客运专线挂篮式悬臂浇筑连续梁

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Vivian496
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   摘要:以石武客运专线渝林洺河特大桥跨牛尾河及邢任路处连续梁为研究对象,采用挂篮式悬灌法浇注,详谈了连续梁冬季施工重要工序施工质量的保证措施以及施工注意问题
  关键词:客运专线, 挂篮式悬臂浇筑,冬季施工 ,质量保证
  Abstract: the ShiWu passenger dedicated line chongqing Ming large bridge across the river. The the river and in any way xing continuous beam as the research object, the hanging basket suspended irrigation method pouring, discuss the continuous beam winter construction important process of the construction quality guarantee measures and construction attention problems
  Keywords: passenger special line, hanging basket cantilever pouring, winter construction, quality assurance
  
  
  中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
  1、概述
  跨邢任公路无砟轨道预应力混凝土双线连续梁和跨牛尾河无砟轨道预应力混凝土双线连续梁均处在石武铁路客运专线榆林洺河特大桥中,其中跨牛尾河连续梁中心里程为DK389+600,跨邢任路连续梁中心里程DK389+807.84。两座桥均采用同一桥型跨越邢任路和牛尾河。连续梁全长为112米,计算跨度为32+48+32米,全桥桥面防护墙内侧净宽8.8米,桥梁宽12.0米,桥梁建筑总宽12.28米。中支点处梁高4.05米,跨中8.4m直線段及边跨12.95m直线段梁高3.05m,梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端0.75m。
  因桥位处跨越现有道路和河流,故两座桥均采用悬臂挂篮法施工。
  2、施工难点分析
  (1)为保证明年架桥机架梁施工需要,本工程要求在年底前施工完毕,但目前除跨牛尾河的11#、12#墩已完成具备开工条件外,跨邢任路悬灌桥由于主墩承台刚刚施工完成,从整体工程看来,悬臂浇筑连续梁基本上都处在冬季施工,才能确保年底完成两座桥的施工任务,时间紧,任务重,施工难度较大,技术性强。
  (2)悬臂浇筑连续梁工序较多,技术要求较高。挂篮的安装、行走、拆除均系高空作业,又需要机械配合,工艺复杂,过程繁琐,要求施工队伍要有较高的素质和施工控制能力;
  (3)跨邢任公路连续梁主墩承台施工时,因基坑处在路基范围,为保证行车安全,需要对该主墩处路基进行防护。
   (4)在冬季施工,保证各道工序正常施工不受温度影响,采取新技术有力的措施去保证质量正常的施工,如特别重要的工序张拉,压浆,混凝土的浇筑等。
  3、连续箱梁悬臂灌注段施工工艺流程图
  
  
  图1连续箱梁悬灌施工工艺框图
  4如何保证冬季高性能混凝土的质量
  当环境昼夜平均气温连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土施工应采取冬季施工措施,根据邢台本地最低温度-16℃,平均风速在9.6m/s,根据气候特点,采取相应措施来保证高性能混凝土的出场质量,是我们掌控施工质量的重中之重,如何才能保证其质量,必须从混凝土的原材料到混凝土的浇筑过程中,保证每一个工序必须到位。
  4.1冬季混凝土原材料
   本连续梁混凝土供应地是邢台梁场,是专门为本客运专线预制900吨箱梁的生产地,是经过铁道部质检部门认证的预制箱梁场。原材料的存放有专门的储存暖棚,暖棚有帆布密封,棚内设有煤炉进行升温,棚内温度不低于5℃,新进来的粗细骨料直接运进暖棚内预热达到适宜温度,在拌合站旁边修建一个容积100方的水池,水池中的水利用蒸汽加热,随着温度的变化,及时调整拌合水温,水温可以有热工计算确定,加热后的水温不宜高于80℃。外加剂容器及骨料输料运送通道进行包裹用以保温
  4.2冬季混凝土生产和运送
  (1)原材料保温是第一步,一般的大型预制梁场,这样的预防措施都会存在,混凝土施工前,必须根据热工计算结果进行试拌,热工计算的方法和步骤在规范TZ203—2008<客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》有专门的冬季施工热工计算公式。确定水和骨料需要预热的最高温度,保证混凝土的入模温度符合要求,满足混凝土的出机温度不低于15℃,由于本工程的特点,预制梁场每天混凝土的生产量很大,砂石料加热,周转困难大,效果也不明显,所以主要采用加热水的调整吧拌合物温度,加热后的水温不宜高于80℃,拌制混凝土时水泥不能与热水直接接触,搅拌机投料顺序为先将沙石,石,水,充分搅拌后,在投水搅拌,搅拌时间在120-150 s,根据热工计算和实测的出机温度,调整吧拌合用水的加热温度,确保混凝土的出机温度不低于12℃。满足混凝土设计强度及使用性能的条件下;应优先选用较小的水灰比和较小的塌落度,定时进行混凝土出机温度,拌合水温机骨料温度的检测控制,并做好记录以便及时调整。
  (2)采用有保温罩的混凝土搅拌罐车运输混凝土,当时考虑距离问题专门梁场后门开了一条便道,可以减少运输车的距离和时间,混凝土的所有输送环节都要考虑保温效果,包括输送到位的汽车泵的输送管道尽量都包裹,可以减少混凝土输送过程中的混凝土热量的散失,控制混凝土的入模温度不低于5℃
  4.3如何保证混凝土不开裂
  北方冬季施工时由于环境气温过低,混凝土表面散热速率加快,从而导致混凝土内外温差极剧增大,随着水泥水化反应的结束以及混凝土的不断散热,大体积混凝土由升温阶段过渡到降温阶段,随温度降低,体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散热的在降温阶段,混凝土温度场的分布仍是中心温度高,表面温度低的状态,因此内部混凝土产生较大的内约束,所以降温收缩,在混凝土中形成了较大的拉应力,更容易造成混凝土表面与内部形成的温差裂缝,甚至形成贯通裂缝。
  因此混凝土内部及环境温度的监控是关键,需要对温度进行监控,温度监控主要对保温棚内温度,混凝土入模温度,混凝土芯部温度和表面温度的监控,
  保温棚内温度的监控,混凝土施工前提前在保温棚内升温,在棚内和箱梁室内的适当位置挂设温度计,定人定时记录温度,刚浇筑完混凝土必须每一个小时对棚内的温度测一次,在满足混凝土表面与棚内温差及养护要求的情况下,棚内的温度尽可能的降低,有利于混凝土水化热的散失。
  混凝土入模温度的监控,混凝土出场需要对每盘混凝土测量,记录出机温度,混凝土运输到灌注点进行温度测量,在满足混凝土入模温度的要求下,不要太高,有利于降低混凝土芯部温度。
  为了测量混凝土芯部温度和表面温度,在箱梁混凝土腹板位置设置测温芯片,顺桥向每5米间距设一个测温断面,测温片的温度有专人定时测量,根据测量结果混凝土最高芯部温度达到69.3℃,出现在混凝土浇筑完48小时左右,芯部温度最高略超过规范容许值,原因是箱梁混凝土体积大,且混凝土的入模温度较高,一般在12℃左右,所以在保证混凝土入模温度5℃。以上和防止混凝土受冻的前提下,通过降低混凝土入模温度,可降低混凝土芯部温度,为了减少混凝土芯部温度及表面温度温差和混凝土表面与暖棚内温差,根据测温芯片的混凝土芯部和表面温度,调整棚内温度是温差控制在15度以内,确保混凝土不出现裂纹
  5如何保证冬季箱梁的整体保温
  5.1箱梁顶面的加温保温措施
  悬臂浇筑连续梁,不但要确保保温效果,而且还要保证混凝土的浇筑和梁面的沉降观测,更重要的是要保证刚浇筑好的混凝土温度和后面的养生,所以选择了简易的钢筋骨架,帆布,土工布和棉被等搭设设施,无论是三角挂蓝还是菱形挂蓝整体用钢筋连起来,用帆布遮盖起来,把整个挂蓝全部覆盖,两侧和前面帆布全部直垂下去,用缆风绳围起来,预防冬季风大被刮起,个别的用扎丝固定住,搭设成一个温室,在挂蓝的一侧用棉被开一个门帘,把刚浇筑的这段混凝土和上一段浇筑的混凝土能全部包起来,梁面用土工布或者棉被覆盖,尽可能减少室内温度热量的损失,就本地环境最低温度低于零下10度,预防温度过低,在温室内用火炉加温,把火炉放在一个支架上,支架下面用方砖与梁体隔开,预防梁体与过热的煤渣接触影响其质量,然后做一个专门的灰渣盒,为预防火灾和梁面的卫生派有专门值班人员,根据时间观察梁体,梁面,和环境的温度,火炉加热可能导致空气干燥,容易造成梁面出现裂纹,为了避免类似情况在每个施工段根据情况加水在土工布上养护。
  5.2梁体侧面底面的加温保温措施
  挂篮式连续梁,侧模和底模需在张拉压浆完毕后随着挂蓝向前移动,为了对挂蓝上的模板起到保温效果, 在底模及侧模安装及镶嵌一种20cm左右的离心玻璃丝棉板,目前的保温材料主要分为有机和无机两种。现在我国广泛采用的是以模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)和聚氨酯硬泡等有机高分子材料为主的有机外墙外保温材料。可以根据用户要求,模板带法兰进行镶嵌。然后用金色的铁皮全部包裹起来。
  该材料的主要特点:(1)保温隔热性:采用优质玻璃丝绵,其密度为64kg/m3, 导热系数0.044w/m.k, 憎水率>98%, 燃烧性能A级,纤维直径7um, 渣球含量0%,热荷重收縮温度300℃,玻璃棉制品特点经多次测试验证,表现出极低导热系数,产品全部符合日本(JIS)工业标准A9505-1984条,无论在高温或低温环境中均保持良好的保温隔热性能。能够保证混凝土施工完32小时后,混凝土具备抗冻强度和产生的水化热,不会被冻坏。(2)防火性:因挂篮式悬灌梁施工,电焊气割用的偏多经常产生火花可能导致火灾,本材料具备保温隔热性能,导热系数0.044w/m.k, 憎水率>98%, 燃烧性能A级,不会出现燃烧,满足了挂蓝施工升温过程中的防火性能。(3)环保性:在任何情况下绝无有毒气体产生,防水测试全部合格,符合英国标准476条,第5及第6部分之规定。系无机材料,不受化学物品腐蚀损坏,不会老化腐烂,不会被动物虫类蛀食,在强烈温度变化之下,不会膨胀或收缩,吸水性极低,在潮温环境下 使用良好,因此本产品一经安装使用,永久不需要保养,可永久保持原有的各项特指性标。
  6如何保证箱梁预应力压浆不受低温度影响
  由于悬灌梁的设计单位不同,其设计混凝土的龄期也不同,有的龄期五天有的龄期七天,一般七天龄期的比较多,但必须根据设计图纸来进行对混凝土试件试验,必须声明的是试件必须放在梁体边与梁体所处的温度环境相同,才能进行试件的试验,当梁体混凝土强度和弹性模量达到设计要求,才能进行预应力的施工。施工时需采取升温和保温措施,预应力张拉完成后48小时内进行预应力压浆。但根据温度偏低的地方,预应力尽快压浆最好在24小时内,因为时间越短在混凝土内还有水化热,容易凝固。冬季压浆避免浆体冻胀的关键是:一方面要防止浆体受冻,另一方面要减少浆体泌水。
  6.1预应力孔道的升温和保温
  在悬灌梁箱室内加煤球炉,因箱室内没有什么可燃物了,不会出现火灾情况,相比其他加热设施费用偏低,煤块炉的烟筒顺着泄水管伸出梁面约1.5米左右,为防止泄水管烫坏,在烟筒与泄水管交叉的地方用玻璃丝棉围起来,既保证了箱室内温度不会散失又保证了泄水管不被破坏,在侧模和底模统一贴沾橡胶式保温板,特点是:体积小,操作方便,简介迅速,保温,不影响施工。顶板可以覆盖棉被,相当于把连续梁穿了一身“棉衣”保证温度不会散失,当预热到一定程度,尽可能早的,在上午大概十点左右进行孔道压浆施工,施工时间一般一个多小时,中午就会达到最高温度,浆体容易凝固。
  6.2制浆要求
  水泥浆强度应符合设计要求,水泥浆的技术条件要求为:水灰比采用0.3—0.35,一般控制在0.33以下;(比普通的小,因此要求灰浆机的转速需高一些),水泥浆流动度应控制在14~18秒之间;浆体泌水率最大不得超过3%,水泥浆3小时泌水率不超过2%,泌水应在24h内重新被浆吸收;初凝时间不小于3小时,浆体搅拌及压浆温度不大于35摄氏度;压浆前对孔道注入清水清洗,注满后用空压机将水吹出。但在冬季施工,在浆体内最好添加高效减水剂,降低水灰比0.3一下,也可增加浆体内的保水材料如粉煤灰和矿粉,减少浆体泌水率。
  6.3制浆设备要求
   减少浆体泌水率对压浆设备进行选用,使浆体具有很好的流动性和低泌水率,搅拌采用能制备具有胶稠状水泥浆的搅拌设备,搅拌转数不小于1400转/分钟,根据盖梁长度(按最大31米计算),搅拌机容量大于0.4M3,拌好的水泥浆必须通过不大于5mm滤网过滤;压浆泵采用活塞式压浆泵,能保证以0.7Mpa的恒压作业。抽真空设备应能提供不小于90%真空度的能力,在真空泵前配备空气滤清器,防止抽出的浆体直接进入真空泵。使浆体强度达到25MP前温度处于0度以上,可采取水温30度左右的热水制浆,
  7如何保证悬灌梁冬季施工安全
  在安全领导小组成立后,针对跨邢临高速施工的特点,分别成立三个专职小组,负责施工过程中的安全工作。一是巡逻和联系小组;二是挂篮、模板作业等检查专职小组;三是施工设置的安全网、彩条布、帆布防护检查小组。此专业组的成立,在冬季施工至关重要, 挂蓝施工基本上都是从事高空作业,人员要定期或随时体检,发现不宜登高的病症不得从事高处作业,严禁酒后登高作业; 创造高空作业条件,悬空作业人员必须系安全带,危险处应设安全网,人员操纵处要设栏杆,上、下梯需牢固牢靠。所有施工人员必须带安全帽,配置必要的劳保用品;挂篮使用的机械设备,应随时检查、维修保养。特别是起重用的千斤顶、倒链、钢丝绳等应有足够的安全系数。如有不符者,立即更换。 现场技术员、安全员必须检查挂篮位置,前后吊带,吊架及后锚杆等关键部位的情况,发现问题及时解决,重要情况及时汇报。 对于群体操作项目,如挂篮移动等,必须组织严密协调一致,全体人员必须服从现场指挥的统一调度和口令。只要挂蓝去人的地方必须人行走道安全防护措施必须到位。
  8结束语
  挂篮式悬臂浇筑连续梁冬季施工的安全质量风险大,成本高,生产效率低,技术难度大,成功经验少,通过采用以上技术,石武客运专线渝林洺河特大桥跨牛尾河及邢任路处连续梁冬季已成施工完毕,其施工质量处于受控状态,施工过程中未出现任何安全事故,混凝土未出现裂缝和受冻状态,施工进度按时完成没有影响下道工序架桥机架梁的施工。
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