巖土工程師輔導(dǎo)：混凝土節(jié)段箱梁膠接拼裝架設(shè)施工

　　1、工程概況

　　廣州軌道交通地鐵四號(hào)線，位于廣州市南拓發(fā)展軸的軸線上，處于沿珠江入?？诤拥赖奈靼兜貛?，是廣州市中心城區(qū)聯(lián)系南部各新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展組團(tuán)的軌道交通快速線，起到拉開城市布局、促進(jìn)城市健康發(fā)展的引導(dǎo)作用。

　　東涌站至黃閣北站區(qū)間的第7標(biāo)段，位于廣州番禺區(qū)內(nèi)，起終點(diǎn)樁號(hào)為K42+612.4～K44+947.4，主要施工范圍為DZ24～DZ103墩的高架橋，跨越多處河涌和鄉(xiāng)村道路。

　　高架橋組合為2×30m+2×25m+1×30m+1×25m+63×30m+4×25m+6×30m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁，箱梁為單箱單室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用短線法分節(jié)段預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)膠接拼裝架設(shè);標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)度為2.50m，頂寬為9.30m，預(yù)制節(jié)段梁的吊裝重量約40t。

　　2、施工方案

　　預(yù)制節(jié)段梁由專業(yè)梁場(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)，箱梁架設(shè)擬從本標(biāo)段的起點(diǎn)DZ24墩向終點(diǎn)DZ103墩方向逐跨采用上行式架橋機(jī)現(xiàn)場(chǎng)膠接拼裝、整孔架設(shè)。對(duì)于起始的第1跨(DZ24至DZ25墩)及第2跨(DZ25至DZ26墩)節(jié)段梁由運(yùn)梁車從地面施工便道運(yùn)至架橋機(jī)下方，然后由架橋機(jī)直接吊起梁段至安裝位置進(jìn)行梁段的拼裝。其余各橋跨的節(jié)段梁則由存梁場(chǎng)龍門吊機(jī)提升上橋面，從橋上運(yùn)梁至架橋機(jī)后方喂梁，利用50t起重小車的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將節(jié)段梁在空中轉(zhuǎn)動(dòng)90°而就位。

　　節(jié)段箱梁架設(shè)流程：施工準(zhǔn)備→架橋機(jī)拼裝→架橋機(jī)檢驗(yàn)→節(jié)段梁吊裝及調(diào)整→節(jié)段梁膠拼及臨時(shí)束張拉→整孔預(yù)應(yīng)力張拉→整孔落梁就位→架橋機(jī)縱移過孔→架橋機(jī)調(diào)整進(jìn)行下一孔架設(shè)。

　　3、架橋機(jī)拼裝預(yù)制節(jié)段箱梁的架設(shè)

　　采用上行式架橋機(jī)，其能夠滿足跨度22.5～35m節(jié)段箱梁的架設(shè)，適應(yīng)橋梁平面曲線半徑R≥450m.本架橋機(jī)由主梁(含導(dǎo)梁)、前支腿、2個(gè)可前后循環(huán)的活動(dòng)中支腿、后支腿、50t起重小車、節(jié)段梁吊掛系統(tǒng)、吊具、安全系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)等組成，在DZ24墩至DZ25墩跨處按施工要求采用汽車吊機(jī)安裝架橋機(jī)設(shè)備，架橋機(jī)組拼完成后，對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行試吊并檢驗(yàn)其各項(xiàng)工作性能，滿足施工要求后才可投入正式使用。

　　4、節(jié)段梁吊裝步驟(以30m跨度為例)

　　在安裝跨兩端墩頂安裝支座，并按設(shè)計(jì)調(diào)整其預(yù)偏量。節(jié)段梁從存梁場(chǎng)運(yùn)至待架設(shè)的橋跨處，首先吊裝第S12節(jié)段定位，然后依次吊裝其余各節(jié)段梁，最后調(diào)整線形，校準(zhǔn)第S1節(jié)段，并將其臨時(shí)固定，確保不發(fā)生位移、轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝時(shí)將各節(jié)段向墩方向偏移，預(yù)留涂環(huán)氧樹脂的空間。

　　將第S1、S2梁段臨時(shí)對(duì)接，通過張拉臨時(shí)束預(yù)拼，檢查拼接縫的密貼程度，以決定不同部位的涂膠厚度;檢查線形高程和箱梁中線，以掌握糾偏的方向和程度，作好糾編的準(zhǔn)備工作。預(yù)拼完畢后，將梁段脫開，對(duì)膠拼的混凝土面作進(jìn)一步清理，確保涂膠面上無泥土、灰塵及其他松散物;在第S1、S2梁段接合面上涂抹環(huán)氧樹脂，將S2梁段與S1梁段密貼，張拉臨時(shí)緊固裝置，保證節(jié)縫間壓力不小于0.3MPa，將S1、S2梁段臨時(shí)錨固，環(huán)氧樹脂固化。按同樣方法依次安裝其余節(jié)段，最后張拉所有預(yù)應(yīng)力束，整孔落梁至設(shè)計(jì)位置，完成一整孔梁的架設(shè)，縱移架橋機(jī)過孔，進(jìn)入下一孔跨架梁。

　　5、節(jié)段梁膠拼施工

　　5.1 節(jié)段梁吊裝和試拼為保證兩梁段拼接面標(biāo)高、傾斜度保持一致，減少涂膠后的梁段位置調(diào)節(jié)時(shí)間，在膠拼前，進(jìn)行試拼裝。試拼裝時(shí)，調(diào)整待拼節(jié)段標(biāo)高，將梁段拼接面靠攏，保證梁段拼接面完全匹配，檢查梁段塊件標(biāo)高、中線和匹配面的情況，預(yù)應(yīng)力孔道接頭對(duì)位情況，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋及張拉設(shè)備是否完善。試拼完成后將移開0.4～0.5m(以方便膠拼為準(zhǔn))，除縱向進(jìn)行平移外，梁段的標(biāo)高和傾斜度不應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

　　5.2 拌膠及涂膠將環(huán)氧樹脂在約400轉(zhuǎn)/min狀態(tài)下攪拌2～3min，直到顏色均勻?yàn)橹?，攪拌過程中盡量避免引入空氣，盡量使用扁平工具拌膠，便于散熱延長(zhǎng)使用時(shí)間。使用刮刀從下向上方均勻涂刷，為加快進(jìn)度，可分為幾個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行涂膠，涂膠厚度為0.5～1.0mm.混凝土凹進(jìn)部分要填平，涂刷過程以及拼裝后2h之內(nèi)采取措施，防止雨水侵入和陽(yáng)光照射。

　　在常溫條件下，拌制完的環(huán)氧樹脂宜在45min內(nèi)涂刷完畢，90min內(nèi)進(jìn)行拼接。涂膠的混凝土表面溫度不宜低于5℃，否則須采取加溫措施。涂膠時(shí)應(yīng)取2組試件，與梁體膠拼面同條件養(yǎng)護(hù)。

　　5.3 梁段拼接

　　在全截面環(huán)氧樹脂涂刷完畢，安裝預(yù)應(yīng)力管道密封圈后，移動(dòng)待拼梁段，對(duì)位進(jìn)行拼接。張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束，使環(huán)氧樹脂在不小于0.30MPa的壓力下固化，擠壓后的膠縫寬度宜在0.5～1.0mm，不應(yīng)出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象。擠出多余的環(huán)氧樹脂及時(shí)刮除，刮除過程中盡量減少對(duì)混凝土的污染，并用檢孔器清理預(yù)應(yīng)力孔道，排除可能進(jìn)入預(yù)應(yīng)力孔道的膠體，必要時(shí)0.5h再通孔1次，確保孔道的暢通。

　　5.4 節(jié)段梁架設(shè)施工注意事項(xiàng)

　　節(jié)段梁吊裝、運(yùn)輸時(shí)應(yīng)特別注意保護(hù)梁端的剪力鍵，以免損傷;節(jié)段梁必須在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可挪移、搬運(yùn)。按設(shè)計(jì)要求，節(jié)段梁必須在預(yù)制場(chǎng)存放28d后方可進(jìn)行橋位吊裝，確保預(yù)制梁的施工安全。

　　節(jié)段梁的預(yù)制長(zhǎng)度由實(shí)際施工誤差進(jìn)行調(diào)整，由于梁段高度較低，箱內(nèi)施工操作空間受限，所有預(yù)應(yīng)力筋的錨固均設(shè)在梁端。節(jié)段梁采用高位拼裝落梁的施工方法，要求保證節(jié)段拼裝的架橋機(jī)能夠保證在施工荷載作用下穩(wěn)定與安全。

　　5.5 梁段接縫處理

　　梁段施工接縫較多，箱梁各梁段之間的施工縫嚴(yán)格按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》[1](JTJ041-2000)的要求進(jìn)行處理。

　　(1)所有的接縫面必須潔凈，除去油污等雜質(zhì)，混凝土表面應(yīng)盡量平整，疏松表面層及附著的水泥應(yīng)清除干凈，涂膠前表面要干燥或烘干。

　　(2)匹配面涂環(huán)氧樹脂加水泥做填料作為粘結(jié)劑，環(huán)氧樹脂要根據(jù)不同溫度做幾組配合比。膠層要均勻，厚度控制在0.5～1.0mm為宜，以保證有多余環(huán)氧樹脂從接縫中被擠出，并可利用膠層上下厚度不一調(diào)整拼裝時(shí)上翹和低頭現(xiàn)象。粘膠劑的保存、有效期、攪拌方法及時(shí)間均符合相關(guān)規(guī)定。環(huán)氧樹脂涂層施工時(shí)，需要嚴(yán)格控制其濕度等相關(guān)指標(biāo)，以確保箱梁能與外界的隔離。

　　(3)膠結(jié)強(qiáng)度應(yīng)不低于梁體混凝土強(qiáng)度，初步固化時(shí)間大于2h，完全固化時(shí)間為24h，確保涂膠、加壓等工序在固化前完成。膠接縫擠緊的預(yù)應(yīng)力(擠壓)0.20MPa，擠壓在3h以內(nèi)完成。

　　(4)環(huán)氧樹脂接縫在環(huán)氧樹脂尚未凝固之前，要在接縫保持一個(gè)最小臨時(shí)壓應(yīng)力，不小于0.30MPa，通過臨時(shí)鋼束來施加。梁段架設(shè)時(shí)必須在接縫完全閉合后才能施加預(yù)應(yīng)力。

　　(5)涂膠人員在施工過程中應(yīng)有防護(hù)措施，并做好安全防護(hù)工作。

　　6、箱梁預(yù)應(yīng)力施工

　　本工程預(yù)應(yīng)力體系中的預(yù)應(yīng)力筋采用1×7-15.20-1860-GB/T5224-2003，錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具要符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和聯(lián)結(jié)器》[2](GB/T14370-2000)的技術(shù)要求，張拉體系采用YCWB型千斤頂。預(yù)應(yīng)力張拉將按預(yù)張拉、初張拉和終張拉3個(gè)階段進(jìn)行，當(dāng)設(shè)計(jì)有具體規(guī)定時(shí)則按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行;預(yù)應(yīng)力應(yīng)采用兩端同步張拉，并要符合設(shè)計(jì)張拉順序，預(yù)施力過程中應(yīng)保持兩端的伸長(zhǎng)量基本一致;預(yù)應(yīng)力值以油壓表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量值進(jìn)行校核。

　　6.1 預(yù)應(yīng)力束的安裝和保護(hù)

　　穿束前對(duì)孔道進(jìn)行檢查，孔道應(yīng)暢通，無水和其他雜物。預(yù)應(yīng)力束應(yīng)對(duì)號(hào)穿入孔道內(nèi)，同一孔道穿束應(yīng)整束穿。預(yù)應(yīng)力束安裝在孔道后，孔道端部開口應(yīng)密封以防止?jié)駳膺M(jìn)入。

　　任何情況下，當(dāng)在安裝有預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造附近進(jìn)行電焊時(shí)，對(duì)全部預(yù)應(yīng)力筋和金屬件均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止濺上焊渣或造成其他損壞。

　　6.2 預(yù)應(yīng)力張拉

　　在張拉開始前，所有操作預(yù)應(yīng)力設(shè)備的人員，應(yīng)通過設(shè)備使用前的正式培訓(xùn)，以便熟練張拉操作全過程，確保張拉操作的正確性。預(yù)應(yīng)力束張拉程序?yàn)椋?→10%σk(初張拉，劃線)→20%σk→40%σk→80%σk→105%σk(持荷2min)→錨固。

　　張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)規(guī)定，張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，在張拉預(yù)應(yīng)力束過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求放松部分梁段的吊桿，直至所有鋼束張拉完畢。

　　箱梁兩側(cè)腹板應(yīng)對(duì)稱張拉，其不平衡最大不超過一束。同束鋼絞線應(yīng)由兩端對(duì)稱同步張拉，千斤頂升、降壓速度相近。

　　預(yù)應(yīng)力束采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控，并以張拉力控制為主，以伸長(zhǎng)值校核。實(shí)際張拉伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之差應(yīng)控制在6%范圍以內(nèi)。每端鋼絲回縮量應(yīng)控制在6mm以內(nèi)。

　　每束鋼絞線中單根鋼絞線內(nèi)的斷絲或滑絲不得超過1絲，每個(gè)斷面斷絲不超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%。

　　6.3 箱梁孔道壓漿

　　本標(biāo)段工程的預(yù)應(yīng)力孔道均采用真空壓漿工藝。在一跨的所有預(yù)應(yīng)力束張拉完成后，孔道宜在2d內(nèi)進(jìn)行壓漿，壓漿材料為鐵道部鑒定的高性能無收縮防腐灌漿劑，壓漿前孔道內(nèi)應(yīng)清除雜物及積水，壓入孔道的水泥漿要飽滿密實(shí)。真空壓漿工藝的技術(shù)要求有：

　　(1)預(yù)應(yīng)力孔道及孔道兩端必須密封，可通過氣密試驗(yàn)確定密封程度。

　　(2)抽真空時(shí)孔道內(nèi)真空度(負(fù)值)控制在-0.06～-0.1MPa之間。

　　(3)孔道壓漿的壓力應(yīng)≤0.7MPa，漿體注滿孔道后，應(yīng)在0.50～0.60MPa壓力下持壓2min。

　　(4)孔道壓漿的水灰比≤0.35。

　　(5)水泥漿的漿體流動(dòng)度為30～50s。

　　(6)水泥漿攪拌結(jié)束至壓入管道的時(shí)間間隔不應(yīng)超過40min。

　　(7)漿體的泌水性3h后應(yīng)小于2%，24h之內(nèi)泌水全部被漿體吸收。

　　(8)漿體初凝時(shí)間≥3h。

　　(9)漿體體積變化率<5%。

　　(10)漿體強(qiáng)度7d齡期強(qiáng)度>25MPa;28d齡期強(qiáng)度>60MPa。

　　(11)當(dāng)氣溫或構(gòu)件溫度低于5℃時(shí)，不得進(jìn)行壓漿;水泥漿體溫度應(yīng)小于35℃。當(dāng)白天氣溫高于35℃時(shí)，宜在夜間進(jìn)行。

　　7、結(jié)語(yǔ)

　　廣州軌道交通地鐵四號(hào)線7標(biāo)段上部結(jié)構(gòu)的箱梁采用上行式架橋機(jī)進(jìn)行膠接拼裝、整孔架設(shè)，有效地減少橋下河涌和軟弱地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)箱梁的施工影響，保證箱梁的施工質(zhì)量。采用此法進(jìn)行節(jié)段梁架設(shè)，在施工便道允許時(shí)，采用橋上和橋下同時(shí)運(yùn)送梁，能加快施工進(jìn)度，最快能3d架設(shè)一孔梁。為今后同類橋梁工程的施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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