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现浇梁膺架快速制梁施工技术

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  摘要:本文通过对膺架现浇梁的施工方法介绍,总结了膺架现浇梁结构特点、工艺步骤等方面的经验体会,也为其他以后类似梁场建设提供借签。
  关键词:现浇梁 膺架
  
  1 概述
  在山区,由于受隧道断面制约,预制梁难以通过隧道,导致梁体无法采用集中预制、架设,只能采用现浇法施工。在工期压力十分大的情况下,膺架现浇施工迅速、低耗,无疑成为现浇制梁值得推广的一种施工方法。
  2 特点
  2.1 膺架结构特点 ①作业程序清晰、结构受力明确;②施工方便,一般普通工人经过简单培训后即可开始工作;③机动灵活,能迅速转场;④具备原位制梁及快速过孔能力,受桥下地质条件的限制小。
  2.2 优点对于工期要求较紧的情况,与移动模架原位现浇及满堂支架相比:①工期方面:膺架施工周转速度最快;②质量方面:控制方便,不存在技术难度问题;③安全方面:安全风险中等,但其技术难度低、灵活、结构简单,控制容易;④造价及经济效益方面:资金投入较少,具有很强的现场适应性,对于跨河、跨既有道路,可非常方便地跨越。
  3 适用范围
  适用于墩高20m以内、梁体原位现浇、山区、工期要求紧等情况。
  4 控制要点
  ①膺架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。②膺架部分地基的沉降量控制在5mm以内。③当地基承载力较低或地表水丰富时优先采取挖孔桩基础方案。④当地基承载力较好,强风化岩层埋置较浅且强风化岩层允许承载力满足200kPa要求时优先采取明挖扩大基础方案。⑤膺架整体结构应能很方便地满足过跨、装拆及转场要求。
  5 施工工艺
  5.1 膺架结构
  ①膺架布置图
  ②膺架细部结构图
  ③膺架基础及细部结构图
  5.2 膺架施工工艺流程
  5.3 膺架基础施工 膺架基础采用C15砼,挖孔桩时桩径为100cm,明挖扩大基础时基底宽度为250cm。在钢管支墩底部基础以下25cm内布置3层φ16钢筋网。基础顶部预埋4根φ16螺栓,保证与钢管支墩钢板有较好的连接。
  ①当地基承载力较低或地表水丰富时采取挖孔桩基础方案。②当地基承载力较好,强风化岩层埋置较浅且强风化岩层允许承载力满足200kPa要求时优先采取明挖扩大基础方案。③扩大基础施工时应注意最底层砼采取土模,开挖基坑砼实行满灌,以防积水浸泡基础降低地基承载力。④在膺架基础布置之前应先绘出平面图,主要是摸排沟渠及前期三改的管线,先将各种关系在图上反映出来,对现场管线进行有效的避让。
  5.4 膺架搭设 ①钢管支墩应提前规划标准节与配管节,法兰钢板采用800×800×16mm钢板。配管尾数在基础标高上进行调整。②钢管支墩在安装前应在基础顶抹一层砂浆,以保证支墩与基础的密贴。③采取吊机吊装钢管支墩,钢管支墩采用φ630×14mm螺旋钢管,支墩与基础利用预埋螺栓连接。钢管支墩标准跨距为6m,局部跨河、跨路地段可放大到8.25m。④钢管支墩设剪刀撑,支墩高3m以内不设,超过3m则每6m设置一道剪刀撑,剪刀撑角度为45°。剪刀撑用∠100×6mm角钢,与钢管支墩上牛腿通过螺栓连接。⑤钢管支墩较高时,应在支墩上焊制手抓式爬梯。
  5.5 下工22滑道安装 ①应准备一些钢板进行标高调整,常用的有5mm、10mm及16mm。②下工22滑道由2根工字钢组成,长14m,可利用上工22横向分配梁的加工余料。为拆模滑道之用。③下工22滑道必须处在管桩中心,不得出现偏心现象。
  5.6 贝雷片安装 ①腹板部位的贝雷片均为3片一组,采用2根异型销与1根标准销配合使用。标准销设置在外端,大头朝外。②贝雷片设计有2m异型节,其常见孔跨组合型式有:27.8m(0.5+9×3),29.4m(2+9×3),28.8m(2+8×3+2)。③腹板部位的贝雷花架为异型架,其余部位的均为标准架。贝雷片在地面先拼装9m一节段,然后用吊机吊装,空中拼接。④若下工22滑道不能在贝雷片节点部位,应对其进行加强,一般采用2根长1m 的短工22进行断面加强。⑤贝雷片安装完成之后用方木将贝雷片与墩台身抵死。⑥贝雷片与上、下工22用U型螺栓与30cm×10cm×1cm钢板配合,对其进行连接、限位。
  5.7 上工22横向分配梁安装 ①上工22横向分配梁间距一般为1.5m,在靠近墩台身部位间距为1.4m。②横向分配梁为2根工22,上面布置千斤顶固定的孔位。
  5.8 拆模千斤顶安装 ①安装千斤顶,此处注意千斤顶的纵横向尺寸是不一致的,只有方向正确千斤顶才能安装上去。②千斤顶高度为33.8~50.8cm,居中状态高度为42cm。③侧模外侧千斤顶下设置了纵向分配梁,纵向分配梁上应根据千斤顶的位置打眼。
  5.9 支座施工 ①加工80×80×10cm(可根据支座情况进行调整)的模板,以利于灌浆。②固定支座设置在下坡端线路左侧,右侧为横向支座(单向25mm),上坡端左侧为纵向支座(单向75mm),右侧为多向支座。③预偏量的预留,纵向预偏量控制在1.5cm,横向不设置。④标高的控制,CKPZ支座安装要求是上锚定板嵌入梁体1cm。
  5.10 模板安装 ①模板安装前应对模板进行系统的检查,在模板出厂前就必须要求其试拼,检查其平整度及错台情况。②在模板拼装前,首先进行中线放样。模板拼接预留1mm缝,采用玻璃胶堵缝,底板和翼缘板的千斤顶必须要保证竖直。③模板安装过程中应安排技术人员值班,控制标高。标高以模板接缝处的标高控制,千斤顶配合调整。④侧模板安装时要注意标高和梁体顶板宽度(1340cm)的控制。⑤内模拼装地从中间部位开始向两端推进。
  模板安装完毕后,先后进行钢筋制安,高性能砼拌制及浇筑。
  5.11 模板拆卸
  ①拆端头模步骤当砼强度达到60%,即可以拆除端头模与预应力锚垫板间的连接,然后从上往下拆除端头模。
  ②拆内模步骤拆除时亦从两端向中间拆,拆除的模板按顺序连接成待用状态,在下一片梁底板及腹板钢筋绑扎完成之后利用运模小车运至下一跨支立。
  ③预应力张拉:包括预张拉、初张拉、终张拉三阶段,其工艺和客运专线预制梁相同。
  ④拆外侧模板在初张拉前先拆除底模垫石四周调节钢模块与梁端部位梁侧模。
  初张拉完成后,方可拆除外侧模板。逐段解开外模拼接螺栓,调整外模升降千斤顶降低外模,取出外模背楞楔块,开动翼板下部的横向走行滚轮,将外模整体向外测移出不小于20cm,并锁死横向移模装置。
  铺设下一孔跨的纵向走行轨道,然后侧模方可开始整体向前平移至下一跨拼装。
  ⑤拆底模步骤底模拆除之前,必须首先完成箱梁的预应力张拉工序。因简支箱梁在张拉后跨中拱起,底模与梁底自然分离,底模从跨中向梁两端进行。拆除底模中间连接,平移出梁底后,吊机吊离,然后由载重汽车运至第3跨。
  5.12 支架预压 ①支架预压按设计荷载的120%考虑,为960t。利用钢材与砂袋组合。②支架变形在地面上采用每跨布设20只百分表进行观测。在梁部采用沉降板进行二等水准观测。③荷载预压完成之后若日沉降量小于2mm则可卸载,时间一般为加载后24h。④卸载完成之后重新调整底模标高,并根据预拱度设置反拱。
  6 与关键技术相应的施工机具操作方法
  6.1 侧模拆移小车 小车滑轮为2组,一组为4个;其中一组为横向滑移,另一组为纵向滑移,采用工18的工字钢焊接,具体构造详见以下照片。
  先降下千斤顶将侧模落至侧模拆除小车上,利用横向移动装置将侧模移出20cm,锁死侧模装置后将模板纵移至下一跨拼装。
  6.2 底模拆移小车 小车滑轮为4个,采用工10的工字钢焊接,具体详见下面的照片。
  底模拆除时与侧模原理相同,先松开连接螺丝,然后降下千斤顶,将模板落到底模拆除小车上,移出梁底。
  6.3 以上两种小车,其优点如下:①节约机械费,模板拆移全部利用拆模小车。②节省便道修建费用,若使用吊机拆模,则需要在桥梁两侧修建双便道。③所需人员较少,一般6~8人一天之内即可完成一跨梁的模板拆移。
  7 工程实例
  我公司施工的武广铁路客运专线II标桥梁均为跨越稻田、鱼塘、公路或山谷,施工的地理环境较差,要求整孔采用支架原位现浇,可选用的施工方法有移动模架原位现浇、膺架法原位现浇及满堂支架法原位现浇。
  通过施工过程中不断总结经验及优化施工方案,移动模架目前最快制梁速度仅14d/片,而膺架现浇梁最快制梁速度已达到8d/片。为确保快速制梁,现场采取的保证措施有:
  ①将钢筋加工场地设置在已终拉的的梁片上,钢筋在梁片上加工制作,不仅使钢筋的二次倒运距离大大缩短,而且不受道路通行条件的干扰及影响,加快了钢筋制运的速度。
  ②不占工序的工程尽早施工,如膺架桩、底模等。现场配备2套底模,在第1跨现浇梁钢筋开始绑扎时,第2跨底模必须要开始预压,而第3跨的膺架必须要开始支立,第4跨的基础必须要完成施工。如此形成流水作业,循环前进。
  ③对施工工艺进行小革新,模板底部设置快拆式千斤顶,不需要投入大量的人力及机械使拆模变得十分简单及容易;此外,侧模拆除之后利用外侧轨道直接利用拆模小车前运至下一跨,2名普通工人半天之内即可完成任务;底模利用拆模小车迅速拆出,吊机及自卸汽车配合转跨;内模在第1跨时拆除时仅作收拢状,第2跨支立时,利用简易的转运轨道便可迅速的安装到现场。极大地加快了施工进度。
  8 结语
  根据已施工的梁体施工情况来看,膺架施工有其明显的施工技术难度低、灵活、简单、周转速度快的优点,具有很强的现场适应性。该方案安全风险中等,并不增加质量及安全方面的控制难度,对于山区墩高20m以内、现浇设备需反复转场的大吨位原位现浇梁,膺架原位现浇施工将是山区原位现浇制梁的一种值得推广的施工技术。
  参考文献:
  [1]人民交通出版社出版.路桥施工计算手册.
  [2]中国建筑工业出版祛出版.简明施工计算手册(第三版).
  [3]黄绍金.刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册.

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