高铁客运专线900t箱梁的架设质量控制

2015-09-19

建筑施工 2015年10期

中建二局第三建筑工程有限公司北京 100070

1 工程概况

哈大客运专线TJ-2标段第三项目部共需架设箱梁661孔，其中32 m箱梁642孔，24 m箱梁19孔。中建系统首次使用大型专用设备进行32 m、24 m双线简支箱梁的架设。

架桥机主要完成混凝土箱梁的精确安装及就位。可分为导梁式架桥机（图1）和悬臂式架桥机（图2），其中导梁式架桥机又可分为上导梁式和下导梁式。悬臂式架桥机直接过孔，其功效较导梁式架桥机简洁高效，但其过孔时呈悬臂状态，纵向稳定性较差。导梁式架桥机过孔时采用简支过孔，安全性大大提高，但是其工序较多，效率较低，且总体施工受运梁车影响较大。

图1 TLJ900下导梁式架桥机

图2 SPJ900型悬臂式架桥机

2 工程难点

客运专线具有施工任务大、施工专业化程度高、施工工艺标准要求严格、技术标准高、新技术含量大、施工复杂等特点，为了保证箱梁架设完毕后能满足客车运行时速350 km的要求，达到使用寿命为100 a的预期目标，并顺利通过客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准的考验，项目部采取的主要措施为：

1）严格按照技术条件要求进行桥台、垫石、箱梁的检验及交接；

2）对进场原材料如橡胶支座、灌浆材料等进行严格检验；

3）精确对位使箱梁达到客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准要求；

4）对灌浆料进行专人养护[1,2]。

3 架桥机架桥工艺流程

3.1 架桥机过孔

1）利用移轨小车，以桥梁中心线为中心向两侧对称铺设中车、后车走行轨道，中车轨道中心距为6.20 m，后车轨道中心距为7.60 m，轨距误差和轨道中心距误差应控制在10 mm以内。

2）将2个起重小车开至架桥机的后端轨道并用夹轨器锁定（图3）。

图3 起重小车开至架桥机的后端锁定

3）操纵中车升降油缸，使中车车轮落到走行轨道上，检查中、后车走行系统及轨道是否正常。

4）操纵架桥机前支腿升降油缸，收缩伸缩套使前支腿收起500 mm，并用销轴插好，检查前支腿支撑垫块是否固定牢固，检查落梁千斤顶及泵站是否到位并固定牢固。

5）指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机向前走行，进行架桥机过孔作业。

6）架桥机过孔到位后，操纵架桥机中车升降油缸，在轨道加固段与车架之间垫钢板，使中车走行轮离开轨面完成受力转换，检查中车是否支垫牢固。

7）将架桥机前支腿支撑垫块摆放到位，操纵架桥机前支腿升降油缸，顶升伸缩套，使架桥机前支腿支撑在桥墩垫石上，并插好销轴；检查前支腿是否垂直，支撑是否牢固，前支腿是否高于中车且与主梁在同一直线上。

3.2 运梁车与架桥机对位

1）运梁车驮梁走行至架桥机后车10 m处停车，转到爬行模式，穿过架桥机后车向中车靠近；注意运梁车两侧与架桥机后车走行系统的距离。

2）运梁车距架桥机中车8 m时停止，将1#驾驶室旋转90°至运梁车左侧后继续以原爬行速度向架桥机中车靠近。

3）运梁车前端支撑距离架桥机中车车架30 cm时停止，检查运梁车中心与已架桥梁中心线偏差是否基本重合。运梁车前后支撑油缸顶升，压力为10 MPa。用木楔子将运梁车走行轮楔死。

3.3 喂梁

1）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机2#桁车前行与箱梁吊装孔对位；操作工人将2#桁车吊杆穿入吊装孔后，箱梁内的操作工人将吊梁托盘及螺母戴好，检查2#桁车中心到中车中心距离是否小于4 m，检查吊具、吊杆、托盘、螺母是否有损坏变形等情况，检查吊杆螺纹露出螺母部分是否长度一样。

2）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机3#、4#卷扬机起钩，当箱梁底面离开运梁车固定枕梁10 cm时静停1 min，检查制动系统。检查3#、4#卷扬机卷筒上的钢丝绳缠绕圈数差是否小于1圈。

3）运梁车操作人员拔掉驮梁小车定位销，架桥机指挥人员指挥架桥机司机继续起升至箱梁支座高于架桥机中车横梁顶面10 cm时停止。

4）运梁车操作人员插上与架桥机的联机线，将运梁车打到喂梁模式。

5）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机2#桁车与运梁车驮梁小车同步前行，箱梁后吊装孔距离中车中心小于8 m时停止。

6）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机1#桁车前行与箱梁吊装孔对位；操作工人将1#桁车吊杆穿入吊装孔后，箱梁内的操作工人将吊梁托盘及螺母戴好，检查吊具、吊杆、托盘、螺母是否有损坏变形等情况，检查吊杆螺纹露出螺母部分是否长度一样。

7）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机1#、2#卷扬机起钩，当箱梁底面离开运梁车固定枕梁10 cm时静停1 min，检查制动系统，运梁车操作人员拆掉联机线。

8）架桥机指挥人员指挥架桥机司机继续起升1#、2#卷扬机至箱梁后端支座高于架桥机中车横梁顶面10 cm时停止。

9）架桥机指挥人员指挥架桥机司机操纵架桥机1#桁车与2#桁车同步前行，至落梁位置停止。

10）运梁车退出架桥机并返回梁场装梁[3,4]。

3.4 落梁对位

1）架桥机走行到位后，指挥人员指挥架桥机司机操纵4台卷扬机联动下降，速度变换时间间隔要超过30 s。

2）落梁到距垫石0.50 m时停止落梁并安装锚栓，用管钳将螺栓扭紧后方可继续落梁。

3）微调梁体对位时，先保证箱梁底面水平且支座均落到相应标高（复测灌浆厚度是否在20～30 mm之间），然后调整支座中心线与垫石中心线对位，保证两中心线纵向偏差小于15 mm、横向偏差小于10 mm（复核已架箱梁与现架箱梁腹板偏差是否小于10 mm，两梁梁缝是否在90～110 mm之内）。

4）在落梁千斤顶上放1块厚40 mm的钢板，顶升箱梁达到10 MPa后，卷扬机方可落钩，直到整个箱梁完全落到千斤顶上（复核4个千斤顶压力差是否在-5%～5%以内）。

3.5 支模灌浆

1）确定模板内侧已涂抹油，下面已粘胶皮后方可支模。

2）冬季外界气温较低时，需对锚栓及垫石进行预热后方可灌浆。

3）灌浆之前应确保搅拌机内已无杂质，调配砂浆应严格按照厂家提供的水灰比进行。

4）灌浆完毕2 h达到20 MPa并卸顶完毕后（先拆模板，再拆支座连接件，最后卸顶），架桥机方可过孔。

5）对已灌砂浆要指派专人进行养护。

4 箱梁、桥台、垫石的交接

4.1 箱梁的交接

箱梁的交接按照制架梁工序交接验收记录表进行检验，记录表上的各指标如不能满足要求将直接影响箱梁架设后的质量及使用寿命。梁长及端面垂直度会影响梁缝的大小，跨度及中线位置会影响梁的受力，桥面及防护墙的宽度会影响桥面系的施工及其质量，吊装孔的位置会影响提梁与架梁的速度及吊杆的安全，支座板中心及螺栓孔位置直接影响箱梁的就位位置及最终的安全质量，梁体及管道水泥浆的强度将影响施工时的安全及今后箱梁的使用寿命。

4.2 桥台、垫石的交接

桥台、垫石交接按照制架梁工序交接验收记录表进行检验，记录表上的各指标如不能满足要求将直接影响箱梁架设后的质量。设计中心线位置会影响梁缝的大小，桥墩平面扭角及防护墙的宽度会影响桥面系的施工及其质量，支撑垫石平面位置及预埋件预留孔位置直接影响下道工序的施工和最终的安全质量，垫石表面平整度及垫石顶面标高直接影响灌浆料的厚度，垫石及桥墩混凝土的强度将影响施工时的安全及今后箱梁的使用寿命。

5 施工过程控制措施

5.1 技术控制措施

1）指定专人对箱梁及桥墩、垫石进行复测交接，不能满足要求时，应及时进行处理。

2）根据梁高及垫石高程计算出灌浆料厚度，在垫石上画出距离梁底为30 cm的标高线。

3）箱梁对位时，首先进行粗调使支座锚栓能够落入锚栓孔内，然后用角尺测量梁底与标高线的距离，将箱梁调整至标高位置，偏差控制在2 mm以内，符合灌浆料的厚度，确定灌浆料厚度均在20～30 mm范围内后，则开始利用架桥机的横移油缸及1#、2#桁车对箱梁进行前后左右位置的精调。

4）对箱梁位置进行精调时，支座中心线与垫石中心线的位置要满足：横向偏差小于10 mm（高30 m以上桥墩）；横向偏差小于15 mm（高30 m以下桥墩）；纵向偏差小于15 mm（高30 m以上桥墩）；纵向偏差小于20 mm（高30 m以下桥墩）；待架箱梁与已架箱梁腹板及翼板偏差小于10 mm。以上条件不能同时满足时，以中线为准，在允许范围内尽量减小其他条件的偏差值。

5）箱梁精调对位完毕后，将千斤顶顶起，使压力表的读数达到10 MPa，使千斤顶与箱梁底面完全接触后，卷扬机下降使千斤顶完全受力，用角尺测量落梁千斤顶，使之达到标高线位置，观察千斤顶液压表读数，如果数值相差在5%以内，则将千斤顶各液压锁锁紧，并进行支模灌浆。如果液压表数值不在5%以内，则单独调整后桥墩的千斤顶，使之满足要求，此时标高与计算标高可以不同，但其偏差应小于2 mm。整个调整过程中，后桥墩千斤顶为并联使用，前桥墩千斤顶为串联使用，直到调整完毕后方可将千斤顶上液压锁锁紧。

6）灌浆材料为高强、无收缩支座灌浆料，使用过程中需要调整配合比，以满足不同温度条件下的施工要求。

7）灌浆料灌注完毕后，如果大气温度为5℃以上，从灌浆料初凝开始，需要灌水养护3 d以免产生裂纹等缺陷，影响箱梁架设质量；如果大气温度为5℃以下，需要采取保温措施以满足灌浆料的使用要求（调配时水温为5～30℃，灌注时浆体温度为15～30℃，24 h内温度为5℃以上且不出现温度骤变情况）[5,6]。