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预制混凝土节段箱梁胶接拼装架设施工

预制混凝土节段箱梁胶接拼装架设施工

2006/8/21 9:10:00
1 工程概况 广州轨道交通地铁四号线,位于广州市南拓发展轴的轴线上,处于沿珠江入海口河道的西岸地带,是广州市中心城区联系南部各新兴产业发展组团的轨道交通快速线,起到拉开城市布局、促进城市健康发展的引导作用。 东涌站至黄阁北站区间的第7标段,位于广州番禺区内,起终点桩号为K42+612.4~K44+947.4,主要施工范围为DZ24~DZ103墩的高架桥,跨越多处河涌和乡村道路。 高架桥组合为2×30m+2×25m+1×30m+1×25m+63×30m+4×25m+6×30m预应力简支箱梁,箱梁为单箱单室钢筋混凝土结构,采用短线法分节段预制,现场胶接拼装架设;标准预制节段长度为2.50m,顶宽为9.30m,预制节段梁的吊装重量约40t。 2 施工方案 预制节段梁由专业梁场生产供应,箱梁架设拟从本标段的起点DZ24墩向终点DZ103墩方向逐跨采用上行式架桥机现场胶接拼装、整孔架设。对于起始的第1跨(DZ24至DZ25墩)及第2跨(DZ25至DZ26墩)节段梁由运梁车从地面施工便道运至架桥机下方,然后由架桥机直接吊起梁段至安装位置进行梁段的拼装。其余各桥跨的节段梁则由存梁场龙门吊机提升上桥面,从桥上运梁至架桥机后方喂梁,利用50t起重小车的转动装置将节段梁在空中转动90°而就位。 节段箱梁架设流程:施工准备→架桥机拼装→架桥机检验→节段梁吊装及调整→节段梁胶拼及临时束张拉→整孔预应力张拉→整孔落梁就位→架桥机纵移过孔→架桥机调整进行下一孔架设。 3 架桥机拼装 预制节段箱梁的架设采用上行式架桥机,其能够满足跨度22.5~35m节段箱梁的架设,适应桥梁平面曲线半径R≥450m。本架桥机由主梁(含导梁)、前支腿、2个可前后循环的活动中支腿、后支腿、50t起重小车、节段梁吊挂系统、吊具、安全系统、电气系统及液压系统等组成,架桥机总体布置见图1。 在DZ24墩至DZ25墩跨处按施工要求采用汽车吊机安装架桥机设备,架桥机组拼完成后,对架桥机进行试吊并检验其各项工作性能,满足施工要求后才可投入正式使用。 4 节段梁吊装步骤(以30m跨度为例) 在安装跨两端墩顶安装支座,并按设计调整其预偏量。节段梁从存梁场运至待架设的桥跨处,首先吊装第S12节段定位,然后依次吊装其余各节段梁(见图2),最后调整线形,校准第S1节段,并将其临时固定,确保不发生位移、转动。安装时将各节段向墩方向偏移,预留涂环氧树脂的空间。
将第S1、S2梁段临时对接,通过张拉临时束预拼,检查拼接缝的密贴程度,以决定不同部位的涂胶厚度;检查线形高程和箱梁中线,以掌握纠偏的方向和程度,作好纠编的准备工作。预拼完毕后,将梁段脱开,对胶拼的混凝土面作进一步清理,确保涂胶面上无泥土、灰尘及其他松散物;在第S1、S2梁段接合面上涂抹环氧树脂,将S2梁段与S1梁段密贴,张拉临时紧固装置,保证节缝间压力不小于0.3MPa,将S1、S2梁段临时锚固,环氧树脂固化。按同样方法依次安装其余节段,最后张拉所有预应力束,整孔落梁至设计位置,完成一整孔梁的架设,纵移架桥机过孔,进入下一孔跨架梁。 5 节段梁胶拼施工 5.1 节段梁吊装和试拼 为保证两梁段拼接面标高、倾斜度保持一致,减少涂胶后的梁段位置调节时间,在胶拼前,进行试拼装。试拼装时,调整待拼节段标高,将梁段拼接面靠拢,保证梁段拼接面完全匹配,检查梁段块件标高、中线和匹配面的情况,预应力孔道接头对位情况,临时预应力钢筋及张拉设备是否完善。试拼完成后将移开0.4~0.5m(以方便胶拼为准),除纵向进行平移外,梁段的标高和倾斜度不应进行调整。 5.2 拌胶及涂胶 将环氧树脂在约400转/min状态下搅拌2~3min,直到颜色均匀为止,搅拌过程中尽量避免引入空气,尽量使用扁平工具拌胶,便于散热延长使用时间。使用刮刀从下向上方均匀涂刷,为加快进度,可分为几个工作面同时进行涂胶,涂胶厚度为0.5~1.0mm。混凝土凹进部分要填平,涂刷过程以及拼装后2h之内采取措施,防止雨水侵入和阳光照射。 在常温条件下,拌制完的环氧树脂宜在45min内涂刷完毕,90min内进行拼接。涂胶的混凝土表面温度不宜低于5℃,否则须采取加温措施。涂胶时应取2组试件,与梁体胶拼面同条件养护。
5.3 梁段拼接 在全截面环氧树脂涂刷完毕,安装预应力管道密封圈后,移动待拼梁段,对位进行拼接。张拉临时预应力束,使环氧树脂在不小于0.30MPa的压力下固化,挤压后的胶缝宽度宜在0.5~1.0mm,不应出现缺胶现象。挤出多余的环氧树脂及时刮除,刮除过程中尽量减少对混凝土的污染,并用检孔器清理预应力孔道,排除可能进入预应力孔道的胶体,必要时0.5h再通孔1次,确保孔道的畅通。 5.4 节段梁架设施工注意事项 节段梁吊装、运输时应特别注意保护梁端的剪力键,以免损伤;节段梁必须在混凝土抗压强度达到设计强度的70%后方可挪移、搬运。按设计要求,节段梁必须在预制场存放28d后方可进行桥位吊装,确保预制梁的施工安全。 节段梁的预制长度由实际施工误差进行调整,由于梁段高度较低,箱内施工操作空间受限,所有预应力筋的锚固均设在梁端。节段梁采用高位拼装落梁的施工方法,要求保证节段拼装的架桥机能够保证在施工荷载作用下稳定与安全。 5.5 梁段接缝处理 梁段施工接缝较多,箱梁各梁段之间的施工缝严格按《公路桥涵施工技术规范》[1](JTJ041-2000)的要求进行处理。 (1)所有的接缝面必须洁净,除去油污等杂质,混凝土表面应尽量平整,疏松表面层及附着的水泥应清除干净,涂胶前表面要干燥或烘干。 (2)匹配面涂环氧树脂加水泥做填料作为粘结剂,环氧树脂要根据不同温度做几组配合比。胶层要均匀,厚度控制在0.5~1.0mm为宜,以保证有多余环氧树脂从接缝中被挤出,并可利用胶层上下厚度不一调整拼装时上翘和低头现象。粘胶剂的保存、有效期、搅拌方法及时间均符合相关规定。环氧树脂涂层施工时,需要严格控制其湿度等相关指标,以确保箱梁能与外界的隔离。 (3)胶结强度应不低于梁体混凝土强度,初步固化时间大于2h,完全固化时间为24h,确保涂胶、加压等工序在固化前完成。胶接缝挤紧的预应力(挤压)0.20MPa,挤压在3h以内完成。(4)环氧树脂接缝在环氧树脂尚未凝固之前,要在接缝保持一个最小临时压应力,不小于0.30MPa,通过临时钢束来施加。梁段架设时必须在接缝完全闭合后才能施加预应力。 (5)涂胶人员在施工过程中应有防护措施,并做好安全防护工作。 6 箱梁预应力施工 本工程预应力体系中的预应力筋采用1×7-15.20-1860-GB/T5224-2003,锚固体系采用自锚式拉丝体系,锚具要符合《预应力筋用锚具、夹具和联结器》[2](GB/T14370-2000)的技术要求,张拉体系采用YCWB型千斤顶。预应力张拉将按预张拉、初张拉和终张拉3个阶段进行,当设计有具体规定时则按设计规定进行;预应力应采用两端同步张拉,并要符合设计张拉顺序,预施力过程中应保持两端的伸长量基本一致;预应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长量值进行校核。 6.1 预应力束的安装和保护 穿束前对孔道进行检查,孔道应畅通,无水和其他杂物。预应力束应对号穿入孔道内,同一孔道穿束应整束穿。预应力束安装在孔道后,孔道端部开口应密封以防止湿气进入。 任何情况下,当在安装有预应力筋的构造附近进行电焊时,对全部预应力筋和金属件均应进行保护,防止溅上焊渣或造成其他损坏。 6.2 预应力张拉 在张拉开始前,所有操作预应力设备的人员,应通过设备使用前的正式培训,以便熟练张拉操作全过程,确保张拉操作的正确性。预应力束张拉程序为:0→10%σk(初张拉,划线)→20%σk→40%σk→80%σk→105%σk(持荷2min)→锚固。 张拉时混凝土强度不应低于设计规定,张拉顺序应符合设计要求,在张拉预应力束过程中,应根据设计要求放松部分梁段的吊杆,直至所有钢束张拉完毕。 箱梁两侧腹板应对称张拉,其不平衡最大不超过一束。同束钢绞线应由两端对称同步张拉,千斤顶升、降压速度相近。 预应力束采用张拉力和伸长量双控,并以张拉力控制为主,以伸长值校核。实际张拉伸长量与理论伸长量之差应控制在6%范围以内。每端钢丝回缩量应控制在6mm以内。 每束钢绞线中单根钢绞线内的断丝或滑丝不得超过1丝,每个断面断丝不超过该断面钢丝总数的1%。 6.3 箱梁孔道压浆 本标段工程的预应力孔道均采用真空压浆工艺。在一跨的所有预应力束张拉完成后,孔道宜在2d内进行压浆,压浆材料为铁道部鉴定的高性能无收缩防腐灌浆剂,压浆前孔道内应清除杂物及积水,压入孔道的水泥浆要饱满密实。真空压浆工艺的技术要求有: (1)预应力孔道及孔道两端必须密封,可通过气密试验确定密封程度。 (2)抽真空时孔道内真空度(负值)控制在-0.06~-0.1MPa之间。 (3)孔道压浆的压力应≤0.7MPa,浆体注满孔道后,应在0.50~0.60MPa压力下持压2min。 (4)孔道压浆的水灰比≤0.35。 (5)水泥浆的浆体流动度为30~50s。 (6)水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。 (7)浆体的泌水性3h后应小于2%,24h之内泌水全部被浆体吸收。   (8)浆体初凝时间≥3h。 (9)浆体体积变化率<5%。 (10)浆体强度7d龄期强度>25MPa;28d龄期强度>60MPa。 (11)当气温或构件温度低于5℃时,不得进行压浆;水泥浆体温度应小于35℃。当白天气温高于35℃时,宜在夜间进行。 7 结 语 广州轨道交通地铁四号线7标段上部结构的箱梁采用上行式架桥机进行胶接拼装、整孔架设,有效地减少桥下河涌和软弱地基对上部结构箱梁的施工影响,保证箱梁的施工质量。<
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