CN101368371A - 铁路客运专线满布支架现浇连续梁施工方法 - Google Patents

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史茂林
史赵鹏
许金海
韩朝辉
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Abstract

本发明涉及铁路客运专线桥梁施工领域,具体为一种铁路客运专线满布支架现浇连续梁施工方法,解决现有铁路客运专线桥梁施工存在作业空间小、设备投入大、材料消耗多以及工序操作繁琐等问题,包括地基处理,支架搭设,模板制作,预压支架,钢筋预制,钢束管道、波纹管安装,支座施工,混凝土浇注,预应力施工,支座施工包括临时支座和永久支座施工;预应力施工包括张拉和封锚,梁体预应力束张拉按照纵向→横向→竖向的顺序进行,封锚采用无收缩水泥砂浆。施工空间大,可以多作业面平行交叉作业;施工简单,易操作,适用性广;适应不同跨度和结构形式的梁体,工序操作简便;材料消耗少,周转次数多,节约成本;劳动强度低,安全可靠,易推广。

Description

铁路客运专线满布支架现浇连续梁施工方法
技术领域
本发明涉及铁路客运专线桥梁施工领域,具体为一种铁路客运专线满布支 架现浇连续梁施工方法。
背景技术
铁路作为交通运输业的骨干,在我国国民经济发展中起着重要作用。随着 我国经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高,随着资金流、服务流、人流、 技术流、信息流的增大和空间的拓展,旅客运输需求的数量将大幅度增长,而 且要求快捷、舒适、安全的服务,这些正是高速客运专线的优势,单一的铁路 客运专线和铁路货运专线正逐步取代原来客运、货运合一的铁路。
公知,对于重量较轻、规模较小的铁路或公路桥梁,通常釆用预制梁及架 桥机完成,而铁路客运专线是近几年新兴修建并发展起来的,针对于不同的施 工要求及施工环境,都没有成熟的、可借鉴的现成方法。目前已有的方法是悬 挂移动挂篮法,但在实际施工中存在以下问题,(1)作业空间狭小,不能形成全桥分段全面施工,工效低;(2)设备投入大、材料不能及时地转换,进度不 稳定;(3)安全作业要求高;(4)桥梁线型控制难,测量次数频繁,该方法对 于地势较平坦、工期要求紧的地段不适用。
满布支架法现浇梁连续施工方法在公路桥梁建设领域也有被使用,但是由 于公路桥梁与铁路客运专线桥梁设计荷载要求不同,截面大小不同,从施工方 法、施工技术要求等各方面均完全不同,所以不能完全照搬的将现有满布支架
法应用在铁路客运专线上,存在很多问题。 发明内容
本发明为了解决现有铁路客运专线连续桥梁施工存在作业空间小、设备投 入大、材料消耗多以及工序操作繁琐等问题,提供一种铁路客运专线满布支架 现浇连续梁施工方法。
本发明是采用如下技术方案实现的: 一种铁路客运专线满布支架现浇连续 梁施工方法,包括地基处理,支架搭设,模板制作,预压支架,钢筋预制,钢 束管道、波纹管安装,支座施工,混凝土浇注,预应力施工,
其中支座施工包括以下两个步骤:(1)临时支座施工:临时支座布置在中 墩顶永久支座两侧的箱梁纵肋处,每侧对称设置,箱梁合拢后拆除;临时支座 中间设置一层硫磺砂浆间隔层并埋置电阻丝,临时支座拆除时在临时与永久支 座之间设置隔热层;临时支座顺桥向靠外侧分别预埋螺纹钢,螺纹钢下端锚固 于墩身内,上端锚固于梁顶,连续箱梁体与临时支座相接部位布设两层钢筋网; 上述临时支座可采用混凝土浇注而成,可保证现浇梁施工时梁部不倾覆且稳定, 硫磺砂浆层及电阻丝的设置是为了便于梁体合拢时拆除;为解决梁部施工时因 不平衡重产生的弯矩,本发明在临时支座顺桥向靠外侧分别预埋螺纹钢,上述 临时锚固措施在梁体合拢后拆除;(2)永久支座施工:永久支座分为固定、多 向、纵向、横向四种支座,安装时精确找平垫石顶面,准确定出下支座地脚螺 栓位置,并检査其孔径大小与深度,用自流平砂浆把地脚螺栓锚固,支座下座 板与地脚螺栓上紧,上座板与梁体联接,支座上下应对准设计位置,上述四种 永久支座均为钢结构,而区别与一般桥梁只有固定和活动支座,本发明设有固 定、多向、纵向、横向四种支座,优点是在动荷载的作用下支座能纵、横,左
右,水平移动。
预应力施工包括以下步骤:(1)张拉:梁体预应力束张拉按照纵向—横向 —竖向的顺序进行,纵向预应力束采用两端同时张拉法,横向预应力束采用一 端固定单端张拉法,竖向预应力束釆用下端固定上端向上张拉法,纵向张拉端 工作长度采用750-850mm,横向张拉端工作长度不小于500mm,竖向张拉端工 作长度采用200-300mm; (2)封锚:桥梁张拉完成后,切除多余的钢绞线,冲 洗风干后,采用无收縮水泥砂浆进行封锚,覆盖厚度不小于15mm;无收縮水 泥砂浆是由50%的P0.42.5低碱普通硅酸盐水泥与50%的CG-W-20无收縮防腐 蚀高性能预应力管道灌浆剂混合而成,水胶比为0.15-0.3,流动度为30-50s,抗 压强度不低于40Mpa。所述CG-W-20无收縮防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂 为现有公知产品,很容易从市场上购得,使用该灌浆剂后,封堵混凝土浇筑后 与梁体密切,无裂缝,不龟裂。
与现有技术相比,本发明首次将满布支架法运用到铁路客运专线现浇梁施 工中,并且针对于铁路客运专线的施工特点及施工要求,对支座施工和预应力 施工工序进行了创新,经过实践证明,该施工方法对于地势比较平坦的铁路客 运专线施工取得了良好的效果,满足客运专线验收标准,与现有施工方法相比, 本发明具有以下优点:
(1) 施工空间大,可以多作业面平行交叉作业;
(2) 施工简单,易操作,适用性广;
(3) 适应不同跨度和结构形式的梁体,工序操作简便;
(4) 材料消耗少,周转次数多,节约成本;
(5) 劳动强度低,安全可靠,易推广。
附图说明
图1为连续箱梁立面示意图
图2为连续箱梁纵向截面示意图 图3为临时支座与连续梁、桥墩的结构示意图 图4为螺纹钢与连续梁、桥墩的结构示意图 图5为连续梁梁体竖向预应力截面图
图中:1-临时支座2-硫磺砂浆间隔层3-螺纹钢4-桥墩5-梁体6-精 轧螺纹钢筋
具体实施方式
铁路客运专线满布支架现浇连续梁施工方法,包括以下步骤:
(1) 地基处理:支架地基范围内挖除地表回填土及腐植土,分层换填砂夹 卵石厚1.5m (密实度达到96%以上),其上浇筑C20混凝土;
(2) 模板工程:模板采用竹胶合板,模板竖肋为10xlOcm方木,间距15cm (净距5cm),面板为S二15mm竹胶合板,横向背肋采用2[8槽钢,每平方米
布置拉杆1根,拉杆为cp20圆钢;
(3) 现浇支架:采用碗扣式满布脚手架作为现浇梁的支架,碗扣式多功能脚手架是一种先进承插式钢管脚手架,具有多功能、高功效、承载力大、安全 可靠等特点,
①支架搭设
A、从一端向另一端有序的进行搭设,按定位依次竖起立杆,将立杆和纵、 横向扫地杆连接固定,然后装设第一步的纵向和横向水平杆,校正立杆垂直度 之后予以固定,并按此要求继续向上搭设,剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件应随
搭升的架子一起上升,及时设置。
B、 支架纵距均采用60cm。横桥向在桥墩两侧实心段及腹板位置,支架间 距30cm,空箱段间距60cm,翼缘板下间距釆用卯cm。脚手架下端设枕木或方 木作为地粱,上端设二层方木龙骨,上层为次龙骨,横桥向布置,龙骨间距15cm, 矩形截面,宽10cm,高5cm。下层为主龙骨,纵桥向布置,横向间距与钢管相 同,矩形截面,宽度10cm,高度15cm。
C、 支架上下设可调顶托和底托,用来调整立模标高,支架搭设后,对支架 进行预压,消除非弹性变形,测出弹性变形,作为调整底模标高的依据。
D、 支架测量放样①立杆点位放样,用全站仪把桥梁中心线定出,然后根 据支架设计布置,隔排放出立杆点位置,用红油漆或墨线标出记号,作为立杆 支点定位点。②立杆点标高测量,对放出的点位一般要全部进行标高测量,如 果地面平整,则可在一定范围内测代表性的特征点,标高测量结果作为配置碗 扣式脚手架的依据。
②支架拆除
底模支架在全桥合龙后方可拆除;翼缘板下支架可在本梁段浇注完成并压 浆结束后拆除倒用;底模支架的拆除应从跨中和边支点向主墩依次拆除。 (4)钢束管道、波纹管安装 ①波纹管安装
波纹管严格按设计位置随箱梁施工逐节安装,安装时将波纹管穿入定位网 片网眼内,并与定位网片绑扎,安装过程尽量避免反复弯曲,以防管壁开裂和 穿束困难,波纹管应露出梁端7〜10cm。波纹管的联接采用大一号的波纹管套 接,套接重叠长度20cm,并在接缝左、右各5cm长度范围内外缠胶带纸,并用
20号铁丝绑扎5〜6道,管道接头处要做到无折角、无毛刺、不渗漏,以防堵 管或穿束困难。 ②防堵管措施
在灌梁段的纵向波纹管内穿入相应规格的PVC管作内撑管以提高波纹管的 刚度,并保证管道曲线圆顺,混凝土灌注完成后立即拨出内撑管,并用通孔器 检查管道是否通畅,发现漏浆时及时用高压水冲洗管道。
(5) 支座施工包括以下两个步骤:
① 临时支座施工:如图3所示,临时支座1布置在中墩顶永久支座两侧的 箱梁纵肋处,每侧对称设置两个,其结构尺寸为1.5mxl.2m,采用C40砼浇筑, 箱梁合拢后拆除;临时支座中间设置一层硫磺砂浆间隔层2并埋置电阻丝,临 时支座拆除时在临时与永久支座之间设置隔热层;如图4所示,临时支座顺桥 向靠外侧分别预埋0>32mm螺纹钢3,螺纹钢下端锚固于桥墩4内7.8m,上端 锚固于梁顶1.2111,连续箱梁体5与临时支座相接部位布设两层钢筋网;临时锚 固措施应能承受中支点处最大竖向力为34356KN、相应不平衡弯矩为7485KN,
② 永久支座施工:永久支座分为固定、多向、纵向、横向四种支座,安装 时精确找平垫石顶面,准确定出下支座地脚螺栓位置,并检査其孔径大小与深 度,用CM-E-10自流平砂浆把地脚螺栓锚固,支座下座板与地脚螺栓上紧,上 座板与梁体联接,支座上下应对准设计位置;
(6) 混凝土浇注:
①混凝土分段浇筑,各段之间留1.5m的施工缝箱梁混凝土采用耐久性高性 能混凝土,采用在墩两端对称浇筑一次成型的施工方法。混凝土采用泵送混凝 土。每段混凝土浇筑时首先由前端开始在根部与己完工梁段连接,对称浇筑两
面腹板混凝土至倒角顶面,然后再由前往后浇筑底板;己完工梁段接荏混凝土 应充分润湿。由于箱梁较高,混凝土需经串筒入模,防止混凝土发生离析,底 板浇筑完成后继续对称分层浇筑腹板混凝土,分层厚度为30cm;顶板浇筑遵循 由两侧向中央浇筑的顺序,连续梁两端平衡重应控制在设计允许的范围之内。 ②混凝土振捣
混凝土采用插入式振捣器振捣。腹板开天窗人进入腹板内振捣,插入振捣 厚度为30cm,插入下一层混凝土 5〜10cm,插入间距控制在振捣棒作用半径之 内,为避免砼内有气泡,振动棒要快插慢拔,振捣到混凝土不再显著下沉,表 面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出。
(7)预应力施工包括以下步骤:
① 张拉:梁体预应力束张拉按照纵向—横向—竖向的顺序进行,纵向预应 力束采用两端同时张拉法,横向预应力束采用一端固定单端张拉法,如图5所 示,竖向预应力束采用下端固定上端向上张拉法,纵向张拉端工作长度采用 750-850mm,横向张拉端工作长度不小于500mm,竖向张拉端工作长度采用 200-300mm;钢束张拉时,混凝土强度及弹性模量不应小于设计值85%,龄期 不小于6天,张拉按钢索顺序对称张拉,以油压表读数为主,伸长量作为校核。 纵向及横向预应力钢束采用抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa,弹性模量为 Ep=195Gpa,公称直径为15.20mm高强度钢胶线;竖向预应力采用抗拉强度标 准值为*k=830 Mpa,弹性模量为Ep=200Gpa预应力混凝土用精轧螺纹钢筋6。 预应力钢胶线采用金属波纹管成孔,精轧螺纹钢外套(t5cm钢管。
② 封锚:桥梁张拉完成后,切除多余的钢绞线,冲洗风干后,采用无收縮 水泥砂浆进行封锚(必须将锚垫板、夹片、外露钢绞线等全部包裹),覆盖厚度
不小于15mm;无收縮水泥砂浆是由50%的PO.42.5低碱普通硅酸盐水泥与50% 的CG-W-20无收縮防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂混合而成,水胶比为 0.15-0.3,流动度为30-50s,抗压强度不低于40Mpa,使浆液有优异的流动性, 浆体稳定,充盈,凝结时间可调,无收縮或微膨胀,强度高,并且有渗透迁移 复合阻锈。压入管道的浆液应饱满密实,体积收縮率应小于2%,初凝时间应大 于3h,终凝时间小于24h,压浆时浆体温度应不超过35"C。
③ 启动真空泵将预应力管道抽成真空,真空度达到-O. 06〜-0. lMPa左右。 压浆应力一般为0. 5-0. 6Mpa,当浆液浓度达标后,通过引出管进行灌浆。整个 灌浆过程中,真空泵连续工作。
④ 待真空端透明管道内有浆液经过时,关闭空气滤清器前的阀门,稍后再 打开排气阀,直到排气闽中的浆液与灌浆泵中的一样为止;关闭真空端全部阀 门,继续保持压力灌浆l-2分钟后,关闭灌浆泵,完成灌浆;压浆应连续进行, 不得停顿,在40分钟内把一孔压注完。如果压浆过程中出现异常,管道堵塞、 机械故障等造成不能继续压浆,要立即用压力水将管道内的水泥浆冲干净,并 用空压机吹干积水。
按照上述施工方法,本发明曾成功用于石(家庄)至太(原)铁路客运专 线的施工,石太铁路客运专线是我国中长期铁路规划"八纵八横"铁路快速客 运通道以及三个城际快速客运系统最先开工的九条客运专线之一,线路全长 190.2km,设计时速250km/h。西小坪特大桥位于山西省盂县境内,全桥长 1393.41m,孔跨为37孔32m预制双线简支箱梁,48m+80m+48m预应力混凝土 双线现浇连续箱梁,现浇连续箱梁为跨越西气东输天然气管道而设。
(1)铁路双线连续箱梁全长177.3m,中支点处梁高6.4m (目前国内铁路客
运专线最高梁),经计算桥梁重量达6937T,跨中2m直线段及边跨9.65m直线 段梁高3.8m,梁底按圆曲线变化,半径I^264.569m,边支座中心线至梁端0.65m, 边支座横桥向中心距5.3m,中支座横桥向中心距4.3m,桥面板宽13.0m,底宽 6.4m,桥梁建筑总宽13.4m。
(2)梁体为单箱室,变高度变截面结构,顶板厚度34~69cm,底板厚度 5(M00cm,腹板厚度50~70~100cm,在端支点、中跨及中支点处共设5个横隔 板,横隔板设有孔洞,供竣工后检查维修人员通行。

Claims (1)

1.一种铁路客运专线满布支架现浇连续梁施工方法,其特征是:包括地基处理,支架搭设,模板制作,预压支架,钢筋预制,钢束管道、波纹管安装,支座施工,混凝土浇注,预应力施工,其中支座施工包括以下两个步骤:(1)临时支座施工:临时支座(1)布置在中墩顶永久支座两侧的箱梁纵肋处,每侧对称设置,箱梁合拢后拆除;临时支座中间设置一层硫磺砂浆间隔层(2)并埋置电阻丝,临时支座拆除时在临时与永久支座之间设置隔热层;临时支座顺桥向靠外侧分别预埋螺纹钢(3),螺纹钢下端锚固于桥墩(4)内,上端锚固于梁顶,连续箱梁体(5)与临时支座相接部位布设两层钢筋网;(2)永久支座施工:永久支座分为固定、多向、纵向、横向四种支座,安装时精确找平垫石顶面,准确定出下支座地脚螺栓位置,并检查其孔径大小与深度,用自流平砂浆把地脚螺栓锚固,支座下座板与地脚螺栓上紧,上座板与梁体联接,支座上下应对准设计位置;预应力施工包括以下步骤:(1)张拉:梁体预应力束张拉按照纵向→横向→竖向的顺序进行,纵向预应力束采用两端同时张拉法,横向预应力束采用一端固定单端张拉法,竖向预应力束采用下端固定上端向上张拉法,纵向张拉端工作长度采用750-850mm,横向张拉端工作长度不小于500mm,竖向张拉端工作长度采用200-300mm;(2)封锚:桥梁张拉完成后,切除多余的钢绞线,冲洗风干后,采用无收缩水泥砂浆进行封锚,覆盖厚度不小于15mm;无收缩水泥砂浆是由50%的P0.42.5低碱普通硅酸盐水泥与50%的CG-W-20无收缩防腐蚀高性能预应力管道灌浆剂混合而成,水胶比为0.15-0.3,流动度为30-50s,抗压强度不低于40Mpa。
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