箱梁短线预制施工技术分析

刘明金

摘要:箱梁短线预制施工技术成熟,理论先进,具有预制用地少、机械设备位置固定、施工速度快、控制精度高,适宜工厂化、程序化、规模化生产,环保安全,成桥后混凝土收缩徐变对桥梁线型及结构受力影响较小,经济效益、社会效益显著,可广泛应用于高架桥、城市轻轨等项目。文章主要就该施工技术进行分析研究,包括施工工艺流程、节段梁钢筋加工、安装方案、混凝土浇筑等内容。

关键词:箱梁短线;拼装;混凝土浇筑;节段梁钢筋加工

中图分类号:U448文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0135-03

随着城市建设的迅速发展,交通问题日益突出,为了缓和这一矛盾,城市的道路交通需要往空间发展,需要发展城市高架道路及城市轨道交通。地铁或城市轻轨可以统称为城市轨道交通,而在城市中心和规划发展区建设城市轨道高架道路和轨道,要求造型优美、外观质量高,施工对周边环境和地面交通影响小,因而国外均陆续研究开发了各种符合这种施工环境的设备和施工技术,箱梁短线预制施工技术就是其中之一。

一、施工工艺流程

短线法是一种在有限场地上进行桥梁节段预制的有效方法。该方法将梁体划分为若干节段,只采用一套模板(有一端为固定端模)进行节段预制。预制从第1个节段开始,第1个节段在固定端模和浮动端模之间浇注,这个节段通常被称为是起始节段;然后将该节段前移作为匹配梁(充当浮动端模)进行第2节段浇注,这样能保证相邻节段之间的匹配质量。重复这个过程,将第i节段前移进行第i+1节段浇注,直到所有节段预制完毕。如图1所示。

简支梁预制顺序一般从第2节段或第4节段开始预制,从第4节段开始可以同时向两个方向预制,可以加快同一孔梁的预制速度,标准节段预制完成后,最后预制两个端节块。节段块的长度一般均衡等分长度,节段长度得确定涉及结构几何形状、工程规模,交通运输条件及拼装机械设备等因素。广州地铁四号线考虑线路较长,节段长度根据预制厂到施工安装现场的运输制约条件确定,现场场地困难,不在现场设置预制厂,沿线运输有较多的收费站,因此节段长度为2.5米,对于非2.5米倍数的孔跨,则应该在孔跨中部标准段中进行调节,如28.6米孔跨,有1.1米为零碎节段。

二、节段梁钢筋加工、安装方案

(一)钢筋加工

1.钢筋进场后严格进行抽样检验,试验合格后再使用。

2.钢筋按照设计图纸要求的不同种类和编号进行下料和加工制作;为避免制作完成后放置时间较长而生锈,钢筋的加工制作在钢筋加工房内集中进行,施工时严格按照设计要求及图纸尺寸进行操作,尺寸误差控制在规范要求范围之内。加工完成后的各种钢筋根据图纸编号进行分类和挂牌标识,合理安排存放位置,防止取用时相互混淆。合理计划,统筹安排,尽量做到随进货随加工,随加工随使用,减少存放时间,防止生锈,同时各种成品和半成品均注意覆盖和垫高存放。

3.钢筋绑扎时将梁体钢筋分成桥面板和底腹板钢筋两部分,分别在不同的绑扎台座上进行,对于其他局部少量钢筋则采用在制梁台座上补充绑扎的方法。绑扎时采用铁线绑扎与点焊钢筋骨架相结合的方法,以保证其骨架的刚度和尺寸。钢筋绑扎及预埋件上安装质量要求符合设计及相应规范的要求。

4.定位网用于控制预应力管道位置(抽拔胶管成孔),要求尺寸准确,有一定的强度和刚度,制作在专用胎卡具上焊制,绑扎时定位网与梁体钢筋骨架绑扎在一起。

5.保护层垫块的尺寸要保证混凝土保护层厚度的准备性,其形状(宜为工字形或锥形)有利于钢筋的定位,不使用砂浆垫块,水胶比不大于0.4,每50跨抽检一次梁体钢筋混凝土保护层厚度。梁体钢筋最小净保护层30Inln。

(二)钢筋安装

1.为了提高节段梁生产速度,节段梁钢筋要求在钢筋台座上绑扎成型,待模板测量合格后,利用吊机将整段梁钢筋整体吊装就位。

2.筋成型绑扎的工作量非常大,每个短线台座配备两个钢筋绑扎台座,共设置34个钢筋绑扎台座。全部布置在10t龙门吊装范围内。钢筋绑扎台座要按照预制梁钢筋位置,预应力孔道位置特殊设计,在每根钢筋所在位置有定位装置或记号。

3.钢筋吊装时为防止其吊装变形,需要用专门设计的吊具进行吊装,钢筋在吊装过程中均要按照轻起轻落的原则进行。尤其在吊装钢筋入模时应特别注意。

三、混凝土浇筑

(一)混凝土性能要求

混凝土坍落度:底板140～160mm、腹板及顶板160～180mm,1h后坍落度损失小于20mm。初凝大于8h,终凝小于14h。抗压强度满足设计要求。混凝土和易性、保水性良好。

(二)混凝土运输与浇注

1.混凝土由罐车运输,龙门吊吊斗入模。分层厚度控制在40cm以内。

2.振捣机具以插入式振捣器为主,附着式振捣器为辅。为了保证插入式振捣器能对腹板内侧进行有效的振捣,在腹板内侧钢筋骨架上按竖向30cm、水平向50cm间距设置“振捣环”(由U形钢筋焊接固定在钢筋骨架上形成),使插入式振捣器沿该“通道”下放至所需的振捣位置。

3.混凝土浇筑完成后,及时埋设测量所需的预埋件。混凝土接近初凝时,采用特制的拉毛器对顶板表面进行拉毛处理。混凝土终凝后即及时进行养护,冬季采用暖棚法养护,其余季节采用洒水自然养生。

(三)箱梁吊运及堆存

箱梁修整完成后由160t龙门吊吊至堆存台座堆存。吊杆采用4根φ36mmDywing精轧螺纹钢筋(A、K类梁采用8根φ32mm精轧螺纹钢筋预埋在混凝土内),吊孔下端倾斜面采用特制的带孔钢锲垫平,并用特制扳手将精轧螺纹钢筋的螺帽拧紧,保证吊杆均匀受力。预制箱梁采用三点支承堆放以适应地基不均匀沉降。经过对箱梁结构以及地基承载力进行分析计算,部分箱梁可采用三层堆放,上下层支垫位置必须对齐。根据计算制定了存梁规则,堆存期内定期对堆存台座沉降、垫木压缩情况进行检查,避免堆存期内箱梁损

四、结语

箱梁短线预制施工技术具有施工速度快、周期短、质量容易控制,成桥后混凝土收缩徐变对桥梁线型及结构受力影响较小的优点。而且相对于长线法,更具有占用场地较小、机械设备位置固定、更适宜大规模工厂化集中生产及小半径曲线桥的特点。经过试制、总结及正式生产,并在施工中不断改进和优化,现在短线匹配法预制箱梁的施工工艺已基本完善。

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