48m箱梁节段拼装关键技术研究
2017-07-17
1 概况
48m简支箱梁，梁部结构为48m箱型简支梁，每片梁分为9个梁段，8个湿接缝，其中两端各一段长4.3m（重量83t），中间7段长5.1m（重量57t），湿接缝长均为0.6m。箱型简支梁采用单箱单室截面、等高度预应力混凝土箱梁，梁高4.05m，箱梁顶宽4.9m，梁底宽3.0m。箱梁顶板厚0.273m，底板厚为0.25m，腹板厚为0.28m，道碴槽高0.35m宽0.2m。本文以杨家河特大桥20孔48m单线箱梁节段拼装施工为例做介绍。
2 关键技术研究
①根据制梁台座数量和每段梁生产周期，以及工期要求，确定模板套数、起吊设备、运输设备及移梁设备的配置。②根据场地实际情况、工程量、工期等，对膺架结构的设计、数量的配备进行研究。③对箱梁膺架上节段拼装工艺进行总结。
3 梁场设计研究
3.1 梁段移存、移架设备的选定 48m简支节段拼装箱梁，梁段最大重量为77t。从安全及经济等方面综合考虑，采用100t龙门吊1台配合梁场移梁、架梁。
3.2 单个标准梁段生产周期 清理底模、端模（2.5h）、底板腹板钢筋（10h）、橡胶棒安装（3h）、内模板安装调（5h）、外模板安装调（5h）、顶板端模安装（5h）、顶板钢筋绑扎（6h）、混凝土浇注（5h）、混凝土养护（24h）、拆除模板（3.5h）共计69h。
3.3 梁段预制台座数量、模板数量及梁段存放台座数量的确定 为充分利用现有地形条件，制梁场作业区轴线与线路轴线方向平行，为满足架梁的工期要求，制梁场主要指标为：综合生产能力为：3片梁/天；存梁区规模：不小于4孔梁的节段36片。经推算和综合考虑，该制梁场设置10个制梁台座，8个普通梁段预制台座，2个1#梁段预制台座。制梁模板配备有5套外模、5套内模、10套底模、10套端模，保证日预制3个预制梁段的生产能力。
制梁场共设置两台跨度12米额定起重量10吨的小龙门吊，用于制梁模板的拼装及拆除和成品钢筋的吊运。
4 箱梁节段预制
4.1 箱梁节段预制工艺流程图
4.2 梁段起吊移存 当梁段强度达到100%设计强度后方可起吊移存，在预制梁段预留有8个精轧螺纹钢吊装孔。采用100吨吊龙门吊吊装存梁。为了节约存梁区的占地面积，预制梁段的存放采用双层叠置的方式。
5 膺架搭设
5.1 膺架支墩基础处理 ①按照设计进行施工放样；②基坑开挖，做好安全防护和地基承载力的核查工作；③在地基承载力符合设计要求的情况下，方可进入下道工序施工；④各环节施工全部纳入正式工程施工管理体系。
5.2 地面膺架搭设 地面移动式膺架主要由主桁架、边支墩、中支墩、运梁车、梁段支撑调整系统、膺架倒运系统、大龙门吊、附属构件等组成。①主桁。主桁由4片六四式军用梁拼装而成，是节段预制梁的主要承重部件。主桁长44.29米，桁高3米，4片军用梁两两一组两组中心距2.72米，通过套管螺栓和联结系槽钢连成一个整体。②支墩。主桁下设三个支墩。第一和第三个支墩直接设置在承台上；中支墩设置在梁跨跨中附近。支墩均采用制式的拼装钢管拼装。其中两个边支墩，结构形式为1×3，中墩受力较大，根据高度分为两种结构形式，即墩高大于等于16米采用4×5的结构形式，墩高小于16米则采用2×3的结构形式，钢管柱之间采用联结系连接为一整体。
5.3 运梁轨道铺设及箱梁节段支垫型钢铺设 ①在64铁路军用梁两侧铺设人行道板和安全网；②在64铁路军用梁上铺设钢轨运梁轨道；③在64铁路军用梁上铺设箱梁节段支垫型钢（83墩拼件）。
6 箱梁节段架设
6.1 大龙门吊的梁段架设 通过梁场的大龙门吊将梁段放至膺架上。然后用千斤顶微调使梁段基本处于设计位置，并用螺旋支撑置换出千斤顶。
6.2 节段拼装箱梁线型调整及控制 节段拼装梁空间三维调整的过程是一个反复的过程，在梁段的调整过程中主要把握以下要点。①测点布置。测点是指梁节段预制过程中，预制场根据线路的设计参数在待安装节段的顶面布置的轴线控制点、高程控制点，简称六点控制坐标。②起始梁段的测量控制。箱梁段中的两个端头梁段为整跨的起始梁段，直接控制着整跨的线形及轴线，故在进行安装时，必须精确定位起始梁段。③整跨梁段测量控制。起始梁段的位置精确定位后，直接支撑于永久支座上（或置于一个相对标高上），后续梁段的定位均以此为标准使用双坐标千斤顶进行调整，在调整过程中用经纬仪和水准仪进行控制。
6.3 箱梁预应力筋张拉过程中膺架梁与箱梁之间的变形协调控制 ①根据膺架挠度曲线与设计院提供的混凝土梁预留反拱度确定梁的预留拱度值，摆放梁段时必须保证每个梁段的标高。②梁段调位：先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。③箱梁预应力钢绞线的分批张拉，所以要分次调整钢纵梁上的螺旋支撑，以防止膺架钢纵梁反力将混凝土梁破坏。④膺架本身为弹性体，随着混凝土浇注的不断进行，膺架将继续下挠，因此在调整梁段时应将此下挠从预拱度里扣除。⑤对已张拉梁进行监控。张拉前测量梁体下挠，张拉后测量梁体下挠，随后3天、7天再次进行监测，对监控结果进行分析，对下孔梁进行预拱度调整。
7 简支箱梁节段拼装施工工艺总结
①根据场地实际情况，本工地的机械设备（如大小龙门吊、台座、模板、膺架数量等）配置、人员配置情况基本合适。②梁段预制模板，内模设计为成环并方便拆装的模板，为快速完成每段梁混凝土的浇筑提供了保证。③梁段混凝土浇筑，塌落度为19cm～20cm较为合适，由于模板的刚度适合，梁段混凝土浇筑连续一次完成，避免了施工冷缝的产生。④梁的翼板侧T钢的安装，由于梁是分节安装的，节段之间距离有误差，所以T钢应先施工预埋钢板，待梁体安装到位后再按设计间距精确焊接T钢的连接钢板。⑤膺架支墩采用标准设计和制造，既装拆方便，又安全可靠。
8 经济、社会效益分析
48m简支箱梁，采用预制节段拼装施工工艺，有利于工厂标准化生产，可以提高劳动生产率，缩短工期，降低投入，提高经济效益。48m简支箱梁，它具有对环境影响小，对地理位置要求低，有利于实行工厂化生产，保证质量。48m箱梁节段拼装施工技术的顺利实施，填补了中铁航空港建设集团在这方面施工的空白，为公司赢得较好的社会效益。
9 工程实例
西安至平凉铁路线3标段，48m简支箱梁应用节段拼装施工技术，工程质量较好。
参考文献：
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[2]岳建光.孙口黄河 主桥节段胶拼工艺[J].交通标准化，2005（08）.
[3]林立华.100m跨径架桥机节段拼装技术[J].中国港湾建设，2008（04）.
