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摘要:随着科学技术的发展,槽形梁越来越多地被应用在铁路施工中。槽形梁能够满足铁路行车净空的高度要求;主梁腹板作为主要受力构件,既兼备减小行车噪音,又能防止车辆倾覆。有节省钢材保养维护方便的优点,本文阐述了槽形梁在铁路工程中的施工工艺重点,讨论了施工过程中的工艺技术,最后提出控制槽形梁在工程施工过程中的质量意见。
由于铁路建设的快速发展,铁路桥梁施工中涌现了一种新型梁结构桥———槽形梁,它具有底板薄,建筑高度低等优点。因此对槽形梁施工技术的探讨有重要意义,同时也有很好的前景。
1、工程概况
滨洲铁路电气化工程平齐跨滨洲中桥全长96.4m,设计中心里程为PQK546+076.57,孔跨布置为1-32 m简支槽形梁+2-24 m单线简支T梁,其中第2跨采用32 m槽形梁跨越既有线滨洲,与既有线路夹角90°,1#、2#墩身采用圆端形实体桥墩。基础采用钢筋混凝土钻孔灌注桩。现浇槽形梁主梁计算跨度为31.6 m,支座中心线至梁端0.5 m,梁全长32.6 m,主梁为直腹板截面,梁体底宽7.2 m,槽形结构内侧净宽5.87 m,腹板跨中厚0.43 m,梁端厚为0.6 m,距梁端1.3 m处设置1.3 m长度过渡段,按折线变化,主梁跨中高度为2.9 m,梁端高度为3.2 m,距梁端1 m处设置1 m长度过度段,施工时采用钢管立柱支撑、工字钢承重方法。现浇施工,梁体采用C55混凝土,封端采用C55无收缩混凝土,挡砟墙采用C40混凝土,每孔现浇方量为205.81 m3。
2、施工工艺
2.1钢管柱基础施工
(1)在槽形梁之间设置管柱基础设置4排,管柱的基础借用1#墩、2#墩承台施工时,每个承台预埋1 200 mm*1 200 mm*20 mm钢板4块,钢板中心留有直径40 cm的孔,便于混凝土浇筑填充饱满密实,钢板中对中间距3 m布置,12根Φ28锚入钢筋,应与承台钢筋焊接牢固,钢板顶面高程与承台顶设计高程保持一致(如图1所示,尺寸以mm计)。
图1管柱基础平面布置
(2)其余管柱基础,采用反循环钻孔桩施工,分别设有桩基4根,桩径1.2 m钻孔深度10 m,施工完毕后进行系梁施工,结构尺寸1 040 cm*120 cm*100cm,在浇筑系梁时预埋1 200 mm*1 200 mm*20mm钢板4块,钢板顶面高程与系梁顶设计高程保持一致。
2.2管柱部件加工制作
(1)管柱采用直径Φ63 cm螺旋钢管加工制作,钢管柱高度要按照设计图纸下料制作,两侧管头焊上尺寸为80 cm*80 cm*10 cm钢板,共需加工管柱16根并进行编号标记。
(2)砂桶制作,底桶采用直径Φ630,壁厚10 mm普通钢管,高度50 mm,与尺寸800 mm*800 mm*10mm钢板满焊焊接,每个底桶跟部要预留100 mm*100 mm放砂口,并安装钢板挡门,填充经烘干后无水分杂质的中砂,共需加工16个;上盖桶采用直径Φ529,壁厚10 mm普通钢管,高度50 mm,与尺寸800 mm*800 mm*10 mm钢板满焊焊接,上盖桶内需要灌筑M7.5砂浆,依照管口进行面层抹平,需制作16个。两桶要进行对扣,根据管柱的编号对应设计图的标高进行调整砂桶高度,砂桶编号应与管柱相同。底桶与上盖桶在桶外壁两侧对称焊接耳朵筋,方便后续吊装作业。
(3)管柱横纵连接片制作,根据设计图纸尺寸,采用工12型钢加工制作。
2.3管柱安装
(1)使用吊车吊装,依照标号顺序逐个支立,管柱底板应与基座预埋钢板十字丝对应重合放置,采用线锤确定管柱竖直度,合格后进行焊接加固,必须在管柱底与钢板处设置加劲脚块,沿管壁四周均匀分布8-12块即可(如图2所示,尺寸以mm计)。
图2管柱加劲脚块布置
(2)为使管柱稳固均匀受力成为一整体,进行横纵连接,要求接点处满焊,不得有咬肉现象,靠近既有墩身处管柱,与墩身预埋钢板焊连,预埋钢板尺寸为400 mm*400 mm*10 mm(如图3所示)。
图3钢管柱纵向连接示意
(3)每个立柱顶放置一个砂桶,依次按编号吊装,底桶钢板十字丝与管柱顶端钢板十字丝要完全重合,而且要全焊缝焊接。
2.4横纵梁与底模安装
(1)每条横梁由3根工56#型钢对扣全焊缝焊接而成,采用两台25T汽车吊,同时起吊一根横梁放在砂桶之上,摆放位置要居中,两侧超出砂桶端长度要一致,横梁底与砂桶顶要全焊缝焊接。
(2)底模安装,在纵梁上方铺一层100 mm*100 mm调整木方,间距100 mm均匀排布,木方上满铺一层木模板,相邻梁块板之间要连接紧密,为确保施工棚洞下方列车安全驶过,(3)、(4)号横梁处,底模下方在铺一层3 mm厚薄钢板,与纵梁焊连(管柱架横断如图4所示)。
图4钢管柱横断结构
2.5预压
预压是模拟上部结构的荷载形式,消除管柱支撑的非弹性模量以及基础沉降,考虑施工进度不滞后,可选取具代表性的管柱排架预压,为使营运线安全,对(3)、(4)排管柱上跨进行预压检测[1]。比较常见的预压方法为沙袋预压,由于单个袋荷载较小,吊装次数多以及管柱架上堆码不是十分便利,所以可采用钢筋预压,单捆重量大,吊装频次少,放置稳固。管柱平台为加载前进行沉降观测点布置,涉及到的管柱每个顶端布置一点,对应管底处也进行标记,记好测设的原始记录,管柱平台加载后,2~4小时行观测一次,并比对数据,当连续24小时观测累计变相量不大于2 mm时,证明管柱承载能力满足施工要求可进行后续施工,并进行卸载[2]。
2.6支座安装
本桥32米槽型梁采用TQGZ(耐寒型)球形钢支座,支座设计竖向承载力为4 000 KN,每孔槽型梁采用固定支座、纵向活动支座、横向活动支座、多项活动支座各一个,其中固定支座设于纵坡下坡端,横向及多项活动支座一般设于曲线外侧。支座布置示意如图5所示。
图5支座布置示意
2.7腹板外模安装
经测量放线确定与底模连接位置,模板间连接要紧密,如缝隙较大可使用发泡剂密封,横向张拉预留孔位置要准确,加工好的锚盒要固定牢靠,采用钢管将腹板外模定位加固[2]。
2.8钢筋及钢束安装
(1)槽型梁为预应力槽型梁,为使整体受力均匀,钢筋轴线间距尽量控制在0误差,底筋与腹板筋钢筋保护层垫块,每平米必须布置4个,施工中要着重张拉端钢筋检查,锚头处井字钢筋架安装牢固,纵向端可适当增加,道砟槽钢筋也一并安装[2]。
(2)波纹管安装要查看是否存在露点、折角、凹陷、油污,能维护好可使用,维护不好必须更换,金属波纹管铺设要平顺,定位钢筋须分配均匀,焊接作业时,避免焊穿波纹管,可使用模板及防烫材料工具对临近焊点处波纹管进行防护,纵向张拉为单端张拉,固定端锚箍位置要保持一致,波纹管头要用发泡剂封闭密实,安装好压浆出气孔,为防止预留钢绞线不产生浪费,提前确定张拉顶的尺寸,结合施工实际情况,确定预留度,钢绞线下料时必须使用切割机,不得使用气焊割断,钢绞线不得有油污及局部断丝情况,最后逐孔检查钢绞线安装根数是否与设计相符[1]。
2.9腹板内模安装、加固、清扫
(1)内膜位置要确定精准,特别注意倒角位置锚头处,可预留孔洞,待浇筑混凝土时振捣使用。
(2)模板加固,采用钢管撑及对拉筋结合,防止模板发生形变,钢管撑密度要大,纵横间距1 m布置加固。
(3)人工将模板内,焊头、木屑、废料头及烟头清捡彻底,用风机对底模进行除尘,再用高压水进行清洗。
2.1 0混凝土浇筑
(1)混凝土强度等级C55,采用泵送浇筑,因跨越既有线施工,泵车输送管应延槽型梁内来回伸缩不得直接在线路上方穿过,每车到场后都要检测混凝土的温度、含气量、塌落度满足要求方可泵送,如指标不合格,联系商混站对其返厂处理。
浇筑时应从两侧腹板梁端向中间浇筑,为使模板及受力架构稳定,两侧腹板浇筑量要保持对称。
插入式振捣器每侧腹板两端及中部均都要配备,共6台,加强横纵向锚头位置振捣均匀。
混凝土标养、同养试块按标准制作,为后续检验混凝土上升强度情况应多制作,本桥共制作试件20组。
混凝土浇筑完成后要进行塑料薄膜全封闭包裹,既能控制好温度又能防止水分蒸发,定期洒水养生[3]。
2.11拆模
经试验室对同养试件进行压力试验,强度达到2.5 Mpa时,可松开内膜支撑。拆模应选择晴朗天气,按支模先后顺序拆卸模板,严禁损伤模板及混凝土构造棱角[3]。
2.12预应力张拉、孔道压浆、封锚
(1)待梁体混凝土强度达到设计强度的80%以上,才可以进行预应力钢束张拉,先横向张拉,采用10T千井顶,两侧同时交错隔号单抽张拉,完毕后再进行换号张拉;纵向张拉,左右腹板各使用一台300 T千斤顶对称张拉,腹板张拉完毕进行底板张拉。压力值达到100%时应持荷3 min,(张拉前工具锚、工具夹片要安装牢靠,张拉过程中要及时记录压力10%、20%、100%时千斤顶的伸长量及夹片的变化值,张拉伸长量与计算差值应控制在6%以内,否则停止张拉,查明原因后再张拉)[2]。
(2)孔道压浆,预应力钢束张拉完成后,(过长的钢束要切断,必须使用砂轮式切割机)在48小时内采用不低于M50水泥浆进行灌浆,采用阀门式压浆,锚具盖帽与止浆阀门采用透明喉管连接,压浆管道与阀门紧密扣接,压浆压力为0.5 Mpa,待出气孔水泥浆均匀外流,压浆泵持压2 min,出气孔封闭,入浆口关闭阀门,进行下一孔道压浆,现场制作同养水泥浆试件[2]。
(3)封锚,采用C55补偿收缩混凝土封堵,混凝土接缝位置刷上2 cm宽的防水密封漆。
2.13道砟槽与桥面系施工
(1)道砟槽施工时要控制好高程,与梁面接茬部位要凿毛清理干净,模板安装顺直牢固即可,采用C40混凝土浇筑,振捣及时保持均匀,对应泄水孔位置处预留管箅口。
(2)清理梁面,使用高聚物改性沥青基层处理剂均匀涂层,在平铺高聚物改性沥青防水卷材,与梁面要粘贴紧密,再进行6 cm厚C40细石纤维混凝土保护层罩面。
2.14支架拆除、集中排水管安装
(1)砂桶放砂,为使横纵梁及底模同时下降,8人每人一个砂桶,放砂过程中要专人统一指挥,确保梁体平稳降落。
(2)底模全部抽出后,借助纵梁安装集中排水管,用电动冲击钻在梁底打孔,安装膨胀螺栓用U型管卡将PVC管固定,横纵管使用3通、4通接头连接,终端泄水管与墩身固定。
(3)管柱棚洞架拆除使用吊车按部就班作业,吊装起落要缓,确保材料平稳分类放置,便于材料周转统一存放。梁体下方地面位置,施工废料及垃圾一并清理外运。
3、结束语
综上所述,槽形梁在平齐跨滨洲中桥的建设中为既有线缩短了施工工期,保证了施工质量和安全。随着施工方法与施工工艺不断地提高与改良,槽形梁施工工艺将会被大大应用。因此,在施工中应该加强质量的控制,落实需要注意的事项,对于现场发生的情况要认真总结,提高并控制好施工质量,将我国的桥梁建设迈入更新的一层台阶。
参考文献:
[1]郑志敏.桥梁工程箱梁施工关键技术[J].交通世界(建养.机械),2013(4):246-247.
[2]陈铭.铁路预应力混凝土连续槽形梁研究[J].铁道标准设计,2009(6):39-41.
[3] GB50666 2011:混凝土结构工程施工规范[S].
文章来源:朱建民.浅谈铁路预应力现浇槽形梁施工[J].科学技术创新,2024,(16):163-166.
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2022-04-28我要评论
期刊名称:科学技术与工程
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