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客運專線大噸位簡支箱梁的預制、架設方法與關鍵工藝措施

08-22 12:09:45  瀏覽次數:770次  欄目:鐵路工程
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客運專線大噸位簡支箱梁的預制、架設方法與關鍵工藝措施

蔣寧生   中鐵十四局集團公司副總經濟師
  客運專線橋梁工程的施工難度之一就是大噸位簡支箱梁的預制、架設,客運專線簡支箱梁之所以大噸位是因為要考慮增加橋梁橫向剛度,所以橋梁設計為雙線整孔箱梁, 32米跨梁的噸位達到900噸。因此必須采用專用的制架設備并采用相應的施工方法與工藝。本文集本人多年的研究,分四個方面對此進行闡述以供交流。
1.簡支箱梁的預制方法
1.1 梁場設置與臺座配置方案
  簡支箱梁預制一般采取分段集中、工廠化制梁的方案,在橋梁集中地段按照一定規模相對居中建場。
  制梁場在開工后立即選址建設,制梁場根據工期要求和任務數量,按 6天/孔的生產周期配置制梁臺座數量,存梁臺座數量按照制梁臺座的6 倍數量考慮。地質較好的制梁、存梁臺座采用擴大基礎;地質較差的制梁、存梁臺座采用樁基礎加固。
  制梁場按照后張法制梁工藝要求,設計制梁臺座,平面布置要適應提梁機提梁上橋裝梁或運梁機直接馱梁上路基兩種方案,規模較大的梁場宜采用箱梁搬運機方案移梁、裝梁;300孔以下規模,地質條件較好的梁場宜采用橫移梁方案移梁、裝梁。
  制梁場劃分成制梁區、存梁區、和混凝土拌合區三大作業區。制梁區主要有制梁臺座、鋼筋綁扎臺座、內模組拼臺座、鍋爐房、鋼筋房、各種加工車間等;存梁區主要有存梁臺座和靜載試驗臺座等;混凝土拌合區主要有攪拌站、混凝土泵站和砂石料場等。
  制梁場布置形式,根據所征用地形狀,長條形場地采取縱向布置即制梁臺座與存梁臺座縱向排列布置;方形場地采取橫向布置即制梁臺座與存梁臺座橫向排列布置。
  箱梁預制臺座的生產周期為: 6天/孔,其中模板組裝就位、鋼筋綁扎吊裝、澆筑作業3天;養生2天;脫模、初張、移梁作業1天。
  制梁場的臺座配備根據施工進度要求確定,一般參照下表選用。
梁場臺座配備參照表
序號 制梁計劃(孔/月) 制梁臺座(個) 存梁臺座(個)
1 60 14 84
2 50 12 72
3 40 10 60
4 30 8 48

1、2制梁方法
  制梁模型板采用鋼模板,內、外模數量與制梁臺座的比例按照1:1或1:2考慮。
  箱梁外模宜為開合式鋼模板,內模為可牽引(或自行)液壓鋼模板。
  鋼筋集中下料加工,在綁扎臺座上綁扎成型,采用專用的龍門吊整體吊裝入模,先吊裝底腹板鋼筋,內模安裝后再吊裝頂板鋼筋。
  混凝土采取全自動配料機配料,強制式拌合機拌合,多臺混凝土泵與布料機配合泵送混凝土入模;采取附著式震搗與插入式震搗相結合的震搗方式保證混凝土密實;澆筑之后采取移動養護棚蒸汽養護,初張移梁后自然養生。
  簡支箱梁高性能混凝土按100年使用壽命的耐久性指標要求配制,選用多級配骨料,并摻加活性摻合料和第三代高效減水外加劑。
  預應力張拉采取雙側對稱張拉,按照設計要求預張、初張、終張,預應力管道采用真空輔助壓漿。
  初張后采用箱梁搬運機或橫移將箱梁從制梁臺座移至存梁臺座,終張和預應力孔道壓漿、封錨在存梁臺座進行。
  梁場內設置專用靜載試驗臺,加載裝置采用移動式桁架作為加載反力梁或采用固定重力式臺座與反力架來進行加載。
1.3預制梁的架設方法
  箱梁采用輪胎式運梁機作為箱梁的運輸設備,宜采用上導梁或下導梁式架橋機作為箱梁的架設設備,架梁方法采用尾部喂梁、提升或拖拉取梁、跨單孔架梁的施工工藝。
  箱梁運輸不考慮通過隧道、大跨度鋼桁梁和提籃拱橋及施工周期較長的特殊梁。
  運架設備的最佳半徑為10km左右(約300孔箱梁),在20km橋長范圍內,投入一套運架設備先后向左右兩方向運架,原則按照按橋梁550-600孔為施工單元,架梁進度2孔/天;考慮風、雨、機械故障等因素,每月有效工作日25天即綜合進度50孔/月。
  通過路基上線運梁的施工段其架橋機直接在運梁便道上掉頭,實現兩方向架梁;通過提梁機上線運梁的施工段架橋機掉頭時,首先考慮在盡端的橋頭低矮路基段設置Y型折返線供架橋機掉頭,沒有條件時在提梁站拆除架橋機絎車,將大臂拆成兩段,用提梁機掉頭重新組裝絎車,架設另一端箱梁。拆卸掉頭時間考慮每次15天。
  小型制梁場安排兩個梁場公用架橋機在兩個制梁場之間轉場采取大件分解、大件運輸、重新組拼,轉場時間考慮每次2個月。
  (1)裝、運梁方法
  利用制梁場的箱梁搬運機將待架的箱梁起吊至運梁機上;或將待架的箱梁搬運至提梁機下,由提梁機完成裝梁作業。  
  運梁機裝好箱梁后,進行全面的檢查,確認無誤后運梁機馱運箱梁運至架橋機尾端。
  馱運箱梁時運梁機依照導向標志線控制方向運行,重載速度控制在3~5km/h,曲線、坡道地段嚴格控制在3km/h之內,當運梁機接近架橋機時停止運行,在得到指令后進行喂梁作業。箱梁支座在橋位安裝或在制梁場內安裝。
  (2)上導梁架橋機架梁方案
  上導梁架橋機架梁時,有單吊點拖拉取梁和雙吊點提升取梁兩種方法。
  雙吊點提升取梁時,運梁機走行到架橋機喂梁位置,架橋機的兩吊點吊具與箱梁連接,箱梁先提升100mm~200mm后檢查設備工作狀況,確認后提升箱梁至需要高度,然后運梁機退出,同時桁車攜梁前移將箱梁送至架設孔跨上方,落梁安裝。
  單吊點拖拉取梁時前端吊具與箱梁連接吊梁,后支點在運梁機上滑行,配合架橋機拖拉前移,箱梁的后吊點位置移動到位后,安裝后端吊具與起吊,然后運梁機退出,同時桁車攜梁前移將箱梁送至架設孔跨上方,落梁安裝。
  (3)下導梁架橋機架梁方法
  運梁機馱運箱梁直接走行到架橋機下導梁指定位置,箱梁兩端的吊點與吊具連接好后,啟動絎車上的起升卷揚機開始提梁,箱梁先提升100mm~200mm后檢查各項設備是否工作正常,確認后提升箱梁至需要高度,運梁機退出,同時下導梁前移空出待架孔跨位置,落梁安裝。
  (4)落梁安裝方法
  初步定位后箱梁開始下落,箱梁下落至距支承墊石50cm時減緩下落速度,檢查箱梁支座中心線與支承墊石頂面十字線之間的偏差,并將箱梁落在四個千斤頂上臨時支承,調整好支座位移量后,錨栓孔注漿。最后在箱梁底與支承墊石頂面間進行壓漿。
  目前有關架設技術條件中要求采用的專用壓漿料,因為造價十分昂貴,實際施工中如果得到允許,依然可以采取環氧樹脂砂漿提前找平墊石,然后安裝支座。
2.簡支箱梁預、制架設程序
2.1 簡支箱梁預制程序和循環作業時間
  預制的簡支箱梁均為后張法預應力箱梁,預制工作內容有六個主要工序,即①模型板組裝,②箱梁鋼筋制安,③混凝土澆筑養生,④預應力張拉、壓漿,⑤移梁存梁,⑥防水層與保護層鋪設。(保護層根據軌道型式的不同要求,在梁場或橋位鋪設施工)
  預制梁詳細作業程序圖和工序循環時間表如下:


底模、側模整理


底腹板鋼筋吊裝、預埋件


內模、端模吊裝


頂板鋼筋吊裝、預埋件安裝


質 檢


混凝土澆筑


防水層鋪設、 入庫待架


蒸養棚安裝


靜停、蒸氣養護


脫模、預張、初張


移梁、存梁


終張、壓漿、封錨



鋼筋 制作綁扎



鋼絞線加工


混凝土攪拌運輸


內模整理




簡支箱梁預制作業循環時間一覽表

序 名   稱 單項(h) 累計
(h) 內 容 與 說 明
1 底模、側模整理 12 12 含底模整理,側模整理及閉合安裝。
2 底腹板鋼筋吊裝 8 20 含吊裝及各預埋管(件)的安裝、調整。
3 端模、內模吊裝 14 34 含端模、內模吊裝,及連接固定。
4 頂板鋼筋吊裝
及報檢 16 50 含吊裝、綁扎及各種預埋件的安裝,自檢與報檢。
6 混凝土澆筑 10 60 含澆筑前的準備及澆筑
7 蒸 氣 養 護 48 108 含靜停、升溫、恒溫、降溫
8 脫     模 12 120 含蒸養棚的移出與內外模的脫模。
9 預拉、初張與移梁 12 132 含穿線與初張,箱梁搬運機吊移梁。
10 工序交接與設備強檢 12 144 含工序交接及設備強檢分攤時間。
11 合   計 144(h)= 6(d) 終張與管道壓漿時間不占循環時間。

2.2 簡支箱梁架設程序和循環作業時間

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