铁路简支箱梁

铁路简支箱梁（共9篇）

铁路简支箱梁 篇1

摘要：本文认真分析了高速铁路简支箱梁施工组织设计的主要影响因素, 并且简要介绍了高速铁路简支箱梁施工组织设计的原则和技术参数, 在此基础上, 着重针对高速铁路简支箱梁施工组织优化设计的有效途径进行深入地探讨分析, 以供参考。

关键词：高速铁路,简支箱梁施工组织设计,探讨分析

随着社会经济的高速发展, 我国高速铁路的建设越来越多, 而且规模也越来越大, 在具体的设计施工过程当中, 桥梁占据了加大的比例, 并且与其它公路桥梁相比较, 在平滑性、刚度以及整体性方面均提出了更高的要求。因此, 在设计和建设高速铁路桥梁的过程当中, 通常会采用中小跨度的简支箱梁结构, 而且一般均采用制架梁的施工设计方案。因此, 探讨和分析高速铁路简支箱梁施工组织设计无疑具有重要的现实意义。

1 高速铁路简支箱梁施工组织设计的主要影响因素

(1) 高速铁路建设施工的全线工期要求和控制工程的工期。通常情况下, 相关人员可以以不同的全线工期为依据制定出不同的制架梁方案。同时, 如果高速铁路桥梁横跨江河, 那么必然会受到诸多客观因素的制约和限制, 比如孔跨、通航、水利以及地形等等, 从而成为一个控制工程, 铁路简支箱梁的施工方案造成直接的影响。

(2) 施工工序和工期的安排。通常情况下, 必须在完成路基机床表层的级配碎石施工之后, 在过1—2个月的时间才能够进行箱梁的架设。同时, 简支箱梁预制场通常设置在待架设大桥附近, 而且, 绝大多数均采用无轨运输或者有轨运输。特殊跨度箱梁, 主要采用吊篮或者支架的施工方式进行连续梁的施工。另外, 施工人员在架设成品梁的过程中, 往往会对无砟轨道、铺轨等后续的工程安排造成一定的影响。

2 高速铁路简支箱梁施工组织设计的原则和技术参数

2.1 高速铁路简支箱梁施工组织设计的原则

高速铁路简支箱梁施工组织设计的原则主要包括线路情况、宽度以及设计的荷载。具体而言, 恒载计算主要包括结构自重和桥面附属设施的自重, 而且, 通常情况下, 应该采用ZK标准活载来纵向计算列车的竖向活载[1]。

2.2 高速铁路简支箱梁施工组织设计的技术参数

高速铁路桥梁必须具有良好的整体性, 并且需要具备足够大的横向刚度和纵向刚度, 因此, 与以往T形梁不同的是, 在梁的选择上采用了箱形截面型式。高速铁路简支箱梁施工组织设计的主要技术参数见表1。

3 高速铁路简支箱梁施工组织优化设计的有效途径

3.1 结构形式

目前, 我国应用的高速铁路简支箱梁主要包括以下几种类型:第一种, 根据施工的方法主要有整孔现浇法施工和整孔预制法施工, 通常情况下, 跨度有24m双线、32m双线以及40m双线, 前两者均适合整孔预制法进行施工, 只有40m双线采用整孔现浇法进行施工, 本文所研究的箱梁类型均属于无砟轨道的简支箱梁。第二种, 根据预应力体系, 可以分为后张法预应力混凝土简支箱梁和先张法预应力混凝土简支箱梁。第三种, 根据轨道的结构可以分为无砟轨道简支箱梁和砟碴轨道简支箱梁[2]。

3.2 施工架设

大吨位的架桥机首先在我国秦沈客运铁路建设中已经得到了成功地应用, 并且获得了非常宝贵的经验, 架桥机的最大吨位已经达到了500吨。但是, 从绝大多数高速铁路的简支箱梁来看, 他们的最大吊重均达到了1000吨, 因此, 相关人员在设计高速铁路简支箱梁的过程中, 我国许多家架桥机的相关研制单位已经开始在研制1000吨级的高速铁路架桥机[3]。近年来, 假设吨位在不断加大, 这无疑给架设过程中的指标控制提出了更加严格的要求, 但是, 各个架桥机存在不同的结构形式, 因而会对桥梁产生不同的作用, 为了充分确保架设过程中安全性, 相关人员必须预先对架桥机的施工荷载、运梁车以及架设的梁型进行认真地检验和预算, 确保能够充分满足架设的相关要求。

3.3 梁端尺寸的优化

在现阶段, 高速铁路桥梁的梁端设计除了需要充分满足结构受力的相关要求以外, 还必须对实际运行过程中的检修和维修便利性进行充分地考虑, 并且还应该充分满足每一种施工方法的可操作性。在西方发达国家的高速铁路桥梁中, 无粘结预应力混凝土槽形梁已经可以达到3.3m, 而且, 与预应力混凝土标准简支箱梁梁端相邻的支座距离保持在1.5—2.0m。同时, 针对高速铁路两端的尺寸, 相关人员应该充分考虑实际使用过程当中的封锚、锚板高度以及上支座板的纵向尺寸等相关要求, 并且, 应该最大限度降低锚具和梁端制作结构之间的互相影响[4]。另外, 相关人员在进行设备移入尺寸和进入孔尺寸的设计时, 应该充分考虑今后实际运行过程中支座和梁体进行日常检查和维修和便利性。

3.4 徐变拱度的要求

并且与其它公路桥梁相比较, 对于桥梁下部结构的平滑性, 高速铁路行车提出了更高的要求, 因此, 京沪高速铁路在设计过程当中, 针对结构的徐变拱度提出了更加严格的限制要求, 具体而言, 即无砟轨道的徐变拱度为10mm, 而有砟轨道的徐变拱度为20mm。由于徐变变异系数也是实际制梁的过程当中必须充分考虑的影响因素, 因此, 高速铁路上预应力混凝土梁实测徐变上拱的变异系数大约为14, 所以, 相关设计人员在实际开展设计工作的过程中, 应该分别严格按照8mm和15mm对那些残余的徐变上拱度进行有效地控制, 从而确定预应力值和结构预拱度[5]。

4 结语

综上所述, 高速铁路具有桥梁比例大的特点, 并且与其它公路桥梁相比较, 在平滑性、刚度以及整体性方面均提出了更高的要求。高速铁路简支箱梁施工组织设计的主要影响因素包括高速铁路建设施工的全线工期要求和控制工程的工期和施工工序和工期的安排, 其设计原则主要包括线路情况、宽度以及设计的荷载。而要想实现高速铁路简支箱梁施工组织优化设计, 则必须在结构形式、施工架设、梁端尺寸的优化以及徐变拱度的要求等方面进行优化设计。

参考文献

[1]张崇.京沪高速铁路箱梁施工裂缝控制措施探讨[J].现代商贸工业, 2010, 55 (04) :1023-1025.

[2]熊伟, 蒋建设, 廖宇峰.城市轨道交通高架桥整孔箱梁架设施工技术[J].铁道科学与工程学报, 2010, 66 (03) :1449-1450.

[3]张剑青, 贾炳义, 段启楠.在32‰大坡道地段架设铁路T梁施工工艺及技术研究[J].安徽建筑, 2011, 33 (05) :1352-1355.

[4]贾炳义, 段启楠, 周登辉.在300m小半径曲线地段架设铁路T梁施工设备及施工技术研究[J].安徽建筑, 2011, 77 (05) :3221-3223.

[5]王树杰, 杨新安, 张业炜, 等.铁路施工组织优化设计系统研究与开发[J].华东交通大学学报, 2011, 88 (04) :1652-1653.

铁路简支箱梁 篇2

支架法节段拼装简支箱梁施工技术

广州市轨道交通四号线高架桥施工设计采用架桥机节段拼装技术,但由于部分桥梁采用了异形梁,通用架桥机无法拼装,因此采用在支架上节段拼装简支箱梁技术.主要介绍了支架的结构形式、支撑滑移系统的设置、拼装工艺等.通过本桥施工实践,采用钢管柱与贝雷梁组合的.墩梁式支架进行预制节段拼装,既解决了本工程单线与双线异形梁的安装,又节约设计经费,效果良好.

作 者：李龙 Li Long 作者单位：中铁十三局集团第五工程有限公司,吉林长春,130031刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：7(3)分类号：U446.213关键词：简支箱梁 支架 节段拼装 异型梁

铁路简支箱梁 篇3

摘要：随着我国人们生活对于出行要求的不断提高，促进了高速铁路建设的快速发展，其里程数日益增加。高铁建设的质量高低对于人们生命财产安全有着重要影响，简支箱梁是高铁建设中的重要环节之一，其预制施工的水平会直接关系到高铁整体的建设质量，所以，必须加强对简支箱梁预制的重视。本文就根据高铁简支箱梁预制施工工艺流程，对其施工各个环节技术管理的要点进行了分析。

关键词：高速铁路；简支箱梁；预制施工；管理要点

近些年来，随着我国社会经济的快速发展，给交通运输行业带来了更大的压力，使得高速铁路等基础设施建设得到充分重视，其规模和数量都不断增加。在高速铁路的建设之中，由于受其铁轨曲线和车速等因素影响，存在着众多的桥梁构造，且这些桥梁构造必须具备较高的刚度等性能，为达到这一目标，简支箱梁被运用其中，因此，对简支箱梁预制施工技术进行探讨有着十分重要的意义。

一、提高原材料和模板选用的质量

原材料和模板的质量是简支箱梁施工质量的重要保证，因此，在预制施工前，必须对其质量进行严格的检验，以保证制成的简支箱梁在强度、整体性等方面能完全达到设计要求。首先，选择原材料时，要保证都具备相应的合格证书，并对每一种材料分别进行检验，以水泥为例，需要检测其强度、细度、凝结时间等；其次，在选择模板时，采用分片拼装式的钢模板，并对钢模板的完整性、平整性等进行检查，保证连接拼缝不会出现较大的缝隙[1]。

二、加强对箱梁预制过程中的数据测量

在箱梁预制的过程中，底模、侧模等的位置都会出现一定程度的位移，为保证制成箱梁的线性，需要在预制过程中加强对各种数据的测量，借助的工具有水准仪、全站仪和钢尺等，以及时发现稳定并对模板进行固定。在整个数据测量过程中，选择控制点时，需要使其高程和坐标满足以下标准：控制点的中心线与测量塔之间的连线相一致；控制点构成的模面和测量塔的连线成垂直关系；底模高程能够达到预拱度设计的数值。

三、提高箱梁预制和安装过程的精度

在简支箱梁预制施工过程中，为保证其能够满足高铁工程建设的需求，需要对其各项指标进行严格控制，以提高其预制的质量。简支箱梁预制施工控制的指标主要包括以下几个方面：

首先，混凝土材料性能方面。混凝土的强度、弹性模量和凝结时间需要在设计的规定值之内，抗渗性能需要保持在P20以上，抗氯离子渗透能力需要控制在1200C值以内，抗冻性应该保证200次冻融中整体损失的重量不超过本身的5%，同时，其大部分部位的保护层厚度应该在35mm以上（顶板可以只保持30mm厚度），以对内部钢筋起到良好的保护功能，避免其被锈蚀。

其次，预制箱梁指标要求与性能。在徐变上拱值上，要保证不会超过梁跨度的1/5000，且在10mm以下；在运输時，4个支撑点间的高度差不超过2mm，；在架设过程中，要保证标高达到设计要求，相邻桥梁端的桥面与其支架的高度差在10mm以内；在性能上，需要确保预制箱梁能够有不小于1.20Kf的静载弯曲抗裂能力，静活载挠度则需要小于1.05f。

四、做好钢筋绑扎环节的控制

钢筋骨架是简支箱梁预制施工的重要环节，主要包括顶板部位和底腹板部位的钢筋，其绑扎水平的高低会对预制箱梁的稳定性和完整性产生直接影响。

在绑扎钢筋骨架的过程中，基本要求是主筋和箍筋之间成90°角，所有的交接点都要用铁丝捆绑，箍筋的末端和绑扎用的铁丝弯曲方向都朝着内部；在交接点的绑扎时，要做到牢固可靠，下缘的箍筋接头采用交错绑扎的方法，而其它交接点使用梅花跳绑就可以，同时，所有的绑扎点要成“八字形”，以保证钢筋骨架不会出现变形现象[2]。

在绑扎顺序上，要先底板后腹板，最后完成顶板钢筋绑扎，且都需要采用整体绑扎的方式，其保护层厚度预留应该超过35mm，顶板可以仅为30mm，钢筋定位根据角钢切割的缺口来确定，用于定位预应力管道的钢筋，其彼此之间的间距要在500mm以内。

五、模板安装过程的技术管理要点

首先，安装前的检查工作要到位，对所用安装模板的表面和支架进行检查，观察期是否有杂物、变形、麻面等问题，及时将杂物清理，对于焊缝开裂或有麻面的、无法满足施工要求的模板应立刻调换；同时，还要对预埋的钢板、其它预埋件和锚垫板等的安装情况进行检查，在确认没有出现连接不牢固、安装不合理、位移等问题后，再进行后续的施工；另外，还应检查相应配套工具情况，比如模板连接部件、吊具、钢丝绳等是否准备，其质量能否满足要求，并在模板上涂抹专用的脱模剂。

其次，模板的安装要按照底模、侧模、内模和端模的顺序进行。

在安装底模时，要根据实际情况合理调整预留反拱值和压缩量，并用完好橡胶密封条对底模两边进行密封，完成后的底模支座之间高度差要在2mm之内；

在安装侧模时，其流程为利用撑杆来对侧模角度进行调整，然后将螺杆拧紧来使侧模与底模贴近，再利用支腿来固定侧模模板，用子母契进行最后固定，最后检查侧模的尺寸情况，比如腹板宽度、桥梁高度等，来判断安装是否正确，如果误差超出了规定范围，则应对其进行适当调整。

在安装内模时，应该在专用的内模拼装台上施工，然后利用吊装设备将液压内模分段安装到拼装台上，利用膏灰来对缝隙进行粘贴，并检查其尺寸是否正确，在确认无误后将其整体吊装到底腹板钢筋骨架中，使用台车螺杆撑杆对其进行支撑固定。

在安装端模时，其工艺为先安装锚垫板，并在内模定位后再进行端模的吊装，最后将端模分别与底模、侧模和内膜连接起来，达到将模板完全固定的目的。

第三，模板拆除环节的管理，要保证箱梁内混凝土强度已经达到了设计的标准，并选择温度相对稳定的时间，以保证构件棱角的完整，模板拆除的施工流程为先将紧固件松开，然后把端模拆除，再次将外侧模板拆除，将内模逐段取出，最后还要将预应力管道堵塞。

六、混凝土浇筑环节的管理要点

混凝土的浇筑需要遵循全面分层的原则，大多采用强度为C50的混凝土，在浇筑时，需要先进行底板和腹板的浇筑，从两端向中间分层分段进行，然后再对顶板和翼板进行浇筑；在浇筑过程中，需要对混凝土进行二次振捣，通畅以插入式振捣器为主，插钎振捣为辅；振捣过程以混凝土表面不再出现气泡为合格标准，同时需要加强对预留管道的保护，避免出现损伤；在混凝土养护上，可以采用麻袋等物体对桥梁混凝土进行覆盖，并合理安排洒水时间，保持混凝土的湿润，整个过程周期需要大于10天[3]。

七、预应力张拉环节的管理要点

预应力的张拉应该分为三个环节进行，即在混凝土强度60%左右且内模拆除时进行预张拉，在混凝土强度到80%且模板全部拆除时进行初张拉，并在混凝土强度、龄期和弹性模量都达到标准时，进行终张拉。在整个张拉过程中，为保证张拉的适度，需要采取张拉应变和应力控制的措施，也就是根据检测钢绞线的伸长量和读取油压表数值进行调整。

结语：

综上所述，高铁简支箱梁预制施工过程的各个环节都有着各自的要求，也都会对其施工质量产生一定影响。因此，为提升高铁简支箱梁预制施工的质量，需要严格按照施工的工艺流程，在各个环节都达到相应的指标要求后，再进行下一环节的施工，以保证预制施工的顺利开展。

参考文献：

[1]崔义金.分析大型铁路简支箱梁预制关键工艺和常见质量问题防治对策[J].科技风，2012，22：141.

[2]黄正玮.铁路桥梁简支箱梁预制拼装施工技术探讨[J].中国水运（下半月），2014，11：271-272.

铁路简支箱梁 篇4

梁场建设是高速铁路建设中最重要的大临工程,其投资大(3000～5000万),质量要求高、运行寿命短(2～3年),现就梁场建设的三大内容进行阐述。

1 梁场选址

梁场位置与规模的合理与否直接影响制梁的工期及成本,梁场选址主要根据铺架计划确定,同时要考虑交通状况、材料来源、地形地貌、地质情况等因素,本着因地制宜、确保安全、质量、环保、降低成本的原则,结合箱梁技术特点和当地地质条件统筹规划、合理布局,将梁场建设作为一个系统工程来实施。

1.1 运距与架梁速度的关系

架梁作业:包括过孔(1h)、拖梁(2h)、落梁就位(1h)、砂浆锚固(1.5～2h),合计每个架梁周期为6h。运梁作业:包括提梁(1 h)、运梁行走(按运距及重车运行速度计算)、喂梁(1.5h)、空车返回(按运距及空车运行速度计算),车速:2.5/5 (km/h)。

如1个梁场配1套运架设备(即1台架桥机、1台运梁车),按每天24h运架作业推算,运距和架梁工效的关系如表1所示。

1.2 合理运架梁半径的确定

从施工总工期考虑,后续无砟轨道施工要求运架梁半径不可太大(≤15km)、制架周期不能太长(1～2年),一般按一个梁场配1套运架设备,以运架梁半径10～15km较为合理。

从经济性上考虑,箱梁预制数量不能太少,需要满足赢亏平衡点的制梁数量要求。一般每天产能为1榀的梁场,经济制梁数量要多于300榀;每天产能为2榀的梁场,经济制梁数量要多于600榀;折合每个制梁台座最少预制60榀箱梁。

从运梁车通过性上考虑,应考虑架梁通道上特殊路基地基处理、隧道及特殊桥梁对架梁的影响因素,通常采用低位架桥机或者运架一体机过隧道方案。

1.3 梁场土建施工方案的制订

整孔简支箱梁重量大(900t),对制存梁台座基础的不均匀沉降要求高(四角高差≤2mm),因此在梁场位置确定后需进行地质勘探,作为结构设计的依据,并委托具有资质的设计单位进行土建设计,在保证结构安全、可靠前提下进行方案比选,优化、降低成本。

1.4 梁场占地面积估算

梁场采用单层存梁,折合每个制梁台座占地面积约为15000m2,包括混凝土拌和站及砂石料存放区,钢筋加工、绑扎及存放区、制梁区、存梁区、喂梁区和生活办公区等,梁场的占地面积可按每个台座占地13000m2估算。本着节约土地、环保的原则和满足存梁受力检算及不均匀沉降的基础上可双层存梁,同时在工期允许的情况下可考虑利用车站红线内用地建场、永临结合。

2 平面布置

平面布置旨在根据各种制梁设施(设备、工装)的数量确定其在梁场内的布置形式。

2.1 箱梁预制生产线布置方式

单条箱梁生产线按直线方式:整体钢筋绑扎台座→制梁台座(外模)→内模支架(内模)依次布置,2条以上生产线按平行方式交错布置,横向间距考虑制梁区龙门式起重机跨度、制梁台座间材料设备吊装运输,纵向间距考虑提梁机跨度、长度和宽度净尺寸和钢绞线预留长度。

2.2 制梁工序

目前常用的为整体式固定外模、全液压托拉式内模的制梁工序,在制梁过程中外模始终与台座是固定的,内模通过内模支架和反轨轮由卷扬机牵引进行拆模和和模作业,由定尺油油缸控制内模尺寸。

2.3 制梁周期

固定式外模的台座,在南方地区,制梁周期为5d;但在北方地区,混凝土养护时间需再加长24h,制梁周期一般为6d。内模使用率为114/120=95%或138/144=95.8%,台座及外模的使用率为100%。

2.4 制梁台座数量的确定

制梁台座的数量由设备配置、制梁工序、制梁周期及梁场每天产能等因素综合确定。

式中:N为制梁台座的数量;K为梁场每天产能,即每天预制成品箱梁的数量(榀/天),一般每天的产能等于运架梁的效率,该参数根据本段运架工程的总工期制定;T为单个台座制梁周期(天/榀)。

2.5 存梁台座数量的确定

存梁台座的数量根据箱梁在存梁台座上的最少存放时间及梁场每天的产能确定。

(1)箱梁在存梁台座上最少存放时间T见表2。

(2)理论最少存梁台座数量确定。

式中:M为理论最少存梁台座;K为梁场每天产能(榀/天);T为箱梁在存梁台座上最少存放时间(天)。

(3)实际所需存梁台座数量的确定

制架存梁有个匹配协调过程,制梁进度是前期慢后期快,而架梁的进度是前期快而后期慢,运架设备不能按时进场、故障、维修,架梁通道上特殊路基段地基处理、桥梁支承垫石锚栓孔处理,现浇梁或者连续梁等影响运架施工的因素。计算时应根据具体工况分析确定富余量,一般取理论存梁台座数量的10%～30%。

2.6 梁场布置

结合制梁场的生产效率、制梁工序,确定制梁台座和存梁台座的数量及其布置方式,以及制梁设备工装的选配。

制存梁台座的布置方式有两种:纵列式和横列式。横列式是目前最常采用的布置方式,适合于大型或超大型梁场,使用1台搬梁机(轮轨式或轮胎式均可)或数套横移台车出梁,使用方便。

梁场内共分为5个功能区:钢筋储存与加工区、砂石料储存与混凝土搅拌区、制梁区、存梁区、喂梁区、办公及生活保障区,按照工业化、模块化思路布置梁场各功能使用区,做到紧凑合理,不仅要符合制梁工艺,还要兼顾箱梁的提运架设备安装和拆运、静载试验,交通便利,供水、供电、供汽线路合理,满足防火、防洪和环保要求。

3 设备配套

箱梁移出制梁台座的方式主要有两种:搬梁机(提梁机)提吊出梁法和横移台车横移出梁法。

按36h完成一个底腹板钢筋骨架、24h完成一个顶板钢筋骨架的绑扎工效,配置底腹板绑扎胎具和顶板钢筋绑扎胎具。对于固定式外模的制梁台位,由于内模使用率为95%,台座及外模的使用率为100%,因此内外模板的数量等于台座的数量,单条生产线相临台座间内模可以考虑共用。

根据梁场每天产能及设备的使用效率进行选配。一般采用2×120m2/h混凝土搅拌站,1个台座使用2套布料机及2台HBT80混凝土地泵,4～5辆混凝土输送车运送混凝土。

4 箱梁预制质量控制要点

以钢筋、模板、混凝土和预应力四个工序衔接循环和质量控制点为核心,以原材料→工序→成品检验为主线,加快工序过程控制和衔接循环,加强预应力预、初、终张拉和混凝土灌注4个特殊过程控制项和质量控制点,进场钢筋检验、钢筋加工、钢筋骨架整体绑扎、钢绞线锚具进场检验、混凝土原材料进场检验、模板调整校准、混凝土拌和、蒸气养护和孔道压浆9个关键工序质量控制点的过程控制,保证箱梁预制质量满足产品质量要求。

5 结束语

实践表明,只要切实掌握后张法预应力混凝土铁路桥简支箱梁的技术特点,并以此为基础进行梁场建设、取证准备、规模制梁过程中质量控制,就能满足设计及规范要求,箱梁质量能够得到保证。同时在制梁过程中加强成本控制和工序调度协调,也能满足工期要求并取得可观的经济效益。

参考文献

[1]邓运清.高速铁路简支箱梁设计研究[J].铁道标准设计,2014(7):125-129.

[2]铁科技[2004]120号.客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件[S].

[3]XK17-004,预应力混凝土铁路桥简支梁产品生产许可证实施细则[S].

铁路简支箱梁 篇5

1.1 项目地理位置和地质条件[1]

成都至都江堰高速铁路左右联络线和支线特大桥起于都江堰市迎宾广场附近,接漓堆支线隧道与都江堰车站(图1)。桥位所在区域地面表层一般为种植土,厚0～3m,底部含砂、卵石,局部卵石及砂砾石富集;种植土下多为卵石土,含细、粗圆砾,局部充填中细砂,个别地段夹杂零星漂石。

1.2 桥梁结构形式

支线、联络线大桥设计为32m单线简支箱梁,左右联络线分别位于半径为400m、600m的圆曲线上,线路纵坡-12.5‰—13.5‰。简支箱梁标准设计梁长32.6m,宽7.15m,高2.35m,腹板厚30～63.4cm,底板厚28～60cm,顶板厚30～40cm。图2为箱梁横截面设计图。

2 龙门架设计与检算

2.1 落梁施工方案

落梁施工之前首先在梁体两侧搭设钢管立柱,在立柱上搭设型钢拼装落梁支架;箱梁采用支架现浇进行施工。通过在梁体顶板上设置精轧螺纹钢吊杆,利用千斤顶逐步实现梁体的整体下落。根据现场实际情况,需要进行落梁施工有:左联络线18#-19#、26#-27#墩,右联络线8#-9#、12#-13#墩,左右支线41#-42#墩,共计5孔。

2.2 龙门架设计

支架基础采用钢筋混凝土扩大基础,尺寸为3.0×3.0×1.0m,基底承载力应不小于300KPa。龙门架每个支腿采用4根Φ603×12mm螺旋钢管,钢管间距1.0m,钢管之间、钢管与蹲身之间设置连接系以提高钢管稳定性。在钢管上设置两层2I56a工字钢垫梁,将上部荷载均匀传递给钢管立柱。箱梁每端设置两组横梁,横梁采用HN800×300×14×26;箱梁每端设置四个吊点,每纵向两个为一组,通过上部垫梁及精轧螺纹钢吊杆连接。图3为龙门架设计示意图。

2.3 荷载分析

(1) 计算荷载

单片梁体重约4240kN,型钢横梁自重2.07kN/m,单端垫梁、分配梁、千斤顶、精轧螺纹钢筋共重约60kN。

(2) 荷载组合[2]

根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001),可变荷载分项系数取为1.4。每片梁体采用8根ф40精轧螺纹钢筋作吊杆,每根承受竖向拉力742kN;横梁承受分配梁传递的竖向集中力750kN(含梁体重力742kN,精轧螺纹钢筋、分配梁及千斤顶重力8kN)以及横梁自重(取2.07kN/m);格构杆承受双排横梁的支座反力及垫梁重力。

2.4 各构件受力检算

(1)吊杆

吊杆采用Φ40精轧螺纹钢筋,标准抗拉强度为 ,单根精轧螺纹可承受的最大拉力为:

RL=fPK×S=785×1256=985.96kN>742kN,满足要求。

(2)横梁

图4、图5分别为横梁弯矩与剪力分布图。

通过以上计算分析,最大弯矩发生在跨中Mmax=2442kN.m,最大剪力发生在边支点Qmax=769kN。检算横梁强度:

undefined

undefined

横梁强度满足要求。

横梁最大变形发生在跨中,挠度为17mm,undefined,刚度满足要求。

(3)钢管立柱

钢管立柱承受横梁支座反力及垫梁重力:N=388kN,钢管的最大计算高度为28.5m。钢管计算简图见图6。

Ф630×10钢管截面回转半径为:

undefinedmm。

钢管长细比为

undefined。

此钢管为b类构件,查表得折减系数为0.361,A3钢标准强度为f=215MPa,经折减后为:f′=φ·f=77.6MPa,得到钢管的承载力:

undefinedkN>388kN ,承载力满足要求。

(4)地基承载力

单个钢管立柱基础受力为双排型钢横梁单端支座反力及钢管自重,基础为3×3×1m的钢筋混凝土基础,地基反力为:

undefinedkPa<300kPa,地基承载力满足要求。

经过以上计算分析,龙门架强度、刚度以及地基承载力均满足要求。

3 落梁试验

为了确保龙门架安全,根据规范要求,在支架施工之前进行模拟加载试验,检验支架各部分的承载能力及变形情况。对支架横梁竖向变形采用水准仪进行测量;在吊杆顶层螺母下设置感应片测量吊杆荷载;在钢管立柱上设置传感器测量使用工况下钢管的受力。将测量数据与理论计算值进行对比,对支架的安全性进行综合评价。

3.1 试验监测方案

(1)在每个支架支墩中,选择一根钢管对其四个方向分别布置一个振弦式传感器,其余三根钢管各布置一个振弦式传感器,并记录初始数据。在起吊梁体的过程中再次进行测量,通过对比数据分析钢管受力情况。

(2)在横梁上设置5个观测点,采用高精度水准仪进行横梁竖向变形观测,在梁体起吊过程中,采用分级加载,加载过程分别按设计荷载的50%、80%、100%三种工况进行试验测试,记录横梁的竖向位移,并对其安全性做出评价。(3)对每个支墩选择一根内侧的钢管立柱,分别在钢管顶、中、底部设置位移观测点,在起吊梁体的过程中,对钢管的横向、纵向及竖向位移进行观测,并对支架的安全性及地基的稳定性做出评价。

3.2 试验步骤

(1)试验前的准备

对支架进行检查验收,主要包括:钢管立柱的垂直度,钢管立柱的连接情况,钢管法兰盘的塞垫情况、吊杆的加工质量等;对千斤顶、油表、水准仪等进行校核和标定,确保测量精度;检测各传感器的布置情况、千斤顶的安装情况、吊杆的安装情况;采用精密水准仪及全站仪测量横梁及钢管立柱的初始标高。

(2)试验步骤

支架检查验收→安装传感器→调整千斤顶→千斤顶供油达设计荷载的50%→持荷5分钟,记录数据,检查支架→千斤顶供油达设计荷载的80%→持荷5分钟,记录数据,检查支架→千斤顶供油达设计荷载的100%→持荷5分钟,记录数据,检查支架→单端千斤顶提升梁体1cm→另一端千斤顶提升梁体1cm→千斤顶持荷5分钟,根据试验测量方案记录相关数据,检查支架→结束。

通过试验,测量数据与设计理论计算结果相吻合,龙门架安全可靠。

4 落梁施工

4.1龙门架施工

(1)基础施工

开挖基础并进行压浆,使基底承载力不小于300KPa。

(2)钢管立柱施工

采用Φ603×12mm钢管做支墩立柱,每墩设置4根钢管,间距1m。在基础内预埋钢板,钢管立柱直接与预埋钢板焊接。钢管采用双面坡口焊接接长,并在接长处外壁焊接4块缀板。钢管立柱顶面焊接钢板进行封顶。钢管垂直度应<3‰且柱顶偏位<3cm;钢管之间的连接系设计为单片桁架结构,与钢管之间采用节点板连接,拆除时只需切除节点板,保证了连接系的完整性,便于转入下一孔使用。

(3)垫梁及横梁施工

垫梁采用2I56a工字钢,横梁采用HN800×300×14×26型钢,在工厂内加工成型,整体吊装就位。每层垫梁与上下层钢结构之间均需密贴并焊接,施工时对垫梁不平整处采用薄钢板将其垫平,确保垫梁平整。

4.2 落梁施工

(1)提升梁体

在顶梁准备就绪后,向一端的两台千斤顶缓慢供油,油压表不应大于5MPa/min,待千斤顶将梁体稍稍顶离支架时,及时锁住油阀及吊杆螺母;提升箱梁时,先旋紧顶部螺母,再提升箱梁,稍稍提升后,随即旋紧下面一层的螺母。

(2)支座安装

梁体稍稍提升后,首先锁住油阀,拆除梁底现浇支架,随后测量标高和跨度,确保桥墩锚栓孔准确定位。支座安装完毕后开始落梁,直至支座完全落到垫石上为止。

(3)落梁

提升梁体之前检查梁底平面、标高以及吊杆长度,先利用千斤顶顶住吊杆,再缓慢提升梁体。落梁之前前再次复核梁体位置,要求同一墩顶上梁底标高差异不大于2mm。梁体下落过程中千斤顶应保持回油速度与供油速度一致,同时不断调整下层螺母,保持螺母和横梁高差缝隙小于20mm,直至落梁完成。在首次落梁高差调整完毕后,即可进行正常落梁施工。为保证梁体在下落过程中的安全,梁体下落时应分成若干步进行,每步下落高度为40mm,依次循环进行操作,保证梁体两端高差小于40mm,确保施工安全。

(4)倒顶

施工前测量千斤顶的伸长量,当千斤顶一个行程即将用完时,测量梁底标高,并利用千斤顶调平梁体,随后旋紧下层螺母,松开上层螺母,控制千斤顶伸长活塞,并移动上部垫梁,完成千斤顶的倒顶工作;再次落梁前,先稍稍提升梁体,调整千斤顶上部垫梁标高,确保梁体提升后,箱梁底面位于同一标高。

(5)纵坡调整

当两梁梁端高差较大时(大于90cm),应先按上述步骤落梁,在支座距离垫石5cm时,首先对高墩一端的吊杆进行锁定,然后在正在落梁的箱梁与已完成的箱梁之间设置拉索,从而限制箱梁纵向产生位移;随后对矮墩处箱梁进行落梁,落梁操作按上述步骤进行,落梁过程中通过对箱梁位移的观测,及时对拉索进行调整。

4.3 施工要点

(1)落梁支架施工前,需复核横梁标高;在安装千斤顶及垫梁时,应采用薄钢板将垫梁垫平,使其任意两个顶面的高差不超过2mm;施工中进行全程测量,严格控制箱梁位移,使其平面偏差不大于2mm,梁体同端支点高差不大于2mm。

(2)千斤顶的安装位置要准确,各个方向的平面位置偏差不超过5mm,确保千斤顶中心位于同一直线;油泵操作应做到给油、回油均匀一致;同一梁端的两个油泵操作应做到同步;落梁施工时梁体两端高差控制在40mm以内,保证梁体不会产生劈裂或纵向偏移现象。

(3)支座灌浆之前应临时锁定吊杆临时,并对梁体的平面、高程进行测量,复核支座的平面位置,确认无误方可进行灌浆,确保支座落位后支座底面与垫石顶面密贴,同一端的梁体支点相对高差不超过2mm,整孔梁不出现“三条腿”现象。

5 结论

(1)自主设计了龙门架进行落梁施工,通过增加横、纵向连接系等措施,提高了龙门架的整体刚度;对龙门架各构件的强度和刚度进行了检算,计算结果表明设计是合理的。

(2)进行了落梁试验,并制定了详细的试验监测方案。通过试验监测结果与理论计算值的对比,表明龙门架安全可靠,能够满足施工要求。

(3)制定了详细的落梁施工方案,通过对梁体起吊点采用增加分配梁、平整垫梁表面、控制千斤顶同步操作、控制梁体的空间位置、精确测量控制落梁误差等措施,形成了一套高精度高位落梁的施工技术,确保了施工安全。

摘要：成都至都江堰高速铁路联络线与支线特大桥采用了逐跨支架现浇施工梁体,利用自制龙门架进行落梁的施工方案。在落梁的设计与施工中,重点考虑了地基承载力、支架稳定性、吊杆拉力、梁体应力集中等问题,并结合监控量测,成功解决了龙门架设计、梁体提升和下降的同步性、高精度高位落梁等重难点问题。

关键词：简支箱梁,高位落梁,设计,施工

参考文献

[1]成都至都江堰高速铁路支线联络线特大桥施工设计图[M].

铁路简支箱梁 篇6

关键词：移动模架,简支箱梁,关键技术

1 工程概况

珠三角城际轨道交通网的某城际铁路线, 其中的GZH-1标段, 地处东莞某镇, 起讫里程为DK2+236.040) ~DK9+736.940。正线长7.50km, 其中桥梁长7.29km, 高架车站长0.21km。该标段施工工期非常紧, 且所处位置大部分都是鱼塘或是软弱地表层, 难以找到大片临时用地建设箱梁预制厂;如采用支架现浇的话, 则需要对地基进行特殊处理, 造价较高, 故简支箱梁均采用移动模架现浇。在该标段, 设计共有167孔30m或25m简支箱梁, 均采用移动模架逐孔现浇法施工。由于该标段全线桥梁被跨河、跨路连续梁分割成十几个相对独立的区段, 区段之间工程量差异大, 对移动模架的配置数量及型式要求较高, 施工组织难度较大。因此, 移动模架逐孔现浇箱梁施工是本标段的重点控制工程, 在施工中应予以重点安排和控制。全标段投入8个移动模架施工工班, 8套移动模架, 400名工人, 在15.5个月内完成简支梁施工。

2 移动模架结构形式及选择

2.1 移动模架结构形式

移动模架是一种原位现浇、可自行脱模、移位过孔的桥梁施工专用设备。在桥位现浇混凝土, 就像一座“移动的箱梁预制工厂”, 沿桥逐孔预制箱梁直至完成整座桥梁。根据不同的走行方式可以将移动模架结构形式分为上行式和下行式两种。

⑴上行式移动模架。上行式移动模架结构主要由墩顶预埋支撑结构、外模架及外模版、外模架控制结构、挑梁、吊臂、轨道、移动支腿、主梁、锁定机构、后走行机构、吊挂小车、液压系统以及电气系统等结构组成。上行式移动模架结构如图1所示。

⑵下行式移动模架。下行式移动模架结构主要包括主梁、鼻梁、横梁、托架、支撑台车、辅助设备、液压系统以及电气系统等结构组成。具体结构如图2所示。

2.2 移动模架现浇简支箱梁工作原理

移动模架现浇简支箱梁的工作原理是利用主梁或托架承载模板系统, 在模板内进行现场绑扎钢筋并现浇混凝土箱梁。模板系统装有调整机构, 可对模板进行微调, 以保证梁型的正确。通过主支撑油缸的收缩使整机下降或升起从而调整外模, 由人工直接或配合内模小车的液压系统进行内模的脱模和安装, 利用模架的模板液压系统实现模板支架的横移, 使其在过孔前开启达到过孔宽度, 并在过孔后关闭从而实现模板的闭合。但上行式、下行式移动模架的纵移过孔原理有所不同, 上行式移动模架是利用受力体系的倒换, 其辅助支腿受力于已制作好的梁面, 将前支腿移至前一孔梁的墩身上支撑前导梁, 主机在后支腿的纵移油缸或电机推动下前移过孔;而下行式移动模架是通过桥墩旁托架的倒换, 用前后门架悬吊主梁, 再利用垂直吊挂油缸使桥墩两边的托架和支撑台车与主梁脱离, 并利用反钩装置钩住箱梁外侧, 启动纵移油缸使托架及台车向前移动并就位安装, 最后在纵移油缸的推动下使主机前移过孔。

2.3 移动模架主体结构的选择

移动模架可以根据以下条件来选择具体形式:

⑴桥梁墩身的型式:本标段桥梁墩身形式有流线型矩形实体墩和框架式门型墩;

⑵线路的平面曲线半径:本标段设计平面最小曲线半径为R=500m;

⑶桥梁的墩身高度及梁下净空高度:本标段墩身高度从1.5m至22m不等, 部分梁下有障碍物;

⑷梁面线间距:本标段梁面线间距从5.2m渐变至7.2m;

⑸梁面的宽度:本标段标尾段桥梁梁体从双线梁渐变为单线梁。

根据移动模架的结构, 上行式移动模架承重的主梁系统位于拟现浇梁体上方, 外模系统吊挂在承重主梁上, 主梁系统通过支腿支撑在梁端、墩顶或承台上。过孔时外模系统横向开启以避开桥墩。该型移动模架占用桥下净空小, 对低矮桥墩具有很强的适应性, 且施工首跨、末跨以及跨连续梁施工更为方便, 对斜交桥、曲线半径较小的桥以及净空受到限制的桥梁特别适用, 短距离转场也极为方便。缺点是材料的吊装在一定程度上受到主梁的影响, 且过孔时需要支撑在新制作的梁面上, 对新浇梁体能够承受的荷载的要求较高, 所需制梁循环周期较长, 其墩上支撑及模板悬挂系统较为复杂庞大, 造价较高。下行式移动模架承重的主梁系统位于桥面下方, 外模系统支撑在承重主梁上, 主梁系统通过支腿 (也叫支撑托架) 支撑在承台上 (桥墩较高时也可支撑在桥墩上部, 墩身设置预埋件) , 并利用高强精轧螺纺钢筋将支撑托架对拉在桥墩上, 优点是梁面宽度不受限制, 施工中材料吊装方便, 过孔时设备不需支撑在新浇的梁面上, 因此不需要等到新浇梁体有足够强度而能够承受较大荷载即可进行, 从而可缩短施工循环周期;但该型移动模架占用桥下净空大, 对桥墩的高度有要求, 一般大于6m, 对支撑安全的要求较高。

根据设计情况和现场各种制约因素, 经研究, 决定在本标段首跨、末跨及区间跨连续梁施工以及含有门型框架墩或者墩高小于8m与曲线半径小于1000m的简支梁段采用上行式移动模架施工;其他无特殊制约因素段采用下行式移动模架施工。本标段线路被10联跨河、跨路现浇梁及道滘车站分割成12个区域, 设计采用8套移动模架 (MSS30) , 其中有2套上行式, 6套下行式, 8套移动模架合理分区并考虑倒用, 总体可满足工期需求。

3 移动模架简支箱梁施工关键技术

3.1 移动模架拼装

移动模架的拼装需要在现场进行, 目前通常采用万能杆或钢管支架完成模架的拼装。在进行移动模架拼装的过程中, 需要结合工程实际采取临时支承措施。同时, 应严格控制主梁的预拱度, 并对各连接部位的螺栓进行检查, 保证螺栓全部拧紧, 防止螺栓过松对整体结构的稳定性产生影响。具体的模架拼装步骤如下:

⑴上行式移动模架:支撑结构搭建→梁体结构安装→模板系统安装→模架坡度控制→支腿安装→辅助设备安装。

⑵下行式移动模架:支墩搭建→牛腿支架安装→梁体结构安装→底模铺设→腹模安装。

3.2 预压试验

对移动模架加载预压是整个模架安装过程中最关键最重要的工作之一, 是投入混凝土箱梁浇筑之前, 对机体的承载能力:强度、刚度 (节点变形、弹性变形、非弹性变形、主梁挠跨比、侧弯) 、稳定性 (主梁移位、倾斜、动态状况) 、构件连接、模板结构的质量和安全的一次全面检验。在完成移动模架的拼装后, 需要在进行第一孔箱梁施工前进行移动模架的预压试验。在预压开始前, 应编制详细的预压方案, 现场合理布设观测点, 特别是在模架的主要承重结构布设观测点, 对模架的各部分结构进行检查, 保证模架各部分结构均处于正常状态。预压的方式可采用水槽注水式、预制块式及沙土袋式等, 本标段采用水槽注水结合沙土袋加载预压。预压时, 应进行分层分级加载, 一般是分0→30%→60%→100%→120%四级加载, 严禁对某一部位进行集中加载。每级加载完毕均要有1h的静载观察和测量, 最后一级加载完毕要有6h以上的静载观察和测量, 做好观察记录。通过对测量结果的分析以及对支承结构在加载后的观察, 如测量数据没有超限或支承结构没有出现异常现象, 可继续下一步的工作, 一旦发现异常, 应立即停止加载。预压沉降趋于稳定后即可卸载, 卸载时也要按120%→100%→60%→30%→0的步级分层卸载, 避免结构在弹性变形状态下因突然失去外加载荷而受到破坏, 卸载过程同样需要逐级观察和量测并做好各次观察记录, 整个预压过程保证持荷达24h以上。通过对移动模架进行预压试验, 能最大程度地消除模架在梁体制作过程中整体失稳造成的安全隐患, 消除模架结构的非弹性变形, 为后面的施工提供有效的数据支持, 能够保证箱梁的现行及预拱度得到有效控制。

3.3 梁体施工

3.3.1 钢筋安装

在梁体施工过程中, 应该按照由下至上的顺序, 先完成底、腹板钢筋的施工, 然后再进行顶板钢筋的施工。在进行钢筋现场绑扎前, 钢筋需要在加工场精确完成下料、弯曲成型及必要的结构焊接工作。在验收合格之后, 运送至施工地点, 利用吊车或者人工搬运至作业面, 然后在模架结构内进行钢筋的绑扎作业。在钢筋绑扎工作完成后, 利用混凝土垫块在钢筋表面形成保护层, 保证钢筋整体结构的稳定性。

3.3.2 波纹管安装

钢筋施工完成后, 需要进行预应力管道的安装。在简支箱梁的施工中, 通常采用波纹管成孔作为预应力管道。波纹管之间的连接通常采用大一号同类型波纹管作接头管, 接头管长大于300mm, 波纹管连接后用密封胶带缠封接头, 避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内。波纹管通常用定位钢筋网片固定。为了防止混凝土在浇筑过程中进入锚垫板导致预应力管道发生堵塞的情况, 需要将波纹管向锚垫板外延伸至少10cm以上, 并利用海绵条堵塞锚垫板压浆孔。同时, 为防止出现波纹管因在混凝土施工中变形而造成的堵孔, 在浇筑混凝土前还应该在波纹管内穿入橡胶管, 并在混凝土初凝后及时将橡胶管拔出。

3.3.3 混凝土浇筑

梁体的混凝土浇筑采用斜向分层、水平分段、两侧对称、连续不断的方法, 全断面一次浇筑成型。浇筑顺序是先底板、后腹板、最后顶板。分层厚度一般为30cm, 顶、底板30cm左右厚可分为一次浇筑, 腹板分层厚度不大于30cm。在浇筑顶板时, 需要由顶板两侧向箱梁中心线方向进行浇筑, 在混凝土浇筑过程中通过振捣使混凝土均匀分布, 混凝土振捣工作是影响梁体质量的关键工序, 对梁体底板、腹板的混凝土振捣, 宜采用插入式振动棒振捣, 振捣应严格按照规定的振捣点作业, 以保证混凝土达到足够密实度, 间距一般约0.45m为宜, 并成梅花形布置;对桥面顶板的混凝土振捣, 采用平板振动器一次振捣成型。混凝土振捣的密实标准, 应以混凝土不再下沉、不出现气泡、表面上开始泛浆为度。在混凝土浇筑过程中要随时认真检查模板的安装尺寸及连接情况, 如发现有变形走动、内模上浮等异常情况, 应暂停浇筑, 及时处理。另外, 还要采用专用模具对箱梁顶板混凝土的标高进行控制, 保证梁体的整体尺寸能够满足设计要求。

3.3.4 混凝土养护

在混凝土浇筑完成后, 应根据工程所在区域的气候条件对混凝土采取相应的养护措施。为保证养护质量, 采取如下措施:一是在浇筑混凝土后, 及时在箱梁顶板覆盖养生布并洒水养护, 梁体洒水次数应能够保持混凝土表面充分潮湿为度, 防止混凝土因水分过快蒸发产生裂缝;二是在模架移走后而梁片养护期尚不足时, 采取在移动小车上安装水管的办法对底腹板外侧进行喷水养护;三是加强混凝土温度的检测, 用以调整养护方法, 严格控制混凝土的内外温差。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过15℃;箱梁内部温度不宜高于65℃;四是在炎热季节拆模后, 混凝土内外温差较大时, 采取蓄热法养护, 减少内外温差, 防止混凝土产生过大的温差应力而产生裂缝。养护时间应按规范要求的时间, 不得随意缩短。

3.4 预应力张拉

对箱梁进行的预应力施工通常可以分为预应力的预张拉、初张拉和终张拉三个阶段。其中, 当混凝土达到设计强度的60%左右时, 对梁体进行预张拉, 能够有效避免梁体在早期出现裂缝;当混凝土强度达到设计强度的80%左右时, 对梁体进行初张拉, 在初张拉工作完成后, 方可拆除梁体的底模和临时支承结构, 并完成模架的移位操作。当混凝土强度达到设计值的100%后, 可以对梁体结构进行终张拉处理。通过各个阶段的预应力施工, 能够将外界载荷对梁体结构的影响降到最低, 对提高梁体结构的整体性能和使用寿命具有重要作用。

3.5 管道压浆

在进行管道压浆前, 需要用带有一定压力的水将管道冲洗干净, 如果相邻管道之间出现串孔现象, 应及时进行处理, 同时准备好足量的灰浆并对浆体进行搅拌, 以保证一次压浆能够连续完成, 保证管道内部填充浆体的均匀。在通常情况下, 梁体预应力施工完成后的24h内应完成管道压浆作业, 同一管道的压浆作业需要一次性完成, 中间不能出现中断, 避免因浆体凝结时间差异而对整体结构造成影响。在压浆过程中, 压浆人员应详细记录压浆过程, 包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作等。

3.6 模架过孔

模架过孔首先需要进行脱模并拆除模架的各种辅助设施。在准备工作完成后, 通过主支撑油缸的收缩使整机下降, 为模架的过孔做好准备。进行模架过孔操作时, 首先需要启动移动模架纵移系统, 使整机向前移动, 然后利用模架后支腿油缸顶进主梁牛腿并解除前支腿的锁定, 再利用后支腿油缸顶升0.1m左右的高度, 使前支腿悬空, 之后再进行吊挂机构的安装, 对主支腿进行吊挂, 使其到达走道上, 最后利用纵移油缸顶推前支腿, 使后支腿能够前进至下一桥墩就位, 在模架前移完成后, 进行后续梁的浇筑工作。

4 结束语

在桥梁工程中, 通过移动模架现浇简支箱梁施工技术的应用, 能够保证桥梁梁体结构施工的快速、连续、稳定完成, 还能有效降低整个施工过程控制的难度。同时, 利用该技术进行施工能够使梁体结构保持较高的整体性和稳定性。移动模架现浇简支箱梁施工技术的这些特点使其能够广泛应用到各类桥梁工程的施工中。在移动模架施工过程中, 需要注意对模架预压、混凝土浇筑工艺、预应力施工、模板安装等方面的关键工序进行控制。总之, 加强对施工各个环节的现场管理, 对保证桥梁整体的施工效率及质量具有重要意义。

参考文献

[1]中国铁道建筑总公司.客运专线铁路简支箱梁移动模架法施工技术指南.

[2]张俊.32m跨双线铁路桥梁移动模架施工技术与试验研究[J].铁道标准设计, 2007, (3) :42-45.

[3]周治国.DSZ32/900上承自行式移动模架简介[J].铁道标准设计, 2008, (3) :34-38.

[4]周文.武汉天兴洲公铁两用长江大桥40m铁路梁施工技术[J].桥梁建设, 2007, (4) :1-4.

铁路简支箱梁 篇7

1 预制简支箱梁混凝土灌注施工的技术控制要点分析

1.1 配合比

在预制简支箱梁的混凝土配合比控制中, 必须考虑到结构整体耐腐性的要求, 梁体通常是应用高性能混凝土。在高性能混凝土配合比的优化设计中, 可以按照《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术规定》采用正交试验法进行具体的计算、设计、适配与调整, 以选用更为科学、合理的配合比。同时, 在混凝土配合比设计中, 还应考虑到强度、泌水率、含气量、坍落度及弹性模量等指标。

1.2 混凝土的拌和

在预制简支箱梁的混凝土拌和中, 应注意以下技术要点:1) 确保水泥、砂石及各种添加剂的质量合格, 材料入场前必须进行质量检验;2) 为了保证梁体砼的质量, 使用的水泥、砂、石料及附加剂应尽量采用同一厂家的产品及相同的配合比;3) 在混凝土拌和中, 应根据现场施工需要, 严格控制混凝土的陷度, 以保证混凝土的灌注速度与质量。

1.3 混凝土灌注

在预制简支箱梁的混凝土灌注中, 应注意以下技术要点:1) 将混凝土倒入汽车泵料斗时, 试验员必须保证在现场实时监控, 防止因颗粒过大的骨料或者异物等造成泵阻塞的问题;2) 仔细观察混凝土的外观质量, 以保证混凝土的和易性符合泵送的相关要求;3) 由于简支箱梁的梁体灌注面积普遍较大, 为了防止混凝土的灌注时间间隔过大, 而引起结构分层的问题, 应将梁体划分为若干个小块进行灌注, 由现场技术人员进行各小块混凝土灌注的记录, 并且要保证灌注的连续性、均匀性;4) 在混凝土振捣过程中, 应由现场技术人员进行施工技术把关及质量检查, 防止发生漏振或少振的现象;5) 对于灌注完成的混凝土, 应根据具体的送料单进行配合比的核对, 并且采取样本进行坍落度试验, 确保混凝土灌注的质量, 并且做好所需的混凝土试件;6) 在混凝土灌注过程中, 施工现场应指定专人对于模板、支架等进行严格的检查, 防止出现跑模或涨模的现象。

1.4 混凝土养护

在混凝土灌注完成后, 必须采取有效的措施进行养护, 养护的主要目的是保持混凝土适宜的温度与湿度, 严格控制混凝土的内外温差, 保证混凝土的强度符合相关标准, 并且防止裂缝的产生与发展。目前, 在预制简支箱梁的混凝土养护中, 常用的养护方法主要有:自然养护与蒸汽养护等。混凝土灌注完成后, 应立即覆盖养护罩。

2 常见施工技术问题及对策

2.1 芯模上浮

在预制简支箱梁混凝土灌注中, 可能出现芯模上浮的现象, 导致箱梁顶板的混凝土出现高程偏高或厚度不足等问题。

2.1.1 原因

1) 在预制简支箱梁的混凝土灌注中, 投料通常是按照从一端到一端的顺序, 可能造成后灌注混凝土的一端芯模上浮严重;

2) 由于芯模压顶的支撑刚度不足, 在混凝土灌注施工中可能因芯模受到较大的浮力, 进而造成弯曲、变形等现象。

2.1.2 对策

在预制简支箱梁的混凝土灌注中, 应合理控制灌注速度, 避免因灌注速度过快, 而产生较大的托力。同时, 应根据相关计算结果进行压顶数量的合理设置, 压顶在箱梁端头部分应适当加密, 压顶材料应尽量选用刚度较大的槽钢, 以防止因受力过大而产生变形的现象。

2.2 顶板裂缝

在预制简支箱梁的混凝土灌注施工完成后, 顶板可能出现不同程度的裂缝, 不但影响其美观性, 而且对其质量、安全性也将产生一定的影响。

2.2.1 原因

引发简支箱梁顶板裂缝的原因主要包括:

1) 由于温度变化而引起的裂缝问题, 混凝土具有热胀冷缩的特性, 在气温较高的情况下, 混凝土表层的水分损失将明显加快, 内部损失减慢, 所以, 顶板混凝土将产生表面收缩较大、内部收缩较小的不均匀收缩, 进而产生局部裂缝的问题;

2) 在混凝土灌注及拆模完成后, 由于养生措施不到位、养护时间短、撒水次数过少、中间间隔时间长等原因, 均有可能导致混凝土因内外收缩不均匀, 而引起表面开裂的现象;

3) 如果混凝土灌注时的温度过高、灌注较快、流动性较低, 均有可能导致其在灌注完成后发生塑性收缩裂缝的问题。

2.2.2 对策

1) 为了尽量避免与减小温缩应力对于混凝土的不利影响, 在预制简支箱梁的灌注施工中, 应尽量在温度较低或夜间等情况下进行;

2) 在混凝土灌注施工过程中, 应严格控制振捣的方式与时间, 振捣时间不宜太长, 否则可能造成细骨料留在上层、粗骨料沉入底层, 以及强度不均匀、表面水泥含量大等问题, 进而导致顶部表面出现收缩裂缝的问题;

3) 加强混凝土灌注完成后的养护, 应在混凝土灌注完成8h后进行养护, 养护龄期一般为7d, 翼板顶面应使用土工布进行覆盖, 避免曝晒。

综上所述, 在铁路客运专线预制简支箱梁的混凝土灌注施工中, 必须保证各项技术措施的科学、合理、有效应用, 进而保障灌注技术流程的优化及高质量。

摘要：在我国现阶段的铁路客运专线工程中, 对于工程建设效率与质量的要求不断提升。作为铁路客运专线工程的重要组成部分, 在预制简支箱梁的混凝土灌注施工中, 必须严格按照相关技术标准进行操作, 以确保简支箱梁的质量符合实际要求, 本文仅就相关问题进行探讨。

关键词：铁路客运专线,预制简支箱梁,混凝土灌注,施工技术

参考文献

[1]戴志远.后张法预应力预制梁混凝土施工工艺探讨[J].山西建筑, 2009.

[2]毛玉平.客运专线预制箱梁钢筋骨架整体绑扎施工技术[J].城市建设理论研究, 2011.

铁路简支箱梁 篇8

1 工程概况

梁场共生产跨度31.5 m和23.5 m双线整孔箱梁约340孔,其中跨度31.5 m箱梁约300孔、跨度23.5 m箱梁约40孔。箱梁截面类型为单箱单室简支箱梁,梁端顶板、腹板局部向内侧加厚,底板分别向内、外侧加厚。挡砟墙内侧净宽9 m,桥上人行道栏杆内侧净宽12.1 m,桥梁宽12.2 m,桥梁建筑总宽12.48 m(包括遮板);梁长为32.6 m、24.6 m,跨度为31.5 m、23.5 m,跨中截面中心线处梁高为2.89 m,支点截面中心线处梁高3.09,横桥向支座中心距为4.7 m。

2 箱梁预制施工工艺

2.1 台座

制梁台座是预制箱梁的重要结构设施,从安装模板、吊放钢筋骨架、灌注梁体混凝土、养护直到初张拉施工,各工序均在制梁台座上完成。制梁台座在承受外部荷载时,要求其地基不能产生2 mm的工后沉降,以此来确保预制箱梁的施工质量。因本工程中的箱梁自重大,地基承载力较低,台座地基须做特殊处理,采用Φ400 mmCFG桩进行加固处理。制梁台座的端部、中部均由筏板基础和分配梁组成,钢底模铺在分配梁上,基座上的预埋铁件严格按设计图布设。

2.2 模板工程

预制箱梁的模板主要包括底模、内模、外模、端模以及各种连接件、紧固件等。模板具有足够的强度、刚度和稳定性;能保证梁体各部分形状、尺寸及预埋件的准确位置。

2.2.1 模板的安装

预制箱梁采用固定钢底模。底模是分段运输进场的,底模拼接时需要注意保证各段的中心线放在同一直线上。底模预设反拱,在放置钢筋骨架之前,必须对底模进行调整,使之符合要求。每次预制梁时,都要对台座进行测量观测使底模控制在规范要求内。

侧模底边加工成与底模一致的反拱,安装前必须检查模板面是否平整光滑、有无凸凹变形、残存灰碴,特别是接口处及端模凹穴内清除干净。

2.2.2 模板的拆卸

模型的拆卸按照模型安装的逆向进行,首先拆除端模,其次是内模,最后松侧模。当梁体混凝土强度达到设计要求后,图纸上要求混凝土强度达到设计强度的60%以上,梁体混凝土芯部与表面、箱内与箱外、表层与环境温差均不大于15℃,且能保证梁体棱角完整时可以拆模。但气温急剧变化时不宜拆模。

2.3 混凝土工程

2.3.1 混凝土的拌和

混凝土搅拌时,应先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料,搅拌均匀后,再加入所需用水量,搅拌成砂浆再投入粗骨料,待充分搅拌后再投入外加剂继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不少于30 s,总搅拌时间不得少于2 min,也不得超过3 min。水泥及水的计量误差≤1%,河砂、碎石计量误差≤2%。

2.3.2 混凝土的灌注

混凝土灌注采用从一端开始,逐步推进的方式,每层混凝土厚度不宜超过30 cm,两台布料杆分别从一端向另一端灌注,底板浇注由中间向两端进行。浇注顺序:底腹板交接处→腹板下部→底板→腹板上部→顶板。灌注时,采用侧振和插入式高频棒联合振捣成型的方式,插入式高频振捣棒应垂直点振,不得平拉,并防止过振、漏振。

2.4 预留管道的形成与穿束

混凝土浇筑完毕后,根据经验应在混凝土灌注完毕4～6 h混凝土强度达到4～11 MPa时抽拔橡胶管,抽拔后混凝土孔道不得发生变形及塌落现象。拔管采用3 t卷扬机,并用直径10～12 mm钢丝绳,设计拔胶管专用卡具将梁端外露胶管顶端固定住,接上卷扬机上的钢丝绳,然后开动卷扬机往外拉,即可将胶管拔出来。特别应注意,卷扬机必须预先检查维修保养完好,不能临时拔管出故障。拔管顺序,应从箱梁混凝土先灌注的一端开始,自上而下进行,每次拔管的根数最多不得超过2根,拔管速度应缓慢进行。

将钢绞线按规定的要求制成钢束并捆绑好,钢绞线成束时应保证顺直、不扭转,钢束的两端应注意齐平(参差不齐的不能超过±50 mm)。钢束穿入梁体混凝土孔道,可采用卷扬机进行引拉,应先穿入一根钢丝作为引线,将钢丝绳拉进孔道,再将钢丝绳与钢束联接起来,然后开动卷扬机,人工扶正钢束,即可将钢束拉入管道。

2.5 预应力工程

预制梁张拉按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。

1)预张拉

预制箱梁预张拉在制梁台座上进行。当混凝土强度达到设计要求,拆除端模松内模,同时清除管道内的杂物和积水,将预应力钢筋穿进,进行预张拉。预张拉能有效的控制混凝土预制梁的早期裂纹。

2)初张拉

当梁体混凝土强度达到设计值的80%后,拆除外模紧固件、脱出内模后,按照设计要求对梁体进行初张拉。初张拉在预制台座上进行,初张拉结束后,方可将梁体移出台座。

3)终张拉

当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且混凝土龄期大于10 d时,进行终张拉。终张拉结束且存梁期达到30d时,应由质检人员对梁体进行上拱度测量。实测上拱值不宜大于1.05倍的设计计算值。

2.6压浆与封锚

预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺。压浆泵采用连续式,同一管道压浆应连续进行,一次完成。压浆前先清除管道内杂物及积水,水泥浆拌制均匀后,须经2.5 mm×2.5 mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口应装有三通管,必须确认出浆浓度与进浆浓度一致后,方可封闭保压。压浆前管道真空度应稳定在-0.06～-0.08 MPa之间;浆体注满管道后,在0.50～0.60 MPa的压力下保持2 min,以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60 MPa。

封锚混凝土采用干硬性补偿收缩混凝土,抗压强度不低于设计要求。浇注梁体封锚混凝土之前,应先将锚垫板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净,并对锚圈与锚垫板之间的交接缝用聚氨脂防水材料进行防水处理,同时检查无漏浆的管道后,才允许浇注封锚混凝土。为保证与梁体混凝土接合良好,应将混凝土表面凿毛,并放置钢筋网片。封锚混凝土采用自然养护时,在其上覆盖塑料薄膜,梁体洒水次数应以保持混凝土表面充分湿润为度。当环境相对湿度小于60%时,自然养护不应少于14 d。当环境温度低于5℃,预制梁表面应喷涂养护剂,并采取保温措施;禁止对混凝土洒水。

3 结束语

通过采用以上的工艺及控制措施,我制梁场一次性通过了铁道部的箱梁认证,所生产的箱梁各项指标均满足设计及规范要求,得到了业主及监理单位的一致好评。但是由于各梁场所处的环境、气候、地理位置的差异,在箱梁预制措施上会有一定的差异,需在实践中继续不断的摸索与完善,以可靠的措施来保证梁体质量。

摘要：铁路客运专线双线整孔箱梁的预制施工技术,目前在国内铁路客运专线建设中应用广泛,结合新建贵阳到广州铁路GGTJ-13标段预制梁场的工程实践经验,对后张法预应力混凝土铁路简支箱梁的施工工艺进行了阐述。

关键词：整孔箱梁,预制,后张法,施工工艺

参考文献

[1] 李迎秋.32 m后张法预应力双线整孔简支箱梁高强度等级、耐久性、大体积混凝土施工技术.中小企业管理与科技.2008,(12)

[2] TB 10002. 1-2005,铁路桥涵设计基本规范

铁路简支箱梁 篇9

1 材料进场

1.1 预应力筋及配件要求

(1) 预应力混凝土的钢绞线应符合G B/T 5224—2003《预应力混凝土用钢绞线》要求, 供应商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值。

(2) 预应力的热处理钢筋应符合G B 4463《预应力混凝土用热处理钢筋》要求。

(3) 钢配件的普通碳素钢应符合G B 700《碳素结构钢》要求。

(4) 预应力筋、锚具、夹具、连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适应性, 能够保证预应力筋的强度, 安全地实现预应力张拉作业。符合现行国家标准T B/T 3193—2008《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》的规定。

1.2 管道材料及其性能要求

(1) 管道材料应采用刚性或半刚性金属及高密度聚乙烯材料制成, 应具有一定的强度, 保持一定的形状, 防止在搬运和浇筑混凝土过程中损坏。管道材质不应与混凝土、预应力筋或水泥浆产生不良的化学反应。

(2) 金属管道尽量采用镀锌材料制作, 并具有良好的柔韧性、耐磨性和绝缘性能, 其性能应符合J G/T 3013《预应力混凝土用金属螺旋管》的要求。高密度聚乙烯波纹管的制作材料和管道性能应符合JT/T 529《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》的要求。

2 张拉机具设备

(1) 数量应满足施工进度计划和对称张拉的需要。

(2) 应与锚具配套使用。

(3) 应对千斤顶与压力表的配套进行检验, 确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。

(4) 确认千斤顶与压力表配套检验的有效期。

3 预应力筋制作和预应力体系安装

3.1 预应力筋制作

(1) 预应力筋的下料长度不能以设计图纸给定的长度为标准, 应经计算确定。计算时应考虑结构孔道长度、锚具厚度、夹具长度、千斤顶长度、锚杯 (过渡套) 长度及限位板限位高度。

(2) 检查预应力筋编束时, 应检查预应力筋强度是否一致和有无缠绕现象。预应力筋在储存、运输和安装过程中, 应采取防锈或防损伤措施。

3.2 管道安装

(1) 波纹管安装完成后, 检查压浆孔、抽气孔、排气孔是否畅通。检查合格后将压浆孔、抽气孔、排气孔用封盖封住, 防止浇筑混凝土时水泥浆渗入, 造成孔道堵塞。

(2) 胶管内应穿放芯棒, 芯棒直径与胶管内径之差不得大于8 m m。胶管接头宜设在跨中处, 接头用铁皮管套接, 套接长度不得小于30 c m。胶管与铁皮管间隙不得大于1 mm, 并应密封不漏浆。

(3) 焊接作业时采取有效保护措施, 并检查管道有无损坏。

3.3 锚垫板安装

(1) 检查锚垫板有无错误和较大误差, 以及锚垫板与孔道是否垂直。

(2) 检查钢筋布置是否准确、合理。

(3) 钢筋和管道是否妨碍浇筑混凝土, 如果妨碍浇筑前采取技术措施。

4 施加预应力

4.1 预应力孔道和张拉

(1) 32 m全梁纵向预应力钢筋分2处设置, 分别为腹板束和底板束。腹板束每边4层, 每层2束, 底板共有11束。预应力孔道位置见图1。

(2) 全梁预应力张拉分预张拉、初张拉和终张拉。

(3) 预张拉和初张拉的锚外控制应力为930 M P a, 终张拉的锚外控制应力为1 438.09 MPa。

4.2 预应力张拉阶段构件的混凝土强度

预应力张拉各阶段混凝土强度应按设计文件图纸要求, 无具体要求时应根据相关规范。一般情况下, 混凝土强度达到设计强度的50%时拆除内模;梁体混凝土强度达到设计强度的80%时进行早期部分张拉 (初张拉) ;梁体混凝土强度达到设计强度的100%, 且弹性模量也达到100%, 混凝土龄期满足10 d时进行终张拉。

4.3 伸长量计算

预应力筋钢绞线的理论伸长值按照整束分段计算法计算。

平均张拉力为:

伸长值ΔL为:

式中:PP——预应力筋张拉力;

Ay——预应力筋截面积;

Eg——预应力筋弹性模量;

L——从张拉端至计算截面的孔道长度;

k——每米孔道局部偏差对摩阻的影响系数;

μ——预应力筋与孔道移之间的摩擦系数;

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角, rad。

根据实测管道和喇叭口的摩擦阻力, 确定每米孔道局部偏差对摩擦的影响系数k, 取值为0.004 88, 预应力筋与孔道移之间的摩擦系数μ取值为0.64;弹性模量E g取值根据钢绞线出厂合格证数据取值。每束钢绞线的伸长值按照分段取值的原则进行计算。

4.4 油表读数与实际伸长值量测

(1) 全梁张拉时采用4只350 t油顶。每只油顶对应一个油表。油表读数通过千斤顶效验后的线性回归方程计算。

(2) 预应力筋张拉前需先调整初应力σ0, 张拉按下列程序进行。0～20%σc o n初始应力 (量缸体伸出值a和工具夹片外露值e) →控制应力σcon (量缸体伸出值b和工具夹片外露值f、计算实际伸长值ΔL、静停5 min) →再次测量工具夹片外露值并做好记录→锚固 (油压回零、卸下千斤顶后在工作夹片外画线做标记) 。

(3) 预应力筋采用张拉力控制, 并以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值控制在6%以内, 且两端伸长值之差控制在10%, 否则暂停张拉, 待查明原因并采取措施调整后再继续张拉。

(4) 超误差的原因判断和采取的措施。伸长值过大或过小对预应力混凝土结构不利。产生超误差的原因:作业人员量测、读数误差、尺误差;千斤顶、油表故障和未校验或校验过期、使用次数超过规定;垫板与孔道不垂直或管道局部有灰浆;孔道摩擦损失计算与实际不符;预应力筋材料质量不稳定;预应力筋弹性模量与计算时的取值不一致;操作方法不当, 两端伸长值相差过大。

采取调整措施:对作业人员进行培训;对张拉设备进行检查和校验;消除局部故障;调整操作方法, 使两端伸长值大致相同;对预应力钢绞线材料重新取样试验, 特别是在预应力筋材料质量不稳定时应在盘中、两端分别取样试验;进行摩擦阻力损失测定, 调整张拉控制力;预应力钢绞线弹性模量测定 (在结构实体上至少进行10次) , 测定后对理论伸长值进行修正;原因不明时对张拉力进行有限调整。

5 注意事项

(1) L0长度应考虑张拉工具锚与工作锚之间张拉伸长的长度, 不同型号的千斤顶长度不同, 应现场量测。

(2) 预应力筋弹性模量E g和截面面积A g应按规定检测频率检测进场预应力筋, 不能以弹性模量1.98×105 M P a定值和公称面积代替。如E g、A g发生变化, 应及时调整理论伸长值和张拉控制应力。

(3) σcon应考虑由锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压缩等引起的应力损失, 通常采用超张拉方法予以减少。

(4) 张拉时箱梁两侧腹板宜对称张拉, 不平衡束不能超过一束。严格按照设计图规定的编号及张拉顺序张拉。张拉24 h后检查全梁断、滑丝数量, 其不得超过钢丝总数的0.5%, 一束内不得超过一丝, 也不得位于同一侧。

参考文献

[1]铁道部经济规划研究院.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S], 2005

[2]铁道部经济规划研究院.铁路混凝土工程施工技术指南[S], 2005

[3]中国铁路工程集团公司.客运专线铁路预应力混凝土箱型简支梁桥梁制造、运输、架设施工技术规程[S]

[4]刘绪明.后张法预应力筋理论伸长量精确计算方法探讨[J].山西建筑, 2004 (14)