48m箱梁節(jié)段拼裝關(guān)鍵技術(shù)研究
2017-07-17
1 概況
48m簡(jiǎn)支箱梁，梁部結(jié)構(gòu)為48m箱型簡(jiǎn)支梁，每片梁分為9個(gè)梁段，8個(gè)濕接縫，其中兩端各一段長(zhǎng)4.3m（重量83t），中間7段長(zhǎng)5.1m（重量57t），濕接縫長(zhǎng)均為0.6m。箱型簡(jiǎn)支梁采用單箱單室截面、等高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，梁高4.05m，箱梁頂寬4.9m，梁底寬3.0m。箱梁頂板厚0.273m，底板厚為0.25m，腹板厚為0.28m，道碴槽高0.35m寬0.2m。本文以楊家河特大橋20孔48m單線(xiàn)箱梁節(jié)段拼裝施工為例做介紹。
2 關(guān)鍵技術(shù)研究
?、俑鶕?jù)制梁臺(tái)座數(shù)量和每段梁生產(chǎn)周期，以及工期要求，確定模板套數(shù)、起吊設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備及移梁設(shè)備的配置。②根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況、工程量、工期等，對(duì)膺架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)量的配備進(jìn)行研究。③對(duì)箱梁膺架上節(jié)段拼裝工藝進(jìn)行總結(jié)。
3 梁場(chǎng)設(shè)計(jì)研究
3.1 梁段移存、移架設(shè)備的選定 48m簡(jiǎn)支節(jié)段拼裝箱梁，梁段最大重量為77t。從安全及經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮，采用100t龍門(mén)吊1臺(tái)配合梁場(chǎng)移梁、架梁。
3.2 單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段生產(chǎn)周期 清理底模、端模（2.5h）、底板腹板鋼筋（10h）、橡膠棒安裝（3h）、內(nèi)模板安裝調(diào)（5h）、外模板安裝調(diào)（5h）、頂板端模安裝（5h）、頂板鋼筋綁扎（6h）、混凝土澆注（5h）、混凝土養(yǎng)護(hù)（24h）、拆除模板（3.5h）共計(jì)69h。
3.3 梁段預(yù)制臺(tái)座數(shù)量、模板數(shù)量及梁段存放臺(tái)座數(shù)量的確定 為充分利用現(xiàn)有地形條件，制梁場(chǎng)作業(yè)區(qū)軸線(xiàn)與線(xiàn)路軸線(xiàn)方向平行，為滿(mǎn)足架梁的工期要求，制梁場(chǎng)主要指標(biāo)為：綜合生產(chǎn)能力為：3片梁/天；存梁區(qū)規(guī)模：不小于4孔梁的節(jié)段36片。經(jīng)推算和綜合考慮，該制梁場(chǎng)設(shè)置10個(gè)制梁臺(tái)座，8個(gè)普通梁段預(yù)制臺(tái)座，2個(gè)1#梁段預(yù)制臺(tái)座。制梁模板配備有5套外模、5套內(nèi)模、10套底模、10套端模，保證日預(yù)制3個(gè)預(yù)制梁段的生產(chǎn)能力。
制梁場(chǎng)共設(shè)置兩臺(tái)跨度12米額定起重量10噸的小龍門(mén)吊，用于制梁模板的拼裝及拆除和成品鋼筋的吊運(yùn)。
4 箱梁節(jié)段預(yù)制
4.1 箱梁節(jié)段預(yù)制工藝流程圖
4.2 梁段起吊移存 當(dāng)梁段強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可起吊移存，在預(yù)制梁段預(yù)留有8個(gè)精軋螺紋鋼吊裝孔。采用100噸吊龍門(mén)吊吊裝存梁。為了節(jié)約存梁區(qū)的占地面積，預(yù)制梁段的存放采用雙層疊置的方式。
5 膺架搭設(shè)
5.1 膺架支墩基礎(chǔ)處理 ①按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工放樣；②基坑開(kāi)挖，做好安全防護(hù)和地基承載力的核查工作；③在地基承載力符合設(shè)計(jì)要求的情況下，方可進(jìn)入下道工序施工；④各環(huán)節(jié)施工全部納入正式工程施工管理體系。
5.2 地面膺架搭設(shè) 地面移動(dòng)式膺架主要由主桁架、邊支墩、中支墩、運(yùn)梁車(chē)、梁段支撐調(diào)整系統(tǒng)、膺架倒運(yùn)系統(tǒng)、大龍門(mén)吊、附屬構(gòu)件等組成。①主桁。主桁由4片六四式軍用梁拼裝而成，是節(jié)段預(yù)制梁的主要承重部件。主桁長(zhǎng)44.29米，桁高3米，4片軍用梁兩兩一組兩組中心距2.72米，通過(guò)套管螺栓和聯(lián)結(jié)系槽鋼連成一個(gè)整體。②支墩。主桁下設(shè)三個(gè)支墩。第一和第三個(gè)支墩直接設(shè)置在承臺(tái)上；中支墩設(shè)置在梁跨跨中附近。支墩均采用制式的拼裝鋼管拼裝。其中兩個(gè)邊支墩，結(jié)構(gòu)形式為1×3，中墩受力較大，根據(jù)高度分為兩種結(jié)構(gòu)形式，即墩高大于等于16米采用4×5的結(jié)構(gòu)形式，墩高小于16米則采用2×3的結(jié)構(gòu)形式，鋼管柱之間采用聯(lián)結(jié)系連接為一整體。
5.3 運(yùn)梁軌道鋪設(shè)及箱梁節(jié)段支墊型鋼鋪設(shè) ①在64鐵路軍用梁兩側(cè)鋪設(shè)人行道板和安全網(wǎng)；②在64鐵路軍用梁上鋪設(shè)鋼軌運(yùn)梁軌道；③在64鐵路軍用梁上鋪設(shè)箱梁節(jié)段支墊型鋼（83墩拼件）。
6 箱梁節(jié)段架設(shè)
6.1 大龍門(mén)吊的梁段架設(shè) 通過(guò)梁場(chǎng)的大龍門(mén)吊將梁段放至膺架上。然后用千斤頂微調(diào)使梁段基本處于設(shè)計(jì)位置，并用螺旋支撐置換出千斤頂。
6.2 節(jié)段拼裝箱梁線(xiàn)型調(diào)整及控制 節(jié)段拼裝梁空間三維調(diào)整的過(guò)程是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，在梁段的調(diào)整過(guò)程中主要把握以下要點(diǎn)。①測(cè)點(diǎn)布置。測(cè)點(diǎn)是指梁節(jié)段預(yù)制過(guò)程中，預(yù)制場(chǎng)根據(jù)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)參數(shù)在待安裝節(jié)段的頂面布置的軸線(xiàn)控制點(diǎn)、高程控制點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)六點(diǎn)控制坐標(biāo)。②起始梁段的測(cè)量控制。箱梁段中的兩個(gè)端頭梁段為整跨的起始梁段，直接控制著整跨的線(xiàn)形及軸線(xiàn)，故在進(jìn)行安裝時(shí)，必須精確定位起始梁段。③整跨梁段測(cè)量控制。起始梁段的位置精確定位后，直接支撐于永久支座上（或置于一個(gè)相對(duì)標(biāo)高上），后續(xù)梁段的定位均以此為標(biāo)準(zhǔn)使用雙坐標(biāo)千斤頂進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整過(guò)程中用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制。
6.3 箱梁預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中膺架梁與箱梁之間的變形協(xié)調(diào)控制 ①根據(jù)膺架撓度曲線(xiàn)與設(shè)計(jì)院提供的混凝土梁預(yù)留反拱度確定梁的預(yù)留拱度值，擺放梁段時(shí)必須保證每個(gè)梁段的標(biāo)高。②梁段調(diào)位：先縱向調(diào)整→橫向調(diào)整→豎向調(diào)整→縱向調(diào)整→橫向調(diào)整→豎向調(diào)整的次序反復(fù)循環(huán)調(diào)整，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。③箱梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的分批張拉，所以要分次調(diào)整鋼縱梁上的螺旋支撐，以防止膺架鋼縱梁反力將混凝土梁破壞。④膺架本身為彈性體，隨著混凝土澆注的不斷進(jìn)行，膺架將繼續(xù)下?lián)?，因此在調(diào)整梁段時(shí)應(yīng)將此下?lián)蠌念A(yù)拱度里扣除。⑤對(duì)已張拉梁進(jìn)行監(jiān)控。張拉前測(cè)量梁體下?lián)?，張拉后測(cè)量梁體下?lián)希S后3天、7天再次進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)下孔梁進(jìn)行預(yù)拱度調(diào)整。
7 簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段拼裝施工工藝總結(jié)
?、俑鶕?jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，本工地的機(jī)械設(shè)備（如大小龍門(mén)吊、臺(tái)座、模板、膺架數(shù)量等）配置、人員配置情況基本合適。②梁段預(yù)制模板，內(nèi)模設(shè)計(jì)為成環(huán)并方便拆裝的模板，為快速完成每段梁混凝土的澆筑提供了保證。③梁段混凝土澆筑，塌落度為19cm～20cm較為合適，由于模板的剛度適合，梁段混凝土澆筑連續(xù)一次完成，避免了施工冷縫的產(chǎn)生。④梁的翼板側(cè)T鋼的安裝，由于梁是分節(jié)安裝的，節(jié)段之間距離有誤差，所以T鋼應(yīng)先施工預(yù)埋鋼板，待梁體安裝到位后再按設(shè)計(jì)間距精確焊接T鋼的連接鋼板。⑤膺架支墩采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造，既裝拆方便，又安全可靠。
8 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析
48m簡(jiǎn)支箱梁，采用預(yù)制節(jié)段拼裝施工工藝，有利于工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短工期，降低投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。48m簡(jiǎn)支箱梁，它具有對(duì)環(huán)境影響小，對(duì)地理位置要求低，有利于實(shí)行工廠化生產(chǎn)，保證質(zhì)量。48m箱梁節(jié)段拼裝施工技術(shù)的順利實(shí)施，填補(bǔ)了中鐵航空港建設(shè)集團(tuán)在這方面施工的空白，為公司贏得較好的社會(huì)效益。
9 工程實(shí)例
西安至平?jīng)鲨F路線(xiàn)3標(biāo)段，48m簡(jiǎn)支箱梁應(yīng)用節(jié)段拼裝施工技術(shù)，工程質(zhì)量較好。
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