温福铁路客运专线移动贝雷桁架施工铁路客运专线现浇箱梁施工方案

1移动贝雷桁架施工铁路客运专线现浇箱梁工法工法编号：RJGF(闽)—19—2008完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：郑志强罗跃林钱寅星黄玉仁1前言1.0.1温福铁路客运专线是国家首批开工建设的客运专线铁路，设计速度200km/h，其铁路桥梁大部分采用整孔箱梁形式，其中32m梁自重达900t，重量大，对支架要求高。针对该箱梁施工，一般有满堂支架和移动模架两种施工方式。由于部分施工地段位置偏僻，交通不便，采用移动模架进场施工困难，而满堂支架施工繁琐，为此，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司在承建的温福铁路（福建段）第Ⅱ合同段的施工过程中，根据实际情况采用贝雷片组装移动桁架，并编制了本工法。1.0.2本工法于2006年在温福铁路客运专线首次应用，随后在2007年甬台温铁路工程建设中得到进一步推广和完善。本工法于2007年通过了中铁二十四局集团公司组织的成果评审，并鉴定为达到中国铁道建筑总公司先进水平。2工法特点2.0.1采用贝移动贝雷桁架法，材料来源广泛，通用性强，施工灵活性强，运输、拼装、过孔、拆除操作简单方便。在桥梁跨越跨度6m以内的小溪、小河、水渠、乡村公路等结构物时，施工尤为方便。2.0.2本工法与满堂支架现浇法、移动模架（造桥机法）相比，克服了满堂支架受力不均衡和拼装繁琐的缺点，同时比移动模架施工具有造价低的优点。2.0.3本工法能够比满堂支架法工期减少25%，施工速度快。3适用范围本工法适用于净重在900t以下，跨度在32m以内，桥墩高度在8m以内的铁路客运专线整孔箱梁制梁施工。特别适用于交通不便，大型专用制梁设备不易进场的制梁施工。4工艺原理24.0.1移动贝雷桁架法由支墩基础、临时支墩、贝雷片桁架、桁架上的工字钢、钢模及移动装置组成。在支墩位置采用贝雷片或者万能杆件搭设临时支墩，支撑贝雷片桁架。构造详见图4.0.1-1、图4.0.1-2和图4.0.1-3。4.0.2移动贝雷桁架法的主要工作内容是在稳定的基础上，对桁架结构进行合理布置，在桁架、钢模就位后进行超重预压，准确测定贝雷片桁架的弹性变形，消除非弹性变形后，进行梁体浇筑，待梁体初张后脱模、过孔，完成箱梁浇筑、就位的过程。ⅠⅠⅡⅡ≤800cm≤800cm≤800cm≤800cm12图4.0.1-1贝雷片临时支墩和贝雷片桁架布置示意图1贝雷片临时支墩2贝雷片制梁桁架≤800cm45cm90cm90cm/2≤800cm1234图4.0.1-2半Ⅰ-Ⅰ纵断面示意图1贝雷片桁架2双层、双排贝雷片临时支墩3双层、三排贝雷片临时支墩4枕木密铺3134526图4.0.1-3Ⅱ-Ⅱ横断面示意图118号工字钢2双排贝雷片桁架3单排贝雷片桁架4双层贝雷片临时支墩5枕木密铺6隧道弃碴换填，压实5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程主要是：地基处理——桁架拼装——超重预压——预拱度设置——梁体浇筑——桁架脱模及过孔。5.2操作要点5.2.1地基处理1在架设桁架之前必须对原地基进行检测，当承载力低于设计要求时应采取地基处理措施，使地基满足制梁时的要求。2进行K30试验，验证地基满足设计承载力0.18MPa。5.2.2桁架拼装1移动贝雷桁架由临时支墩、贝雷片桁架、工字钢、移动装置及钢模组成。2按照地形要求，根据计算设置多道临时支墩。支墩间距应满足现场要求，支墩宽度一般不小于2.5m。在墩身较矮位置，地基经换填处理后，临时支墩基础宜采用密铺两层枕木，枕木上铺设两道工字钢，每道工字钢间应紧贴平行焊牢。在墩身高的位置，临时支墩采用贝雷片拼装成贝雷片组或者万能杆件搭设，以贝雷片组取代矮墩位置的工字钢。3贝雷片桁架由多组贝雷片按照计算确定的间距铺设，中间分组的贝雷片4每组由2片贝雷片与支撑架拼装而成。由于翼板较轻，一般最外侧的贝雷片由单片贝雷片支撑。为了加强贝雷片桁架的整体稳定性，从中间一组贝雷片分别往两边，采用角钢每3m一道将贝雷片连成整体。在贝雷片桁架的横线路方向按一定间距铺设工字钢。4临时支墩架设完毕后开始贝雷片桁架的拼装施工。根据场地情况从线路右侧按组拼装至左侧，两片一组的桁架施工时先拼装单排贝雷片。拼装前在拼装场地上挂线，做出记号，摆好贝雷片和插销等构件。先铺设加强弦杆，自一端往另一端按顺序连接贝雷片，锁好插销。单排贝雷片连接好后，进行贝雷片组的拼装，排好单排贝雷片的间距，调整好支撑架和贝雷片连接螺栓眼，安装支撑架将两排贝雷片连接成整体。5桁架顶的工字钢总长满足制梁桁架宽度要求，工字钢间距不大于0.6m。铺设完成后，用钢筋加工成U形，端头焊在工字钢上，将贝雷片与工字钢连接成整体。5.2.3超重预压1预压重量按现浇箱梁施工过程中最不利状况进行考虑，其箱梁浇筑过程的荷载按下式计算：预压荷载=梁体重量+钢模重量+附加荷载（5.2.3）2贝雷片桁架在预压前调整主桁梁标高，其底模、侧模标高先按理论标高确定。3加载持荷过程中,采用S2型精密水准仪、专用变形观测尺进行详细的沉降观测。在贝雷片桁架工字钢横梁上和贝雷片主桁底部设置观测点，具体观测断面为支架处高程沉降变化。卸载阶段在模架底横梁靠主梁内侧每个断面再增加2个点，以比较底横梁的变形值。5.2.4预拱度设置1梁体拱度值按下式计算：跨中梁体拱度值：Y跨中＝扣除自重影响后预应力产生的上拱度+残余徐变拱度值-静活载挠度（5.2.4-1）其他位置按二次抛物线过渡：Yx＝Y跨中-0.05X2（5.2.4-2）式中Yx——距离跨中X截面的预拱度，负值设上拱，正值设下拱；5Y跨中——跨中位置梁体拱度；X——与跨中的距离。2在制梁施工过程中，还需要对梁体预拱度进行持续观测，不断调整，得出更精确的预拱度设置值。5.2.5梁体浇筑1箱梁混凝土浇筑应一次性浇筑，总体时间不得大于混凝土的初凝时间。箱梁混凝土浇筑分四批前后平行作业，浇筑顺序与预压荷载加载顺序相同。第一批浇筑底板两边，当底板两边浇筑长度达8m后，紧跟着第二批浇筑底板中部，当底板浇筑有6m左右后，开始第三批浇筑腹板，当腹板浇筑长度达4m左右后，开始第四批浇筑顶板及翼板，就这样保持四批浇筑相隔有2m左右间距的平行作业。其作业程序如图5.2.5“箱梁混凝土全断面浇筑作业程序图”所示。图5.2.5箱梁混凝土全断面浇筑作业程序图1混凝土输送泵管2混凝土泵车管62底板两侧混凝土由输送泵经腹板输送到位，浇筑高度应位于腹板倒角以上且在腹板1/3高度处。底板两边混凝土以自然流出为主，部分不能到位的，开动腹板模上的附着式振捣器或在腹板内插入振捣棒，使混凝土由腹板流出。底板两边的混凝土振捣以插入式为主，辅之以侧模附着式振动器。3底板混凝土由内模顶开窗孔输送而下，内模顶每距5m开一尺寸为30cm×30cm的天窗孔。底板混凝土经天窗孔输送至底板后，人工铲平摊铺宽约3m的混凝土带，采用插入式振捣器振捣，混凝土捣固快插慢拔，派专人检查腹板混凝土密实。腹板混凝土浇筑要防止下倒角位置混凝土大量翻浆，控制好浇筑速度和捣固深度、时间。顶板混凝土浇筑，第一次抹面后，还需进行二次收浆，可减少收缩裂纹发生。为了防止接缝漏浆，采用油毛毡或棉纱塞住模板接缝。4梁片浇筑前，在贝雷片的下弦杆预先做好观测点，记录好初始值；在浇筑过程中派专人观测。5.2.6桁架脱模及过孔1为了使制梁桁架左右幅过孔方便，模板以梁纵轴线为对称线，分为左右幅。左右幅对称，以螺栓连接，连接螺栓解除后左右幅可以自由分开。现场模板系统如图5.2.6-1所示。132图5.2.6-1现场模板系统示意图1模板左右幅分离位置218号工字钢3贝雷片制梁桁架2在箱梁进行初张拉后，当梁片强度达到设计强度80%，龄期不少于4天后，进行初张拉后就可以脱模。73整体移架过孔的工艺流程为：过孔装备——卸载脱模——安装平滚——横向外移——纵向拖拉——横向内移——合拢、调节标高。1）过孔准备：在过孔前必须先对贝雷片桁架进行一次全面、认真的检查，确定连接牢固，插销不要有松动。派专人检查移位时要经过轨道的平整度和稳定性，以及所处地基的承载能力。准备好5t手拉葫芦、平滚、对讲机、卷扬机等设备后进行卸载脱模。2）卸载脱模：梁体混凝土初张拉后将外模板下的油顶松开卸载，并将梁片中间处外模板的连接螺栓松开，卸除中间一组贝雷片的支撑架将贝雷桁架一分为二。3）安装平滚：用机械式起道机将贝雷片桁架抬高，取出基础工字钢上的钢质大头塞，在每组贝雷片桁架与临时支墩交接处的工字钢上安装一个平滚（滚轮朝下）。移动桁架横移时平滚安装如图5.2.6-2所示。图5.2.6-2移动桁架横移时平滚安装示意图1临时支墩2贝雷片桁架3梁片中线4横向打开方向5平滚4）横向外移：用50t千斤顶顶住贝雷片，分散布置，而后解除梁轴线位置左右两幅贝雷片桁架的连接，使两幅能自由分开。之后移去贝雷片底垫的大头塞，使贝雷片完全由千斤顶支撑，此时可以放入平滚，每道支墩和每组贝雷片位置均要有平滚。平滚安放好后，缓慢落下千斤顶，将贝雷片桁架落于平滚上，此时要派人检查平滚位置和受力后的状况。在安放平滚的同时，在左右两侧安装好倒链葫芦。一切工作准备好后，可以开始横移打开，横向外移。平滚安装完后在每个临时支8墩对应的线路外侧打一个地垅，每个地垅安装一个倒链葫芦，五个倒链葫芦同步缓慢的将半幅贝雷桁架往外侧拉，所有的葫芦慢慢拉动，要同步进行，在前后两个墩顶上要派人观察横移的距离，将移动的距离通过对讲机告诉现场指挥，现场指挥根据实际情况决定各台葫芦的快慢，使得整个半幅的贝雷片桁架整体同步横移。横移过程中要派人检查平滚的状态，由于轨道面不平整或受力不一致，会使得平滚在滚动过程中偏离轨道而掉落。对于此类情况要及时将平滚方向调好，待横移到足够过孔的宽度后，横移打开结束。横移打开后在钢模底板位置加混凝土配重，防止因为钢模重心偏向翼板而出现倾覆。如图5.2.6-3所示。800123图5.2.6-3贝雷桁架横向外移示意图1左半幅（已横移打开到位，准备纵移）2右半幅（已脱模落架到位，准备横移打开）3混凝土配重块5）纵向拖拉：横向拖拉到位后，立即解除倒链葫芦的拉索，再用机械式起道机将半幅移动桁架整体抬高，重新将平滚布设在临时支墩枕木顶工字钢侧（滚轮朝上高出工字钢顶5cm），由横移状态倒放平滚，改为纵移状态倒放平滚。在线路纵向前两孔打一地垅安装一台5t卷扬机，在移动桁架的贝雷片桁架小里程端横穿一根工字钢，将卷扬机的钢丝绳固定在工字钢上以便每组贝雷片桁架同时受力。钢丝绳中间安装一个动滑轮，纵移时，慢速开动卷扬机，将贝雷片桁架往小里程方9向拖拉。纵移过孔时，要左右两幅同时前移，慢速前进，派专人检查平滚。6）横向内移：当移动桁架纵向拖拉到位后，将平滚重新布设。在墩的另一侧打五个地垅安装倒链葫芦，同步将移动桁架横向内移到位。内移合拢过程中要注意调整贝雷片桁架左右幅，使得对位准确。7）合拢、调节标高：合拢对位后，立即将左右幅的贝雷片桁架连接为整体，锁定螺栓和插销，而后当两幅移动桁架均就位后，再用油顶将移动桁架整体抬起，安装钢质大头塞，并利用钢质大头塞和模板下的油顶调节模板标高、设置拱度，再将模板中间的连接螺栓上紧，开始进行新一孔梁的施工。6材料与设备6.1材料本工法所需材料如表6.1：表6.1材料表序号名称规格技术指标1贝雷片HD200型容许弯应力[α0]＝2784kg/cm22钢板Q2353工字钢普通热轧工字钢4钢滚轴6.2机具设备本工法所需机具设备如表6.2：10表6.2机具设备表序号设备名称设备型号单位数量1汽车吊25t台12龙门吊8t台13汽车泵BK1400F-2台14混凝土运输车PC200-7台25慢速卷扬机5t台16液压油顶50t台17葫芦5t台18精密水准仪DSZ2+FS1台19铟钢标尺把110对讲机台47质量控制7.0.1施工时应严格执行以下标准、规范：《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212）《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210）《普通混凝土用碎石或卵石质量标准检验方法》（JGJ53）《钢结构工