预应力钢筋混凝土箱形连续梁膺架法施工工法(新)

1跨既有线连续箱梁膺架法施工工法中铁二十五局武广项目部范波孙学猛朱扬琼一、前言武广客专XXTJⅤ标梅村特大桥采用32+48+32连续梁跨既有京广铁路，连续梁采用膺架法原位现浇施工。两32m跨支架采用碗扣式杆件，48m跨采用六五式钢塔架做支墩，上铺纵梁跨越京广铁路。混凝土浇筑采用从梁的一段往另一端、纵向分段、水平分层、全断面推进的新工法。该施工方法以保证工程质量和安全为中心，同时充分考虑经济效益和社会效益。施工完成后得到业主、设计、监理及外方单位的一致好评。该套工法后来相继在我单位负责施工的炎庙中桥、新村2#大桥等工点进行推广应用，均取得了明显的成效，可为以后类似工程施工提供一定的指导和借鉴作用。二、工法特点1、碗扣式杆件单件轻，拼装块，运输方便，不易丢失，无损耗。能有效缩短施工周期。2、六五式钢塔架可根据现场实际需要进行布置，能够有效的减少和既有线之间的相互干扰，确保既有线施工安全。3、上行线纵梁过轨施工与防电棚铺设利用天窗点时间同步进行，既能有限缩短施工时间，同时能保证下道工序的施工安全。4、支架预压充分利用现场既有资源，采用砂包和钢筋原材进行堆载，减少运输成本，有利于循环使用。5、连续梁混凝土浇筑采用从梁的一段往另一端、纵向分段、水平分层、全断面推进的新工法，1400m3混凝土在20h之内浇注完成，确保箱梁混凝土浇注质量。三、适用范围1、对于墩身高度≤30m的原位现浇梁均可以使用本工法，地基处理措施视现场地质情况而定。2、一般的工程土建队，经过短期培训即可进行施工。四、材料性能1、砂、石料严格按照《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》进行选用，连续进场的同料源、同品种、同规格的粗细骨料每400m3检测一次，其质量标准应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》。2、水泥。选用韶关昌泥525号普通硅酸盐水泥，质量应符合GB175-1999标2准及铁路建设《2005》-106号文，新进料应有试验报验单，正常使用的散装水泥，每500t检验一次。3、减水剂。使用广州柯杰生产的TNQ高效减水剂，掺量0.24%，其质量标准应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》。4、粉煤灰。选用广州恒运电厂生产的F类1级粉煤灰，掺量4.2%，其质量标准应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》。5、矿碴粉。选用韶关钢铁厂生产的S95型矿碴粉，掺量1.3%，其质量标准应符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》。6、钢筋。规格和种类应符合设计要求，技术指标应符合要求，每种钢材60t为一批进行机械性能和冷弯试验。钢筋连接采用闪光对焊，每200个接头取二组试样，做拉力和冷弯试验。7、钢绞线。选用1×7-15.2-1860级钢绞线，其质量标准应符合GB/T5224-2003及铁科技[2004]120号文的要求。8、锚具。选用柳州南部佳正预应力机械有限公司生产的锚具，其质量标准应符合GB/T14370-2000和GB/T10121-1998的要求。9、支座。选用武汉船用机械有限责任公司CKPZ盆式橡胶支座。10、支架。选用碗扣式钢管架，直径φ4.8cm，单管承载力3.5t。11、支墩。选用六五式军用墩，下部采用混凝土作为下垫梁，上设工字钢垫梁。五、施工工艺由于跨既有线连续梁施工的工序环节多，互相干扰大，技术难度高和工艺较复杂且安全压力大。故正确选择工艺流程和施工方法，合理配备机具、严格工艺流程、完备各项检测手段，对产品质量、施工安全、生产进度和经济效益等至关重要。㈠、施工工艺流程图确定施工方案地基处理支架安装纵梁过轨铺设3㈡、施工方法1、地基处理29#～32#墩地质情况为上覆粉质黏土，硬塑，Ⅲ级，现场检测地基承载力，σ0=190～220kpa。两边跨用挖掘机对箱梁下方17m宽度范围内表层松软土进行清表，用推土机对场地全部进行推平，在机械无法进入的地方采用人工休整，打夯机夯实。然后用18T振动压路机碾压密实。由于29#～30#墩、31#～32#墩纵向坡度较大，采取设置台阶进行过渡，29#～30#墩承台面高差5.411m，采用两台阶进行铺设，31#～32#墩承台面高差4.393m，采用两台阶进行铺设，台阶处采用1.2m厚M7.5浆砌片石进行铺砌进行防护，同时两侧开挖水沟排水，降低水位标高。以防止雨水和其它水流入支架区，引起支架下沉。基础表面采用20cm厚C20混凝土封底，承台施工完成后四周用0.8～1.2m宽M7.5浆砌片石回填至承台面。30#～31#墩之间地基处理：30#～31#墩之间支架采用六五式钢塔架，在钢塔架下面采用60～100cm厚的条形混凝土对地基进行加固，其中第6排和第7排塔架下面采用34根φ1.0m的挖孔桩进行加固，在挖孔桩上面浇注60cm厚C20的条形混凝土。29#～30#墩地基处理平面图见下图5-1底模及翼模铺设设支架预压预压评估、底模预拱度调整钢筋及钢绞线制安、预埋件埋设内模安装顶板钢筋及钢绞线制安、预埋件埋设梁体砼工程养护及张拉灌浆封锚、封端4DK1959+288.9530#墩DK1959+256.3029#墩武汉21170.5120752.512017820.2m厚C15混凝土广州支架搭设区9204004583‰3‰图5-130#～31#墩地基处理平面图见下图5-2防护栅栏铁路边线DK1959+336.9531#墩DK1959+288.9530#墩45°既有下行线既有上行线（DK2018+515）667.9367.69367.69660367.69367.69361.21634.55图5-22、支架布置和施工方法2.1、29#～30#墩、31#～32#墩支架布置：支架宽度15.6m，支架布置梁底板区为0.6×0.9m，腹板区0.6m×0.6m，墩位两端各2.8m范围内0.6×0.6m，翼板区支架布置按照0.9×0.9m。步距均为1.2m每根立杆上下均设置可调顶托和底托，底托下垫枕木，顶托上铺设12×12cm的纵向方木，纵向方木上再铺设一层12×12cm的横向方木，横向方木间距0.9m。支架杆件拼装时必须保证横平竖直，以保证竖向杆件只受压力，保证整体杆件的稳定性。52.1.1、支架材料规格支架采用碗扣式钢管架，立杆采用3.0m、2.4m、1.8m几种,横杆采用0.9m、0.6m两种组成，顶、底托采用0.6m长的可调托撑。2.1.2、剪刀撑布置剪刀撑的布置：整体支架分横向、纵向，水平三个方向成立体进行布置，横、纵向支撑杆的角度与地面成45°角，每隔4～6排布置一道。29#～30#墩支架搭设立面图见下图5-3原地面线83.95225032019046030092030092029#墩30#墩2086.95292.36396093572029#～30#墩翼缘板区支架布置立面图60606032652075752802853506*3000=18000280100260（×600）106.452107.032支撑垫石43.2cm砂浆垫层3cm支座11cm铁板8mm106.78228805支撑垫石36.4cm砂浆垫层3cm支座（右）16.5cm铁板12mm梁底标高106.932106.6820.2m厚C15混凝土枕木图5-331#～32#墩支架搭设立面图见下图5-4枕木0.2m厚混凝土32#墩31#墩55010001620380209,922301201202340（×600）30#、32#墩边线29#、31#墩边线支座中心线梁端加密区梁端加密区（×600）（×900）32652075752802853506*3000=18000280100支撑垫石36.4cm砂浆垫层3cm支座（右）16.5cm铁板12mm2453008855支撑垫石39.7cm砂浆垫层3cm支座（右）14.5cm铁板12mm31#～32#墩梁翼板区支架布置立面图96.219106.219106.79100.612106.112106.696106.54106.444图5-462.2、中跨支架布置采用六五式钢塔架进行布置，共计12排，1～3、10～12排横桥向布置，其余排沿既有线方向布置，工字钢纵梁垂直既有线方向布置。立柱上方横向布置两根40b工字钢垫梁，垫梁上方布置56a工字钢纵梁，工字钢在梁底板及腹板区按照2根一束布置，间距0.6m，在梁翼板区按单根布置，间距0.5m。在工字钢纵梁上方布置横向方木，方木截面12cm×12cm，在方木上安装箱梁底模板。钢塔架的具体布置见下图5-5及5-6：200200200200200桥梁中线桥梁中线既有线中既有线中30#墩31#墩北京广州（DK2018+515）23456791011500R190550R19030#-31#墩C型钢塔架平面布置图2007年7月1：100中铁二十五局武广客专项目部第1张共1张日期比例尺图号项目经理总工复核设计DK1959+590.92梅村特大桥014747200200200200100200200200200桥梁中线8200282.842301222.43282.844800331.95864.39826.641500282.84317.16230282.843001169.0539011211布设支架布设支架80.88119.1283.4158.1941.81157.8116.6图4-3：钢塔架布置平面图京广既有线中线480094.7997.364京广既有线中线105.626105.601105.552105.508现浇预应力混凝土连续箱梁106.713106.569DK1959+288.95DK1959+336.95120mm×120mm方木140023456789101123020030#墩31#墩回流线96.447105.56197.04794.96182电气化立柱101.23105.517电气化立柱103.89300300300230200282.84551.54282.84617.51469.45752.98317.16282.84105.62105.61105.499105.49310030030030030026.393.9730030030015010030030030030092.6292.62694.1194.10195.56196.51796.50896.49996.493100300300300钢塔架钢塔架钢塔架钢塔架工字钢工字钢防电棚图5-6：钢塔架布置立面图3、中跨纵梁过轨及防电棚安装3.1、既有铁路上行线高压电网改移临时支撑纵梁与既有铁路上行线电网支柱最小净空为：纵向钢梁与电网支撑钢管距离23cm，钢梁与承揽索74cm，钢梁与接触网124cm。具体布置如下图5-7。7图5-7根据铁路营业线安全技术规范要求，应将电网支撑钢管顶降低至纵梁下50cm。3.2、吊车摆放位置将吊车置于9、10排立柱之间的三角区域，布置如下图5-8：图5-83.3、吊车起吊参数选择吊车吨位时要考虑富余量。图中数据为最低标准，具体见下图5-9。8图5-9根据以上数据，选择50t吊车进行施工作业。3.4、纵梁过轨施工纵梁采用吊车过轨，每片工字钢长12.5m，重1.3t，两根组合起吊最大重量为2.6t，起吊臂长不得少于25m，现场选用50吨吊车满足要求。将吊车布置在起吊点，利用列车天窗点进行安装，每组钢梁安装时间约为3分钟。吊装到为后采用抱箍与垫梁进行连接。纵梁安装完毕后形成上部结构作业平台，后续作业不再对既有线行车造成影响。过轨完成后用木板将工字钢之间空隙封闭，以防止人、物坠落，确保施工和既有线运营安全。模拟图见5-10，现场施工图见5-11。图5-109图5-11：纵梁过轨施工现场3.5、上行线防电棚设置根据现场测量标高计算，上行线承力索距工字钢纵梁底距离为0.75m，下行线承力索距工字钢纵梁底距离为3.12m。高压线电压2.75万伏特，安全距离为2m，上行线不能满足安全要求，需设置防电棚，采取如下措施：3.5.1、与电务部