城市轨道交通工程节段拼装高架桥监理.docx

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城市轨道交通工程节段拼装高架桥监理

城市轨道交通工程节段拼装高架桥监理

  四川铁科建设监理公司孙继业

（2007-08-31）

摘要：

广州市轨道交通四号线高架二标采用预制节段梁整孔拼装架设施工工艺。

该项目采用的预制节段拼装架桥技术在广州地区和全国的城市轨道交通建设史上都是第一次采用，能否达到业主、设计期待的理想效果，监理过程中的控制显得尤其重要。

高架二标作为四号线全线第一个采用该工法施工的标段，其成功更为其后标段的施工积累了经验，也为今后类似工程的施工监理提供了借鉴。

关健词：

节段箱形梁、架桥机选型、节段拼装、桥梁架设

1工程概况

   广州市轨道交通四号线高架二标全长2050m，均为高架桥，共67孔简支梁，跨径布置为：

63×30m+2×27.5m+2×32.5m，采用箱梁节段预制拼装新工法进行施工。

桥梁上部结构为节段预制拼装，每个节段长2.5m，30m标准跨由12个节段组成，32.5m跨和27.5m跨分别由13个和11个节段组成。

该标段作为全国城市轨道交通系统第一个（该工程于2004年年底开始建设）采用节段拼装工法施工的工程，业主对该工程的质量要求高，加之工期紧迫，且施工要跨越车流量大的金山大道主干道和数个乡村交叉路口及众多鱼塘，桥梁施工的同时不能对道路交通的正常通行及养殖户的生产带来不利影响，因而对参建各方工作均提出了较高标准与要求。

高架桥节段梁由专业梁场分节段预制，现场用架桥机胶接拼装架设；标准预制节段长度为2.5m,顶宽为9.3m,高1.7m。

施工监理过程中，主要通过加强对模板设计与加工、梁段预制、节段块拼装、预应力张拉施工、预应力孔道注浆、调梁、支座注浆及落梁等重点、关键工序的控制，确保该新工法的成功应用。

2节段梁拼装前的监理

 2.1节段梁（含挡板）预制的驻厂监理：

节段梁为C50清水砼，外观质量及预制精度要求高，监理组分派监理进行全过程驻厂监造。

在节段梁的精度控制上，该工程采用了一套先进的三维数字控制软件，利用六点坐标，采用短线精确匹配法（即前一块梁节段作为与其相邻的下一块梁节段的端头模板）进行预制。

为保证梁节段清水砼（采用“双掺”技术，加KFDN高效减水剂和Ⅰ级粉煤灰）效果，监理主要从商品混凝土原材料（含外加剂）控制、混凝土施工温度控制、模板选择（液压模板台车）及表面处理（内贴PVC片材或喷脱模剂）、混凝土振捣、混凝土养护（自动喷淋养护）等各工序入细入微地、严格地采取全过程监控措施。

经过承包商与监理的努力，预制梁节段表面色泽均匀统一、平整光滑、观感质量好，较好地达到了清水混凝土施工质量要求。

节段梁在预制厂通过验收（含缺陷修补）并且混凝土龄期达到30天后才允许运入施工现场，并堆放在指定的存梁场备用。

 2.2架桥机的选型和报验：

架桥机选型应根据经济指标、节段荷载重量、桥梁宽度、现场交通、设备稳定性、运输设备吊装能力及施工进度等的具体情况综合比较，选择适合工程实际情况的架桥机。

本工程经多方比选，施工采用的是下行式架桥机。

   节段拼装简支梁的诸多优点主要是通过架桥机的功能实现的，因此，对架桥机的功能因素的确认和验收十分重要。

架桥机设备应按照架桥机的设计要求与国家的相应标准进行检查验收，验收内容包括：

设计承载能力、架桥机自身的刚度和挠曲变形值、架桥机的前移过孔能力、液压设备的工作能力与标定实验数据、架桥机的支点反力数据等。

   上述数据宜通过架桥机的现场荷载试验取得。

架桥机的验收应由相关的安全管理部门、架桥机使用单位及监理联合进行，验收完成后，应由架桥机使用单位完成试验和验收报告后报监理审核检查。

本工程架桥机的静载试验委托中南大学在施工现场按施工实际工况进行堆载试验完成。

 2.3架梁施工方案审查：

开工前施工单位编制详细的架梁施工方案，监理工程师会同业主召集设计、咨询、质监及有关单位对施工方案进行专项审查，通过后用于指导架梁施工。

架梁方案详细内容应包括（但不限于）：

架桥机的构造与功能、架桥机拼装方法、节段梁运输和喂梁方法、节段梁拼装工艺流程、粘结剂施工、临时预应力施工、永久预应力施工、测量控制方法、存梁场布置、质量与安全保证措施等。

 2.4临时支座：

临时支座的设置必须经结构设计认可，通过设计检算确定结构是否满足受力要求；临时支座必须有足够的承载力、支承面积和刚度；同一跨节段梁的临时支座应受力均匀；临时支座安全系数K≥1.3。

本工程采用液压千斤顶与钢垫板作为临时支座。

 2.5粘结剂：

 2.5.1节段梁拼装接缝采用组合环氧树脂粘结剂粘结（由粘结剂与固化剂按一定比例混合均匀搅拌而成）。

施工单位应提供生产厂家产品质量保证书，监理抽样送检，对粘结剂的技术性能指标进行检测，符合要求后才能使用。

 2.5.2粘结剂的性能控制：

a、应有较好的快速调制及安全操作性能，适宜工地涂刷工艺及气温变化要求。

b、在湿度≤80%的潮湿天气能正常施工。

c、环氧粘结剂初步固化时间＞2h，完全固化时间应在24h左右，以满足涂刷、张拉工序的时间要求。

d、环氧粘结剂固化后的力学性能一般不低于混凝土的各项强度指标。

e、环氧粘结剂应耐老化、耐碱腐蚀。

在产品性能技术说明书中应附有耐老化及耐碱腐蚀试验鉴定证书和性能指标。

 2.5.3环氧粘结剂固化后的颜色应尽可能与节段梁混凝土的颜色一致。

 2.5.4主要技术要求及施工性能指标：

粘结强度（-5―25℃时）抗压强度≥60MPa。

3节段梁拼装监理控制要点

 3.1节段梁拼装施工流程

   架桥机就位并锚固，精确调整主桁架位置→按规定顺序吊装、悬挂（或支托）整跨节段梁→调整第一块节段梁并临时固定→在n+1块涂刷粘结剂→调整n块节段梁，并与n+1块相接→施加临时预应力粘结→按顺序逐段完成整跨节段梁拼装→调整整跨节段梁轴线、标高→穿纵向预应力索→安装临时支座→张拉纵向预应力索→逐步卸载，荷载转移到支座上→架桥机纵向转移到下一跨。

 3.2架桥机定位

   架桥机通过前后固定在桥墩上的支架（托架）调整相应的水平高度、纵向及横向位置，经复核无误后锁定在支架上。

（1）纵向就位：

通过主导梁行走装置（液压台车）调整主导梁纵向方向，使其与桥梁设计方向一致。

（2）横向就位：

通过控制支架上的液压油缸，将主梁左右移动，调整主梁位置使其两个主梁之间的中线与桥梁设计轴线重合。

（3）主梁高度调整：

调整架桥机滚动支座处的液压千斤顶，使架桥机的两个主梁水平高度达到要求的标高和坡度。

 3.3预制节段吊装前架桥机的检查

   在架桥机位置固定符合要求后，进行节段梁吊装前架桥机检查。

施工单位及监理仔细检查架桥机各个部位的工作状况，包括：

（1）架桥机桁架与横梁是否固定牢固。

（2）机械锁定装置是否牢固。

（3）架桥机门架是否支撑于滚轴之间，而非液压千斤顶上。

（4）支撑主桁架的液压千斤顶的机械锁定装置是否牢固。

（5）横梁与底部横向支梁是否固定连接。

（6）底部横向支梁固定于桥墩的拉杆是否按要求进行预先张拉。

4节段梁拼装

 4.1节段起吊与悬置：

本工程采用桥下喂梁方式。

运梁车将要拼装的梁节段按拼装顺序运至施工现场，利用架桥机上的门式起重机将节段梁吊起安放在主梁上大致的拼装位置，并预留足够的空间（约30cm）用于涂刷粘结剂。

 4.2首节段（墩顶端头块）定位：

首节段（端头块）的安装就位最关键，直接影响整跨节段梁的安装精度。

因此，监理工程师应重点监控，严格按设计提供的“六点坐标”进行控制把关。

通过主梁上的组合千斤顶精确调整端头块的轴线和标高，并使支座锚栓对准垫石锚栓孔。

墩顶块由临时支座支承，调整好后应作临时固定。

 4.3节段端面涂刷环氧树脂粘结剂：

在节段端面涂刷粘结剂前，应进一步检查节段端面是否有破损和修补现象，并应查明原因，确定是否影响拼接精度和结构安全。

组合环氧树脂现场搅拌时，必须拌和均匀，并保证在涂刷期间，粘结剂的粘度不应该有明显的变化或结块。

粘结剂的粘结固化时间应大于两块节段梁的拼接时间。

涂抹前，检查节段梁拼接面应保持干净、干燥，不得有油污。

环氧树脂现场涂抹时，特别注意不要有漏抹的地方，必须保证涂抹均匀（包括面积和厚度）。

按照粘结剂的固化时间，确定涂刷人员，在固定区域涂刷，并设专人检查，防止漏刷和堵塞预应力孔道。

粘结剂应快速分散到工人的盛器内，快速均匀地进行涂刷，不能将粘结剂涂到预应力孔道内，如有残留，应在固化前及时擦净；根据设计要求，粘结剂涂刷厚度为双面涂刷1.6mm，单面涂刷3.2mm，涂刷厚度在实际操作中根据需要作适当调整。

特别说明的是，当冬季室外温度较低时，应对环氧树脂采取加温保温措施，保证其和易性；此外，雨天施工时，应采取覆盖防雨措施。

 4.4施加临时预应力：

粘结剂均匀涂刷完成后，应及时施加临时预应力，使粘结面达到0.3MPa的设计压力，待粘结剂基本固化后，继续将临时预应力提高到设计值。

临时预应力施加过程中，有少量环氧树脂从拼缝中挤出，应及时清除残余树脂胶，保持外观整洁，不允许粘结剂滴落对周围环境造成影响；同时，应专门安排工人采用铁丝绑扎矿泉水瓶伸入预应力孔道进行人工疏通，防止预应力孔道内残留有粘结剂造成后序穿钢绞线困难。

临时预应力筋（梁顶用精轧螺纹钢连接）的性能、位置、数量、张拉力均须达到设计要求。

由于节段梁的拼装是有方向性的，因此，施工时应注意临时张拉设施设置的方向性；临时张拉台座安装前，应对安装处的混凝土表面打磨平整，施工时应确保梁顶板临时张拉台座与梁顶板连接牢固；梁体的顶板、底板临时预应力应在拼接面涂刷粘结剂后，同时对称张拉，不同部位、不同应力区的张拉力应按设计给定的数据进行。

所有临时预应力应在梁体永久预应力张拉完成后才可拆除。

5预应力张拉材料

 5.1预应力材料：

a、节段梁预应力全部采用有粘结体内预应力，单端张拉的形式。

b、体内预应力钢索采用7Φ5高强度低松弛钢绞线，钢绞线性能应符合GBT5224-2003要求。

c、采用永久锚固式锚具，应满足《预应力筋用锚具夹具和连接器国家标准》（GB／T14370-2000）的要求。

 5.2钢绞线下料：

a、钢绞线下料长度为结构计算长度、张拉长度和预留长度之和。

b、采用砂轮切割，严禁使用气割、电弧焊割。

c、下料时应放样准确，减少下料误差。

 5.3钢绞线穿束：

a、节段梁吊装前和涂抹环氧树脂后，应进行预应力孔道清孔检查工作，保证孔道通畅。

b、张拉前应仔细检查钢绞线、锚具合格后进行张拉。

c、锚具安放前应清理锚垫板上的灰浆和其它异物，把锚环对准孔道中心套入预应力钢束，锚环各孔预应力筋应互相平行不得交叉。

 5.4预应力张拉：

a、预应力筋张拉机具设备和仪表应定期标定和保养，千斤顶和压力表应配套标定，配套使用。

b、梁体混凝土强度必须达到设计要求的强度。

c、张拉前，为了掌握孔道内预应力的损失，必须委托有资质和能力的单位进行孔道摩阻试验，以确定摩阻系数，指导张拉力的调整。

d、预应力张拉采用“双控”指标，即以张拉力进行控制，以伸长量进行校核，实际伸长量与理论伸长量差值应符合设计要求或控制在±6%以内，否则应停止张拉，待查明原因并采取有效措施予以调整后，方可继续张拉。

 5.5预应力张拉施工监理：

预应力张拉施工所有的操作人员均应通过专业培训并取得上岗证书，施工前做好安全技术交底，施工时，现场应做好施工原始记录，监理工程师应全过程旁站张拉作业。

 5.5.1张拉前的监理工作：

a、施加预应力前，应对混凝土进行检查，外观和尺寸均应符合要求，张拉时混凝土强度不应低于设计规定的强度，弹性模量符合设计要求；b、锚垫板位置正确，孔道内无杂物、积水，孔道顺畅，预应力筋能自由滑动；c、张拉力和计算伸长量应经监理工程师复核和批准。

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