梁部造桥机施工工法.docx
《梁部造桥机施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《梁部造桥机施工工法.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
梁部造桥机施工工法
梁部造桥机施工工法
一、工程简介
细纱河大桥位于旗号岭隧道出口处，横跨细纱河。
孔跨布置为2×24+1×32+4×64+1×32m，预应力混凝土简支箱梁，全长391.41m。
墩最高为70.9m，基础为浅平基和挖孔桩基础，累计桩长296m。
设计为Ⅰ级单线桥，位于R=1200m的曲线上，坡度为-1.5%。
二、施工方案
（一）、场地的布置
细纱河大桥怀化端的一孔32m箱梁和全部64m箱梁按梁部设计分为若干段。
所有梁段均在怀台右侧制梁场预制。
预制场设置5个台座，6套钢模（其中32m箱梁2套，64m箱梁模板4套），底模采用10mm钢板焊制。
箱梁混凝土振动以附着式振动器为主，辅以插入式振动器联合振捣。
预制场架设两台65吨龙门吊，用来进行模板的组拼、钢筋吊装及混凝土的垂直运输作业。
制梁场有一台HD25型拌和站拌制梁段混凝土。
输送泵置于拌和机下。
混凝土通过输送泵可直接入模灌注，梁段馄饨按泵送配制。
（二）、施工原理
目前我国国内铁道建筑研究设计院研制的专用移动支架式造桥机能够承担64m箱梁的拼装施工。
本工程拟采用该造桥机进行箱梁的施工作业，造桥机在怀台端的32m边跨上原位拼装，边拼装边向前拖拉就位。
梁段从存梁场移至运梁平车上，经由沿桥纵向临时铺设的轨道，将梁段运至造桥机尾部设置的桁吊下，桁吊将梁段吊起并前移至造桥机落梁天窗处落下，吊放在造桥机腹内的特制移梁小车二次拖拉移位，并按湿接缝要求的间距摆放好，然后再进行梁段的纵向、横向及竖向三维空间位置精调就位。
竖向按二次抛物线设置反拱度。
接着穿钢铰线、连接湿接缝波纹管、绑扎湿接缝钢筋、安装内外模板，再从两侧向中间对称浇注湿接缝混凝土，待混凝土强度达到80%后，进行第一批预应力钢铰线张拉。
第一批钢铰线张拉时，必须控制好梁底高程，使梁体在合理的受力状态下脱离支架。
待第一批张拉已施预应力的孔道压浆后，造桥机前移进行下一孔梁的施工。
第二批预应力钢铰线张拉、压浆在造桥机通过后，根据设计要求龄期进行。
（三）、施工过程
1、梁段的预制（施工工艺见施工工艺流程图）
（1）、场地准备
预制场由制梁场、存梁场、搅拌站、砂石料场、加工场、钢筋作业场和库房等组成。
根据实地考察的地形条件，制梁场拟设在细纱河大桥怀化端距怀台50米处。
制梁场主要由制梁台座、拌和站和龙门吊轨道组成。
根据我们的工期安排及制梁的要求，拟采用四套模板预制64m箱梁梁段，两套模板预制32m箱梁梁段。
共设5个制梁台座，7股移梁梁道沿线路方向布置。
1#台座为1#梁段的专用台座，其余为通用台座。
1#台座和2#台座距离适当拉开，先用来生产32m箱梁梁段，完成1孔32m梁的梁段预制后，再换64m箱梁模板，预制64m箱梁梁段。
钢筋可直接在制梁台座上绑扎，也可在专用钢筋绑扎胎膜上绑扎后，吊放在台座底模上。
存梁场主要有5条与各制梁台座相对应的移梁轨道及两条独立的移梁道组成。
考虑到梁段的龄期，移梁到长度定为25m，存放6排计42个梁段，含制梁台座上的5个共计47个梁段。
料场主要由钢筋及钢铰线存放场、砂场、碎石场等组成。
料场要求运输车辆进出方便，砂石料场还应靠近拌和站以方便混凝土的搅拌。
碎石场考虑存放300m3碎石，砂场考虑存放150m3河砂，以满足一孔梁所需。
钢筋及钢铰线存放场考虑存放120吨钢筋和60吨钢铰线。
（2）、模板体系
箱梁模板由底模、外侧模、内模和端模等组成。
模板采用钢制模板。
底模固定在台座上，由于底板拟采用敞口灌注，插入式振捣棒可直接振捣，除1#梁段外一般情况下无须设置底振，底板灌注完成后压盖木板防止反浆。
外侧模采用整体式大块钢模板，顶部下面用对拉螺栓将两扇外侧模定位。
每侧腹板处还各有十二根对拉螺栓与内模架相联。
内模采用整体式大块钢模板。
支撑在纵梁滑道上，可在纵梁滑道上移动。
滑道立柱可用丝杠调节内模高度或脱开内模，内模横向丝杠可解决内模横向支撑及脱模问题。
为保证梁段腹板的精度端模采用内外模夹持式，端模上留有钢筋及橡胶棒预留孔。
（3）、钢筋绑扎及拼装模板
制梁场设有走行式制梁龙门吊，梁段钢筋可在专用钢筋绑扎胎膜上绑扎，为此设计了钢筋绑扎脚手架和吊架，底模上也设置了定位措施。
首先利用绑扎脚手架作定位支撑和绑扎平台，绑好底板和腹板U形钢筋骨架，焊好定位网，立部分端模。
然后将内模滑入定位，调好尺寸后穿入橡胶棒。
接下来吊装腹板外侧模并调好尺寸。
最后绑扎顶板钢筋和组拼挡碴槽模板。
由于梁段摆放到造桥机上以后，梁段间距很小，因此在梁段梁段凿毛后，湿接头的蹬筋、箍筋应预先挂在梁段端头并固定好。
（4）、混凝土灌注
箱梁混凝土采用底板——腹板——顶板的顺序灌注。
底板采用敞口灌注，这样的混凝土容易配置，底板容易振捣。
腹板采用两侧额对称分层灌注。
梁段强度达到70%后拆除内外模。
预应力混凝土梁的质量除了强度指标外还有弹性模量指标控制，因此水泥和砂的用量不能太大，由于梁高较高，所以在灌注腹板时选择较大的坍落度，而在灌注底板和顶板时选择较小的坍落度。
梁段混凝土采用混凝土输送泵泵送上料。
浇注梁段底板时利用下料串筒间接下料，腹板和顶板混凝土从顶部下料入模，腹板混凝土则采用布袋或内模中间开天窗的方法灌注。
底板混凝土感除1#梁段设有底振外，其他梁段主要采用插入式振捣器振捣；腹板混凝土的振捣采用附着式振动器为主，插入式振捣器为辅的联合振捣方法；顶板采用插入式振捣器振捣。
在混凝土振捣时根据实际情况控制振捣时间和振捣强度确保混凝土施工的内实外美。
当新灌混凝土初凝后，即可撒水自然养护。
其中前三天每个白天不得少于六次，晚上不得少于三次，以后每昼夜不得少于四次。
橡胶棒拔出后，孔道中也应浇水。
洒水自然养护应不少于七天。
湿接头应加强早期养护，由于湿接头灌注时间长，先灌注的接头应先养护，在气温较低时为了提高混凝土的早期强度梁段生产采用蒸汽养护。
（5）、预应力孔道成形
预应力孔道采用抽拔橡胶棒成形。
橡胶棒弹性韧性均较好时，为增加其刚度在其中间环节穿入Φ22钢筋芯棒。
当混凝土强度达到4-8Mpa时为抽拔橡胶棒最佳时间，抽拔太早孔道不光滑摩阻大、易坍孔，太晚则橡胶棒易损坏。
抽拔棒采用卷扬机为动力，用特制夹头夹住橡胶棒头部。
由于台座间距较小，应充分考虑梁段预制顺序对抽拔棒的干扰和影响。
（6）、梁段起顶横移
设计规定梁段强度达到80%设计强度后方可顶梁移梁，顶梁用四台50吨垂直液压千斤顶，底模上开设四个方形孔并盖有活动起顶板。
千斤顶一次起落16厘米以上，穿入活动钢轨滑道及移梁滑靴上，最后用TDS移梁系统将梁段从台座上移出进入存梁场存放。
（7）、劳力组织
梁段预制准备安排劳力100人，梁段预制含湿接缝钢筋绑扎和混凝土灌注人员：
劳力组织表表
序号
工作项目
人员
备注
1
钢筋下料制作绑扎
25
含湿接缝
2
模板作业
20
3
混凝土灌注、顶移梁等
55
2、梁部拼接施工
（1）、造桥机结构简介
专用移动支架式造桥机主要由以下及部分组成：
桁架：
桁架包括主梁（在其腹内拼混凝土梁），前导梁和尾梁。
下托梁：
主梁下部设下托梁以承托混凝土梁段和湿接头。
桁吊：
在拼梁桁架的尾部立柱顶部内侧装有牛腿，牛腿上装有轨道梁和钢轨，桁坼在钢轨上走行。
本桁吊的起吊重量100吨，起吊、走行动力均为电动卷扬机和滑轮组。
梁节移送及调位装置：
移梁小车在下托梁纵梁上走行，以卷扬机牵引，梁节调位用不双座标千斤顶进行，梁节位置调好后，用螺旋支撑支于下托梁纵梁上。
支架拖拉移位装置：
支架移位采用拖拉法，动力为电动卷扬机。
墩顶上装有滚轮箱作为下滑道。
上部由设于支架尾部的后支点小车在临时轨道上滑行。
滚轮箱上装有导向轮，后支点小车在已造好PC梁顶部钢轨上走行，两者都起导向作用。
（2）、造桥机的施工原理
造桥机进行梁部拼接施工时，先将造桥机拖拉至需要架设的桥墩台间，再将从制梁场运来的预制梁段吊运至造桥机腹内，以造桥机下托梁的支撑为依托，按规定的顺序摆放、调整就位，然后穿钢铰线、连接波纹管、绑扎湿接缝钢筋、支立模板、浇注湿接缝混凝土，待混凝土强度达到规定的设计值后进行初张拉、压浆，造桥机前移至下一孔即可完成墩顶原位成梁作业。
其施工具有以下特点：
①利用移动支架墩顶原位建造PC箱梁，支架在墩顶逐孔移动，PC梁直接健在墩顶，一次到位，不在滑移或起落梁。
②以阶段拼装法为主。
梁段工厂化预制，墩顶原位湿接缝拼装，平行作业，节约时间，缩短工期，保证质量。
③梁段在支架腹内拼装成梁，没有高空作业感，操作安全。
④梁节升降用桁吊，腹内移动采用低高度移梁小车并用卷扬机牵引。
下托梁承载梁节，支架结构简单受力明确。
⑤梁节调位用双坐标千斤顶，钢丝束张拉为通用张拉机具。
⑥支架前移为拖拉法。
一孔梁完成后，下托梁旋转打开，支架支撑在滚轮箱和后支点小车上用卷扬机拖拉至下一孔。
（3）、工艺流程（施工工艺见墩顶原位造桥机工艺流程图）
（4）、造桥机的主要施工特点
细纱河大桥1孔32m和4孔64m预应力混凝土箱形简支梁采用现场预制和利用移动支架造桥机在墩顶原位拼接的施工方法，其施工步骤如下：
①组拼原则
组拼在怀化端台后路基处组拼造桥机；边拼边拖，必须保证其倾覆稳定系数大于1.3；与悬拼吊机的性能相适应，拼装时应尽快将主桁拼成闭合的三角形，形成稳定的几何体系，并尽快安装横联以保证支架钢桁梁结构的空间稳定。
主桁件的拼装，左右对称进行，以防止偏载。
在8#、7#和6#墩顶上搭设三个临时支墩，临时墩顶墩顶标高与路基标高一致，在三个临时支墩上及台后40米处安装四对滚轮箱；在制梁场与怀台间铺设临时轨道，长约200m，以便用作混凝土预制梁段、湿接缝混凝土及其其他机具设备的运输通道。
在台后两对滚轮箱间采用“搭积木”式的方法，先拼下弦杆及下平联，然后依次拼装腹杆、上弦杆和上平联；按下弦杆→腹杆→上弦杆上平联→下弦大节点外侧“牛腿”顺序拼装。
主梁腹杆采用先在地上预拼成三角形，然后整体吊装的施工方法，节省拼装时间，提高了拼装进度。
悬臂拼装一定长度后，桁架下挠增大，错位严重，此时冲钉打不进孔眼，用千斤顶在支架下弦大节点处起顶，消除自重产生的下挠，待孔眼重合后，及时打入冲钉，上螺栓。
拼至一定长度能够满足倾覆稳定要求后，在支架尾部安装后支点小车，撤去下弦处的临时支撑，将支架向前拖拉，然后拼装。
为了使个部分在拼装时互不干扰，采用的拼装顺序为：
下弦杆→下层腹杆→中弦杆→上层腹杆→上弦杆→轨道及钢轨→走行桁吊→上平联；当造桥机主跨伸出桥台后，及时挂下托梁，下托梁两端分别与支架主梁下弦节点外侧的牛腿用钢销相连。
铺设纵梁及联结系，纵梁是造桥机腹内输送混凝土梁段的通道，也是直接承受混凝土梁段重量的杆件；绑挂安全网，铺设人行道步板。
②造桥机就位
造桥机及其附属设备总重600吨，拖拉所用滑道为两组滚轮箱。
根据该桥造桥机的结构特点和滑行方式，采用两台8t慢速卷扬机和动滑轮组来提供动力，拖拉造桥机前移。
其最大拖拉力为800KN，造桥机完全组拼好后，拆除墩顶临时支墩并逐步下落造桥机，使其置于墩顶。
当建造完第一孔梁后，造桥机拖拉前移下落就位于下一孔跨。
前移动力为造桥机自备的2台8t卷扬机，将定滑轮锚固在已建好的PC梁支撑垫石处，动滑轮锚固在造桥机尾部，以滚轮箱和后支点小车为滑道前移过墩。
过敦时打开邻近的下托梁，过墩后再将下托梁合上，拖拉时应统一指挥，以保持两台卷扬机同步，并随时纠偏。
（5）、梁段的运输和吊装
①准备工作
造桥机拖拉到位后，应马上开始各种测量及准备工作；测量两桥墩距离与高差，支承垫石位置与高度，检查并复核桥墩的纵横向中心线，垫石上锚孔位置及深度。
安装支座，检查桁吊、运梁平车的安全使用性能。
组装好移梁小车。
②梁段移出存梁场
梁段的移出主要利用两台5t卷扬机，以存梁场地的移梁道为滑道将梁段移到运梁平车上。
③梁段的组拼顺序
梁段的组拼顺序是根据支架本身的构造情况和施工的快捷方便而决定的。
吊装顺序依次为：
怀1#、渝2#、渝3#、渝4#、渝5#、渝6#、7#（中间段）、怀6#、怀5#、怀4#、怀3#和怀2#段。
④梁段的吊装
梁段运至造桥机尾部桁吊下部，桁吊的下扁担梁与梁段上预埋吊环对正，插上钢销即可起吊。
⑤梁段的初步就位
梁段的初步就位是指将梁段按顺序编号布置在造桥机腹内纵梁上。
放有梁段的移梁小车、以支架前端的卷扬机为动力，以支架的纵梁为轨道，将梁段运至设计的指定位置。
然后将小车退出，以接运下一梁段，将梁段防在高度可调的螺旋千斤顶上，了；螺旋千斤顶通过扣件与纵梁扣牢，以增加其稳定性。
⑥梁段的精确就位
精确定是指梁段纵向、横向和竖向三个方向的调位。
纵向和横向利用双坐标千斤顶来调节，以设计梁体中心线为基准，即要求各梁段的中心线和梁体中心线重合；梁两端的一号梁段预埋支座螺栓对正支座中心线，考虑预应力张拉后及后期徐变引起的梁跨收缩，梁段在摆放时，纵向按设计梁长放出35mm（32m箱梁放出15mm），作为收缩预留量。
梁段间按湿接缝宽度布置；竖向按二次抛物线设置反拱度。
由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其中两个。
所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整横向调整竖向调整纵向调整横向调整竖向调整的次序反复循环调整，直至满足设计及施工的误差要求。
（6）、穿钢铰线
为提高穿钢铰线的效率。
采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢铰线。
即先用人工在各张拉孔道中穿上引线，自将一个孔道中所要穿放的全部钢铰线帮焊在引线周围而成为一整束，而后利用造桥机上的5吨卷扬机将整束钢铰线通过引线牵引穿入各张拉孔道。
穿钢铰线时5，应随时观察和调整预先插在孔道中的波纹管的位置，以避免钢铰线端部将波纹管拉坏。
钢铰线穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出。
连通孔道，两头用砂浆密封。
然后检查波纹管有无损坏，如有应马上更换。
（7）、梁段湿接头施工
①准备工作
梁段在从存梁场移至支架上之前，将梁段的湿接端凿毛，外伸钢筋理顺调直，各种构造钢筋放在所在位置。
波纹管插入预留孔道。
②钢筋的绑扎
湿接缝钢筋绑扎按常规方法进行，由于箱梁腹板薄、钢筋密和波纹管多，湿接缝混凝土又采用振动棒配合捣固。
为保证波纹管在施工中不被破坏，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，留出振动棒插入空间，以利于捣固。
③立模
考虑模板的安装方便和操作空间的限制，内模采用组合钢模板组拼，底模和侧模采用整体性模板。
模板与梁段接触处贴上薄海条，以防止漏浆。
立模的顺序依次为：
底模、侧模和内模。
底模由4台5吨油压千斤顶支撑，使其与梁底密贴；外侧模和内侧模采用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。
模板立完后，在每一片外侧模上安装2台附着式震动器，并通电检查。
④灌注湿接缝混凝土
由于所有的荷载均由造桥机承担，随着灌注的进行，支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当且随着混凝土的凝固可能会使湿接缝混凝土开裂，将影响混凝土灌注质量。
32m和64m箱梁的湿接缝要对称
升级会员 