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内容提要:本文主要介绍节段梁拼装的拼装形式和施工工艺流程,并从节段梁接缝的处理方法、拼装工序以及后期孔道压浆等方面做了论述,旨在为桥梁预制梁部分使用悬臂拼装施工提供参考。
关键词:悬臂拼装 施工工艺 接缝 压浆
1.施工背景
上海轨道交通17号线10标项目为我国首座U型节段拼装连续梁,作为中铁建大桥工程局重返上海市场的“开路”项目,面临着重重挑战:一是工期紧、任务重,合同工期11个月,包含悬拼节段连续梁桥20处和悬浇连续梁桥7座,资源投入量巨大;二是点多、面广、地域分散,全部27座桥零星穿插在沿线35.3km内,而且场地狭小,管理难度很大;三是全部为跨河、跨路桥梁,处处需要行政许可,涉及道路、水务、海事、通信、电力等单位十余家,办理施工许可周期长;四是技术含量高,10标段的U型节段拼装连续梁施工在国内尚属首次,每一节段均为变截面,在上海地铁更是处于试验推广阶段,没有先例可循;五是高空、起重作业多,安全风险极高,安全文明管理严苛;六是物资设备多、管理难度大,高峰时期仅悬拼架桥机和悬浇挂篮就各有28台套;七是外部协调量大,项目穿插在一、四、五、六标之间,接驳水电都需要与邻标段沟通协调,受制于人;八是“隐形”工期节点众多,因相邻标段的预制梁架设需从我标段通过,因此桥梁合拢还需满足邻标架梁需求。
2.前序
桥梁预制悬臂拼装施工过程包括节段的运输、拼装以及张拉注浆等工序。悬臂拼装工艺是用吊机将预制好的梁段逐段拼装,具有自己独特的优点:梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行,平行作业缩短了建桥周期;预制梁混凝土龄期比悬浇法的长;预制场或工厂化的梁端预制生产利于整体施工的质量控制。本文以该标段复兴路桥为例展开论述。
3.预制悬拼法施工工艺
3.1节段梁预制
预制节段拼装施工时将桥梁的梁体划分为若干节段,在工厂或现场预制梁厂预制后进行桥位组拼,并施加预应力使之成为整体结构的一种施工方法,节段预制共分为长线法和短线法两种预制方法。
3.1.1长线法
长线法是指组成梁体的所有梁段均在固定台座上的活动模板内浇筑且相邻段的拼合面应相互贴合浇筑,缝面浇筑前涂抹隔离剂,以致相邻块件在操作上基布黏结又保证其间接触密贴。长线法由于台座固定可靠,成桥后梁体线型较好,但占地较大,地基要求坚实,混凝土的浇筑和养护移动分散。
3.1.2短线法
短线法是将连续梁分成若干短节段,考虑混凝土收缩、徐变、预拱度等影响因素,将每块梁段的成桥整体坐标转换为预制台座局部坐标,以待浇梁段为基准,调整已预制的前一相邻匹配梁平面位置及高程,在预制台座固定模板系统内逐块匹配、流水生产梁段的施工方法。
本工程节段梁预制采用的是短线法。特点是场地较小,浇筑模板及设备基本不需要移机,可调的底、侧模便于平竖曲线梁段的预制,精度要求高。由于计算机技术和施工工艺发展,短线法施工具有较大的技术优势。
3.2节段梁运输
节段梁的运输可分为水上运输和陆地运输两种,由于本工程所跨河道水域较浅、水务许可较难办理等综合原因,故选用陆地运输。
3.3悬拼拼装施工
3.3.1施工场地布置
梁的拼装是在中墩0#块两侧设置悬拼吊机,平衡地逐段向墩柱两侧拼装混凝土梁体预制件,首选施工场地要保证梁能顺利安全的进场,运梁方便、合理。
3.3.2 安装吊机、吊梁
悬拼吊机由纵向主桁架、横向副桁架、锚固装置、平衡配重,起重系统、行走系统和工作吊篮部分组成。悬拼吊机安装完成后, 对预制梁进行起吊安装,梁段的拼接施工工序为: 1号块拼装、其他梁段拼装。
3.3.3预制梁拼接
桥梁墩柱两侧的第一个阶段,一般与墩柱上端的梁端以湿接的形式相接,墩柱两侧的第一个节段是悬臂梁的基准阶段,是全跨安装质量控制的关键,悬拼施工时,防止上翘和下挠的关键在于墩柱两侧第一个阶段的准确定位,因此,施工时必须采用各种方法确保该阶段的精确定位,精确定位后的第一个阶段可由吊机悬吊支撑。为了便于进行接缝处管道接头拼接、接头钢筋的焊接和混凝土的振捣作业,湿接缝的宽度一般设置为0.2m,湿接缝与铰接缝拼接工艺流程流程如下:
预制件端面凿毛、清洗→预制件运输就位→起吊→初定位→正式定位→安装湿接缝管道、钢筋、模板→浇筑混凝土→张拉。
3.3.4张拉
预应力张拉是为了提高钢筋混凝土构件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝,而在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法。张拉可分为先张法和后张法,在浇灌混凝土之前张拉钢筋的制作方法称为先张法;后张法指的是先浇筑水泥混凝土,待达到设计强度的90%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。本标段均采用的是后张发,待0号段或N号段混凝土强度达到90%以上后再进行预应力张拉。
3.3.5封锚注浆
封锚注浆压浆是为了保证预应力筋不受腐蚀,目前常用的方法是先用高压水检查管道的畅通、匹配面的密贴情况以及封端情况等然后在进行正式压浆,直到出浆口溢出浆体。封闭出浆口持压几分钟,以保证水泥浆尽量充满管道。
压浆是局部封锚后进行的。尚未进行封端,封锚水泥砂浆极易收缩开裂造成压浆时漏浆,直接影响压浆效果;且水泥浆在管道内会产生收缩,使压浆质量难以控制。故除了保证封端质量外,若在水泥浆中加入适量微膨胀剂,选取合适的配合比,技能使压浆工作顺利进行,又能使凝固后的水泥浆尽量充满管道,尽可能的排出管道内的水喝空气,避免力筋受腐蚀。
3.3.6合拢施工
合拢段包括两个边跨湿接缝合拢段、一个中跨湿接缝合拢段。合拢顺序为:首先是边跨20cm湿接缝合拢,待两边跨合拢段合拢后在进行中跨20cm湿接缝合拢。预合拢的两个梁块端面应凿毛、冲洗清理干净,以增强其新老混凝土的粘合力。
4.提高湿接缝措施
为了弥补湿接接缝处混凝土的收缩和早强,工程中应优先采用早强微膨胀混凝土浇筑。一般情况下,20℃左右的环境温度中,24h就能够达到设计强度。
在进行全面铰接或部分铰接拼装施工前,应先在接触面涂抹多功能的环氧树脂,以保证连接面的水密性并利用环氧树脂层的厚度找平。
为了使预制节段在拼装时能准确而迅速的安装就位,在节段预制时在顶板均衡设置定位器。有的定位器不仅能起到固定位置的作用,而且还能承受剪力,这种定位装置称作抗剪楔或防滑楔。节段预制时,除注意预埋定位器装置外,还应注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置等。同时为了提高两段拼接面的抗拒剪强度,拼接面应做成齿合状,即为剪力齿。
5.施工体会
(1)桥梁预制悬拼施工工艺可将大跨段梁由整化零,降低节段梁在运输进场的难度;
(2)预制节段梁可大大减少高空作业,转为梁厂制作在运输,即安全又简便;
(3)工厂化节段梁的预制模式有利于整体施工质量的控制,使得操作更安全;
(4)節段梁的预制可与桥梁下部结构施工同时进行,平行作业缩短了建桥周期,工期有显著的加快;
(5)预制梁混凝土龄期比悬浇法的长。
参考文献
(1)公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011),人民交通出版社,2011.7;
(2)桥梁悬臂施工与设计,雷俊卿,人民交通出版社,2007;
(3)桥梁施工控制技术,向中富,人民交通出版社,2001;
(4)桥涵工程[M],王运周,人民交通出版社,2007
(5)节段预制、悬臂拼装工艺在工程中的综合运用[J],陈礼忠;陈钰晶;章志 ;世界桥梁;2009年S1期;
关键词:悬臂拼装 施工工艺 接缝 压浆
1.施工背景
上海轨道交通17号线10标项目为我国首座U型节段拼装连续梁,作为中铁建大桥工程局重返上海市场的“开路”项目,面临着重重挑战:一是工期紧、任务重,合同工期11个月,包含悬拼节段连续梁桥20处和悬浇连续梁桥7座,资源投入量巨大;二是点多、面广、地域分散,全部27座桥零星穿插在沿线35.3km内,而且场地狭小,管理难度很大;三是全部为跨河、跨路桥梁,处处需要行政许可,涉及道路、水务、海事、通信、电力等单位十余家,办理施工许可周期长;四是技术含量高,10标段的U型节段拼装连续梁施工在国内尚属首次,每一节段均为变截面,在上海地铁更是处于试验推广阶段,没有先例可循;五是高空、起重作业多,安全风险极高,安全文明管理严苛;六是物资设备多、管理难度大,高峰时期仅悬拼架桥机和悬浇挂篮就各有28台套;七是外部协调量大,项目穿插在一、四、五、六标之间,接驳水电都需要与邻标段沟通协调,受制于人;八是“隐形”工期节点众多,因相邻标段的预制梁架设需从我标段通过,因此桥梁合拢还需满足邻标架梁需求。
2.前序
桥梁预制悬臂拼装施工过程包括节段的运输、拼装以及张拉注浆等工序。悬臂拼装工艺是用吊机将预制好的梁段逐段拼装,具有自己独特的优点:梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行,平行作业缩短了建桥周期;预制梁混凝土龄期比悬浇法的长;预制场或工厂化的梁端预制生产利于整体施工的质量控制。本文以该标段复兴路桥为例展开论述。
3.预制悬拼法施工工艺
3.1节段梁预制
预制节段拼装施工时将桥梁的梁体划分为若干节段,在工厂或现场预制梁厂预制后进行桥位组拼,并施加预应力使之成为整体结构的一种施工方法,节段预制共分为长线法和短线法两种预制方法。
3.1.1长线法
长线法是指组成梁体的所有梁段均在固定台座上的活动模板内浇筑且相邻段的拼合面应相互贴合浇筑,缝面浇筑前涂抹隔离剂,以致相邻块件在操作上基布黏结又保证其间接触密贴。长线法由于台座固定可靠,成桥后梁体线型较好,但占地较大,地基要求坚实,混凝土的浇筑和养护移动分散。
3.1.2短线法
短线法是将连续梁分成若干短节段,考虑混凝土收缩、徐变、预拱度等影响因素,将每块梁段的成桥整体坐标转换为预制台座局部坐标,以待浇梁段为基准,调整已预制的前一相邻匹配梁平面位置及高程,在预制台座固定模板系统内逐块匹配、流水生产梁段的施工方法。
本工程节段梁预制采用的是短线法。特点是场地较小,浇筑模板及设备基本不需要移机,可调的底、侧模便于平竖曲线梁段的预制,精度要求高。由于计算机技术和施工工艺发展,短线法施工具有较大的技术优势。
3.2节段梁运输
节段梁的运输可分为水上运输和陆地运输两种,由于本工程所跨河道水域较浅、水务许可较难办理等综合原因,故选用陆地运输。
3.3悬拼拼装施工
3.3.1施工场地布置
梁的拼装是在中墩0#块两侧设置悬拼吊机,平衡地逐段向墩柱两侧拼装混凝土梁体预制件,首选施工场地要保证梁能顺利安全的进场,运梁方便、合理。
3.3.2 安装吊机、吊梁
悬拼吊机由纵向主桁架、横向副桁架、锚固装置、平衡配重,起重系统、行走系统和工作吊篮部分组成。悬拼吊机安装完成后, 对预制梁进行起吊安装,梁段的拼接施工工序为: 1号块拼装、其他梁段拼装。
3.3.3预制梁拼接
桥梁墩柱两侧的第一个阶段,一般与墩柱上端的梁端以湿接的形式相接,墩柱两侧的第一个节段是悬臂梁的基准阶段,是全跨安装质量控制的关键,悬拼施工时,防止上翘和下挠的关键在于墩柱两侧第一个阶段的准确定位,因此,施工时必须采用各种方法确保该阶段的精确定位,精确定位后的第一个阶段可由吊机悬吊支撑。为了便于进行接缝处管道接头拼接、接头钢筋的焊接和混凝土的振捣作业,湿接缝的宽度一般设置为0.2m,湿接缝与铰接缝拼接工艺流程流程如下:
预制件端面凿毛、清洗→预制件运输就位→起吊→初定位→正式定位→安装湿接缝管道、钢筋、模板→浇筑混凝土→张拉。
3.3.4张拉
预应力张拉是为了提高钢筋混凝土构件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝,而在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法。张拉可分为先张法和后张法,在浇灌混凝土之前张拉钢筋的制作方法称为先张法;后张法指的是先浇筑水泥混凝土,待达到设计强度的90%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。本标段均采用的是后张发,待0号段或N号段混凝土强度达到90%以上后再进行预应力张拉。
3.3.5封锚注浆
封锚注浆压浆是为了保证预应力筋不受腐蚀,目前常用的方法是先用高压水检查管道的畅通、匹配面的密贴情况以及封端情况等然后在进行正式压浆,直到出浆口溢出浆体。封闭出浆口持压几分钟,以保证水泥浆尽量充满管道。
压浆是局部封锚后进行的。尚未进行封端,封锚水泥砂浆极易收缩开裂造成压浆时漏浆,直接影响压浆效果;且水泥浆在管道内会产生收缩,使压浆质量难以控制。故除了保证封端质量外,若在水泥浆中加入适量微膨胀剂,选取合适的配合比,技能使压浆工作顺利进行,又能使凝固后的水泥浆尽量充满管道,尽可能的排出管道内的水喝空气,避免力筋受腐蚀。
3.3.6合拢施工
合拢段包括两个边跨湿接缝合拢段、一个中跨湿接缝合拢段。合拢顺序为:首先是边跨20cm湿接缝合拢,待两边跨合拢段合拢后在进行中跨20cm湿接缝合拢。预合拢的两个梁块端面应凿毛、冲洗清理干净,以增强其新老混凝土的粘合力。
4.提高湿接缝措施
为了弥补湿接接缝处混凝土的收缩和早强,工程中应优先采用早强微膨胀混凝土浇筑。一般情况下,20℃左右的环境温度中,24h就能够达到设计强度。
在进行全面铰接或部分铰接拼装施工前,应先在接触面涂抹多功能的环氧树脂,以保证连接面的水密性并利用环氧树脂层的厚度找平。
为了使预制节段在拼装时能准确而迅速的安装就位,在节段预制时在顶板均衡设置定位器。有的定位器不仅能起到固定位置的作用,而且还能承受剪力,这种定位装置称作抗剪楔或防滑楔。节段预制时,除注意预埋定位器装置外,还应注意按正确位置预埋孔道形成器和吊点装置等。同时为了提高两段拼接面的抗拒剪强度,拼接面应做成齿合状,即为剪力齿。
5.施工体会
(1)桥梁预制悬拼施工工艺可将大跨段梁由整化零,降低节段梁在运输进场的难度;
(2)预制节段梁可大大减少高空作业,转为梁厂制作在运输,即安全又简便;
(3)工厂化节段梁的预制模式有利于整体施工质量的控制,使得操作更安全;
(4)節段梁的预制可与桥梁下部结构施工同时进行,平行作业缩短了建桥周期,工期有显著的加快;
(5)预制梁混凝土龄期比悬浇法的长。
参考文献
(1)公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011),人民交通出版社,2011.7;
(2)桥梁悬臂施工与设计,雷俊卿,人民交通出版社,2007;
(3)桥梁施工控制技术,向中富,人民交通出版社,2001;
(4)桥涵工程[M],王运周,人民交通出版社,2007
(5)节段预制、悬臂拼装工艺在工程中的综合运用[J],陈礼忠;陈钰晶;章志 ;世界桥梁;2009年S1期;