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        32m+48m+32m鐵路連續(xù)梁綜合施工技術(shù)

        2011-10-21 19:05:40李進(jìn)潮
        卷宗 2011年6期
        關(guān)鍵詞:國道梁體鋼絞線

        李進(jìn)潮

        摘要:太中銀鐵路SJS—I標(biāo)段跨307國道董家灣大理河特大橋鐵路連續(xù)梁,橋式布置為32m+48m+32m一聯(lián)三跨,在施工難度大、工期短、且跨越307國道公路、部分冬季施工等不利因素條件下,合理配置生產(chǎn)要素,優(yōu)化施工方案,成功解決了施工中存在的諸多難題。

        關(guān)鍵詞:48m跨度;鐵路連續(xù)梁;施工技術(shù)

        1 工程概況與特點(diǎn)

        1.1 工程概況

        董家灣大理河特大橋?yàn)樘秀y鐵路雙線橋梁,標(biāo)準(zhǔn)線間距4.4m,全長3986.49 m,中心里程為:DK277+699.135,位于3‰,6.5‰,7‰的坡道及R=4500 m的曲線及直線上。孔跨形式為99-32m預(yù)應(yīng)力砼梁+2+24m預(yù)應(yīng)力砼梁+4-32m預(yù)應(yīng)力砼梁+1×(32+48+32)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁+3-32m預(yù)應(yīng)力砼梁。該橋上跨307國道公路,與國道夾角約為45°。主橋上部結(jié)構(gòu)橫斷面形式采用單箱單室直腹板形式斷面的(32+48+32)m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁。

        1.2 主要構(gòu)造特點(diǎn)

        大跨度、低高度是鐵路預(yù)應(yīng)力砼橋梁追求的目標(biāo)之一,單箱單室直腹板形式連續(xù)梁是達(dá)到這一目標(biāo)的一種有效的手段。它可以增加通車凈空,減少拆遷與工程費(fèi)用,從而節(jié)約造價,這對城市道路尤為重要。與同跨度的鋼箱梁相比,則可以節(jié)省鋼材,減少噪音,減少維護(hù)費(fèi)用。

        該橋連續(xù)箱梁全長113.2m,梁高沿縱向按二次拋物線變化,中支點(diǎn)梁高3.5m,邊支點(diǎn)及跨中梁高2.5m,中跨跨中直線段長8.4m,邊跨直線段長12.8m。頂板厚度除梁端附近外均為35㎝;腹板厚度除梁端為60㎝,其余腹板厚度為48~70~90㎝;底板厚度由跨中的40㎝按二次拋物線變化至根部的60㎝。頂板寬度11.5m,底板寬度6.4m。

        連續(xù)梁設(shè)三向預(yù)應(yīng)力體系??v向預(yù)應(yīng)力束采用兩端張拉12-Φj15.2高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線,fpk=1860Mpa,Ey=1.95×105 Mpa,錨下張拉控制應(yīng)力σk =1302Mpa。橫向預(yù)應(yīng)力束采用單端交錯張拉4-Φj15.2高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線,fpk=1860Mpa,Ey=1.95×105 Mpa,錨下張拉控制應(yīng)力σk =1264.8Mpa。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ25mm預(yù)應(yīng)力砼用螺紋鋼筋,型號PSB830,fpk=830Mpa,錨下張拉控制力σk=698Mpa。

        2 施工總體方案

        2.1 施工中需要解決的主要技術(shù)難題

        在施工中主要遇到五個技術(shù)難題需要解決。

        1) 現(xiàn)澆連續(xù)梁指甲的安全穩(wěn)定與變形;

        2)現(xiàn)澆連續(xù)梁現(xiàn)澆砼立模與灌注;

        3) 現(xiàn)澆連續(xù)梁砼冬季防護(hù)與養(yǎng)生;

        4) 現(xiàn)澆連續(xù)梁合攏段防裂;

        5) 現(xiàn)澆連續(xù)梁分段張拉、整體張拉及體系轉(zhuǎn)換。

        2.2 施工總體方案

        全橋共分為3個施工階段,采用支架法現(xiàn)澆施工。第一階段澆筑完畢后,張拉對應(yīng)部位的預(yù)應(yīng)力,是該階段梁體在支架上具有簡支支撐條件,其余節(jié)段按順序施工,最后整體張拉,進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁。

        3 施工支架

        3.1 地基處理

        根據(jù)地質(zhì)勘探資料和現(xiàn)場實(shí)際勘查結(jié)果,對滿堂支架下的地基進(jìn)行了淺層置換處理,即將原地層的軟弱層挖除,換填塊石土,平均換填厚度為1.0m,分層夯填密實(shí),每層虛鋪厚度不大于40cm,采用重型壓路機(jī)碾壓密實(shí)。使用K30法進(jìn)行檢測,施工設(shè)計值為2.88Mpa/cm,實(shí)際檢測值為4.0Mpa/cm,完全滿足設(shè)計要求。

        3.2支架安裝

        根據(jù)該橋上跨307國道,并與國道斜效成為45°角(國道寬10 m,為雙向車道),且當(dāng)?shù)亟煌ㄖ鞴懿块T不同意封閉國道交通改道通行的現(xiàn)場實(shí)際情況,確定支架結(jié)構(gòu)感間的設(shè)計方案。最終確立方案為:臨時棧橋+滿堂鋼管支架的混合支架體系。臨時棧橋基本方案為:墩柱采用20根Φ63的鋼管加斜撐連接而成,每側(cè)墩柱上部采用2根40號工字鋼對焊連接,上部采用30根40號工字鋼對焊為矩形支撐臨時棧橋。墩柱基礎(chǔ)采用C30砼現(xiàn)澆而成。兩側(cè)采用滿堂碗扣腳手架方案:根據(jù)梁部結(jié)構(gòu)荷載的實(shí)際情況,經(jīng)過手工檢算計算,按60cm×60cm和按60cm×90cm兩種榀模數(shù)布置,立桿高度為60cm,剪刀撐采用普通鋼管,角度為45°,順橋和橫橋均按間隔三排布置。立桿根的可調(diào)鑄鋼底座支撐在厚度20cm的C30砼基礎(chǔ)上20cm×20cm的方木上。

        3.3 支架預(yù)壓

        按照連續(xù)梁梁體重量的120%預(yù)壓荷載,對混合支架進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓采用特制大砂袋預(yù)壓方案,每袋平均質(zhì)量為1.4~1.5t。布置砂袋時,先平鋪一層,第二、三層按照連續(xù)梁荷載分布的特點(diǎn)布置。支架變形的觀測采用精密水準(zhǔn)儀布點(diǎn)測設(shè)控制。每個梁段布設(shè)8~10個測點(diǎn),實(shí)測數(shù)據(jù)為:梁體C段支架預(yù)壓的最大變形量為10mm,其中非彈性變形為4mm,彈性變形為6mm;實(shí)際澆筑梁體時支架彈性變形量為4mm,完全滿足支架穩(wěn)定變形的要求。

        4 梁體砼施工

        4.1 施工支架上立模

        本橋連續(xù)箱梁斷面設(shè)計除變高段、變厚段外,還由于鐵路與公路斜交成45°角,支架上的箱梁為斜交正作,其墩柱支撐與箱梁也是斜交的,致使跨中撓度變化不均,難以控制。

        針對連續(xù)梁梁體現(xiàn)澆施工中“三變”的特點(diǎn),主要采用了以下三種方法進(jìn)行處理:

        1) 設(shè)計臨時棧橋和滿堂腳手架時,增加兩種支架的剛度,并盡量使兩種支架體系剛度相同,以便在同一荷載作用下,變形誤差盡可能減小。

        2) 支架預(yù)壓過程中,消除了非彈性變形,兩種支架的彈性變形誤差相差較小,在允許誤差范圍內(nèi)。

        3) 采用大塊定型鋼模板,拉桿直徑采用Φ20mm,適當(dāng)密排,間距為80~100cm,并采用10號角鋼制成三角形的邊支架進(jìn)行加固。

        4.2 砼澆筑

        梁體砼澆筑數(shù)量大,其中第一階段砼數(shù)量為500m3,而且梁體砼質(zhì)量要求高,做對砼生產(chǎn)、運(yùn)輸澆注設(shè)備、砼配合比要求較高,砼的運(yùn)輸時間也要盡量縮短,以確保砼的入模溫度。

        砼拌合采用苗家坪拌合站集中拌合,1h平均供應(yīng)量為50m3,為防止攪拌過程中出現(xiàn)故障,利用葉家坪拌合站作為備用拌合站。配合2臺砼輸送泵,8臺砼運(yùn)輸車,保證每段梁段的砼灌注時間為15~20h。

        腹板砼澆筑時按縱向斜向分層,水平分層的方法進(jìn)行。斜向分層長度控制在4m左右,水平分層厚度控制在30~50 cm之間。

        振搗過程中要特別注意錨墊板位置的砼必須密實(shí),同時還應(yīng)采取措施確保不破壞波紋管,不允許管道產(chǎn)生移位,以保證設(shè)計的張拉效果。

        4.3砼冬季施工措施

        1)根據(jù)施工工期安排,灌注連續(xù)梁砼時間恰好部分進(jìn)入冬季施工。砼拌制采用熱拌法。砼拌制用水主要采用鍋爐管道蒸汽通入蓄水池,使水加熱至30~50℃。拌合砼時,先投入砂石料和熱水,攪拌60 s,注意控制攪拌機(jī)內(nèi)溫度不超過30℃,然后投入水泥及外加劑再攪拌120s,此時的砼出機(jī)溫度為15~20℃。

        2)梁體新拌砼采用砼輸送車運(yùn)輸,砼輸送泵輸送砼入模。砼出罐溫度控制在13~18℃,砼入模溫度控制在10℃以上。

        3)連續(xù)梁冬季施工部位采用暖棚蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù),把連續(xù)梁冬季施工部位整個覆蓋起來,在棚內(nèi)使用炭火爐進(jìn)行加熱,每隔5~8m設(shè)置一支溫度計,保證棚內(nèi)養(yǎng)護(hù)溫度在15~20℃,使梁體砼養(yǎng)生正常進(jìn)行。

        4.4連續(xù)梁合擾段防裂措施

        1) A、B和B、C相鄰梁段接頭預(yù)埋鋼板,并在每個攏段接頭設(shè)置兩個橫向支撐和四個縱向支撐與預(yù)埋鋼板焊接組成合攏段外部臨時剛接措施,防止合攏段施工過程中因?yàn)橹Ъ芗绊艤囟茸兓鸩粎f(xié)調(diào)位變而產(chǎn)生裂縫。

        2)合攏段砼施工中摻加適量的經(jīng)過試配的膨脹劑,避免砼硬化干縮過程中產(chǎn)生裂縫。

        3)合攏段砼澆筑時間應(yīng)在一天中溫度最低時開始施工,并使砼澆筑后溫度開始上升為宜,防止施工中出現(xiàn)裂縫。

        5連續(xù)梁節(jié)段的分段張拉、整體張拉及壓漿

        1) 所有預(yù)應(yīng)力鋼材不許焊接,鋼絞線使用前應(yīng)作防銹處理。

        2) 鋼絞線應(yīng)采用圓盤切割,不允許使用電氣切割鋼絞線,錨具應(yīng)避免生銹及局部損傷。

        3) 預(yù)應(yīng)力張拉順序嚴(yán)格按照設(shè)計要求同步對稱張拉,防止出現(xiàn)不對稱張拉使梁體產(chǎn)生安全質(zhì)量隱患。

        4) 在橫向、縱向、豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中,對伸長量與張拉力兩大指標(biāo)進(jìn)行雙控,以張拉為準(zhǔn),實(shí)測伸長量與設(shè)計伸長量兩者的誤差控制在±6%以內(nèi)。

        5) 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢后,嚴(yán)禁撞擊錨頭和鋼束,鋼絞線多余長度應(yīng)采用切割機(jī)切割。

        6) 壓漿采用M50水泥漿,壓漿嘴和排氣孔的位置可根據(jù)實(shí)際施工需要設(shè)置。管道壓漿前應(yīng)用壓縮空氣清除管道內(nèi)雜質(zhì),排除積水。從最底壓漿孔壓入,管道內(nèi)壓漿要密實(shí),壓漿配合比要仔細(xì)比選,采用最優(yōu)配合比。為減少收縮,水泥漿可增加適量的減水劑和膨脹劑。封錨采用15 cm厚鋼筋砼包封,其鋼筋網(wǎng)應(yīng)與結(jié)構(gòu)可靠連接。

        6結(jié)語

        1) 現(xiàn)澆支架的可靠性是本橋施工質(zhì)量和施工安全的前提。支架設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場條件和現(xiàn)澆梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定的結(jié)構(gòu)形式。繼而針對不同結(jié)構(gòu)的支架和梁體的施工順序確定支架檢算時的荷載組合,根據(jù)支架的構(gòu)造和受力情況確定支架基礎(chǔ)形式、預(yù)壓方案、落架順序等進(jìn)行。

        2) 梁體砼的立模、灌注、張拉、注漿和合攏段體系轉(zhuǎn)換,以及冬季防護(hù)養(yǎng)生等施工過程中,嚴(yán)格按照施工規(guī)范和程序進(jìn)行,以保證梁體內(nèi)資質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。

        3) 董家灣大理河特大橋跨307國道大跨度連續(xù)梁的施工,體現(xiàn)了整體施工方案的合理、經(jīng)濟(jì)。成橋后砼質(zhì)量內(nèi)實(shí)外美,表面平整,線形流暢,得到業(yè)主的高度贊揚(yáng)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王承禮,徐名樞。鐵路橋梁[M].北京:中國鐵道出版社。

        [2]鐵道建筑,2008.4

        [3]鐵路橋涵施工規(guī)范TB10203-2002

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