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铁路连续梁节段预制装配式施工技术

2022-07-15吴冀辉

广东建材 2022年6期
关键词:号段梁段张拉

吴冀辉

(中铁十六局集团第五工程有限公司)

1 工程概况

某高速铁路项目总长度113.5m的双向铁路桥,桥梁高度设计为3.035m,桥面宽度设计为12.6m,分别在梁段的界面顶板、底板、腹板部位设置剪力键。其连续梁节段是整个桥梁结构的重要组成部分。设计图纸显示,沿着桥梁纵向,整个连续梁分为40个节段。结合实际施工分析,施工单位可以直接在预制场地将梁段预制成型,然后将成型的预制梁段运输至现场并进行拼装,合拢段1m部位需要设置湿接缝。

2 节段梁划分

通过对连续梁的跨度、齿块设置、钢束设置、梁段预制、梁段运输、梁段拼装施工工序进行分析后发现,0号梁段的长度需满足墩梁临时支撑所需的空间,所以0号梁段的长度设计为3m,标准段的梁段长度设计为2.8m或是3m。

当标准段的梁段长度确定为3m时,边跨部位可以减少1个梁段,中跨部位可以减少2个梁段。但是,由于跨中合拢段的长度为3m,合拢段的长度比较大,在这种情况下,实际施工的工程量会小幅度增大。若标准段的梁段长度确定为2.8m,则湿接缝的宽度应该是1m,现行规范要求湿接缝的宽度应>0.3m,所以完全符合规范要求。2.8m和3m梁段的划分情况见图1和图2(图中尺寸单位为㎝)。

图1 2.8m标准节段梁划分

图2 3m标准节段梁划分

基于梁段运输条件考虑,标准段的梁宽有2.8m和3m两种类型,而平板拖车的有效宽度为3.2m,2种不同宽度的梁段均未超过拖车宽度,所以2种梁段不算超宽货物。梁段的高度设计为3.052m,拖车的高度为1m,枕木高度为0.2m,预埋钢筋需要高于梁面0.34m,所以梁段运输过程中的总高度应该为4.592m,对于限高5m的区域,梁段运输也不属于超高货物。可知,梁段运输不受沿途道路因素影响。因此,项目内连续梁的梁段长度大部分可分为2.8m,而部分梁段为满足施工需要,长度可确定为2.4m或3m。

3 节段预制装配式施工技术

3.1 0号块安装方法

0号块梁段属于桥梁结构的基础结构,是桥梁的起点,该部位的安装质量对梁体的线性质量影响巨大。梁顶部位需要预埋4个高程基准点和2个轴线基准点,以便安装过程中控制梁段安装的高程和轴线位置。若施工过程中发现梁段高程或轴线位置出现偏差,应该立即暂停拼装,对梁段进行调整,以保证0号块安装位置足够精准。

0号块梁段位置的确定,受风力作用的影响非常大,应该选择在无风环境下作业。在保证定位精确后,可进行临时加固。梁段临时加固后,可能会出现形变,施工人员必须要保证前期预留的锚固孔位置足够精准。各梁段全部安装完成后,才可以将临时锚固拆除。引测出基准点,便于后续梁段安装,安装过程中要连续进行检测,全面掌握梁段安装位置数据。

3.2 临时锚固

架桥机移动过程中产生倾覆力矩的可能性比较大,会导致架桥机的受力不均匀。为了有效抵抗倾覆作用力,可以在0号段墩顶部位的施工过程中,预先安装φ32mm螺纹钢,用来提高临时加固件的强度,确保锚固效果符合设计要求。结合实际施工需求,总计需要设置16个临时锚固点,同时需要使用连接器完成安装,确保锚固螺纹钢筋和箱梁部位螺纹钢筋连接的稳定性。在设置竖向锚固钢筋时,锚固范围内需要额外增设2㎝厚的钢板,并将预埋钢筋锚固至0号段底板的顶部。

梁段拼接安装完成以后,施工人员可以将墩顶部位的竖向临时锚固构件全部拆除,由此实现梁体体系转换。桥墩内部需要预埋螺纹钢预埋件,预埋件自身的垂直度可能会出现偏差。可以用竖向螺纹钢作为参考。在8号槽钢表面钻孔,将钻孔后的型钢用来加固螺纹钢的顶部与底部,提高螺纹钢的稳定性,避免施工时造成螺纹钢的垂直度出现偏差。

3.3 悬臂段拼装技术要点

经过全面分析后,决定使用对称悬臂拼装方法进行施工。10号、11号梁段直接在墩顶部位的支架上完成拼装,剩余梁段利用龙门吊或架桥机完整拼装。以0号段为中心,对称悬臂完成1号~8号段的梁体拼装作业,然后开始中跨合拢施工,最后对边跨部位的梁体进行拼装,具体的施工流程如下:

⑴待0号段拼装完成后,直接在墩旁托架平台上拼装1号段,当梁段的线性满足设计要求后,施工人员开始涂膜环氧树脂胶,并张拉预应力,锚固后进行压浆作业。

⑵使用龙门吊起吊2号段,严格按照标准作业流程架设2号段,张拉预应力并锚固,及时进行压浆作业。

⑶中墩部位的T构全部完成后安装合拢段的临时构件,湿接缝必须满足设计要求,当湿接缝部位的砂浆强度达到设计强度后,开始进行预应力张拉,并及时进行压浆作业。

⑷拆除中墩部位的临时锚固件,替换使用永久支座。

⑸按照流程(2)对9号梁段进行施工。

⑹在托架上安装10号、11号梁段,张拉临时预应力后开始灌浆。

3.3.1 标准节段悬拼方案

相邻梁段拼装过程中,要保证2个梁段的标高一致,并尽可能缩短施工时间。鉴于此,正式施工前需要提前进行试作业,详细了解实际施工状况,从而对施工工艺进行优化。起重车应缓慢移动,即将靠拢时,在2个梁段之间设置木楔,以保证2个梁段之间不会出现碰撞现象。

待梁段保持稳定状态后,结合实际情况控制起吊设备,对梁段的位置进行调整,确保梁段能够与已经完成拼装的梁段保持匹配。取出梁段下方的垫木,然后逐步进行拼装,在这个过程中需要保证梁段之间不会出现错台现象。施工人员详细标记出顶板、底板、腹板的骑缝线位置,为后续施工提供基准点。

3.3.2 张拉平台设置

结合临时预应力张拉、永久预应力张拉作业的特点,设置出不同的作业平台。总计需要设置8个预应力张拉作业平台,以避免预应力张拉作业对整体施工工期造成影响。

3.3.3 预应力孔道密封处理

所有梁段安装完成后,需要对预应力孔道进行密封处理。该项目使用的是环氧树脂胶,这种材料容易流入孔道中,但也存在漏浆的可能性。为此,可以在孔道附近铺设直径170mm、厚度10mm的海绵垫圈。

3.4 预应力张拉

⑴临时预应力张拉。临时预应力张拉过程中,常常会出现断面受力不均匀的现象,使张拉作用力损失变大。在施工过程中,使用4台千斤顶对底板、顶板部位的螺纹钢筋进行张拉。预应力的张拉应该分级加载,分级加载的标准为设计荷载的10%、40%、70%及100%,加载过程中必须保证断面受力的均匀性[1]。

⑵永久预应力张拉。严格按照图纸施工。对预应力钢束两端进行张拉时,必须坚持对称原则,不平衡钢束的数量不得超过1束,一旦发现超出该数量则视为不合格。张拉施工采用双控标准,即使用实测值控制张拉效果,利用伸长值进行校测,预应力钢束两侧的伸长量误差控制在5%以内。

3.5 边跨梁端节段拼装技术

⑴安装方法。结合桥梁边跨部位的结构看,9号、11号支架均可以直接在墩旁部位进行安装,使用千斤顶配合吊车进行。合拢段施工完成后再拼装9号梁段,检查合格后即可进行张拉作业。在962号、965号部位设置托架,并配备多个油顶装置,利用吊车将10号、11号梁段转运至多向调节油压千斤顶上。

⑵关键施工流程。使用吊车提升墩顶11号梁段,将梁段放置在托架上。开始吊升10号梁段,确保10号梁段与9号梁段定位精确。穿预应力钢束以后,进行永久性预应力张拉。使用吊车吊升11号梁段,以保证11号梁段与10号梁段定位精准,开始张拉临时预应力,并对永久支座的位置进行复核调整,以满足设计要求[2]。灌浆作业时,浆液的强度达到设计强度后,开始顶升千斤顶,以支撑11号梁段。

4 质量控制措施

⑴0号梁段的安装质量对整个桥梁的线性质量影响巨大,实际安装过程中必须严格控制测量的精准度。应使用徕卡TS60超高精度全站仪复核梁段的标高及轴线位置,一旦发现偏差立即进行调整。

⑵0号梁段安装完成后,依次安装后续梁段。安装至3号梁段时,需要对合拢的精准度进行检测,确保合拢段的误差控制在15mm以内。若合拢段的偏差>12mm,则需要对线性进行优化调整。

⑶剪力键在运输、吊装过程中出现损坏的可能性比较大,为了有效解决这个问题,运输过程中应该确保梁段的稳定性,尽量减少碰撞,可以使用缓冲材料对梁段表面进行包裹处理。

5 结语

该桥梁建设项目的装配率>90%,架设装置均使用装配式设备。工程中应用边跨悬臂拼装技术,对于高速铁路建设工程项目而言是一次新的突破与创新。通过实践发现,该施工技术可以有效提高桥梁的施工质量及施工效率,还可以在一定程度上降低施工成本。

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