高鐵簡支箱梁的施工工藝分析

引言:隨著我國社會和經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸?shù)闹匾耘c日俱增，而高鐵工程對城市的發(fā)展起著舉足輕重的作用。21世紀(jì)后，隨著我國橋梁技術(shù)的不斷提高，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)日趨成熟，預(yù)制箱梁在實際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于環(huán)境的原因，一些施工工藝要按具體的工程情況來進行，而箱梁的預(yù)制技術(shù)覆蓋面很大，所以要對其進行質(zhì)量管理。本文通過一個實例，從穩(wěn)定性和安全性的角度，對箱梁的施工工藝進行了簡單的探討。1.施工工藝1.1箱梁預(yù)制控制測量為保證預(yù)制后箱梁的線型、底模、側(cè)模、端模等方面的高精度，采用全站儀、精密水準(zhǔn)儀進行多次測量，并配有鑒定鋼尺，對各模板、控制點的坐標(biāo)及高程進行復(fù)查，以滿足下列要求：（1）中心線與兩座測量塔的連線應(yīng)一致。（2）端模與兩個測量塔的連線呈90°角。（3）下模高度達到了設(shè)計的預(yù)拱度。（4）側(cè)模的三維坐標(biāo)符合設(shè)計的需要。1.2鋼筋骨架綁扎（1）梁體結(jié)構(gòu)包括下腹筋和頂板。鋼筋的交接處用鋼絲固定，除非有特別的設(shè)計要求，否則橫梁內(nèi)的箍筋必須垂直于主筋。箍筋的端部要向里彎，箍筋的拐角處和鋼筋的交接處要用結(jié)實的綁扎固定。在橫梁上，箍筋的連接（彎鉤連接）應(yīng)該在橫梁上交叉排列。用于加固的鋼絲應(yīng)向內(nèi)彎曲，不可伸進防護層。（2）將梁體的鋼筋骨架固定在綁扎平臺上，根據(jù)鋼筋骨架中的鋼筋間距和鋼筋的直徑，采用角鋼切割切口對鋼筋進行定位。預(yù)應(yīng)力鋼管中的定位鋼筋之間的間隔不得超過500mm。（3）鋼筋骨架的綁扎，應(yīng)嚴(yán)格按圖紙的要求進行。鋼筋接頭的綁扎一般規(guī)定：①鋼筋彎曲角度和縱向分布筋交點必須進行綁扎；②下邊緣的尺寸箍筋接頭需交叉捆綁；③剩余的每個交會處可以使用“梅花”捆綁；④綁扎位置要牢固，如果有斷裂的扎線，必須重新捆扎；⑤為了確保鋼筋骨架在綁扎后不發(fā)生變形，必須將各節(jié)點進行“八字形”捆綁。（4）底腹筋和頂板鋼筋采用整體綁扎，首先將底板和腹板的鋼筋進行綁扎，再進行頂板鋼筋的綁扎。梁體鋼筋最小凈護層厚度為35mm，頂板頂部為30mm，而鋼筋末端不能伸進防護層，在各預(yù)留孔處增加相應(yīng)的螺旋筋，在梁上的泄水孔、懸孔處可以適當(dāng)?shù)匾苿?，增加螺旋筋和斜置的井字筋來加固。?）在吊裝、安裝和澆注混凝土?xí)r，綁扎和焊接的鋼筋骨架不得出現(xiàn)變形、開焊或松動。1.3模板工程箱梁側(cè)模分段制作，裝配完成后，將其連接為一體，采用固定底模和固定側(cè)模。箱梁內(nèi)部模具分節(jié)拼裝，整體吊裝，用液壓傳動和螺旋支承進行拆卸、裝配。在澆注混凝土?xí)r，全內(nèi)模具由臺車上的螺旋支撐桿支撐，待混凝土達到脫模強度后，將帶輪的臺車放入鋼軌，由吊車將內(nèi)部模具分段卸出。1.3.1預(yù)裝配在安裝模板之前，要注意模板板面是否平整并將模具中的雜質(zhì)清理干凈；對振動機托架和模板的焊接接頭進行檢查，如果有裂紋，應(yīng)及時補焊，修理合格。檢查端模上的錨墊是否正確、完整、牢固；橋梁固定預(yù)埋件的安裝是否符合要求；對橋墩襯墊和防落梁的預(yù)埋板進行定位，并對其進行定位及檢測。在模板與混凝土的界面上使用脫模劑，脫模劑可用工廠生產(chǎn)的脫模劑，禁止使用廢機油、柴油混合料作為脫模劑。涂抹脫模劑時要注意油量要少，要均勻，不能漏涂，而且不能在板面上堆積。檢查吊運模板所需要的吊具、銷和鋼絲繩是否安全、完好；檢查模板安裝所需要的各種連接件、緊固件。1.3.2下模具的裝配安裝底部模具時，應(yīng)按設(shè)計要求和制梁的實際條件設(shè)定預(yù)留的壓縮量和倒拱，而反拱的大小則通過在下模與制梁臺底座預(yù)埋件之間的鋼墊板來調(diào)整。預(yù)留的反拱數(shù)值為二次拋物線。底模具清潔：將底部模具板上的雜物清理干凈。檢查底部模具兩側(cè)的燕尾橡膠密封條，并將其替換或修復(fù)。檢查底模的倒拱和平整程度；支架板必須保持平整，四個支架板的相對高度偏差不能大于2mm。1.3.3邊框固定側(cè)模的安裝過程為：側(cè)模清理、涂脫模劑、用可調(diào)撐條調(diào)整側(cè)模的角度、旋緊螺桿使側(cè)模和下模壓緊、調(diào)整支腳支承使側(cè)模板緊固一打緊子母楔形、檢查側(cè)模的安裝尺寸。將螺旋撐桿置于側(cè)模具的底部，調(diào)節(jié)側(cè)模具的高度；將側(cè)向模具的外腳和工作臺的可調(diào)節(jié)的支撐桿連接在一起，從而調(diào)節(jié)側(cè)向模具的角度；側(cè)模具采用子母楔緊固，將側(cè)模具壓緊；側(cè)模豎起后，應(yīng)對側(cè)模具進行以下尺寸的檢驗：橋面寬度、腹板寬度、橋面高度（跨中、橫截面1/4、截面3/4）、橋面板下板的平整度等。1.3.4內(nèi)部水力模具的安裝內(nèi)模具的安裝過程是：先將內(nèi)模組裝好，再把內(nèi)模的接縫和表面的灰磚清理干凈，然后用石膏膠粘在凹槽上，檢查調(diào)整模具的形狀，涂上脫模劑，然后將內(nèi)模整個吊起到底座上的鋼筋框架內(nèi)，再把臺車的螺絲撐桿固定在預(yù)留孔里，將內(nèi)模固定在底部模具上，最后進行檢驗和驗收。內(nèi)模具的裝配由內(nèi)模具組裝而成。將液壓內(nèi)模具分段吊裝至內(nèi)模具裝配臺座，清理所有接頭和表面的水泥漿料，并將內(nèi)部模具組裝為一體，并用膠帶將裂縫黏合。檢查校正后的內(nèi)模具的外形，如果超過標(biāo)準(zhǔn)，需要用調(diào)整支架進行調(diào)整。梁體鋼筋完成后，在基板上預(yù)留排水孔進行PVC管材的安裝，在PVC管材與鋼筋發(fā)生碰撞時，可以對鋼筋的位置進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。利用2臺50t龍門起重機，將內(nèi)模整體吊裝至工作臺，將臺車螺桿撐桿在預(yù)留的排水孔中。1.3.5端頭固定端模的安裝過程是：模板清洗、整理、涂上脫模劑、安裝錨墊板、內(nèi)模到位、上模，以及上模、下模、內(nèi)模的連接、緊固。將模具表面的灰泥清除干凈，并均勻地涂上隔離劑。安裝錨墊板，將其固定在模板表面，并適當(dāng)?shù)匕惭b各種類型的錨墊。在起升端模具時，應(yīng)使模具保持豎直，在端模關(guān)閉之前，將抽吸管逐個從錨墊板上穿出。兩端模具的運動要同時進行，以防差別太大和猛頂力撬把抽拔管擠壓變形。在端模就位后，將其與側(cè)模、底模、內(nèi)模進行連接、緊固。1.3.6拆模在箱梁拆除過程中，鋼筋混凝土強度必須滿足設(shè)計規(guī)范，在沒有特別說明的情況下，其強度必須大于設(shè)計強度的60%。在拆除模具時，梁的混凝土芯部與表層、表層溫度與環(huán)境溫度相差不應(yīng)超過15℃，同時還應(yīng)確保構(gòu)件的棱角完整。在環(huán)境溫度小于0℃時，必須在表面混凝土表面降溫到5℃以內(nèi)才能拆卸。在高溫或強風(fēng)干燥的季節(jié)，要進行適當(dāng)?shù)木S護。拆模的步驟：松開扣件、拆卸端模、松脫外模、逐節(jié)移動內(nèi)模、堵住預(yù)應(yīng)力孔。端頭脫模：在脫模之前，內(nèi)模具與混凝土分離，側(cè)面模具已經(jīng)松動；拆卸端模上的錨墊板的連接螺栓；用5t液壓千斤頂在端模下部左、右兩側(cè)進行脫模；施工過程中要保持同步，避免梁體磕傷；用50t龍門吊從內(nèi)模、側(cè)模上吊起端模。拆卸內(nèi)模：拆掉內(nèi)模支撐桿，將模板固定在自由位置，將兩邊的下部的模板壓縮，然后將兩邊的上部的模板壓縮。拆卸內(nèi)模縱梁下的千斤頂防護罩，將內(nèi)模壓縮后的內(nèi)模整體下落，內(nèi)?？v梁支撐輪與導(dǎo)軌梁接觸。把梁末端的鋼軌延長到一個內(nèi)部模具的長度。使用吊車將內(nèi)部模具拉出。鋼軌梁千斤頂供給油，帶動梁的支撐輪架轉(zhuǎn)動，直至支撐輪與混凝土表面接觸。使用吊車將鋼軌橫梁拉出。側(cè)向模具：拆卸子母楔；旋松螺釘和斜撐，將側(cè)向模具向外轉(zhuǎn)動，脫離混凝土。1.4混凝土澆筑1.4.1澆筑時應(yīng)注意的問題（1）混凝土模板的溫度為5～35℃（開箱梁澆注）；模具的入模溫度為5～30℃（每批次100m3），入模時的氣體含量控制在2%～4%（每批次50m3）。（2）梁的混凝土澆筑程序：總體上是“先下腹板倒角，再下腹板，再上腹板，最后頂板”；總體原則是“從一端到另一端，左右對稱，斜向分段，水平分層”。采用2臺布料機對稱布料，連續(xù)澆筑，采用橫向分層法，分層振搗，分層澆筑，每次澆筑厚度不大于30厘米，前后兩層混凝土之間的間隔不能大于90分鐘。在澆筑兩側(cè)腹板混凝土?xí)r，應(yīng)同時均勻地進行腹板混凝土的澆筑，以避免兩側(cè)混凝土高度差異，導(dǎo)致模板位移等。筑橋面板澆筑完成后，澆筑面板混凝土。1.4.2試樣的制作箱梁在澆筑混凝土?xí)r，按照要求，從箱梁底板、腹板、頂板隨機抽樣，并在相同的情況下進行強度、彈性模量的試件；施工試件隨梁養(yǎng)護，28天的標(biāo)準(zhǔn)件按照要求制作并按照規(guī)范進行養(yǎng)護；采用28d標(biāo)準(zhǔn)蒸汽養(yǎng)護法，先隨梁后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，共28天。在澆注一孔梁時，必須制造14組以上的強度試件（1組作為拆?；A(chǔ)，3組作為初張拉基礎(chǔ)，最終張拉值3組，終張拉備用試塊1組，28d的抗壓強度6組）。每澆注一孔梁，制作4組彈性模量試件，三組終張拉，一組28天標(biāo)養(yǎng)試件。1.5預(yù)應(yīng)力張拉1.5.1預(yù)應(yīng)力張拉條件在鋼筋混凝土強度達到設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)60%時，將內(nèi)模拆掉，在不移動外模的條件下進行張拉局部預(yù)應(yīng)力。張拉的數(shù)量、位置和張拉值均滿足設(shè)計的要求。初張拉：在鋼筋混凝土強度達到設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)80%，并將模板拆除后，才能進行初始張拉。先張拉后梁才能從平臺上吊起。張拉的數(shù)量、位置和張拉值均滿足設(shè)計的要求。終張拉：在張拉前實施混凝土強度、彈性模量和混凝土齡期“三控”，即張拉前混凝土強度和彈性模量滿足設(shè)計指標(biāo)，齡期不低于10天，在張拉中實施張拉應(yīng)力和應(yīng)變“雙控”，即張拉時以油壓計讀數(shù)為主，以鋼絞線的伸長值作為試驗依據(jù)。1.5.2張拉質(zhì)量要求每根梁的斷絲和滑絲的數(shù)目不能超過預(yù)應(yīng)力鋼絲總絲數(shù)的0.5%，而且不能在梁的同一側(cè)，一根鋼絲繩的斷絲也不能多于一根。否則，松綁或換錨。在對滑絲斷絲造成的反復(fù)張拉時，同一束鋼絞線束的使用次數(shù)最多不能超過3次，如由于絲滑造成的鋼繩和錨具出現(xiàn)了明顯的劃痕，則應(yīng)予以替換。固定后，夾板露出2-3mm，并對齊，不能錯位。并在夾片與錨圈、夾片與鋼絞線的接合處做了記號，24h后，觀察是否有夾片跟進和鋼絞線的收縮。鋼絲繩的收縮率不超過6mm。在最后的縱向預(yù)應(yīng)力完成后，梁身的彈性上拱是在梁的基礎(chǔ)上進行的。在考慮了懸臂架自重對計算結(jié)果的影響后，實測上拱值不應(yīng)超過設(shè)計值的1.05倍。1.6箱梁的吊裝與儲存（1）起吊，存梁，運輸支點在不同工作狀態(tài)下，梁體的起吊位置和支承間距應(yīng)符合以下規(guī)定：吊點設(shè)置在梁端的腹板內(nèi)，吊點面積應(yīng)大于460x380mm，吊點的位置應(yīng)滿足圖紙的要求。存梁支點設(shè)于梁腹板下，與梁端間距＜1.5m，運輸支點設(shè)于梁腹板下，距梁端距離＜3.0m。（2）存梁、吊裝及場內(nèi)運輸梁體在進行了初張拉后，就可以離開制梁臺，最終張拉完畢，管內(nèi)漿料強度達到設(shè)計強度，才能進行梁的施工。場地移動梁采用900t輪胎式運輸機進行橫梁的移動。箱梁上橋的方法是由2臺450t的提梁機提梁上橋。900t輪式運輸機在移動梁時，采用專用的吊梁裝置，將吊梁裝置安裝在預(yù)制橋的開孔上，確保八根吊梁的孔位都是安全的。在梁吊起存梁平臺支撐面（一般為20-30mm）時，應(yīng)暫停吊梁，直到檢查確定各部位沒有任何問題，梁體未發(fā)生傾斜（側(cè)傾低于2%）。當(dāng)?shù)鯒U升高到某一水平時，由兩臺龍門起重機或搬運機沿著龍門吊走行線或橫梁通道，使龍門吊的走行速度不超過5m/min，龍門起重機或搬運機在行走時，其走行機構(gòu)應(yīng)由專門的人員進行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)問題，及時用對講機通知駕駛員采取相應(yīng)的措施。當(dāng)?shù)趿阂苿泳臀缓?，將箱梁平穩(wěn)地放下，放在存放梁臺或運梁車上。在搬梁時，要派人確認(rèn)箱梁的支撐位置和箱梁的傾角，如果超過了極限，就需要重新進行吊裝。在存梁、吊裝、運輸時，要確保各支點或支點的受力均勻，以確保在運輸和存梁時，每個支點的反力值與四個支點的反力平均值不大于±10%，四個支點的不平度不大于2mm。2.箱梁預(yù)制質(zhì)量管控結(jié)合日常生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及應(yīng)對解決措施總結(jié)控制措施如下：2.1模板除銹打磨措施（1）箱梁模板打磨前，應(yīng)先對模板表面噴涂水泥漿，再采用角磨機進行打磨除銹。（2）使用棉紗或干凈的土工布搽除表面油污、水澤和灰塵，直至擦拭時模板表面沒有黑色油污、灰塵。（3）然后均勻涂刷脫模劑，脫模劑不得出現(xiàn)流痕，也不得漏刷。2.2鋼筋加工、綁扎質(zhì)量控制措施（1）鋼筋加工必須按照設(shè)計圖紙尺寸進行加工，并且將加工合格后的鋼筋按照區(qū)域進行存放，標(biāo)識清楚，尤其是變截面處的鋼筋，必須做到一一對應(yīng)，確保現(xiàn)場鋼筋綁扎位置準(zhǔn)確無誤。同時，安排專人對每一批成品鋼筋進行定期定量抽檢，確保鋼筋加工質(zhì)量。（2）預(yù)應(yīng)力定位網(wǎng)片制作，首先按照設(shè)計尺寸，制作定位網(wǎng)胎具，焊接過程中要求工人按照胎具預(yù)留卡槽進行整體焊接，預(yù)應(yīng)力孔道控制尺寸誤差±2mm。鋼筋綁扎時在模板上標(biāo)記出定位網(wǎng)安裝位置，工人安裝時按照標(biāo)記位置安裝定位網(wǎng)片。（3）梁面預(yù)埋豎墻、防護墻鋼筋綁扎，應(yīng)在端頭模板上定位好豎墻、防護墻鋼筋的綁扎位置然后采用4mm鋼絲繩和緊絲器連接兩端頭定位點拉緊鋼絲繩，每隔1m設(shè)置一個定位筋并控制好其高度，在定位筋側(cè)部綁扎一根ф16直鋼筋用來控制豎墻及防護墻鋼筋的順直不變形。2.3預(yù)埋件質(zhì)量控制措施（1）接觸網(wǎng)支座和下錨拉線預(yù)埋，根據(jù)設(shè)計圖紙選擇基礎(chǔ)位置、類型，采用自制三層定位胎具，制作預(yù)埋件；對預(yù)埋螺栓涂抹黃油并套入保護套管，避免混凝土澆筑時對預(yù)埋螺栓造成損傷，測量出預(yù)埋件位置，綁扎牢固，保證加工精度，杜絕侵限。（2）梁面預(yù)埋套筒應(yīng)安裝塑料保護套，避免混凝土澆筑時，套筒內(nèi)進入混凝土，還可以很輕松地找到預(yù)埋套筒位置，方便后期施工。（3）吊裝孔防偏位措施，根據(jù)吊裝口尺寸位置，制作預(yù)埋件定位胎具，把預(yù)埋件固定在胎具上，避免混凝土澆筑時出現(xiàn)偏位。（4）泄水管設(shè)置加固措施，先在模板上安裝螺栓，再采用螺桿對預(yù)埋泄水管進行固定，混凝土澆筑時，保證其位置及垂直度。2.4支座防空響措施（1）在支座板涂刷環(huán)氧樹脂然后在環(huán)氧樹脂表面均勻布置一層3mm～5mm的碎石，使鋼板表面變得粗糙，增加混凝土對支座板的黏結(jié)力，使該處混凝土密實，減小混凝土與支座板之間的縫隙。（2）在支座預(yù)埋鋼板順橋向4個支座預(yù)埋板中心向兩邊間距100mm放置5根長700的Φ12鋼筋，以利于底腹板鋼筋在吊裝入模后不與支座板錨固筋及支座預(yù)埋板接觸產(chǎn)生干擾，鋼筋在放置時應(yīng)規(guī)整，以防和梁體鋼筋發(fā)生沖突。2.5拆模、移梁控制措施（1）梁體混凝土澆筑后，按要求在梁體端、跨中、箱內(nèi)等位置埋設(shè)測溫元件；拆模前應(yīng)測試梁體內(nèi)部與表面、表面與環(huán)境間溫差不大于15℃，大風(fēng)天氣及氣溫急劇變化時不得拆模。（2）根據(jù)箱梁混凝土水化溫度隨時間變化的測試結(jié)果，通常狀況下，水化溫度在混凝土完澆筑成后16