客运专线过隧箱梁翼缘板后浇模架施工技术

律百军

1 工程概况

福厦铁路Ⅲ标段有31座大、中桥,全标段68 km范围内分布着14座隧道,因此共有需要过隧道架设的割翼箱梁467孔,每孔均需在架设后进行翼缘板后浇施工,制订方案时考虑工期及施工主体的因素,必须在桥梁架设时,随后实施翼缘板浇筑施工,这样就必须在施工翼缘板时同时满足运梁车的通行条件,并且在运架设备选型时需注意设备的尺寸。另外由于防水层的制作是在梁场完成,为使防水层及保护层不遭受破坏以及外露的预埋件逐步锈蚀影响桥梁的使用寿命,所以在梁体表面应避免留设任何预埋件。因此我们设计了一个托架方案,并通过实践达到了较好的效果。现将该方案简介如下。

2 方案概述

32 m割翼箱梁为双线、单箱单室结构(与整孔相同),顶板面宽有9.5 m,9.9 m两种(整孔箱梁顶板面宽分别为13.0 m,13.4 m),两侧各有0.5 m预留钢筋。纵、横向均施加预应力,纵向预应力孔道分布于箱梁底板和腹板;横向预应力孔道分布于顶板,预留接触网支柱处加密设置,在预制时需考虑与后期翼缘板浇筑施工的结合。

过隧箱梁后浇翼板部分自挡碴墙外侧截断,宽为1.75 m(单侧),长度为桥梁全长(32.6 m或24.6 m),并且每隔 2 m设置预裂断缝,深度为5 mm;混凝土容重按2.5 t/m3计,每米混凝土量为0.43 m3,总计每孔梁混凝土量29 m3,钢筋8 t～9.2 t,预应力孔道采用60×19的波纹管成孔,在接触网支柱基础下的横向预应力钢筋为 4-7φ 5钢绞线,锚具采用 BM15-4型(张拉端)和BM15P-4型(固定端),在无接触网支柱基础的其他部分的横向预应力钢筋为 3-7φ 5钢绞线,锚具采用 BM15-3型(张拉端)和BM15P-3型(固定端)。混凝土标号为C50;钢筋接头采用搭接、焊接间隔布置;新旧混凝土接槎进行凿毛和界面处理。

3 支架方案简介及模架构造

3.1 方案简介

本方案是采用三角桁架支撑模板体系。主要利用桥梁本身的通风孔和泄水孔通过调节螺杆和限位铁固定支架。三角桁架间距2 m沿桥长布置;桁架采用型钢焊接;调节机构为螺杆及顶升托板等;模板为钢模板。

托架为三角形桁架,安装时上弦穿入箱梁的通风孔,外侧焊接钢板固定位置,内侧采用活动钢板作为限位挡铁,用螺母固定(与梁体的接触面均用橡胶垫保护)。桁架的下弦端部焊接一块端板顶住腹板,端板外加设橡胶垫以保护梁体混凝土和防止滑动;托架之间采用交叉的角钢做水平支撑,用以固定托架自由端的相对位置;每榀支架上根据箱梁翼板底部的坡度变化安装可调节的模板支撑架;托架顶端焊接栏杆插管,栏杆距翼缘板边模600 mm;模板支撑架上直接安装模板;每榀托架上安装两道走行轨,通过限位挡块使各段走行轨道位置固定、连接平顺。脱模后模板支撑架及模板可通过走行轨滑至下一孔梁的托架上。

3.2 模架构造

铁路客运专线过隧道箱梁翼缘板后浇模架包括:支架与模板按照每孔梁为一套计,共需三角形托架32个;防护栏杆65.2 cm;螺旋托架128套;200 mm宽端头钢模板65.2 m;15 m～20 m厚橡胶垫96块;底模支架14组;走行轨260.8 m(工字钢,共分68个单件;其中2.7 m长的共 4个单件);竹脚手板286块;钢模板120.6 m2(见图1)。

模板支撑架同样采用2 m一块,底部安装走行小轮,顶部焊接螺旋托架套管,模板通过插入套管中的螺旋托架调节升降,实现模板的调整就位和脱模。

4 操作流程

1)首孔支架及模板安装流程:①吊装支架就位,托架上弦固定于通风孔→②相邻支架临时固定→③铺设临时工作平台→④安装栏杆→⑤安装模板支架→⑥铺设模板及调节螺旋托架→⑦安装边模→⑧安装钢筋及波纹管→⑨浇筑混凝土。

在第一孔箱梁翼缘板浇筑完成后,只需松开螺旋托架使模板脱离后,人工即可拖至第二孔梁已安装好的支架上,因此在实际施工中,采用支架和模板(含模板支架)二配一的模式,交替向前施工。

2)由于三角桁架、模板支架及模板等单件重量均在400 kg以下,安装时采用便移式起重机。该设备结构简单、体积小、重量轻,人力即可搬运、移位,不需避让车辆。

5 操作规程

5.1 安装

1)吊装支架就位,托架上弦固定于通风孔:将便移式起重机安装就位,用紧线器固定于桥面另一侧挡碴墙预留钢筋上,做好保险措施。起吊托架,托架上弦绑有引绳,箱内作业人员待托架落至适当高度,将引绳从通风孔拉入,引导托架上弦进入通风孔,套入胶垫后用大螺帽拧紧;2)相邻支架临时固定:作业方法同上,依次安装,安装过程中注意同时粗调托架上弦的水平;3)铺设模板支撑架走行轨:将竹脚手板铺设在托架上弦,作为临时工作平台,用于安装模板支撑架走行轨以及栏杆;每榀托架上弦在固定位置已焊接好走行轨定位挡块,走行轨底面焊有梯形连接板,走行轨落槽就位后,调整好水平高度,用螺栓将梯形连接板与托架上弦侧面的连接板连接在一起,拧紧螺栓,走行轨安装后应基本保证横向位置及轨面平顺;4)安装栏杆:在每个托架端头,均有用于安装防护栏杆的插管,栏杆分4 m一段,直接插入插管即可,其中的间隙用铁楔填塞固定;5)安装横向支撑:十字交叉横向支撑用螺栓固定于三角托架下弦;6)安装吊篮铺设作业平台:三角托架、模板支撑架走行轨以及横向支撑安装完成后,安装人员从梁端平台人孔下去,在桁架下弦预留的吊环上挂上吊件,并在吊篮横担上直接铺设脚手板形成作业平台;7)安装模板支架:采用便移式起重机将模板支架吊起,准确放置在走行轨上,通过模板支架下的走行轮滑动到固定位置即可;8)调节螺旋托架及铺设模板:每个模板支架顶面均预留六个螺旋托架套管,铺设模板前将螺旋托架放入套管中即可,每个螺旋托架顶端为承托槽,铺设模板时将模板直接放入螺旋托架的承托槽中即可,模板位置精确调整后,转动螺旋托架调整水平到设计高度,每两块模板之间均用螺栓拧紧;9)安装边模及端模:按照已加工制作好的各段边模、端模分别对位用螺栓连接在底模上,每块边模之间与端模之间均用螺栓连接,各连接缝隙均加设双面胶条以防漏浆;10)安装钢筋及波纹管:先焊接横向受力钢筋,一面焊接一面采用专用高强混凝土垫块支垫好,再绑扎下层纵向分布钢筋,接下来再穿入钢绞线、安装波纹管、锚垫板以及各种预埋件,调整好后即可浇筑混凝土。

5.2 拆模

养护混凝土待达到20 MPa后即可拆除边模和端模板,拆除时只需卸除连接螺栓即可;待达到设计强度的80%时方可拆除底模,先卸除连接螺栓后,转动螺旋托架,使底模与混凝土分离,按照每2 m一个单元,通过走行轮划入下一孔梁的托架上顶撑就位即可,然后再进行安装边模、绑扎焊接钢筋、安装波纹管及锚垫板、浇筑混凝土等作业。

5.3 拆除支架

1)拆除吊篮及作业平台:先拆除脚手板,再拆除吊挂装置及栏杆,将螺杆与螺帽收集装袋备用;2)拆除模板支撑架走行轨:卸除螺栓,用便移式起重机吊至桥面;3)拆除水平支撑:卸除螺栓,用便移式起重机吊至桥面;4)拆除三角托架:作业时桥梁箱内作业人员,先在托架上弦螺杆端头扣上引绳,松开大螺帽,桥面上便移式起重机配合缓慢拉出,提至桥面。所有拆除的组件可直接用手推车运至待安装桥面存放或安装。

6 质量要求

1)要避免使用不合格螺栓,所有的螺栓都要拧紧。2)对于箱梁端缝处要垫实,防止在模板支撑架走行轮压力作用下轨道变形。3)托架上轨道采用固定挡块限位,不得发生侧位移,偏移墨线,保持两轨距不变。4)模板支撑架行走到位后,要用铁鞋固定,防止自由滑动。5)螺旋托架必须要旋转到位,顶实模板骨架,不得留有间隙,防止受力不均。6)紧固件必须专人复查,确认无误后方可进行下道程序。7)托架安装时用紧线器从箱内临时固定,拧紧上弦大螺帽。8)便移式起重机在作业时采用紧线器作为保险措施,固定于对面挡碴墙预留钢筋上。9)模板四周,尤其是新旧混凝土接槎处,双面胶条必须连续,以免漏浆。10)翼缘板边模处的预留沉降量5 mm。

7 结语

如前文所述,由于托架均在桥面翼板下安装,无须在箱梁桥面或腹板上埋设预埋件,仅在距梁端1.3 m腹板处增设通风孔一个;桥面防水层和保护层能够在梁场内施工,减小桥位上施工的工程量;该模架有构件体积小,重量轻,便于倒运、安装;托架间距适中不需要使用横向支撑桁架;有工作空间便于模板安拆、安装锚具、张拉、灌浆、封锚等施工作业;支架上方有防护栏杆,下方设有吊篮并铺设脚手板作业相对安全的特点。

[1] 杨宝森.客运专线箱梁架设施工控制要点浅议[J].山西建筑,2008,34(13):333-334.