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铁路T梁施工工艺研究

1导言

后张法预应力T梁用在桥梁的上部结构,具有吊装重量重,施工简单,投入设备少,承载能力强等特点。一般适用于跨径比较大,梁体过重,不易架设施工的桥梁。影响后张法T梁施工工艺的主要因素有:施工工艺,原材料的质量,还有施工人员的水平和素质等。在施工过程中,其上部结构T梁预制的质量直接影响到桥梁的整体质量和使用效果,本文主要对后张法施工工艺以及质量控制进行简单的叙述。

2工程概况

江六高速JL-NJ2标段位于南京市六合区境内,新建宁启铁路分离式立交主线上跨桥。主桥在K72+657.282处(铁路桩号为K41+730)上跨宁启铁路,跨采用50m简支T梁弯桥直做,半幅8榀梁,共16榀。

3施工工艺流程

具体施工过程如下。预制场建设→模板安装与制作→钢筋波纹管安装→浇筑混凝土→混凝土拆模→混凝土养生→钢纹线穿管、拉张→压浆→封锚→移梁、存梁。3.1预制场、台座建设针对该上跨桥需要预制、堆放、安装的工期较短,因此需要合理的选择预制场地。因宁启铁路上跨桥土质原因,最终决定选择在桥梁南侧桥头路基作为作为预制场(路基完成到94区顶)。预制场长160m,宽32m。(1)预制场设置四个预制台座,四个存梁台座;在桥头西侧预留一个便道作为施工汽车通道。(2)这种方法的优点有以下几点①利用铁路桥南侧路基作为预制场地,不需要另外再租土地,可以减少租赁场地的费用。②预制场与路基在同一轴线上,预制场龙门吊可以直接吊运箱式桥梁上的运输铁轨上,减少一套上桥高低脚龙门吊设备。(3)根据工期要求,预制场共设置4个底模,按每个底模一个月平均周转2次计算,一月可以完成8榀T梁,16榀T梁两个月即可以完成,同时也满足了工期要求。4个底模分为2排,每排2个,考虑到预制场钢模板装拆和混凝土浇筑工作量比较大,因此在预制场中间留出一条6m宽的汽车通道,并配备一台25t的汽车吊完成吊装钢筋、模板等工作。3.2模板的制作(1)底模制作由于该上跨桥的预制场设置在路基上相对来说地基比较软,通过理论计算,采用打圆木桩的方法进行地基处理。即在每个底座下施打28准根16×200cm木桩,在桩端浇筑15cm厚钢筋混凝土底板,形成整体条形基础有效的解决了基础不均匀的问题。在各个混凝土垫块下另加打一根2m长的木桩,在T梁两端各加打9根木桩,以防张拉后T梁两端受力下沉。底模为9cm厚的木模板,用螺旋钢筋与现浇的混凝土垫块连接固定,底模两侧钉5cm厚橡胶垫片,以防震捣时发生漏浆。底模在T梁吊点处,设置一块长40cm活动模板,便于T梁吊运。(2)侧模制作侧模采用整体式钢模板,共加工2套钢模板。其中边梁1套,中梁1套,每块刚模板长度与T梁两个横隔板间距等同,以减少模板接缝以防漏浆,使浇筑的T梁美观。钢模板骨架采用10cm槽钢制作,6mm钢板作为钢模板面板。钢模骨架上下两端均留有预留孔,以便钢筋条穿入两侧对称拉结,以防止振捣时模板松动引起漏浆。每块侧模板的外侧需设置附着式震捣器安装,便于安拆附着式震捣器,加工钢模时在钢模板周边留有倒角(内小外大),以便于拆模。每块钢模重约2t,施工中用25t汽车吊机吊运装拆钢模。(3)端模加工端模采用钢模板,端模预应力管道位置的确定必须准确。3.3钢筋制作钢筋在加工前,先检查表面洁净,保证无油腻、漆皮、鳞锈。钢筋加工时,保持钢筋平直,无局部弯折。钢筋连接要符合相关要求。钢筋的弯制和末端的弯钩符合设计要求。3.4钢筋片、侧模板的安装T梁钢筋在钢筋房分片后加工焊接后,搬到底模上再焊接拼成整体,预应力管道预留孔采用准5cm橡胶抽拔管预埋成孔,橡胶管用准6钢筋焊成支撑架定位,每50cm设置一片,每片支架尺寸均按预应力束的分布坐标位置准确加工制作,抽拔管中穿过5根准5预应力钢丝作为芯棒,每束预应力孔预埋的抽拔管在T梁中间断开,便于从两端拔出。具体施工工序:装一边侧模→装T梁肋及横隔板→装侧模端模→装抽拔管→装吊另一边侧模→装T梁翼板钢筋→装拉条及振捣器。3.5波纹管安装(1)在钢筋绑扎过程中,根据设计精确固定波纹管和锚垫板位置,波纹管定位筋每40~60cm设置一道。(2)安装波纹管管道之前,先对定位钢筋检查,符合设计位置后与结构点焊牢固,然后穿入波纹管并绑扎牢固,波纹管无空洞,接头牢固。(3)钢筋焊接时波纹管上覆盖湿布,以防焊渣灼穿管壁发生漏浆。(4)圆形波纹管在浇筑前先穿入比波纹管内径小1.5cm的塑料软管,负弯矩波纹管穿入四根小塑料软管,防止波纹管挤压变形、漏浆,确保在进行预应力施工时的质量。在混凝土初凝后及时抽出塑料衬管。(5)当预应力管道就位后,在每一钢束的两端安设锚垫板。锚垫板安放时保持板面与孔道垂直,波纹管穿入锚垫板内部,且从锚垫板口部以海棉封堵孔道端口,外包裹胶带,避免漏浆堵孔。3.6浇筑混凝土上跨宁启铁路线桥梁采用C50混凝土。混凝土浇筑采用集中拌合,翻斗车运输,16t汽车吊机配合吊斗起吊入模的施工方法。浇筑混凝土从T梁两端同时分层分段下料震捣逐步向中间推进,每层厚30cm,每段长度为4~6m,上下层浇筑时间不宜超过2h,先浇筑T梁主肋混凝土全部浇筑完毕后再浇筑T梁翼板混凝土,震捣时要定人分层、分段、定位震捣。防止漏震,同时还需要检查模板有无变形、漏浆。待T梁混凝土浇结束之后4~5h可用人工拔除橡胶抽拔管,洗净水泥浆后待下一次再用。在混凝土浇筑过程中随机取样制作试件,试件中做二组随梁体同等条件养护,以测定张拉强度。3.7混凝土养生T梁混凝土浇筑完成并初凝后,需要进行养护。梁场通过预埋的养护水管进行喷淋养护。这样一方面可以长时间保持腹板的湿润,而又节省了人工。同时结合顶板覆盖土工布,可使梁体得到全面持久的养护。3.8拆模当T梁在混凝土强度达到设计强度的80%以上,拆除侧模,及时清理干净,上脱模剂防锈,以便下次使用;混凝土连接面清理浮浆并凿毛。3.9预应力穿线、张拉本项目选择预应力智能张拉系统在千斤顶上安装位移传感器和压力传感器,由信号线与张拉机相连接,通过电脑无线接收。(1)钢绞线下料编束在钢筋加工场地留出钢绞线加工区,整平地面,上铺10cm混凝土,在场地上按下料长度作出标记线。钢绞线用砂轮切割机切断后整理成束,每1~1.5m绑扎一束扎丝,并挂牌算出长度及设计编号,按编号分类堆放,阴雨天,要做好防护措施。(2)钢绞线穿束前,对穿束的一端用胶带缠绕或专用塑料专用套。穿束时,速度均匀,遇到阻梗时进行反复推拉。T梁两端预留足够的张拉长度的钢绞线。(3)张拉设备在首次使用或使用超过三个月及修理后都将进行校验,校验的方法是在反力框架上安装千斤顶,压力传感器,测定千斤顶张拉力与油表度数关系式,经计量部门认证方可进行使用。(4)张拉办法预应力钢绞线张拉采用张拉力及伸长值双控方法:在确定张拉力的同时,校核预应力钢绞线的伸长值。预应力钢绞线的实际伸长值,加上初应力以下的推算伸长值,并扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性缩值。在初应力为10%时开始测量。(5)张拉顺序张拉顺序遵循先下后上,左右对称的原则。(6)张拉程序0→10%σk→30%σk→100%→锚固。3.10压浆(1)割除锚外钢绞线,采用砂轮切割机切割,然后采用石棉绳浸湿缠裹其根部降温。不能使用气割或者焊条烧割。(2)压浆顺序:自上而下,逐个进行。(3)压浆程序:采用“一次压注法”由跨中向两端进行压浆,待两端出浓浆,封闭出浆口,或由一端向另一端压浆,待另一端出浓浆时,封闭出浆口,关闭进浆口,使水泥浆在有压力状态下凝结,以保证压浆充满密实。(4)水泥浆从拌制到压入孔道的间隔时间小于等于45min,在这个时间内,不断搅拌水泥浆。3.11封锚压浆后先将其周围冲洗干净,凿毛后设置钢筋网,浇注封锚混凝土。封锚混凝土标号不低于T梁混凝土标号的80%,亦不低于C40。封锚时间安排在T梁吊装前5d前实施。

4结束语

施工工艺对桥梁的质量有着至关重要的作用,要想提高工程的施工质量,就必须要有好的施工工艺。本文是一种合理有效的施工工艺与类似项目工程施工参考、学习使用。

作者:戴启华 单位:徐州交通规划设计研究院

参考文献

[1]《公路桥涵施工规范》(JTG/TF50-2011).

[2]范立础.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2001.

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004).

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