大型道岔梁工法.docx
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大型道岔梁工法
工12001
大型道岔梁支架现浇施工工法
中铁十九局集团第一工程
闵树梁程 曲久彬刁金昌兴春
1、前言
中铁十九局集团第一工程在京沪高速铁路特大桥的施工中承担南站车站道岔梁施工,车站道岔梁的施工技术质量直接关系到线路和车站的质量和安全,同时道岔梁施工具有工程量大、技术新的特点,所以必须总结出一套完整的施工技术以保证施工的安全质量和对工期的要求。
根据客运专线道岔梁设计文件及施工技术要求,采用支架现浇法进行道岔梁梁体的施工,针对这项新工艺和新技术,我们通过多次技术论证和方案比较,开拓创新我国铁路大型道岔梁的施工技术方案,通过采用综合地基处理、木模钢模混用、钢支架定型等综合施工工艺完成了京沪高速铁路特大桥车站道岔梁的施工。
将此项施工技术进行总结,经整理形成工法。
2、工法特点
2.1通过采取综合地基处理的方法,达到保证支架的稳定性,保证梁体施工的安全稳定性,使梁体浇筑后各项线性满足控制指标的施工目的,该方法具有技术可靠、经济合理、操作简便、劳动强度低、施工安全可靠、环保无污染等优点。
2.2通过采用木模钢模混用的方案,起到既能够满足混凝土外观质量保证混凝土实外美和浇筑施工安全的需要,更能满足成本控制的要求。
2.3通过采用钢支架梁面定型,较好的保证了梁面的平整度以及有效的控制了混凝土表面质量。
2.4采用本综合施工工艺具有技术可靠、经济合理、操作简便,劳动强度低、施工安全可靠、工后污染小、对环境影响较小等优点。
3、适用围
本工艺适用于高速铁路及客运专线支架现浇大型道岔梁的施工,同时也适用于其他大型现浇梁的施工。
4、工艺原理
4.1采取综合地基处理的方法,因地制宜,对承载力较差的区域进行钻孔桩地基加固、对承载力较好部位换填处理,达到保证支架的稳定性,保证梁体施工的安全稳定性,使梁体浇筑后各项线型满足控制指标的施工目的,技术上能够满足设计及规的要求,成本上满足节约增效的要求。
4.2通过采用木模钢模混用的方案,最大限度的降低模板重量保证浇筑施工安全,同时起到满足混凝土外观质量保证混凝土实外美的作用,进一步满足成本控制的要求,为项目节约成本。
4.3采用钢支架梁面定型,以钢支架控制梁面的标高及变坡点,较好的保证了梁面的平整度同时有效的控制了混凝土表面质量。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
见图5.1-1《施工工艺流程图》
施工准备
地基处理
支架搭设
安装支座
安装底模板、侧模板
支架预压
绑扎钢筋、安装内模
混凝土浇注、养护
梁面六面坡收面
调整预拱度
安装预应力束
变形观测
图5.1-1施工工艺流程图
5.2施工操作要点
5.2.1地基处理
1、软弱地基处理
处理方法:
在两承台之间施作φ100cm钻孔桩,在其上浇筑C20钢筋砼系梁,系梁上搭设φ50cm钢管柱,上面横向及纵向用工字钢联结,最后在搭设脚手架。
2、一般地段处理
处理方法:
换填50cm灰土、30cm建渣分层碾压密实,然后浇筑20cm厚C20混凝土面层,然后在砼面上铺设15cm×15cm方木后,进行支架施工。
3、承台开挖部分地基处理
处理方法:
承台基坑采用三七灰土分层碾压回填,每层厚度不大于20cm,且压实度达到90%以上。
回填至原地表下50cm后,采用建渣分层回填碾压至地面,换填后的承载力不低于200kPa,其顶面浇筑20cm厚C20混凝土。
5.2.2支架施工
1、支架设计
根据梁体的荷载及施工经验,采用φ48×3.5WDJ型碗扣式多功能脚手架为梁体的现浇支架。
碗扣式支架的立杆间距:
纵桥0.6m;横桥向在腹板下为0.3m,底板及翼缘板下为0.9m(为确保腹板下立杆间距为0.3m,底板与腹板间立杆间距局部可调整为0.6m进行过渡);横杆步距1.2m。
立杆上顺桥向布设15cm×15cm方木,其上横桥向设8×10cm承重方木,25cm间距布设,上铺设1.2cm厚竹胶合模板为底模板。
2、支架搭设要求
1)立杆下部均垫设15cm×15cm方木,立杆采用对接的方法接长。
由测量班在砼基面上测设出每个立杆的位置及标高,由架子班根据测放出的立杆位置、标高带线进行支架搭设。
2)支座底座板与方木必须密贴,禁止悬空。
3)按照设计位置搭设第一层立杆、横杆。
第一层脚手架搭设完毕后仔细检查其垂直度、水平度,满足规要求后继续下一层支架的搭设。
4)支架顶部标高通过可调顶托调整,确保顶托标高满足设计要求。
5)立杆垂直度偏差不大于支架1/500高度,横杆水平度不大于1/400L。
6)脚手架围每6道横杆设置一组剪刀撑,剪刀撑沿支架全高设置,斜杆与地面夹角45o,剪刀撑与立杆之间通过扣件连接。
3支架预压方案
本道岔梁采用砂袋预压,砂袋采用机械吊装方式。
1)预压顺序
根据设计图纸划分的现浇段进行分段预压。
2)预压荷载
预压总荷载按上部结构总重1.2倍荷载进行,在上砂时应按照砼浇注顺序进行预压,避免横向偏压,影响支架稳定。
预压达到要求重量时,开始进入沉降观测期(不小于7天),观测期以相邻两次观测值不超过1mm为止,沉降量分为塑性变形和弹性变形,弹性变形一般较小。
4、沉降观测点的布置及观测方法
1)按照等效压重的原则,主要在箱梁底板围布置预压区间。
每跨间隔5m设置观测横断面,每个断面设3个测点,分别位于箱梁腹板处(为了便于观测,设于底板底侧,悬挂钢尺进行观测),用红色油漆标识清楚。
见图5.2.2-1沉降观测点平面布置图
图5.2.2-1沉降观测点平面布置图
2)加载按60%、80%及120%三级加载,加载前严格依照设计在已经拼装好的底模上准确放样出加载预压区,并定出观测点,编制沉降观测记录表,观测方法采用普通水准仪、五米塔尺进行观测。
由于存在风摆、估读、塔尺竖直度等一定观测误差,所有点位沉降量80%达到≦1mm沉降则确定该段沉降趋于稳定。
测设出初始观测点标高,作为沉降观测的基础资料;
3)沉降观测频率:
首次加载前观测一次,作为起始观测值,以后每加载完毕观测一次,全部加载完毕,每6小时观测一次,当沉降稳定(≦1mm)后方可卸载。
全部卸载完成后,再全面观测一次,并做好相应的观测记录。
4)预压成果整理及预拱度设置
预压结束卸载后,根据弹性变形量确定梁体预留拱度值,预留拱度应计算支架弹性变形、梁体自重下沉、基地沉降等因素。
各点的预拱度以中间点为最高值,以墩、台为零,按二次抛物线进行分配。
预压结束模板清洗干净,然后对局部模板标高以及不稳固的模板进行调整,同时在后续钢筋工程、模板工程施工过程中应尽量减少杂物(焊碴、钢筋头、木屑、砂等)落入模板,以免造成在砼浇注前投入大量人力、物力进行冲洗。
5.2.3模板施工
预压卸载后,根据观测值调整底模高程。
1、模板设计
箱梁模板包括侧模、底模、模和端模四个部分,底模采用12mm厚优质覆竹胶板,倒脚处采用6mm厚定型钢模(厂制)。
结构表面外露的模板挠度不应超过模板构件跨度1/400;结构表面隐蔽的模板挠度不应大于模板构件跨度的1/250。
1)底模设计
底模系统自下向上分别由横向纵向、主梁承重梁、横向模板肋木和面板组成,即纵向主梁为15cm×12cm方木,其直接支撑在支架顶托上,间距60cm,腹板处间距30cm;横向采用8×10cm方木,间距30cm。
面板采用12mm厚优质竹胶板。
底模板的预拱度和预留沉落量值将根据设计单位提供的基本数据和支架的弹性变形值进行设置。
底模安装前在底部铺设防水布等防水材料,两侧设预留槽,以便引排混凝土浇筑及养护用水。
2)倒角模设计方案
倒角包括底板与腹板采用木模板加工;腹板与顶板采用6mm厚定型钢模,由专业厂家定制。
3)、外模设计方案
、外模面模采用1.2cm竹胶板,利用8×10cm方木做肋,模板肋桥梁横向设置,纵向间距25cm。
纵向用8×10cm方木进行加固,横向间距25cm设置,用长钉连接,模板间缝隙用橡胶密封条填塞。
、外模利用碗扣式脚手架进行加固,脚手架底座置于底板钢筋上(局部加强)。
钢管搭设横、纵向间距60cm,杆头均采用可调顶杆,顶杆顶在模模板肋上,利用可调顶托调至设计位置。
模与外部钢模进行拉杆连接。
4)端模设计方案
采用15mm厚竹胶板,横肋为8cm×10cm方木,间距25cm,竖肋为12cm×15cm方木。
利用外模支架和底模支架,搭设钢管脚手架进行加固。
2、模板加工、安装
模板安装前先检查模板是否平整、光洁、有无凹凸不平;检查吊装模型使用的吊具、穿销、钢丝绳是否安全、齐备;检查模型安装前所需的各类联结件、紧固件是否齐全。
1)底模安装
当支架搭设完成后即可安装底模。
按照预留拱度和沉落量调节标高,将底模固定。
安装要求底模中线与设计中线重合。
底模支座板位置处,必须保证平整度、横向尺寸和支座板相对高差符合规定要求。
均匀涂刷脱模剂。
2)侧模安装
外侧模现场加工成型,运输至施工现场,吊装到位,与底模板的相对位置对准,用顶托调整好侧模垂直度,并与端模联结好。
侧模下缘与底模接缝密贴,避免漏浆。
侧模安装完,检查整体模板的长、宽、高尺寸及平整度等。
符合要求后在其上均匀涂刷脱模剂。
3)模安装
模安排在加工场分节制作后运输至施工现场,再利用吊车吊装入模,进行拼装。
模拼成整体后,检查各部位尺寸,用宽胶带粘贴各个接缝处以防止漏浆。
均匀涂刷脱模剂。
4)端模安装
端模安装时要保证端模中线和底模中线重合以及保证梁体高度和设计垂直度。
将波纹管逐根插入端模各自的孔后,进行端模安装就位,安装完成后,再次逐根检查是否处于设计位置。
5.2.4混凝土施工
混凝土浇筑前,模板、支架制作安装的允许偏差需满足规要求;模定位准确、稳固;钢筋数量、形状符合设计要求;支架各支撑的水平、垂直杆件连接牢固、无变形。
同时用高压风配合人工清理杂物,吹干净底板,对底板洒水润湿。
浇注前必须检查相关构造预埋件是否按设计预埋,同时留好伸缩缝槽口。
在每个浇注段安装3处热敏传感器,以测量混凝土芯部温度。
混凝土浇筑顺序:
腹底板结合处→底板→腹板→顶板。
采用水平分层,斜向分段,横桥向全断面推进,从一联的低端向高端纵桥向连续浇筑。
分段长度不大于10m,上、下层水平距离保持在1.5m以上,分层厚度为30mm。
混凝土浇筑必须连续进行,中途不准中断,全过程设专人检查支架、模板的稳定情况。
梁面六面坡采用焊接钢筋支架进行控制,即根据梁面高程、坡度计算出每段高程,在变坡点处调整钢筋支架高度,调到位后焊接牢固,制作定型坡面模板,浇筑前仔细检查钢筋支架及坡面模板是否牢固,并对钢筋顶面标高进行复核。
浇筑完毕后,用3.0m刮杆按照支架高度进行整平处理,确保浇筑完成后梁面平整度满足图纸要求。
5.3劳动组织
大型道岔梁支架现浇施工每个工序各工种配备情况见表5.3-1《大型道岔梁支架现浇施工劳动力组织表》
表5.3-1大型道岔梁支架现浇施工劳动力组织表
大型道岔梁支架现浇施工
队长
技术人员
安全员
支架
施工人员
模板
施工人员
钢筋
施工人员
混凝土
施工人员
预应力
施工人员
2
4
2
160
80
120
60
40
6、材料与设备
由于考虑不同施工工艺要求配置相关机械,施工机械设备配备表见表6-1《主要机械设备配备表》。
表6-1主要机械设备配备表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
压路机
YZ18
台
1
2
混凝土输
送泵车
SY5313THB-40
台
3
3
拉千斤顶
YDC240Q
台
8
4
插入式振动器
φ50,φ30
台
16
5
汽车起重机
QY25
台
4
6
柴油发电机组
250KW
台
1
7
测量设备
拓普康602
台
1
7、质量控制
7.1质量控制标准
严格按照中华人民国铁道行业标准《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》进行施工。
7.2质量控制措施
7.2.1确保模板各处接缝是否严密不漏浆,预留管道、孔、锚下垫板、支座钢板、防震止落装置预埋钢板周围模板严密不漏浆。
7.2.2翼缘板外边沿直接影响全桥美观和遮板安装,混凝土施工前必须挂线检查两侧翼缘板平直度,必要时用水准仪检查,确保翼缘板平直美观。
7.2.3预应力筋位置在结构中作用至关重要,其位置必须满足设计要求,与其它钢筋相抵触时,要适当移动其它钢筋。
预应力筋管道与锚垫板接口、波纹管接口、波纹管与通气管接口、预应力筋连接器必须妥善封闭严密,防止漏浆。
7.2.4气温较高季节施工,要在梁体埋设降温管,确保混凝土施工温度及外温差满足规要求。
7.2.5梁面六面坡和平整度为全桥质量严控部位,配备数量足够的抹灰技工是做好梁面工程的基础。
六面坡变化点必须挂钢丝拉线控制平整度或安装刚性模板并由测量人员配合,随时检测模板边框高程。
8、安全措施
8.1执行标准
8.1.1严格执行国家有关安全的法律法规,安全生产责任制度、安全教育培训制度、安全防护制度、安全评比制度、机械设备安全管理制度。
8.1.2特殊工种严格执行《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5306-85)。
8.2安全措施
8.2.1开工前,施工技术人员根据施工现场情况,结合有关安全技术规定,编好安全施工技术措施,做好安全技术交底工作。
8.2.2进场职工要经过入场安全规章制度和岗位安全技术教育,熟记各项安全技术操作规程。
各类设备的操作工、电工、架子工、焊工等特殊工种人员应持证上岗,并熟悉安全技术操作规程,严禁酒后操作。
8.2.3参加现场施工的人员必须按照技术指导的安排各负其责,协调一致。
8.2.4注意高温防暑工作,高空作业避免疲劳工作,汽车运输保证车辆、司机状态良好。
8.2.5严禁雨天、大雾天气、六级以上大风天气桥上施工。
8.2.6所有参加现场施工人员必须备齐必要的防护设施(安装遮檐板时因场地限制,高空作业,要求配戴必要的安全防护品(安全带、安全帽等)。
8.2.7 严禁作业时桥下站人,并有警示牌。
8.2.8机械设备操作人员,必须熟知该机械设备的性能和操作安全注意事项,定期进行维修保养,杜绝带故障运转和使用。
8.2.9施工现场的临时用电,必须严格按照《施工现场临时用电安全技术规》的有关规定执行。
临时用电线路的安装、维修、拆除,均由经过培训并取得上岗证的专业电工完成,非电工不准进行电工作业。
8.2.10工序交叉作业时,必须有专人指挥,协调不同工序的施工。
9、环保措施
9.1执行标准
9.1.1严格遵守环境保护法及相关的法律、法规、规章制度。
9.1.2贯彻执行《环境管理体系-规及使用指南》(GB/T24001-1996)
9.2环保措施
9.2.1遵照国家环境保护政策和当地政府环保部门对本合同段环境保护的要求,制订本项目环境保护计划,并贯彻到整个施工活动中,严格执行环保的各项规定。
9.2.2在水硬性材料贮存、运输、施工过程中,应采取保护措施,严禁泄露,污染环境。
9.2.3施工中产生的灰渣应统一回收,定点投放,严禁随意乱倒。
9.2.4工地现场设置足够的临时卫生设施,做好施工现场的卫生管理工作,建筑生活垃圾要堆放在指定地点,按规定及时清理或处理。
9.2.5施工及生活废水必须经过必要的处理后排入指定的排水系统。
不得超排放污染河流的水源。
10、效益分析
10.1经济效益
采用综合地基处理、木模钢模混用、钢支架定型等方案较好解决了高速铁路大型道岔梁支架施工中的质量问题,此方法施工简便,工程造价低。
避免采用劳动强度大,施工费用高的方法。
工程节约资金约58万元,取得了良好的经济效益。
10.2社会效益
随着经济发展,高速铁路建设突飞猛进,这就要求桥梁主体结构的使用寿命必须满足不低于100年的要求。
我单位总结的大型道岔梁支架现浇施工方案具有施工速度快、质量易于控制、安全可靠等优点,目前是京沪高铁等高速铁路、客运专线大型现浇梁的较优施工方案,本技术为此做了有益的探讨和总结,在同类工程中有很好的推广意义。
10.3环保效益
本施工技术施工过程中环保污染小,节约原材料,有效地减小了大型圬工结构物施工对环境的影响。
11、应用实例
京沪高速铁路特大桥工程位于市境现已组织进行了大型道岔梁施工,施工于2009年9月开始,该道岔梁混凝土结构实外美,梁体沉降变形符合设计要求,梁面六面坡横纵线性符合标准,无砟轨道预埋件准确可靠,为后续工程的施工提供了有力的保障。
整体施工质量优于控制标准。
支架搭设
支架搭设
模板安装
模板安装
模板安装
钢筋绑扎
钢筋绑扎
钢筋绑扎
混凝土浇注
混凝土浇注
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