節(jié)段梁支架拼裝法施工技術(shù)研究

張 威

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概況及節(jié)段梁構(gòu)造

鄭許市域鐵路工程制梁場(chǎng)地處河南省許昌長(zhǎng)葛市老城鎮(zhèn)蘆莊村，占地面積290.6 畝，位于CK59+400 線路右側(cè)400m 處。許昌段梁場(chǎng)承擔(dān)著736 孔節(jié)段梁生產(chǎn)預(yù)制任務(wù)。其中25m 梁96 孔，30m 梁640 孔。節(jié)段梁由三種類型組成：端部節(jié)段、過(guò)渡節(jié)段、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，除端部節(jié)段長(zhǎng)度為2.45m 外，其余節(jié)段長(zhǎng)度為2.5m，梁高均為1.8m，梁寬為10.6m。

2 工藝流程

嚴(yán)格按照以下流程施工：原地表處理→基礎(chǔ)換填硬化→支架施工→節(jié)段梁吊裝、膠拼、臨時(shí)張拉→永久張拉、注漿→落梁→三維組合式千斤頂安裝→支座安裝、灌漿→開(kāi)始下1 孔節(jié)段梁施工。

3 節(jié)段梁支架拼裝法施工工藝流程

3.1 原地表處理

節(jié)段梁所處地段為魏武大道，原地面在樁基施工中已破除，箱梁架設(shè)施工需對(duì)地基面層換填，采用原狀土分層換填壓實(shí)，換填深度50cm，寬度為地面破除位置換填夯實(shí)，換填面高于原地面0.1m，地面設(shè)置1%坡度，雨期施工順暢排水[1]。基礎(chǔ)換填后澆筑寬度11m、厚20cmC20 混凝土。支架設(shè)計(jì)時(shí)用地基承載能力作為控制指標(biāo)，取120kPa。

承臺(tái)基坑回填及周邊薄弱地段1m 范圍以內(nèi)，采用人工夯實(shí)機(jī)具分層壓實(shí)，分層壓實(shí)厚度25cm，地面硬化下30cm 回填碎石墊層壓實(shí)，頂面澆筑20cm厚C20 混凝土。

3.2 支架施工

3.2.1 盤扣支架搭設(shè)

支架結(jié)構(gòu)按照如下搭設(shè)，立桿縱距：600mm、900mm、1200mm，立桿橫距：600mm、900mm、1200mm，支架布距1500mm。

節(jié)段梁縱向支架兩端6 個(gè)豎桿布距采用900mm 間距布置，其余部位及跨中部位豎桿采用1200mm 間距布置，縱向布置間距規(guī)格：0.9×5+1.2×18+0.9×5（m）；橫向支架腹板下2 個(gè)豎桿布距采用600mm 間距布置，翼板及底板部位豎桿采用1200mm 間距布置，橫向布置間距規(guī)格：1.2×3+0.6×2+1.2×2+0.6×2+1.2×3（m）?？v、橫方向豎向斜撐、剪刀撐及掃地桿按照規(guī)范要求布置[2]。

3.2.2 鋼管支架搭設(shè)

節(jié)段梁架設(shè)在A 段塊下設(shè)置鋼管支架，進(jìn)行節(jié)段梁拼裝后的落梁支撐。節(jié)段梁每端鋼管支架設(shè)置2 排，每排設(shè)置左右2 根，鋼管中心縱橋向距墩柱中心線1.75m 及2.25m 間距；橫橋向左右鋼管距梁中心線1.8m。鋼管立柱與承臺(tái)的連接采用16×150mm 膨脹螺栓；鋼管采用φ630mm 直徑，壁厚16mm；鋼管高度距墩頂墊石0.3m，鋼管支架采用10 槽鋼串聯(lián)焊接，連接桿高3m 設(shè)置一道，墩柱前后設(shè)置雙拼10mm 槽鋼利用25mm 精軋螺紋對(duì)拉形成抱箍，與鋼管支架焊接固定；鋼管頂安裝2m 高0.2m 一節(jié)鋼管的調(diào)節(jié)塊，進(jìn)行節(jié)段梁落梁施工。

3.2.3 支架預(yù)壓

（1）支架預(yù)壓。底模安裝完成后經(jīng)相關(guān)單位驗(yàn)收通過(guò)后對(duì)支架進(jìn)行加載預(yù)壓。預(yù)壓目的是消除支架體系的非彈性變形及地基的不均勻沉降。加載預(yù)壓重量分三級(jí)（60%、80%、100%），加載時(shí)加荷速率和加載重量的大小與地基的強(qiáng)度增長(zhǎng)相適應(yīng)，在前一級(jí)荷載作用下，地基達(dá)到一定固結(jié)度后再進(jìn)行下一級(jí)荷載，需嚴(yán)格控制加載后期加載速率。預(yù)壓前測(cè)量一次底模的標(biāo)高，每加載一級(jí)后間隔2h 測(cè)量一次，將預(yù)壓荷載按加載級(jí)別卸載后再對(duì)底模標(biāo)高測(cè)量一次，預(yù)壓過(guò)程中嚴(yán)格控制測(cè)量的精度。當(dāng)各檢測(cè)點(diǎn)最終72h 的沉降量平均值＜5mm 時(shí)或最初24h 的沉降量平均值＜1mm 時(shí)，支架視為穩(wěn)定即可卸去加載物[3]。

（2）測(cè)量方法。觀測(cè)位置起點(diǎn)及終點(diǎn)設(shè)在每跨的墩柱8.75m 處，中間設(shè)置一組觀測(cè)點(diǎn)，每組分左右2 個(gè)點(diǎn)，每孔梁共布置6 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)在支架頂上布置以便于沉降觀測(cè)，地面沉降觀測(cè)點(diǎn)布置在硬化地面上同步進(jìn)行觀測(cè)。

3.2.4 節(jié)段梁架設(shè)平臺(tái)

支架頂托上主龍骨設(shè)置6000mm×25mm 工字鋼，間距同支架跨度布置。次龍骨縱向采用兩根60 型鋼軌作節(jié)段梁拼裝平臺(tái)，次龍骨間距3.6m，分別布置在支座中線線置。

盤口支架與鋼管支架交接處，次龍骨安裝位置與千斤頂施工作業(yè)位置交錯(cuò)，次龍骨布置間距2.91m，兩端縱向次龍骨與跨中縱向次龍骨搭接長(zhǎng)度≥2m。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，整跨梁體總重500t，頂升千斤頂采用4 臺(tái)500t 千斤頂，頂升力值2000t，滿足頂升要求，現(xiàn)對(duì)節(jié)段拼裝梁四角對(duì)稱腹板位置安放4臺(tái)500t 千斤頂；臨時(shí)支撐安裝位置應(yīng)與頂升位置緊鄰，千斤頂頂部距梁底部220mm。將2 個(gè)千斤頂為一個(gè)單位進(jìn)油管連接到同步分流器上并連接到一臺(tái)泵站，同時(shí)將回油同樣連接，橋梁位置兩端對(duì)稱放置兩臺(tái)位移傳感器，并將線路連接到監(jiān)視儀上。四臺(tái)千斤頂，兩臺(tái)位移傳感器，并將油路、線路連接。每側(cè)鏈接到一臺(tái)泵站上，整跨每側(cè)鏈接為一個(gè)控制體系。

3.3 節(jié)段梁架設(shè)

3.3.1 節(jié)段塊吊裝

節(jié)段梁運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，利用吊車吊裝調(diào)整位置。節(jié)段梁采用4 根PSB830φ 32mm 精軋螺紋將首節(jié)箱梁節(jié)段吊起，將節(jié)段塊吊裝就位，梁伸縮縫采用鋼板塞墊定位，采用25t 手拉葫蘆與相鄰簡(jiǎn)支梁對(duì)拉左右固定。

3.3.2 梁段試拼

（1）試拼前根據(jù)張拉空間要求準(zhǔn)確定位第一個(gè)節(jié)段的平面位置，保證后續(xù)節(jié)段不上翹或下垂。

（2）梁段與已拼裝梁段起吊至相同高度后停止，向已拼梁段緩慢靠攏，在即將靠攏時(shí)需在兩梁段接縫間用木楔臨時(shí)塞墊，防止梁段撞傷。

節(jié)段試拼完成后進(jìn)行節(jié)段定位，調(diào)整中、端梁位置固定，伸縮縫采用方木塞墊確定位置，端梁塊采用2 根20mm 鋼絲繩與已落梁完成的兩面進(jìn)行錨固，確保臨時(shí)張拉過(guò)程中端梁固定。

3.3.3 節(jié)段梁拼裝

根據(jù)施工場(chǎng)地的常年溫度變化、使用環(huán)境等情況，通過(guò)試驗(yàn)選用合適的環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚氨酯防水涂料。環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑由A-環(huán)氧樹(shù)脂、B-固化劑兩種按比例分別配制而成。攪拌槍（或葉片）的轉(zhuǎn)速必須控制在400～600轉(zhuǎn)/分，采用攪拌鉆拌制均勻，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，每桶環(huán)氧粘結(jié)劑攪拌時(shí)間為5-6 分鐘，以粘結(jié)劑顏色均勻?yàn)闇?zhǔn)。

在已拼裝梁斷面進(jìn)行涂膠，將其沿縱向后移40cm。拼裝膠涂刷前預(yù)應(yīng)力波紋管出安裝密封墊圈，密封墊圈采用發(fā)泡聚丙烯材料。拼裝完成的梁段應(yīng)及時(shí)施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

3.3.4 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工

頂板采用臨時(shí)張拉鋼臺(tái)座設(shè)置，通過(guò)4 根PSB830 級(jí)φ32 精軋直螺紋鋼固定在箱梁面板上部。鋼齒坎由底板、立板、筋板三部分組成。根據(jù)鋼齒坎受力特點(diǎn)并結(jié)合整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)要求。其中底板采用t16×630×600mm 鋼板，立板采用t20 鋼板，筋板采用t16×500×186mm 鋼板，總重105.4kg。

底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作臨時(shí)張拉臺(tái)座。臨時(shí)張拉每根精軋螺紋鋼臨時(shí)預(yù)應(yīng)力根據(jù)設(shè)計(jì)要求為350kN（最小壓應(yīng)力≥0.35MPa，應(yīng)力差≤0.5MPa）。張拉時(shí)頂板和底板同時(shí)對(duì)稱張拉。節(jié)段梁端跨與調(diào)節(jié)段頂面采用二道預(yù)應(yīng)力筋，底部采用六道預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)張拉，中段節(jié)段塊頂部、底部均采用四道預(yù)應(yīng)力筋。整孔體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力束全部完成后解除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

3.3.5 整孔箱梁預(yù)應(yīng)力施工

本段預(yù)應(yīng)力束鋼絞線采用φ15.20 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，錨下控制應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度75%，管道摩擦系數(shù)0.17，偏差系數(shù)0.0015，鋼絞線回縮量取6mm。體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力束采用14φ15.20、15φ15.20、16φ 15.20、17φ15.20、19φ15.20 五種規(guī)格的鋼絞線。根據(jù)預(yù)應(yīng)力孔數(shù)的類型，選用對(duì)應(yīng)類型千斤頂、油泵。

3.4.6 封錨

待張拉預(yù)應(yīng)力完成后割除長(zhǎng)余的鋼絞線，鋼絞線的外露長(zhǎng)度＞3cm，采用砂漿及時(shí)封堵封錨的部位，防止壓漿時(shí)漿體流出。

落梁前采用人工方式對(duì)錨具周圍的箱梁混凝土進(jìn)行鑿毛、封端施工。安裝封端鋼筋、模板，灌注細(xì)石混凝土，采用C50 補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行封錨，澆筑后的混凝土表面涂刷1.5mm 后采用聚氨酯防水涂料。

3.3.7 孔道壓漿

張拉完畢后，48h 內(nèi)完成孔道壓漿，避免預(yù)應(yīng)力鋼束銹蝕或松弛。采用標(biāo)號(hào)不低于M50 的微膨脹水泥漿進(jìn)行真空壓漿。采用智能設(shè)備，主要包括智能壓漿機(jī)、真空泵。預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的預(yù)抽真空壓力應(yīng)達(dá)到-0.06～－0.09MPa以達(dá)到孔道壓漿達(dá)到飽滿密實(shí)的效果。

3.3.8 頂升落梁前準(zhǔn)備

（1）頂升系統(tǒng)可靠性檢驗(yàn)。在正式實(shí)施頂升前，再次確認(rèn)密封的可靠性，將千斤頂以70～90%的頂升力在現(xiàn)場(chǎng)保壓5h。

（2）泵站安裝。共使用4 個(gè)千斤頂，根據(jù)實(shí)際情況在鋼支撐上均勻布置千斤頂，防止梁體頂升時(shí)發(fā)生側(cè)傾。

3.3.9 落梁施工

（1）試頂升。千斤頂操作的同步性要求高，頂升法落梁對(duì)頂升落梁過(guò)程中一般要求千斤頂頂升高度差≤2mm。施工中采用壓力和位移雙控的自動(dòng)同步頂升法，壓力傳感器采集壓力，位移傳感器采集位移，為保證工程的精度和安全采用結(jié)合數(shù)據(jù)軟件分析處理等控制系統(tǒng)。

試頂升應(yīng)分為兩步進(jìn)行：頂?shù)街ё?jì)算反力的50%左右，持荷5～10 分鐘檢查頂升設(shè)備的安全性，以頂升力控制為主，無(wú)異常現(xiàn)象后千斤頂回落到原位；宜將梁體頂升至脫離原支座1～2mm，檢查所有支座與梁體脫開(kāi)情況，同時(shí)測(cè)定梁體總重及各支座反力，以頂升位移控制為主。試頂升結(jié)束后，提供橋梁結(jié)構(gòu)位移、整體姿態(tài)等情況，為正式頂升落梁提供可靠依據(jù)[4]。

（2）正式頂升落梁。本方案選定的千斤頂最大行程為250mm，試頂升后觀察，若無(wú)問(wèn)題進(jìn)行正式頂升。每一頂升最大頂升速度3mm/min，標(biāo)準(zhǔn)行程為220mm。在指揮員的統(tǒng)一指揮下，頂升時(shí)各千斤頂同步上升慢慢用力整體頂起梁體，分級(jí)控制各頂之間以位移，第一級(jí)為3mm，每一級(jí)到位后加專用墊塊，檢查各千斤頂?shù)那闆r，確保工作狀態(tài)良好后再進(jìn)行下一級(jí)頂升，如此反復(fù)[5]。

（3）安裝三維千斤頂微調(diào)梁體位置。待梁體落到所需高度后在節(jié)段拼裝梁底和鋼支撐中間安裝三維調(diào)節(jié)千斤頂，三維千斤頂可調(diào)節(jié)縱向和橫向位置，使梁體微調(diào)至設(shè)計(jì)要求位置。

3.3.10 支座灌漿

（1）安裝灌漿采用定型鋼模板，為防止在重力注漿時(shí)發(fā)生漏漿，模板底面設(shè)一層4mm 厚橡膠防漏條。

（2）將灌漿用漏斗置放在梁頂，以增大灌漿的壓力。

（3）注漿應(yīng)從支座中心向四周進(jìn)行，直至從支座底板周邊間隙與鋼模全部灌滿為止。

（4）灌漿結(jié)束后不得調(diào)整螺栓。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)科學(xué)的施工方案、合理工藝優(yōu)化及精細(xì)的施工組織，使用相應(yīng)的設(shè)備和設(shè)施，采取相應(yīng)施工技術(shù)，使節(jié)段梁架設(shè)展開(kāi)多個(gè)工作面施工。此項(xiàng)工藝不僅提高了梁端架設(shè)速度，安全質(zhì)量可靠，同時(shí)減少了架橋機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)及安拆時(shí)間，保證了節(jié)段梁架設(shè)工程進(jìn)度，還有效控制了工程成本，值得為今后類似工程提供參考。