双线预制U形节段梁吊装及拼接施工技术探究

2019-10-08蒋海里

中国公路 2019年17期

关键词：槽口吊架螺杆

蒋海里

（1.同济大学土木工程学院，上海 200092；2.上海公路桥梁（集团）有限公司，上海 200433）

一、研究背景

目前，单线U形梁在国内已有了较为深入的研究，并且在城市轨道交通中也有应用，但国内有关双线预制U形节段梁的系统性应用与研究尚为空白，亟待开展。

二、双线预制U形节段梁设计方案

本文所有研究的双线预制U形节段梁的结构断面都依托于上海市科委《轨道交通预制节段双线薄壁槽型梁设计施工关键技术研究》科研项目课题。断面的标准跨径为35m，共分为12个节段，其中墩顶节段（端节段）2个，每节段长2.47m；标准节段（中间节段）10个，每节段长3m。对各节段的重量及混凝土方量计算可知，最重节段是墩顶节段，每节段约为40.4t。

三、吊装方案

（一）吊装方案设计

1.起吊悬吊方案

吊腹板方案和吊底板方案。吊腹板方案采用伸缩提升吊架，悬吊架设置在腹板顶面的翼缘板上；吊底板方案采用横桥向的钢连梁固定于底板上，钢连梁上固定起吊架进行提升和悬挂。

2.临时预应力方案

槽口方案和底板齿块方案。槽口方案可以在底板拼接面的两侧预留槽口，并在底板内预留孔洞，用作临时预应力筋连接，也可在腹板顶面预留槽口，用作临时预应力；底板齿块方案是在底板承轨台预留钢筋之间，预制混凝土齿块，用作临时预应力的锚固，其高度不超过承轨台，在腹板顶部可利用悬吊架或其他形式设置临时预应力。

3.方案组合设计

槽口方案及底板齿块方案可以根据结构形式和施工特点，因地制宜与吊腹板方案和吊底板方案灵活搭配，如“吊腹板方案+底板齿块方案”“吊底板方案+槽口方案”，本文将针对这两种方案组合进行详细的技术研究。

（二）方案设计比选

1.吊腹板方案+底板齿块方案

该方案需要在腹板顶的翼缘板上预留孔洞，并在底板上浇筑混凝土齿块。

（1）起吊方案——吊腹板

起吊阶段采用伸缩吊架，提升时伸出吊臂，提升节段梁；待节段梁荷载转换后，放松并收起吊臂，撤出本节节段梁，移动到下一节梁进行起吊。在节段梁底部内侧开孔，为伸缩吊架设置预留吊孔。为防止吊架对节段梁梁体造成损坏，起吊时预留孔处放置钢垫板。

（2）悬吊方案——吊腹板

在腹板的顶部翼缘板上分别预留4个固定孔，用于固定悬吊架。悬吊架和梁体之间用液压千斤顶竖向螺栓连接，采用4根长螺杆连接悬吊架于架桥机上，先将悬吊架张拉固定在节段梁上，再将纵桥向自由运动紧固件连接到悬吊架上，然后将预先安装好的螺杆和横桥向自由运动紧固件，连接到纵桥向自由运动紧固件上，最后将螺杆连接到架桥机主梁或顶部挂梁上，悬吊起节段梁。

（3）临时预应力方案——底板齿块方案

底板临时预应力：在节段预制阶段，在底板上浇筑2个混凝土齿块，齿块内有钢筋与底板的钢筋构造相连接。混凝土齿块的位置布置在承轨台的预留钢筋之间，高度低于承轨台，齿块内设有预留孔道，用来穿入临时预应力钢筋。

腹板顶部临时预应力充分利用节段的悬吊架结构，在已经安装的悬吊架结构上，预留了2个临时预应力孔及相应的加强板。

（4）拼接施工方案

在端面涂抹环氧黏结剂，并利用吊架靠近拼接。拼接完成后，在底板和腹板顶部的4个临时预应力孔道内穿入预应力钢筋，并用连接器连接已拼接完成的节段梁螺杆，在张拉到指定的荷载后，将螺母锚固。随后重复上述工序，进行下一片节段梁拼接。

2.吊底板+槽口

该方案需要在底板上预留孔洞，并在每侧翼缘板的两端预留槽口和临时预应力孔道。

（1）起吊方案——吊底板

在底板上预留8个固定孔，采用4个钢制“连梁”固定于底板上，提升吊架和悬挂吊架，分别固定在连梁上，进行提升和悬挂。通过螺杆连接吊架的上部提升结构和下部固定结构。

（2）悬吊方案——吊底板

悬吊阶段采用4根螺杆连接连梁。先将连梁固定在节段梁上，再将纵桥面自由运动紧固件连接到连梁上，然后将事先连接好的螺杆和横桥面自由运动紧固件，连接到纵桥面自由运动紧固件上，最后将螺杆连接到架桥机上，悬吊起节段梁。

（3）临时预应力方案——槽口式方案

该方案是在底板和翼缘板临时预应力的位置预留槽口，并在槽内预留钢垫板及预留孔，用于临时预应力筋的安装。槽口及预留孔也可“借用”永久预应力的孔洞，待完成后连接孔道、封闭槽口。

（4）拼接施工方案

将匹配面涂抹环氧黏结剂，并向上一节段靠拢拼接，把两块钢垫板放入槽内预留孔，插入临时预应力钢筋张拉螺杆，并紧固螺母，完成节段拼接。可通过连接器连接螺杆，拼接下一片节段梁，通过该方法完成所有节段梁拼接。梁体拼接完成后，松开钢垫板上的螺母，拆下钢垫板，抽出临时预应力螺杆，安装永久预应力筋进行张拉施工或浇筑混凝土封闭孔道。