，2017年7月21日施工完成。11.1.3工程评价本工程采用了移动框架式张拉平台施工工艺，在场地限制、墩高等影响因素下，安全可靠、保质保量顺利的完成了现浇盖梁二次张拉作业，通过在广东穗莞深项目现浇盖梁二次张拉施工的实践，施工功效相比传统支架平台工艺提高1倍，在墩高大于10m，城市狭窄区域、水上作业等作业场地限制条件每个盖梁节约费用约5.2万元，共节约施工成本31.2万元，经济效益明显，赢得了业主的一致好评，值得在同类项目中推广应用。11.1.2工程概况2018年5月，本工法应用于穗莞深城际轨道SZH-5B项目新塘站特大桥港口大道段现浇盖梁二次张拉施工，施工段主要集中在位于城市密集区，周边多为居民及