32m雙線鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土單箱梁現(xiàn)場預(yù)制施工工藝.doc

32m雙線鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土單箱梁現(xiàn)場預(yù)制施工工藝中鐵六局集團(tuán)有限公司柴躍進(jìn)摘 要 預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁是高速鐵路橋梁的主要結(jié)構(gòu)形式，箱形梁預(yù)制包含了全液壓大型鋼模板的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、高性能混凝土施工技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉等一系列新技術(shù)。本文就模板、混凝土澆筑程序、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿進(jìn)行一些探討。關(guān)鍵詞 箱形梁、模板、混凝土灌注、張拉、壓漿1 高速鐵路橋梁特點(diǎn)：高速鐵路對(duì)平順性要求很高，部份軟土地基不能滿足工后沉降量的要求，大量采用以橋代路，橋梁占線路全長達(dá)到80以上。橋梁上部結(jié)構(gòu)，受縱向、橫向剛度、自振頻率的要求，大量采用了雙線整孔箱形結(jié)構(gòu)，且高跨比一般在1/10， 32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁就是其中主要的梁形。該箱梁具有斷面尺寸大（長寬高32.6m13.4m3.0m）、鋼筋布置密集、制作精度高，一次混凝土灌注量多達(dá)328m3重量約900t的特點(diǎn)。不能長途運(yùn)輸，只能在現(xiàn)場預(yù)制；必須研究現(xiàn)場預(yù)制生產(chǎn)線。2 模板體系 2.1制梁臺(tái)座 臺(tái)座要求置于良好的地基基礎(chǔ)上，其下沉量不超過2mm，尤其要控制其不均勻沉降。對(duì)軟土地基應(yīng)進(jìn)行加固處理，一般采用粉噴樁加固處理，比較經(jīng)濟(jì)且施工速度較快。加固后的復(fù)合地基承載力可達(dá)到200kNm2以上。臺(tái)作如圖1所示 2.2模板 32m雙線整孔預(yù)制箱梁模板由底模、內(nèi)模、外側(cè)模和端模組成。模板的設(shè)計(jì)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。在澆注混凝土的荷載作用下變形應(yīng)符合誤差要求。側(cè)模與底模間用橡膠條密封，側(cè)模與端模間用泡沫橡膠條密封。2.2.1底模由12mm厚面板、底橫梁及分配梁共同組成。底橫梁與臺(tái)座基礎(chǔ)預(yù)埋件、底橫梁與分配梁、分配梁與底模面板均采用焊接。考慮施加預(yù)應(yīng)力時(shí)梁體的彈性壓縮及混凝土的徐變、收縮影響，使梁長縮短，制造底模時(shí)的跨度應(yīng)較設(shè)計(jì)尺寸加長，其加長的長度可先按設(shè)計(jì)壓縮量考慮，待梁體張拉完后進(jìn)行修正。為減少預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的拱度，在跨中處預(yù)設(shè)反拱，由于鋼模分段制造，可按二次拋物曲線近似折線布置。2.2.2內(nèi)模采用全液壓控制折疊式模板，模板共分6部分，支撐、龍骨梁、橫向框架、縱向加勁肋、面板、液壓模板開合體系。內(nèi)模示意如圖2。2.2.3外側(cè)模板液壓千斤頂、頂拉桿、桁架、支承面板的加勁肋和安裝在側(cè)模上的振動(dòng)器支架組成。在工廠分段加工，到現(xiàn)場按反拱折線連接整體。外側(cè)模支撐在剛性基礎(chǔ)上，側(cè)模底部與臺(tái)座鉸接固定，上部用桁架組成的平臺(tái)拉結(jié)，平臺(tái)既作為橋面連接系又兼作施工平臺(tái)。外模示意圖如圖3 圖2 圖3 2.2.4端模由面板、橫豎加勁肋和制孔波紋管托架(兼作施工人員上下梁體的梯子)3 工藝流程32m雙線箱梁預(yù)制生產(chǎn)工藝流程如下：檢查維修底模、側(cè)模調(diào)整到位吊裝底板腹板鋼筋骨架、安裝波紋管及錨座內(nèi)模安裝、吊裝頂板鋼筋骨架并連接、預(yù)埋件埋設(shè) 澆筑混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)約24小時(shí)穿鋼絞線松開模板進(jìn)行預(yù)張拉、當(dāng)混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80后，拆端模，退內(nèi)模施拉第一階段預(yù)應(yīng)力將箱梁吊至存梁區(qū)進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度及相應(yīng)彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)的100、齡期不少于10天時(shí)，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力終張拉封錨 真空注漿后續(xù)工作 。 4 主要施工方法4.1檢查維修底模將側(cè)模調(diào)整到位 檢查維修底模，清理打磨干凈，均勻涂刷脫模劑。安裝底模時(shí)應(yīng)在底模上準(zhǔn)確標(biāo)出梁體的中軸線，并調(diào)整底模的反拱度。安裝外模時(shí)，要保證箱梁底板、腹板的位置準(zhǔn)確及傾斜度符合要求，模板接縫處加密封條，要嚴(yán)密不漏漿。4.2吊裝底板腹板鋼筋骨架，安裝波紋管及錨座梁體和橋面鋼筋骨架分別在相應(yīng)的模具上焊接成型。用龍門吊將加工好的底腹板鋼筋調(diào)入模板內(nèi)，安裝錨座及穿制孔波紋管，連接端模板。4.3內(nèi)模安裝內(nèi)模安裝前涂刷脫模劑，內(nèi)模安裝時(shí)，用慢速卷揚(yáng)機(jī)將龍骨梁沿著支撐墩頂面拖入箱梁內(nèi)，開動(dòng)千斤頂將內(nèi)模板撐開，用螺栓或者銷釘固定支撐墩與龍骨梁，調(diào)整模板的平整和平順鎖定各千斤頂，將內(nèi)膜與端模板螺栓連接，完成內(nèi)模安裝。4.4吊裝頂板鋼筋骨架，并連接安裝預(yù)埋件。4.5澆筑混凝土4.5.1混凝土配合比條件水泥應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的低堿硅酸鹽水泥，且膠凝材料用量不宜超過500kg/m3。絕對(duì)用水量不超過200Kg/m3，水灰比宜控制在0.350.4內(nèi)。坍落度要求控制在1416cm。為提高混凝土的早期強(qiáng)度及改善混凝土的和易性，應(yīng)摻用高效減水劑及其它摻加劑。其摻量由試驗(yàn)室確定?；炷烈缶從?小時(shí)。4.5.2拌合與運(yùn)輸采用自動(dòng)計(jì)量裝置的強(qiáng)制式拌合設(shè)備，其拌合能力要滿足120m3h，以保證混凝土灌注時(shí)間控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，混凝土采用輸送泵管道運(yùn)輸。輸送泵的大小與拌合能力相匹配。4.5.3灌注和搗固a、箱梁的灌注順序?yàn)椋焊拱宓装屙敯?，灌注時(shí)要注意灌注的節(jié)奏，不能過快或過慢，保證混凝土必要的振搗時(shí)間。b、當(dāng)腹板混凝土灌注到比底板高600mm時(shí)，改用從內(nèi)模頂?shù)墓嘧⒖坠嘧⒌装?。灌注兩腹板下部梗斜處，為保證底板與腹板交接部位及其附近區(qū)域混凝土密實(shí)，應(yīng)將振動(dòng)棒插入模板預(yù)留孔內(nèi)，沿周圍振搗。c、兩側(cè)腹板應(yīng)對(duì)稱灌注，防止兩邊澆筑面高低懸殊，造成內(nèi)模偏移?；炷寥肽r(shí)，下料要均勻，注意與振搗相配合，混凝土的振搗與下料交錯(cuò)進(jìn)行，腹板灌注以附著式振搗器為主并輔以插入式振搗。操作插入式振動(dòng)器時(shí)宜快插慢拔，振動(dòng)棒移動(dòng)距離應(yīng)不超過振動(dòng)棒作用半徑的15倍(約45cm)，對(duì)于普通振動(dòng)棒，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間約20s30s，對(duì)于高頻振動(dòng)棒5s一8s，振動(dòng)時(shí)振動(dòng)棒上下略為抽動(dòng)，振動(dòng)棒插入深度以進(jìn)入前次灌注面層下50mm為宜?；炷琳駝?dòng)時(shí)間，應(yīng)以表面沒有氣泡逸出為宜，掌握最佳的振動(dòng)時(shí)間。d、當(dāng)兩腹板槽灌平后，開始灌注橋面板混凝土。除應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行振搗外，還必須執(zhí)行兩次收漿抹平。以防裂紋和不平整。并保證頂板厚度和流水坡度。e、在梁體灌注過程中，應(yīng)指定專人檢查模板、鋼筋，發(fā)現(xiàn)螺栓及支撐等松動(dòng)應(yīng)及時(shí)擰緊和打牢。發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)及時(shí)封堵，鋼筋和預(yù)埋件如有變化移位及時(shí)整修保證位置正確。 f、當(dāng)室外溫度超過35或拌合物出盤溫度達(dá)到25以上時(shí)，應(yīng)按夏季施工辦理，混凝土安排在上午11：00以前灌完或下午16：00以后開盤灌注。g、每片梁的灌注總時(shí)間不超過6小時(shí)。4.6蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土灌注完成后用蓬布覆蓋梁體靜養(yǎng)4小時(shí)，然后開始蒸汽養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)工藝為：升、降溫速度IOh，恒溫溫度4750，其升、降時(shí)間由當(dāng)時(shí)自然氣溫決定，恒溫時(shí)間由試驗(yàn)室根據(jù)混凝土強(qiáng)度及彈性模量增長情況決定。低溫季節(jié)混凝土灌注完成后，要立即用蓬布覆蓋，并通蒸汽進(jìn)行預(yù)養(yǎng)，其預(yù)養(yǎng)溫度為510。養(yǎng)護(hù)期間必須設(shè)溫度表進(jìn)行監(jiān)測并按要求記錄各測點(diǎn)溫度。 當(dāng)梁體內(nèi)部與表面，表面與環(huán)境溫度差值小于15時(shí)，方可脫模。梁體蒸養(yǎng)脫模后可進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。4.7拆模： 拆模時(shí)，先拆除端模板，注意端模平行拆除，防止損傷梁端錨坑。解除千斤頂?shù)逆i定，縮回油缸，拆除龍骨梁與支撐墩的連接，用慢速卷揚(yáng)機(jī)將內(nèi)模拖出，最后拆兩邊側(cè)模。 4.8預(yù)應(yīng)力施工 4.8.1預(yù)應(yīng)力孔道成型采用預(yù)埋波紋管成孔工藝。波紋管徑應(yīng)符合要求，要求順直和足夠的抗拉強(qiáng)度。波紋管在綁扎梁體鋼筋骨架時(shí)，沿梁長方向每500mm放一道定位網(wǎng)片，并與腹板和底板鋼筋焊接。4.8.2鋼絞線的下料、編束和穿束將鋼絞線放在放線架中，抓住鋼絞線一端，將它緩緩拉出，注意不使鋼絞線產(chǎn)生彎折變形，其變形部分必須去掉。鋼絞線下料用砂輪切割機(jī)，下料長度由計(jì)算確定。將下好的鋼絞線放在工作臺(tái)上，每隔1.01.5m用22號(hào)鐵絲將79根鋼絞線扎成一束，形成預(yù)應(yīng)力束。注意編束要綁緊，根與根間不能繞扭。穿束時(shí)采用卷揚(yáng)機(jī)引拉，即先穿入一根單鋼絞線，將鋼絲繩引進(jìn)孔道，從另一端拉出后，采用聯(lián)接套筒與鋼絞線束聯(lián)牽，然后開動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)穿束。4.8.3預(yù)應(yīng)力束的張拉與錨固4.8.3.1鋼絞線的預(yù)應(yīng)力損失采用規(guī)范給定的數(shù)值，預(yù)應(yīng)力鋼絞線與孔道壁的摩察阻力應(yīng)由試驗(yàn)確定。4.8.3.2安裝張拉操作架和設(shè)置防護(hù)板張拉前把張拉架緊靠在梁兩端，千斤頂用倒鏈懸掛在張拉架上，并在距離千斤頂后面1.52.0m處安設(shè)防護(hù)板，以防夾片和鋼絞線彈出傷人。4.8.3.3張拉機(jī)具的檢驗(yàn) 張拉前應(yīng)對(duì)千斤頂、油壓表及油泵配套標(biāo)定，并計(jì)算回歸曲線。張拉時(shí)要配套使用，并按回歸方程計(jì)算的油壓表讀數(shù)進(jìn)行加載。4.8.3.4檢查預(yù)應(yīng)力鋼束和錨具 應(yīng)檢查下列內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力鋼束與錨具是否與設(shè)計(jì)相符，壓漿咀是否暢通，錨具板喇叭口處的混凝土是否清理干凈，錨具安裝是否正確。限位板與錨具是否配套。4.8.3.5張拉作業(yè) 為防止梁體早期裂紋和加快制梁臺(tái)座周轉(zhuǎn)，梁體張拉分三次進(jìn)行。當(dāng)梁體混凝土蒸養(yǎng)結(jié)束，混凝土內(nèi)部與表面、表面與環(huán)境溫度不大于15時(shí)，松開模板進(jìn)行預(yù)張拉；強(qiáng)度和彈模達(dá)到設(shè)計(jì)值的80時(shí)，進(jìn)行初張拉，然后將梁體吊離制梁臺(tái)座；當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度和彈模達(dá)到設(shè)計(jì)值的100時(shí)、且混凝土齡期滿10天，進(jìn)行終張拉。張拉時(shí)，兩端分級(jí)加載，兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行，其最大不平衡束為一束。步驟如下：a、千斤頂就位：將工作錨環(huán)按順序穿入鋼絞線，用鐵管將夾片均勻打入錨環(huán)，然后安裝限位板、千斤頂和工具錨，調(diào)整錨圈、墊板及千斤頂位置，使孔道、錨具和千斤頂三者軸線重合。b、張拉：油頂充油，兩端同時(shí)張拉至初應(yīng)力(0.2k)時(shí)，用鋼尺測量油缸伸出長度，再張拉至k穩(wěn)壓5min，測量油缸伸出長度，計(jì)算實(shí)測伸出長度與理論伸長量之間的誤差是否在6之內(nèi)，若不符合要求，應(yīng)查明原因予以處理。c、錨固：穩(wěn)壓結(jié)束，兩端同時(shí)將千斤頂補(bǔ)油至k，回油錨固，當(dāng)油壓回到零時(shí)，測量油缸伸出長度。 d、張拉注意事項(xiàng)：工作錨、夾片安裝要均勻，松緊一致；加載、卸載要平穩(wěn)緩慢；兩端、兩側(cè)同步張拉：張拉時(shí)，頂后不得站人。4.9移梁為加快制梁臺(tái)座周轉(zhuǎn)和防止梁體出現(xiàn)早期裂紋，當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度80設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)；進(jìn)行預(yù)張拉，初張拉完成后；可將箱梁用龍門吊移出制梁臺(tái)座至存梁場，讓出臺(tái)座再次制梁。4.10孔道壓漿 預(yù)應(yīng)力終張拉完24小時(shí)后，檢查錨具和鋼絞線有無滑絲情況，若有則要進(jìn)行處理，若無則用砂輪切割機(jī)切割鋼絞線頭，并用水泥漿封錨，24小時(shí)后方可壓漿。4.10.1壓漿工藝預(yù)應(yīng)力管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。真空泵和壓漿泵應(yīng)分別與同一管道的排氣口和壓漿口連接；排氣口應(yīng)設(shè)在管道一端的上方，壓漿口應(yīng)設(shè)在管道另一端的下方。壓漿前管道真空度應(yīng)穩(wěn)定在-0.06-0.10 MPa之間。連接管道的壓漿口，開啟壓漿口閥門進(jìn)行壓漿。漿體通過透明管時(shí)，方可關(guān)閉真空泵排氣口閥門。當(dāng)排氣管流出的漿體稠度與灌入前一致時(shí)方可關(guān)閉排氣閥，并繼續(xù)壓漿使管道內(nèi)壓力上升至0.500.60 MPa后，持壓2min關(guān)閉壓漿閥。同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成。4.10.2壓漿要求及注意事項(xiàng)：a、同一孔道壓漿應(yīng)一次完成，不得中途停壓，因故中途停壓不能連續(xù)一次壓滿時(shí)，應(yīng)立即用壓力水沖干凈，研究處理后再壓漿。b、壓漿順序由下至上進(jìn)行，互相串通的孔道應(yīng)同時(shí)壓漿。c、制作試件的水泥漿應(yīng)由出漿口提取，制作7.077.077.07cm試件4組，其中兩試件按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天，評(píng)定水泥漿強(qiáng)度，另兩組試件隨梁養(yǎng)護(hù)作為檢驗(yàn)。d、水泥漿在拌漿機(jī)中的溫度不宜超過25，夏季施工應(yīng)采取降溫措施(降水溫及摻減水劑等)。同時(shí)盡量安排在早晚壓漿。e、壓漿前應(yīng)使孔道內(nèi)的積水和空氣全部排出，保證壓漿密實(shí)，且不能漏壓。溫度低于5時(shí)不宜壓漿，否則應(yīng)采取加溫保溫措施。4.11封端封端混凝土采用微膨脹混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)，摻入8的膨脹劑。封端前，要用聚氨脂防水涂料將錨具和鋼絞線頭涂刷一層，防止錨具生銹。4.12后續(xù)工作 施做防水層、保護(hù)層及養(yǎng)護(hù)，等待運(yùn)架梁。5 主要機(jī)具設(shè)備(見下頁)6 安全措施6.1場內(nèi)的電線路要專業(yè)設(shè)計(jì)、規(guī)范布置，電器開關(guān)應(yīng)設(shè)在有防雨防曬功能的電器箱柜內(nèi)，距離地面不小于15m。 6.2張拉時(shí)，嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)場。操作人員不得站在張拉千斤頂后，以防夾片錨具飛出傷人，張拉平臺(tái)后應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩。高壓油管接頭要緊密，油管油泵要隨時(shí)檢查，以防高壓油噴射傷人。 6.3龍門吊機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行檢查保養(yǎng)，特別是龍門吊的吊具應(yīng)定期進(jìn)行探傷檢查。6.4壓漿人員操作時(shí)要戴防護(hù)眼鏡、口罩和安全帽。7 結(jié)語高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁預(yù)制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，大量采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料。采用工廠化生產(chǎn)線的管理方式，進(jìn)行現(xiàn)場箱梁預(yù)制、存放、運(yùn)輸架設(shè)的方法，能保證工程質(zhì)量。避免了特大重量鐵路箱梁的長途運(yùn)輸，縮短建橋工期，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。參考文獻(xiàn)：1、高速鐵路技術(shù)；2、二一 . 二二年鐵道部部級(jí)工法匯編。名稱規(guī)格單位數(shù)量用途側(cè)模、底模、端模自行設(shè)計(jì)制造或購置，含附著式振動(dòng)器、側(cè)、內(nèi)模液壓千斤頂套4梁體成型內(nèi)模套4制梁臺(tái)座座4制梁封端模板套2封端內(nèi)模整修臺(tái)位座2鋼筋綁扎臺(tái)位底腹板、頂板座各2鋼筋切斷機(jī)GQ40A(3Kw)臺(tái)5鋼筋成型鋼筋彎曲機(jī)GJ740(3Kw)臺(tái)6鋼筋碰焊機(jī)UNl100臺(tái)6混凝土拌合站75m3h座2混凝土攪拌混凝土輸送泵ItBT50 75m3h臺(tái)2混凝土