為保證高速鐵路對軌道線路的高平順度要求,采用先簡支、后連續(xù)技術進行連續(xù)梁施工已經被國外鐵路界認同,采用這種結構同時還增強了橋梁的整體性,提高橋梁的縱、橫向剛度,改善了橋梁受力狀況。高速鐵路橋梁采用連續(xù)能夠極大的提高梁體的結構整體性、剛度和線路的平整性。京滬高速鐵路跨度3×20m、3×24m、2×24m、2×32m、3×32m連續(xù)箱梁施工,采用了先簡支后連續(xù)箱梁施工方法。針對先簡支后連續(xù)箱梁的特點,結合我局房山橋梁廠在秦沈客運、2×24m1:2模型試驗(鐵道部科技開發(fā)計劃)的施工經驗,特制定了高速鐵路先簡支后連續(xù)箱梁施工方法。主要包括以下幾個方面的內容:

  1、主要施工工藝;

  2、預施應力工藝放案;

  3、移梁及運輸;

  4、先簡支后連續(xù)工藝;

  一、先簡支后連續(xù)工藝

  橋梁的連續(xù)是本工法重點和難點,主要有以下幾點注意事項;

  1、架梁機和運梁車安全通過濕接縫;

  2、濕接縫的澆筑

  3、施加預應力;

  4、體系轉換。

  1、濕接縫的澆筑

  在梁體吊裝前,應將梁體濕接縫側端頭做好鑿毛處理。要把原來的混凝土表面全部以見到鑿除,以看見石子為止。并且把濕接縫側端的外露鋼筋調直。

  每聯(lián)梁體吊裝后,就可以安裝濕接縫段底模和外側模板。在橋下地質情況比較好的地段,優(yōu)先采用支架法。當支架法不能滿足要求,或在河流上時,采用移動模架法。

  先綁扎濕接縫段部位底部和腹板處鋼筋,安裝內模,再綁扎濕接縫段部位的橋面板鋼筋。在綁扎濕接縫段部位鋼筋時,一定要保證預應力管道位置準確,且防止接口處漏漿堵孔現(xiàn)象發(fā)生。

  混凝土澆筑一次成型。

  一模板

  1、底部模板

  京滬高速鐵路采用先簡支后連續(xù)梁型,橋墩上安放有4個臨時性支座,2個永久性支座。給濕接縫施工帶來了不便,底部模板采用竹膠板拼組。

  由于底模較寬,因此制造時要采取措施,防止翹曲變形。底模安裝前安放好2個永久性支座和支座鋼板,底模安裝時要注意保證順直,支撐牢固,底模外側貼橡膠密封條,作為防漏措施,在立模前檢查密封條是否完好。

  2、外側模板

  為保證梁體混凝土外側的平整和光滑,減少漏漿的可能性。外側模板設計為整體。外側模板兩端與簡支梁重疊20cm,設計長度按比濕接縫長40cm.在外側模板設計時,首先要考慮到模型結構的穩(wěn)定性。設計時,用工字鋼做模型的骨架,用槽鋼做模型的加勁肋,用豎向拉桿和水平拉桿保證立模型尺寸的準確和穩(wěn)定。

  面板采用8mm厚的鋼板,骨架采用型號為Ⅰ10的工字鋼,加勁肋采用型號為[10×60×8的槽鋼,模板表面進行拋光處理去掉氧化層。模型制好后運至工地進行組拼。

  采用橫移、縱移進行拆裝。利用縱橫移小車拆、立外模,每臺橫移小車的四個輪子可以進行90°旋轉。外側模板的重心線和小車的中心必須重合。將外側模板縱移到濕接縫段,向橋梁中心線方向橫移小車到正確位置,利用千斤頂提升到標高,安裝拉桿,和底模聯(lián)結成整體。拆模時兩臺橫移小車同時工作,先橫移,再縱移到下一處。此方法后來在工藝簡單,成本底,易操作,減少對運梁臺車的干擾,特別適用跨度多,架梁時間長的特大橋梁。

  模板具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和精確的結構尺寸。模板表面平整,其局部不平整度不大于1mm/m。接縫密貼,確保模板不漏漿。模板有足夠的拉桿和支撐,使灌注的混凝土符合規(guī)定的幾何尺寸。模板安裝完畢后,全部尺寸的施工允許誤差必須符合有關要求。

  3、內模

  箱梁內模構造有竹膠板木內模和鋼內模之分。根據(jù)梁型的實際情況,有竹膠板木內模在梁體外拼裝無法吊裝到位置,在梁體內拼裝無法操作。因濕接縫長度不會太長,采用拼裝式內模,精度較高。內模板采用δ=8mm的鋼板,縱向加勁肋采用角鋼,在拐角處或段開處采用角鋼,橫向按一定間距布置,內模橫向大框架是由2根槽鋼形成的構件組成。內模采用不封底的形式,模板的安裝均采用企口結構,以控制漏漿,頂模與上側模的拼接縫采用斜坡導向。

  4、鋼模型安裝前的注意事項

  模型安裝前必須檢查模板是否光滑平整,有無凹凸變形,殘存灰渣,特別是模板間接口處及模型孔眼內應清除干凈。模板應仔細均勻地涂刷隔離劑,不得漏刷。模板的接縫應平順,其錯臺不大于1mm,要嚴密不漏漿。

  模板連接端面底部有無碰撞而造成不符合使用要求的缺陷變形。振動器支架及模板焊縫是否有裂開、破損。如有上述現(xiàn)象均應及時修整合格;

  檢查預埋件,如通風孔、底部泄水管及其配件等是否裝配齊全,是否符合圖紙要求。

  外模檢測結果

 

序號  檢查項目  制造允許誤差(mm)  檢查結果(mm) 
1  全長  ±5  +5 , +2 
2  全高  ±2  0 , +2 
3  局部不平  <2/m  2, 1, 2.5 
4  模型方正  ≤2  1 

 

  二鋼筋綁扎

  鋼筋在使用前,分批進行機械性能試驗。鋼筋的加工在鋼筋加工廠內進行,下料前要除銹和調直。

  鋼筋采用先綁扎預制,后安裝就位的方法。鋼筋綁扎前,要仔細放樣,確定好安裝位置,并將預埋件按設計位置放好。

  在底板、腹板以及頂板鋼筋布設好后,在箱梁內部隔板位置采用預埋波紋預留孔道。波紋管加工質量應符合工藝要求。波紋管位置一定要精確,與簡支梁聯(lián)結點做防止漏漿處理。在波紋管最高點要預留帶螺絲扣的排氣孔,確保水泥漿壓滿壓實。

  三混凝土澆筑

  混凝土原材料、配合比設計和施工必須符合《鐵路混凝土與砌體工程施工標準》。

  預應力混凝土簡支梁梁端與接縫混凝土連接面應按設計要求鑿毛,沖洗干凈,保證新舊混凝土粘接牢固。模板和鋼筋安裝經驗收合格后,即可進行混凝土澆筑。混凝土在攪拌站拌制,配備了混凝土運輸車,以滿足接縫混凝土灌注速度的需要。其材料和配合比需滿足設計要求。

  澆筑采用水平分層、連續(xù)澆筑的方法。先澆筑底板,再澆筑腹板,最后澆筑頂板。澆筑時,為控制混凝土拌合物的傾落高度,采用串筒伸入鋼筋骨架下部下料,分層澆筑和振搗。

  混凝土澆筑采用以插入式振搗為主,附著式振搗為輔的振動方式。附著式振搗盡量少開、短開以免出現(xiàn)跑模錯臺和破壞簡支梁體。在澆筑和振搗時,不能移動模板或鋼筋,防止發(fā)生變形和錯位。

  四施加預應力

  主筋采用7φ5鋼絞線束,鋼絞線強度級別為1860MPa低松馳鋼絞線,千斤頂必須經過校正,校正系數(shù)不得大于1.05,才允許使用。千斤頂校正后的有效使用期限,不應超過一個月且不超過200次張拉作業(yè)。在特殊情況下,如千斤頂常壓漏油或串缸,應及時檢修。每次檢修后,都必須經過校正后才允許使用。

  油表應為防震型,精度不得低于1.0級。高壓油表必須經過校正后才允許使用。在一般情況下,油表校正有效期為一周。在特殊情況下,如張拉過程中預應力筋突然斷裂或發(fā)現(xiàn)油表指針松動、無油壓下和無自重影響下的指針不回零或其它異,F(xiàn)象時,均應拆換重校。常用油壓應在表盤最大讀數(shù)的三分之一至三分之二之間為宜。

  當混凝土強度達到設計要求后,進行預應力筋張拉。張拉前測量管道摩阻,并及時調整張拉力。

  預應力筋張拉分3個階段進行。待梁體受力穩(wěn)定后,2臺千斤頂分三次張拉到бk,每次達到該階段規(guī)定值后,2臺千斤頂全部鎖定,待梁體受力穩(wěn)定后才可進行下一次張拉,直至張拉到бk,然后靜停5min,測量出各千斤頂活塞伸出長度l2并測量工具錨夾片回縮量后2臺千斤頂同時回油,通過計算得出伸長值。工作錨夾片回縮量可以直接量測。

  預應力筋張拉順序左右對稱張拉。一束鋼束的一端回縮量不得大于6mm,否則應重新張拉。預加應力時,每片后張梁出現(xiàn)斷絲的總根數(shù)不得多于鋼絲總根數(shù)的0.5%,不在同一束,且不在同一側,否則必須進行處理。

  管道壓漿必須在主筋正式張拉全部完畢24小時以后,且宜在5天內完成。壓漿前需經檢查無滑絲、斷絲、失錨及其它異常情況,確認合格者才允許進行。

  管道壓漿采用高性能管道灌漿材料,并采用真空壓漿技術。

  拆卸壓漿短管的時間寧晚勿早。按不同季節(jié),酌情掌握。以水泥漿不流出即可拆管。壓入管道的水泥漿應飽滿密實,對管道內的水泥漿的密實程度應定期進行抽查,對管道壓漿有懷疑時,應及時檢查,檢查方法可在梁體側面的兩端和中部打眼觀察。

  壓漿作業(yè)必須在環(huán)境溫度高于+5℃的條件下進行。否則應采取保溫措施或采用冬季施工方法,入冬以前應用高壓風將全部存梁的管道內的水吹干凈,以免凍裂梁體。

  京滬高速鐵路橋梁設計壽命為100年,為提高結構耐久性,梁體封端采用錨穴方式,減少封錨混凝土體積,對錨局進行防水處理后放置錨穴內鋼筋網,封錨混凝土強度不低于C40的微膨脹混凝土。

  五體系轉換

  濕接縫混凝土達到規(guī)定強度后,即可進行預應力張拉。穿束前全面檢查錨墊板和孔道,鋼絲束按長度和孔位編號,穿束時對號穿入。穿束利用人工和卷揚機配合進行。張拉前對張拉千斤頂、錨具、預應力束進行檢查,按設計規(guī)定順序分批、分段對稱張拉并嚴格執(zhí)行張拉工藝。張拉完成后,為防止錨頭和預應力鋼束銹蝕,用混凝土將錨具封在結構混凝土內。

  當每一聯(lián)的2片或3片預應力施加完工,且管道水泥漿達到設計強度時,就可以進行體系轉換。體系轉換是剪支變連續(xù)施工法的重點,體系轉換的成功與否直接關系到連續(xù)梁的承載能力,所以在此特別需要注意以下幾點:

  1、臨時支座墊石采用硫磺砂漿,體系轉換拆除臨時支座比較容易。硫磺砂漿配合比在臨時支座墊石埋有電熱絲;

  2、安放臨時支座墊石的高程誤差小于1mm,防止出現(xiàn)“三條腿”受力,使箱梁扭曲而影響使用壽命。箱梁的架設如采用傳統(tǒng)的架梁方法,即在支承墊石上直接落梁,然后錨固支座螺栓。由于支座間距大,易造成梁體三條腿受力現(xiàn)象,對梁體結構受力不利。因此,在高速鐵路架設簡支箱梁時應摒棄這種架梁方式,應采用將支座先安放在墩臺支承墊石上,將梁落放在墩臺經嚴格按架梁標高調平后的千斤頂上,然后,在梁底與支座上板的縫隙間填充不收縮灌漿料,這樣能避免橋梁三條腿受力,或采用調高支座進行調整,切實避免橋梁三條腿受力現(xiàn)象的產生。

  3、支座經過自檢和監(jiān)理檢查合格方可使用。支座上下座板必須水平安裝,固定支座上下座板應相互對正,活動支座上下座板橫向應對正,縱向預留錯動量應根據(jù)支座安裝施工溫度與設計溫度之差和橋梁混凝土未完成收縮、徐變量計算確定,并在施工階段進行調整,當體系轉換全部完成時橋梁支座中心應符合設計要求。

  4、支座與梁底及墊石之間必須密貼無間隙,墊層材料質量及強度應符合設計要求。橋墩上的永久支座墊石、支座、支座鋼板聯(lián)結成整體后,利用橋墩上的預埋桿件進行預壓,消除三者之間的空隙和一部分非彈性變形。盡量減少體系轉換時的下沉量;

  4、每聯(lián)3跨時,兩個中橋墩最好同時進行體系轉換;

  5、在體系轉換時測量觀察,當下沉量過大時分析原因并及時調整。

  六防水層及附屬結構

  擋碴墻制作,為減輕梁體吊裝重量,設計擋碴墻在吊裝到橋位上后進行現(xiàn)場灌注,進行梁體預制時在擋碴墻相應部位預埋擋碴墻鋼筋,以確保擋碴墻與梁體連接的整體性。按設計要求進行制作。處理擋碴墻的預埋筋,將擋碴墻鋼筋綁扎完畢后,立模,澆灌混凝土。擋碴墻每2m設斷縫一條,以油毛氈填塞,在該處擋碴墻下立設排水孔,并進行防水處理。

  防水層基層(即梁體橋面部分)必須平整,無凸凹不平現(xiàn)象、表面順直、平整、無露筋、蜂窩麻面、浮渣、浮土、油污及混凝土被碰損現(xiàn)象。橋面應符合設計尺寸要求。擋碴墻、內邊墻及端邊墻頂面應符合設計尺寸要求,

  防水層采用TQF-1型防水層,即先刷一層防水涂料,涂層厚薄一致,再鋪設防水卷材。防水卷材粘接牢固,必須有一定的搭接量。不得有滑動、翹邊、起泡、損傷等現(xiàn)象。梁體的其它部位不得有涂料痕跡,保證梁體外觀整潔。

  橋面自橋梁中心線向擋碴墻方向有3.74%的坡度。泄水管要求完整,安裝牢固,符合設計安裝尺寸、排水暢通。清除橋面一切灰碴雜物,如有混凝土塊應加以鏟除。如果橋面尺寸未達到設計要求,要認真進行整修,然后用1:3水泥砂漿修補找平,并進行養(yǎng)護。橋面防水層嚴禁在雨、雪天和五級風及以上時施工。施工環(huán)境氣溫條件還要符合材料本身的要求。如在雨后進行施工,需清除橋面積水,橋面必須干燥。

  防水層應具有良好的防水作用,保護層表面要平整且排水暢通,厚度要達到設計要求,且無空豉現(xiàn)象。保護層不得出現(xiàn)設計不允許的裂紋。保護層纖維土強度不得低C40要求。保護層的表面須有呈內高外低的3.74%的泄水坡。

  防水層施工環(huán)境氣溫條件

 

序號  防水層材料  施工環(huán)境氣溫 
1  高聚物改性瀝青防水卷材  冷粘法不低于5℃,熱熔法不低于-10 ℃!
2  合成高分子防水卷材  冷粘法不低于5℃,熱熔法不低于-10 ℃!
3  有機防水涂料  溶劑型-5~35 ℃,水劑性5~35℃ 
4  瀝青  不低于5℃ 
5  防水混凝土、水泥砂漿  不低于5℃ 

 

  七架梁機和運梁車安全通過濕接縫

  高速鐵路運用膠輪式橋梁運梁車。濕接縫長度0.5~1m,架梁機和運梁車如何安全通過濕接縫就成為了一個新課題?

  假如采用搭板,難以保證800噸以上運梁車和自重1000噸以上架梁機的行走線路平整和承重要求。采用鋼支墩是最好的方法。鋼支墩高度為蓋梁與橋面高程之差,寬度比運梁車輪排每側寬0.5m。將鋼支墩安放在橋墩上并固定牢固,防止傾覆。

  臨時支墩有足夠的強度,足夠的剛度和穩(wěn)定性。