铁路客运专线悬臂浇筑连续梁施工技术.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流铁路客运专线悬臂浇筑连续梁施工技术.精品文档.铁路客运专线悬臂浇筑连续梁施工技术 第四工程公司 许文忠 摘 要：本文介绍了铁路客运专线悬臂浇筑连续梁的特点,从各个工序上对连续梁的施工方法、施工工艺进行了阐述，并对关键施工控制技术进行了介绍。 关键词：客运专线 悬臂浇筑连续梁 施工工艺 控制技术 1 客运专线桥梁设计特点 列车高速运行要求轨道具有稳定、持久的高平顺性。所以客运专线桥梁在设计上特别注意了对梁部结构的刚度、徐变上拱、基础的沉降等方面的控制。另外100年设计使用寿命要求混凝土具有较高的耐久性。 2 悬臂浇筑连续梁在客运专线桥梁中的应用

2、情况及结构特点 客运专线的选线特点决定了线路要经常跨越主要交通干线或通航河流，所以悬臂浇筑连续梁的结构型式得到了广泛的应用。比较普通铁路的不同之处在于：双线箱梁翼缘板较宽且每节段的混凝土方量较大。因此在制作0#段托架或挂蓝时特别要注意临时结构的刚度，使变形在控制范围之内，确保梁的美观和内在质量。 3 相关规范、标准要求 3.1 悬臂浇筑梁段施工允许偏差应符合下列要求 混凝土强度：符合设计要求； 桥梁轴线偏位：10mm； 桥梁顶面高程：10mm； 钢筋骨架制作与安装及钢筋绑扎的允许偏差按本暂规应符合表1、表2规定； 表1 钢筋骨架制作与安装 表2 钢筋绑扎允许偏差(mm) 共 17 页 模板的制

3、作安装应符合表3规定； 表3 模板制作及安装允许偏差 梁体预留管道的允许偏差按表4规定； 表4 梁体预留管道的允许偏差 支座安装允许偏差按表5规定。 表5 支座安装允许偏差 3.2 预应力混凝土连续箱梁外形尺寸的允许偏差应符合表6规定 表6 预应力混凝土连续箱梁外形尺寸允许偏差 共 17 页 4 悬臂浇筑连续梁施工技术、施工工艺 4.1 0#块施工 0#段是连续梁悬臂施工的基本梁段。0#段一般在托架或膺架上一次灌筑成型，具有一次性灌注混凝土方量大，墩顶预应力管道多且复杂的特点。 4.1.1 托架设计施工 托架由墩身预埋件、斜支撑、托架横梁和分配梁组成。 为满足客运专线桥梁对变形的控制要求，组焊

4、托架的杆件采用型钢。托架横梁采用工字钢，斜支撑采用槽钢，托架横梁上铺工字钢或槽钢作为受力分配梁，托架预埋件采用钢板组合件。 根据托架布置形式，每个墩柱上竖向布置两排预埋件。预埋件采用=20mm和=10mm的钢板焊接。如图1所示。 图1 托架示意图 4.1.2 托架试压 在0#段梁体施工前，采取水箱加载的方法，对托架进行等效加载试验，对其强度、安全性进行检验，同时测出其弹性变形，并消除塑性变形，为施工预留拱度提供准确的数据。 4.1.3 0#段模板 0段模板由内模、外模、底模、端模组成。外模板采用大块钢模板，考虑到挂篮使用，上下分块，螺栓连接，面板用=6mm厚钢板，骨架桁架采用角钢和槽钢组成。模

5、板纵向框架间用M16螺栓联接，为加强整体刚度，在外缘加设纵带；底模板在两侧悬臂部分利用墩身预埋件，再加工特型模板组拼，下面辅以槽钢做肋；内模板采用组合钢模板，角隅处采用木模加工组拼。内模使用钢管支撑作为立模平台，固定于底板上下主筋上。内模的固定通过拉杆与外模相连，形成整体。 4.1.4 支座及临时支座 临时支座安装 共 17 页 临时支座以能够承受T构荷载和不平衡力矩，并便于拆除为原则进行设计，每个T构设4个临时支座，为C40级的钢筋混凝土结构。每个支座内设11根32的锚固钢筋，伸入梁体及墩帽1m以上，为了便于临时支座的拆除，在其中设有5cm的硫磺砂浆混凝土夹层两层，中间布置电阻丝，施工时分层

6、灌筑，拆除时给电阻丝通电，待硫磺砂浆熔化后，割断锚固钢筋，取出钢筋混凝土支座。如图2所示。 32精轧螺纹钢 图2 临时支座永久支座安装示意图 安装永久支座 永久支座在墩下组装、整体吊装就位。做法是:安装前用小型磨光机打磨垫石表面,直至其任何一点的标高与设计标高之差都在要求的标准以内为止。同时,在地面按产品说明书组装支座并临时锁定,然后用吊机整体吊到墩顶,纵、横向对正后落到支承垫石上,经复核确认无误后锚固螺栓,最后安装防尘裙。 4.1.5 0梁段混凝土灌注 0#段混凝土一般采用整体一次性浇注，输送泵输送。0#段作为连续梁施工的基本段，梁高、管道密、变截面较多，混凝土施工难度大，为保证混凝土浇注质

7、量，在原材料选择、混凝土拌和、技术工人培训、设备保障上、浇筑顺序上严格把关，保证设计意图的有效实施。 0#段混凝土浇筑顺序为：先底板，再腹板 ，最后浇筑顶板。底板混凝土通过泵管直接泵入底板，再辅以人工进行布料，浇注顺序为先两侧，再中间，后两端。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣。底板和腹板的倒角部分，采用先在倒角顶预留一道横槽，不铺模板，利于振捣和观察混凝土，待混凝土灌筑到此处时再封上。底板顶不封模板。腹板部分相对较高，钢筋及预应力管道密集，混凝土浇注质量不易控制，腹板混凝土入模通过串筒完成，混凝土由顶板串筒进入腹板内，同时窜筒的长度以使混凝土自由下落高度不大于2.0m。顶板混凝土施工按常规工艺进

8、行，振捣时应切实保证预应 共 17 页 # 力管道不被移动。浇注完成后及时清除梁顶多余的混凝土，保证梁顶的平整度。顶板混凝土采用插入式振捣器和平板振捣器联合振捣。 4.1.6 0#段施工工艺流程图 如图3所示。 图3 0#块施工工艺流程图 4.2 悬灌段施工 4.2.1 挂篮 4.2.1.1 挂篮结构 共 17 页 成悬臂吊架，承受模板和梁段钢筋混凝土的重量。 悬吊系统主要包括前吊杆和后锚杆，吊杆上端悬挂在主桁架前横梁上，通过拧紧或放松螺帽实现长度调节，因此可以实现精确调整标高，吊杆下端吊在底模架前横梁上，由此将底模架承受的荷载传到挂篮主桁架上；后吊杆上端悬挂在已成梁段的底板上，下端吊住底篮后

9、端。 挂篮尾部直接锚固于已成梁段的竖向预应力钢筋上。 行走系统由走行轨道、滑板扣板、手动葫芦组成。走行支点为挂篮前后支腿。 工作平台包括张拉平台、侧平台、底平台、顶平台等是工人进行张拉、压浆、调整吊带吊杆长度、行走、安装模板的脚手平台，各平台悬挂在挂蓝主桁架上。 模板系统由底模、侧模、内模及其支撑悬挂支架组成，其中内模采用开启式，钢木组合结构，以梁内箱的两个上倒角为轴实现开合，以缩短梁的生产周期。 底模架即底模纵横大梁，纵横梁均用型钢组焊而成。前横梁吊于前吊杆上，后横梁锚挂于成型梁段底板上。挂蓝部分所有构件均在工厂内完成。 4.2.1.2 挂篮加工 菱形挂篮所有构件的制造在工厂内加工完成，在桥

10、位处组拼。选用的钢材要求符合钢结构设计规范GBJ1788和GB159188规范，并具有钢材质量证明书。加工时，均进行钢材矫正、放样画线、加工切割，再矫正制孔；边缘加工、组装、焊接、构件变形矫正，试拼装、载荷试验、涂装等各项工序满足图中允许偏差范围内，不合格不得使用。 共 17 页 4.2.1.3 挂篮安装 所有构件、杆件、部件、经验收合格后，在试装台上按设计图拼装试验。试装后在桥址处临时堆放场上，利用吊车预拼装成吊装单元（一组承重菱形桁架预拼成整件单元）。首先在0号梁端顶面测量找平、设置轨道，轨顶水平度不得大于1mm，轨距偏差不得大于2mm。固定轨道、安置滑板、吊装二组承重菱形桁架，锚固后端，

11、联接主桁前后上平联；吊装后桁架、前横吊梁、底模后端横梁，连接吊杆系；架设底模；吊装外模滑系梁和内模滑系梁；插入内外模板（含内外锚杆），组装各工作平台，形成一个悬灌体系。 4.2.1.4 挂篮荷载试验 挂蓝组拼完成后，按最大悬灌节段作用下，挂蓝主桁架前吊杆的受力情况，对挂蓝主桁架进行等效加载试验，试验荷载采用菱形架对称拼装，然后用千斤顶预压,见图5所示。通过试验，消除挂蓝主桁架各部分非弹性变形，测得其弹性变形曲线，并与理论计算弹性变形作比较，确定各悬灌节段作用下，挂蓝的弹性变形值，为底模高程设置提供数据。 千斤顶 图5 挂篮试验示意图 4.2.2悬灌施工 挂篮安装完成后，进行悬灌段施工。1#段及

12、以后的梁段均采用挂篮悬臂灌注，悬灌段的施工工艺流程见图6。 共 17 页 图6 悬灌施工工艺流程图 混凝土的生产与运输 由混凝土搅拌站生产混凝土，拌好的混凝土用混凝土搅拌运输车水平运输，用砼泵垂直输送。 灌注混凝土 除前面所述每个梁段的混凝土必须在最早灌注部分终凝前一次完成外，更重要的是要确保T构 共 17 页 对称灌注，为此，采取以下措施: 底板、顶板与腹板混凝土采用不同的塌落度，并根据气温的变化进行调整。 运到梁段的砼不直接倾倒入模，而卸置预设的分料钢板上，人工送料入模。 腹板混凝土通过扁串筒入模(扁串筒系根据梁段的钢筋和波纹管的间距专门加工)。灌注时两腹板混凝土面高度要一致，混凝土分层厚

13、度不超过30cm。 入模的混凝土采用插入式振捣器振捣。 预应力的施工在第4.5节介绍。 4.3 边跨端部施工 连续梁的边跨端部采用在支架上现浇。安装底模时，模板与下面支架之间设置木楔，以便于合龙后模板与架子的拆卸。支架用钢管脚手架。顶部采用工字钢作纵横分布梁。底模、侧模为整体钢模，内模、端模为木模。 4.4 合拢段施工 合龙段施工顺序按设计要求进行。合龙段施工工艺流程如图7所示。 中跨合龙段施工时，挂篮后退，将相邻两个T构的梁面杂物清理干净，在边跨端部设配重水箱。然后将相邻两个构上所有观测点的标高精确测量一遍。 共 17 页 图7 合龙段施工工艺流程图 （3）比较合龙段相邻的两个梁端顶面标高，

14、如果其高差在设计允许范围内，则着手下一步施工，如果大于允许范围，则通过水箱配重进行调整，使其达到要求后，再进行合龙段施工。 （4）为防止T构因热胀冷缩而对合龙段的混凝土产生影响，在合龙段箱体内模及顶板钢筋安装前，选择气温最低时间，按设计的位置和数量焊接与合龙段等长的型钢支撑（劲性骨架），将相邻T构(或边跨直线段与相邻T构)连成一体，在灌注混凝土前几小时，根据计算拉力，张拉布置在底板与顶板中的临时预应力束。见图8所示。 共 17 页 桥梁中心线 半顶板平面半底板平面 立面 型钢支撑 图8 合拢段布置图 （5）选择在一天中气温最低、温差变化比较小的时间开始灌注，拌制混凝土时，将混凝土强度提高一个等

15、级，并掺入微量铝粉作膨胀剂，以免新老混凝土的连接处产生裂缝。混凝土作业的结束时间，则根据掌握的天气情况，尽可能安排在气温回升之前。混凝土灌注完毕，顶面覆盖双层草袋，箱体内外以及合龙段前后1m范围内，由专人洒水养护。 （6）在合龙段混凝土灌注过程中，安排专人用水泵不断向放置在相邻T构的另一悬臂端部的配重水箱中注水。作业结束时，所注水的重量达到设计要求。经过养护，当混凝土强度达到设计要求的强度时，一边拆除合龙段模板，一边将配重水箱中的水缓慢放掉。最后，解除临时预应力束和相邻T构永久支座的锁定。 （7）中跨合龙段混凝土强度达到设计张拉强度时，预应力束按设计要求的顺序和张拉力值进行张拉。 （8）在边跨

16、合龙段预应力束张拉前后各测量一次与该合龙段相邻T构上观测点标高，以便合龙段施工时控制参考。 （9）劲性骨架：按设计图纸要求设置劲性骨架。 （10）临时锁定：在边跨合拢完成后，拆除临时支座，启用永久支座，并按要求锁定永久支座的纵向位移，待合龙段完成后，在设计要求的混凝土龄期内解除锁定。 （11）后期钢束张拉：当全桥全部合龙后，即开始张拉后期钢束，后期束一次张拉完成，不拖延、间断，张拉完成后即开始压浆，一次全部压完。后期钢束认真按设计的顺序张拉，每一编号的钢束张拉顺序为先中后边。 （12）体系转换：在合龙段混凝土灌注完后，在设计要求的混凝土龄期完成体系转换。 4.5 预应力施工 4.5.1 预应力

17、筋的下料、编束和穿束 共 17 页 下料前对材料进行复检，复检合格后才能下料。预应力筋切割采用砂轮锯。下好的料进行编束。使钢绞线束不相互缠绕，每隔11.5m用铁丝捆扎一道，距端头2m范围内每隔0.5m捆扎一道。编好束后将端头焊在一起，然后将端头打磨成卵形，以便穿入波纹管。 穿束前用较预应力束直径大0.51.0cm的通孔器疏通波纹管，再用高压风吹净管内的杂物。穿束时先将导线穿过管道与预应力束连接，然后牵引导线并辅之以推送，将预应力束穿入管道，两端外露部分满足张拉要求。 4.5.2 张拉 纵向预应力钢丝束的张拉 梁段混凝土强度达到设计要求的混凝土强度和弹性模量时进行张拉作业。其中，横向预应力筋和竖

18、向预应力筋张拉在挂篮前移就位后进行。 张拉前配套标定千斤顶及其油压表，按规定逐个检验锚具。 工作锚安装前擦拭干净，然后将钢绞线平行地穿入锚环，安装中心或内圈锚环孔的楔片，再安装外圈锚环孔的楔片，最后用套管或小锤将楔片打入锚环孔。要注意的是，楔片外露端头一定要在同一平面上，否则要取下重装。 安装千斤顶时要对正管孔，并不得将大小油缸的油管接错。 安装工具锚时，要在其锚环与楔片之间缠垫塑料布，并涂上少量黄油等润滑剂，以便卸锚。 初张拉前要仔细检查千斤顶、油路等，确认无误后再开动油泵进行张拉，同时要安排23人扶正千斤顶使工作锚环准确进入锚垫板的限位槽内，待油表读数达到初张拉应力时测量大缸行程工具锚楔片

19、外露量。 初张拉后再次检查千斤顶和油路，均正常后，两端千斤顶同时加载进行张拉，每加5MPa互相通报一次，使之随时保持一致。待两端都达到张拉应力时，再次测量大缸行程和楔片外露量，并与理论值进行比较。持荷5min，如发现油表应力下降，立即补拉至设计应力。 张拉完成后，计算实际伸长值，将其与理论伸长值作比较，其误差应该在6%以内。 割断多余的钢绞线，使钢绞线的外露长度为35cm。切割用砂轮锯，严禁用电气焊切割。 对于较长的钢绞线束，其伸长值远大于两个千斤顶大缸的额定行程，所以必须进行倒顶张拉。倒顶张拉的第一次初张拉的应力为0.1k，终拉应力为c/(m+1)(m为倒顶次数，c为超张拉应力)，由此类推，

20、第n次的初拉应力为(n-1)c/(m+1)，终拉应力为nc/(m+1)。几次倒顶张拉的伸长值累加即为钢绞线的实际伸长值。应注意，倒顶张拉中要严格控制千斤顶大缸的行程，不超过额定张拉行程。 横向预应力钢束的张拉 横向预应力钢束操作要点与纵向张拉基本相同，故不再赘述。 共 17 页 竖向预应力筋(精轧螺纹钢)的张拉 张拉竖向预应力筋时，千斤顶的张拉头应拧入钢筋螺纹的长度不得小于40mm，一次张拉至控制吨位，持续12min，并实测伸长量作为校核，然后拧紧螺帽锚固。 竖向预应力筋的张拉程序为:安装工作锚安装千斤顶连接器和张拉杆安装工具锚(双锚)初张拉(1MPa)张拉至锚下控制应力，持荷2min测量伸长

21、值，拧紧工作锚大缸回程拆除千斤顶。 钢绞线滑断丝的处理 处理方法为:如遇滑丝，则使用专门用于单根钢绞线张拉的QC-23型千斤顶张拉滑进的钢绞线(张拉力以不大于超张拉为原则)；在张拉过程中楔片被带出，将其更换后继续张拉至单根钢绞线锚下控制应力时顶锚;对于断丝，则按上述步骤拉出楔片和断丝，更换后重新张拉。 4.5.3 孔道压浆 张拉工序完成经检查确认无误后，即开始压浆。连续梁压浆所用浆液为水泥浆，使用P.O42.5R普通硅酸盐水泥掺加0.6%FDN-5高效减水剂配制，试件强度为4555MPa。预应力管道采用一次压注法，操作程序如下: 清洗孔道：先用高压水冲洗孔道，将孔内杂物冲出后，再用高压风将孔内

22、水吹净。 安装压浆器具：依次安装密封盖、压浆嘴、压浆阀，将压浆管与压浆机、压浆阀连接好，使进浆阀和出浆阀都处于开启状态。 拌制灰浆：拌制时间不少于3min，水泥浆倒入储浆罐时要用孔眼小于5mm的筛子过滤。 压浆：启动压浆机压浆，待出浆阀溢出的浆为浓浆时关闭浆阀，以0.50.7MPa的压力保持25min后，关闭进浆阀，压浆泵回浆，卸掉压浆管。 拆卸压浆器具：待灰浆初凝后(一般为14h)，拆除压浆阀压浆嘴和密封盖等，清洗干净，以备后用。 在气温较高的季节压浆时，尽量缩短浆液在压浆管内的存留时间，对长管道(70m以上)，在关闭进浆阀后在出浆端补压一次，以增强灰浆的密实度。 4.5.4 封端 孔道压浆

23、完毕后，水泥浆已经凝固的条件下进行梁体封端作业。 先将锚垫板表面的粘浆和锚环上的封锚砂浆铲除干净，梁端锚穴处进行凿毛处理，并清洗干净，各处的浮浆、残渣等杂务清理干净。 凿毛清理工作之后，对锚具进行防锈处理，用环氧树脂涂料封锚具，在锚具的四周涂881I型聚氨酯防水涂料进行防水处理。 共 17 页 焊接封端钢筋网片，要求位置准确，安装封端模板，控制全梁长度在规范允许范围内。 封端混凝土必须加强捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐、美观。 封端混凝土采用无收缩混凝土，混凝土强度不低于梁体混凝土强度。 封端混凝土必须有良好的养护环境，必须充分保证混凝土的湿润，防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹

24、，拆模后在梁端覆盖无纺布，洒水养护至少7天。禁止用草帘覆盖养生，避免混凝土颜色变黄。 4.6 关键控制技术 4.6.1 线形和徐变、上拱控制 为了达到桥上无渣轨道的铺设要求，必须对桥梁结构物的徐变和上拱值进行严格控制。 在混凝土配合比选定的时候，特别注意混凝土弹性模量和强度双指标控制，以保证混凝土的变形在设计允许范围之内。 严格控制预应力管道安装位置和张拉程序，在浇筑梁段混凝土时制作混凝土试件，使混凝土试件和梁体混凝土在相同的条件下养护。在张拉前同时试验混凝土所达到的强度和弹性模量，均满足设计和规范规定时方进行张拉作业，采用应力和伸长量指标双控。 确保梁体在无碴轨道施工的前六个月完成，并在梁段

25、全部施工完成后，对梁段设置观测点，进行收缩徐变和上拱变形情况的观测。 段托架施工时，对托架进行等效预加载来消除其塑性变形，测定其弹性变形，在安装模板时，预抬高底模，抬高值与弹性变形值相等。为了减少托架的变形，托架设计制作时采用大型型钢，增加刚度，减少变形。 对挂篮进行等效预加载消除其非弹性变形，测定其弹性变形，为混凝土灌注前的立模标高提供准确的依据。 4.6.2 高性能混凝土 4.6.2.1 高性能混凝土配合比的选取 选用低水化热的低碱含量的水泥 选用球形粒形，吸水率低、孔隙率小的洁净的骨料。 适量掺用优质粉煤灰，磨细矿渣粉等矿物掺和料或者复合矿物掺和料。 采用高效减水剂，引气剂改善混凝土结构

26、。 尽可能减少混凝土中的水泥用量。 4.6.2.2 高性能混凝土拌合工艺 采用自动计量拌合设备，严格进行称量。 准确测量骨料的含水率，计算施工配合比。天气状况好的时候每班抽测含水率两次，遇到雨 共 17 页 天的时候随时进行抽测。 采用卧轴式，行星式强制搅拌机搅拌混凝土。具体搅拌程序如下：先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料、和专用复合外加剂，搅拌均匀后再加入所需水量。待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，继续搅拌至均匀为止。每一阶段搅拌时间不少于秒，总搅拌时间不少于分种，最长不超过分种。 冬季搅拌混凝土，通过热工计算确定水和骨料所需要的满足混凝土最低入模温度，然后对水和骨料进行预加热。 炎热季节搅

27、拌混凝土，在骨料存放场地搭设遮阳篷，采用低温水搅拌混凝土降低混凝土拌合物的温度。并尽可能在夜间搅拌和浇筑混凝土。 4.6.2.3 高性能混凝土运输工艺 选用运输能力与混凝土搅拌能力相匹配的运输设备。 保证混凝土运输道路的平整，使混凝土在运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点的混凝土不分层、不离析、不漏浆。 采取措施对运输设备进行保温，防止混凝土局部温度过高或者受冻。 从搅拌机卸出的时间到浇筑完毕的时间以不影响混凝土各项性能指标为限。 泵送混凝土在不影响泵送工艺的前提下，尽量减小混凝土的塌落度。 选择好输送泵的安放地点，使输送泵起始泵管的长度大于m。输送管路用支架、吊具等固定。采取措施对输送管路进行

28、覆盖保温。 4.6.2.4 高性能混凝土振捣工艺 振捣采用高频插入式振捣器，附着式平板振捣器振捣。振捣的过程中避免碰撞钢筋、模板、预埋件。 插入式振捣器振捣采用垂直点振方式振捣。变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置时，先竖向缓缓将振捣棒拔出，然后将振捣棒移至新的位置。 在振捣过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝情况，以防漏浆。混凝土浇筑完成后，将混凝土表面压实抹平。 5 结束语 通过对铁路客运专线悬臂浇筑连续梁的施工技术的论述，我们看到：在悬臂浇筑连续梁常规施工方法上，客运专线与普通铁路基本没什么区别，但是客运专线的结构设计上的特殊要求，又使其施工与普通铁路有着本质上的区别，还需要我们在实际施工中认真加以总结和研究。 参考文献： 1、京沪高速铁路桥涵工程施工暂行规定（报批稿）（正式稿） 共 17 页 2、-桥涵施工指南(2005.1) 共 17 页