筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 1 页 连续梁预制及横向顶推架设施工技术 摘摘 要要：艺校铁路立交桥位于贵阳市南明区，贵昆铁路、川黔铁路与贵溪大道交汇处，桥梁设计为预应力砼箱形截面连续梁，一片梁长 85.2m，重 1300t。该桥地处贵阳交通咽喉地带，施工期间交通不能中断，连续梁在既有线两侧预制，然后通过滑道将其顶推至设计位置。 关键词关键词：铁路桥 连续箱梁 预制 横向顶推 1. 工程概况工程概况 艺校铁路立交桥位于贵阳市南明区贵溪大道北段，铁路里程川黔线K423+051.082（贵昆线 K1+423.283）处，是川黔线和贵昆线必经之处，该桥与贵 溪大道斜交，交角为 553037。该处地势平缓，覆土厚度不均，局部有基岩露出，周围人口稠密、民房密布，交通繁忙。 因城市建设需要， 将原有316m型简支梁改建为 242m 连续梁， 增大桥跨，以便拓宽贵溪大道。 新桥梁体设计为预应力变截面连续箱形梁，单箱单室，梁长 85.2 米。重1300t，共预制梁两片，川黔、贵昆线各一片。箱体顶宽 6.2m，底宽 3.5m，翼板宽度 2.1m，支座处梁高 2.8m，跨中处梁高 2.0m，腹板厚 0.4m，顶板厚 0.3m，底板厚 0.250.7m。 工程的难点在于将长85.2m的连续梁在高空横向顶推 8.5 米就位。 由于梁体与线路斜交，顶推时必须严格控制各点顶推行程，保证同步，防止梁体产生横向拉应力而破坏，并同时控制梁体纵向移动和梁体转动，避免方向偏差导致梁体无法就位。 2 总体施工方案总体施工方案 新桥建在既有桥位置，施工期间必须要保证列车正常运行与桥下道路的通行。因此，新梁体只能在既有桥两侧搭设满堂支架预制，然后通过移梁滑道顶推至新建桥墩（台）上。筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 2 页 新桥台建在铁路路基体内，为了不影响列车通行，新修桥台前先在桥台处架设临时便桥，架空线路，然后掏空路基修建桥台。 移梁时，先在川黔线施工段两端设置临时道岔，将川黔线驳接到贵昆线，川黔线施工段暂时封闭，让列车改行贵昆线。用架桥机将川黔线既有梁拆除，然后把川黔线梁体顶推到设计位置并及时恢复川黔线通车。用同样方法施工贵昆线。 3 连续箱梁预制 3.1制梁支架设计与布置制梁支架设计与布置 支架需满足梁体浇筑过程中施加预应力后及移梁时的承载力要求。梁体施加预应力后支架受力为集中力，即只有0#台、 1#墩和 2#墩处受力， 移梁过程中，支架除承受竖向集中力外，还承受水平顶推反力，根据梁体不同施工阶段的受力情况，制梁支架设计如下： 1） 2#台处承受集中力，且地基为粘土，承载力较小，故该处设计挖孔桩做支架基础及移梁滑道基础。 2） 1#墩处受力最大， 该处位于公路上方，梁底面距路面 5m， 支架采用 N 型万能杆件拼装而成， 并在公路面上现浇 50cm 厚的砼做万能杆件桁架基础。万能杆件桁架既做预制梁体支架，又做移梁滑道基础。 3）墩台之间制梁支架采用48mm 的钢管脚手架搭设。立杆间距为：纵向跨中截面支点截面全长95.434m贵阳站重庆.昆明轨顶标高1078.19713.1500.01077.1轨顶标高12.042604260中心里程 K1+423.283总体结构图 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 3 页 50cnm； 横向： 60cm， 水平杆步距： 1.2m。 3.2 混凝土浇筑凝土浇筑 混凝土的浇筑工艺直接影响到混凝土的密实度，而密实度与混凝土的强度和耐久性有关，混凝土的浇筑质量主要从两方面控制，一是浇筑方法；一是良好的振捣，两个方面又互为影响。 3.2.1 混凝土运送混凝土运送 混凝土采用商品混凝土。由混凝土拌和车运至工地。并采用混凝土输送泵输送到施工点。 3.22 混凝土浇筑及振捣混凝土浇筑及振捣 为了达到混凝土的整体性要求和防止浇筑上层时破坏下层，浇筑层次的增加需要有一定的速度。保证在先浇筑的一层混凝土初凝前完成次一层混凝土浇筑。最小增长速度为： hs/t 其中：h浇筑时混凝土面上升速度之最小允许值，m/h s搅动深度，以浇筑时的规定为准，一般可取 0.25m0.5m t实际初凝时间，78 小 时 3.2.3 砼浇筑顺序及方法砼浇筑顺序及方法 梁体砼灌注按时对称原则进行。 即先浇筑 0#台和 2#台，然后从两端同时向 1#墩合拢。一片梁体砼分两次浇筑完毕，第一次浇筑底板和腹板砼，第二次浇筑顶板砼，两次施工时间相隔 7天。 底板、腹板砼浇筑顺序及方法是：先浇筑底板 5m 左右，再浇筑腹板。底板、腹板砼从两端向中间同时推进。 由于 C55 砼标号高，水化热大，施工时在砼中加入缓凝剂， 以保证砼初凝时间控制在 78 小时， 浇筑时砼面上升最小速度 h=s/t=0.5/7=0.07m/h。 实际施工过程中， 采用两台输送泵分别安在梁体两端供应砼。 第一次浇筑砼共耗时 36 小时。砼面上升速度 h=42/36=1.1(m/h)s/t，满足施工要求。 3.2.4 捣固捣固 支架 1/2 立面图 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 4 页 1)墩、台处砼捣固方法墩、台处砼捣固方法 梁体墩、台处钢筋较密，部分钢筋间距仅为 12cm。 该处砼捣实只能用35mm 插入式捣固棒，砼采用斜向分层，每层砼厚度不大于 30cm。捣实一层再捣固第二层砼， 确保支墩处砼密实。 2)底板和腹板砼浇筑底板和腹板砼浇筑 底板齿块处钢筋较密，须采用35mm 捣固棒振捣，其余部分可用50mm 捣固棒振捣。底板砼可采用水平分层浇筑，腹板砼按 45倾角斜向分层。每层砼不大于 30cm。 3)波纹管位置的砼捣固波纹管位置的砼捣固 为了避免捣固棒破坏波纹管，引起漏浆堵管， 浇筑砼时严禁捣固棒接触波纹管，须保持 10cm 左右的间捣固。 3.3 预应力张拉预应力张拉 按设计图，梁体混凝土强度达到100%设计强度时方可进行张拉。张拉采用千斤顶四套，张拉顺序先长后短，上下交叉、左右对称。 3.3.1 张拉程序：张拉程序： a、初应力张拉：0初应力，作伸长值标记。 b、控制应力张拉：拉至控制应力，测量钢绞线伸长值，持荷 5min，千斤顶回油，夹片自行锚固。测总回缩量及夹片外露量。 0初应力k 持荷 5min锚固 3.3.2 质量控制质量控制 a) 以应力控制为主，伸长值作为校核。 b) 锚固后，测量两端伸长量之和不得超过计算值6%； c) 全梁断丝、滑丝总数不得超过钢丝总数的 5，并不得位于梁体同侧，且一束内断丝不得超过一丝。 d) 两端钢丝回缩量之和不得大于8mm。 3.3.3 孔道压浆孔道压浆 孔道压浆是将水泥浆用压浆机压入孔道内，使之填满预应力筋与孔道之间的空隙，让预应力筋与混凝土牢固粘结为一个整体。 压浆前应用压力水冲洗孔道，以排除孔内粉尘等杂物，保证孔道通畅。然后用高压风吹去孔内积水。 按设计配合比拌和水泥浆，拌和时间不少于 1min。 孔道压浆顺序是先下后上，要将集中在一处的孔一次压完。出浆口阀门必须待出浓浆后发方能关闭。进浆口阀门必须待压力上升至 0.6 0.7Mpa,持荷2min 保压时间且无漏水漏浆时关闭。水泥浆终凝后方可御拔压浆阀门。 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 5 页 通常束管道的压浆及处理方法：本桥梁体通常束长 85.4m，且布置为曲线，若按照常规压浆方法，难于将水泥浆压通。本桥施工时在水泥浆中加入适量泵送剂，压浆前先用清水润湿管壁，然后用双液压浆机以3.5MPa压力将过滤后的水泥浆快速压入管道中，直至水泥浆从管道的另一端流出为止。 3.3.4 封锚封锚 孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净。同时清除垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛。按图纸设计要求用等级混凝土将梁端锚具封闭。 4梁体横向顶推梁体横向顶推 4.1 移梁滑道设计及构造移梁滑道设计及构造 1）滑道）滑道 移梁滑道由两部分构成，即滑道基础和滑板。 （1）0#滑道和 2#滑道基础相同，均采用挖孔桩上浇钢筋砼横梁构成。横梁上设有预留槽，以便安装竖向千斤顶。（如上图） 横 梁支 墩20045075100130200支 墩160预 埋 I45c工 字 钢45P43钢 轨后 背桥 台I32工 字 钢I32工 字 钢900#、2#滑道构造图 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 6 页 （2）1#滑道基础采用在万能杆件桁架上铺 I32 工字钢构成。 （如图） （3）滑板构造：先在滑道基础上铺一层厚 4cm 的钢板， 且与滑道基础焊接，再在钢板上铺一层 5cm 厚橡胶四氟板，四氟板面向上，并在板面上放一块不锈钢板，四氟板与不锈钢板间抹上黄油，梁体直接作用在不锈钢板上。通过不锈钢板与四氟板间的相对移动，推动梁体前移。由于顶推是不可逆过程，为防止梁体顶推时因不可预见因素超过就位位置，在滑道上梁体就位时腹板外边线对应位置焊接型钢作为限位之用。另外，在梁端也设置限位装置，防止梁体纵向移动。 （滑板构造见 A 大样图） 2） 水平顶推后背水平顶推后背 （1）0#、2#滑道后背构造 施工 0#滑道横道时在其中预埋三根6m 长的 I45a 工字钢， 水平顶推后背采用在预埋工字钢上焊接牛腿，牛腿可承受反力 100t。 （2）1#滑道后背构造 1#滑道贵阳端和花溪端后背采用在滑道基础的纵向工字钢上焊接牛腿构成， 设计承载力为 150t。 具体构造见 C大样图。 4.2 梁体顶升及滑板安装梁体顶升及滑板安装 水平顶推梁体之前，必须先将梁体竖向顶升 6cm，以便安装移梁滑道的橡胶四氟板和不锈钢板。 设计采用 200 t、320t 千斤顶各 4 台将梁顶升。200t 千斤顶行程 8cm，320t行程 20cm。 1#墩滑道安置 4 台 320t 千斤顶，由一台泵站控制，0#、2#台滑道各安置 2 台 200t 千斤顶，各由一台泵站控制。台端的千斤顶安置在滑道预留槽中，I32a工字钢1069.659mm 四氟板4cm钢 板5mm橡 胶板2mm不 锈钢板N型 万 能 杆 件P43钢轨工 字 钢后 背500mm400mm16mm钢 板P43轨I32a工字 钢调 平 钢板AA大 样图 1#滑道构造图 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 7 页 1#墩千斤顶安置在用工字钢搭设的临时支墩上。 根据设计计算，在不出现拉应力的条件下，梁体容许弹性变形为 2.0cm。为确保梁体顶升过程中不出现拉应力，施工时必须控制千斤顶行程，使梁体各支点相对位移控制在 2.0cm 内。 顶升梁体时先顶升 0#台支点和 2#台支点 1cm，垫上 1cm 钢板，再顶升 1#支点 1cm，垫上钢板。按此循环直至将梁体顶升 6.0cm，塞入不锈钢板和四氟板，然后千斤顶回油，将梁落到滑道上。 4.3 梁体水平顶推施工梁体水平顶推施工 1)千斤顶布置及操作千斤顶布置及操作 水平顶推时，不锈钢板与四氟板间静摩擦系数约为 0.060.08，动摩擦系数约为 0.040.05，梁体自重 1300t，水平最大摩阻力为 104 t。各滑道最大水平阻力如下： 滑道编号 0# 1# 2# 阻力（t） 25.1 53.8 25.1 设计采用 3 台 50 t 手动螺旋千斤顶将梁体平移，千斤顶行程为 30cm，使用时可用行程为 20cm。 水平千斤顶安装上后，需严格检查千斤顶轴线与移梁前进方向线是否平行。检查顶头及后背是否接触密贴，若有空隙，以梁体上焊接的方向调整钢板为准，在后背与千斤顶之间用钢板填塞密贴。 千斤顶安装好后，用人工旋转手柄，将梁体顶推前进，当千斤顶用完一个行程后，将千斤顶复位，并在千斤顶与后背之间加入一块顶铁，安装斤千顶断续顶推梁体前行，按此循环直至将梁体顶至设计位置。 2)梁体受力分析梁体受力分析 筑龙网 WWW.ZHULONG.COM第 8 页 由于两端滑道理论摩擦力约为中间滑道摩擦力的一半，两端必然先产生位移，而梁体中间阻力较大仍处于静止状态，于是梁体自身横向挠曲，对两端产生水平反力，两端的顶推力