客运专线箱梁制运架施工技术.ppt
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1、箱梁制运架施工技术铁路客运专线箱梁制、运、架施工技术 前言前言 客运专线整孔箱梁施工整体规划客运专线整孔箱梁施工整体规划 箱梁预制施工箱梁预制施工 预制箱梁搬运预制箱梁搬运 箱梁架设施工箱梁架设施工前言前言 我国铁路客运专线陆续的开工建设,客运专线的设计形式和结构特点越来越被广大施工管理者和工程施工技术人员所熟知,特别是主体工程中桥梁所占比主体工程中桥梁所占比例高(有的客运专线达例高(有的客运专线达85%以上以上),桥梁上部结构),桥梁上部结构设设计的形式又主要计的形式又主要以以20m、24m、32m跨度简支箱型结跨度简支箱型结构为主构为主,这一特点更显突出,标准化施工的施工方法研究也成为施工
2、管理者和专业技术人员关注的重点之一。因此,对客运专线桥梁上部结构施工,掌握整孔预制、运、架的施工方法很有必要。上导梁架桥机下导梁架桥机步履式架桥机 原设计(2005年通用图)桥面宽13.4m布置示意图新客运专线桥面宽12m布置示意图铁路客运专线铁路客运专线箱梁制运架施工技术箱梁制运架施工技术客运专线整孔箱梁施工之整体规划客运专线整孔箱梁施工之整体规划1、箱梁预制场位置的选择原则2、梁场规模的确定箱梁预制场位置的选择原则1、预制梁场根据现场地质、地形情况优化布置,以尽量减少拆迁、少占耕地、减少临时工程量、交通运输方便。2、尽量布置在所供箱梁范围的中部 虽然这种选择方式在箱梁架设过程中增加了架桥机
3、调头环节,但可以在工期相对较为紧张的情况下,满足桥面附属工程(如电缆沟槽、防撞墙等)施工工作面的尽早展开,同时也能尽可能满足轨道施工的需求。3、尽量选择在桥梁的直线地段 梁场位置选择在桥梁的直线地段,不仅可以减小所用箱梁架设提升吊机的跨度,减小轮压,而且对提升吊机结构和其轨道基础的设计也有利。与此同时对制梁台座和存梁台座布置占用土地面积减少有利,减少梁场征拆费用。箱梁预制场位置的选择原则4、结合梁场供梁范围,尽量使箱梁的运输距离较短 预制箱梁的架设进度除了受架设方案的影响外,还和运梁车的运距有很大的关系,合理的运距可以使箱梁的架设进度最为理想。5、尽量远离需要现场浇筑的桥梁结构,特别是连续梁结
4、构。现场浇筑的桥梁上部结构施工时间一般都较长,为合理安排施工区段的施工组织,这一因素需要在梁场的选址中加以考虑。1、制梁场的布置应有利于箱梁的预制、存放、运输及架设。并根据箱梁的生产工艺、外型尺寸、制梁、存梁数量,确定梁场的规模,并综合考虑场区道路、作业空间等因素,优化布置场地。2、采用提升设备垂直运梁上桥的预制梁场设置于平坦地段,存梁台位设于桥址边。采用便道、路基上桥方式的预制梁场设置于桥头路基旁,梁场生产区平面高程与路基高程应尽量接近,以利于缩短运梁便道。梁场规模确定梁场规模确定3、制、存梁台座:制梁台座数量:梁场月生产箱梁数量=需要生产箱梁总数实际制梁施工有效工期(考虑一定保证系数并结合
5、总工期)制梁台座数量=梁场月生产箱梁数量每个制梁台座月生产箱梁数量(一般按照45孔/月.台位)梁场规模的确定 存梁台座数量:每个制梁台座对应存梁台座数量=每个制梁台座月生产箱梁数量(1.41.5)(双存存梁台座数量为单存存梁台座一半)制、存梁台座的结构形式:主要需重点考虑的是地基处理方式,同时还要考虑由于不等跨梁对模板、台位需求的不同的改制或共用等(一般为桩基础(钻孔桩、预制静压桩、夯扩桩等)和扩大基础结构)梁场规模的确定4、机械设备重点:梁场吊机的吨位(主要起重机:箱梁搬运机和钢筋模板起吊龙门吊机)混凝土工厂生产能力保证每天混凝土的需求 混凝土的输送方式 混凝土的浇筑方式 其他小型设备支点沉
6、降高差2mm)铁路客运专线箱梁制、运、架施工技术箱梁预制施工箱梁预制施工(一)箱梁预制施工采用的标准(二)箱梁预制施工方法 梁场主要施工设备配置 施工方法(三)预制箱梁施工质量控制要点(四)铁路预制箱梁生产许可箱梁预制施工箱梁预制施工(一)箱梁预制施工采用的标准主要采用:客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件(铁科技2004120号客运专线高性能混凝土暂行技术条件(科技基2005101号)客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2006160号)铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设2005160号)铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定(铁建设2005157号)预应力混凝土铁路桥简支梁
7、产品生产许可证实施细则(2006)客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件(科技基2005101号)客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件(科技基2005101号箱梁预制施工主要采用的标准(一)箱梁预制施工采用的标准客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求:1、高性能混凝土;2、施工温度控制;3、预应力张拉;4、桥梁上拱度要求;5、预应力孔道的辅助真空压浆工艺;6、成品梁的存放和运输要求;客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求要求高性能混凝
8、土:原材料要求:胶凝材料总量控制在500kg/m3,水胶比0.35。水泥:强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥掺和料:仅限于粉煤灰和磨细矿粉细骨料:细度模数2.63.0,含泥量2.0%粗骨料:压碎指标10,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比应大于2,含泥量0.5,针片状颗粒含量不应大于5,骨料的碱-硅酸反应膨胀率在0.100.2时,混凝土中的总碱含量不应超过3.0kg/m3 混凝土耐久性要求:电通量(氯离子渗透电量1200C)抗裂性(静载弯曲抗裂性Kf1.2)护筋性(试件中的钢筋不锈蚀)耐蚀性(抗渗性试件的抗渗等级P20)抗冻性冻融循环200次后重量损失5%、耐磨性、抗碱-
9、骨料反应等客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求要求施工温度控制:预制梁混凝土灌筑时,模板温度宜在535。预制梁混凝土拌和物入模温度宜在530。混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持棚温不低于5,灌筑完4h后方可升温,升温速度不得大于10/h,恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45,混凝土芯部温度不宜超过60,个别最高不得超过65;降温速度不得大于10/h。恒温养护时间应根据梁体拆模强度要求、混凝土配合比及环境等通过试验确定。蒸汽养护期间及撤销保温设施时,梁体
10、混凝土芯部与表面、表层与环境的温度差不要超过15。蒸汽养护后,应立即进入自然养护阶段,时间不少于7天。拆模时,梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差小于15,当环境温度低于0 ,应待表层砼冷却至5 以下方可拆除模板。客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求要求预应力张拉:预应力张拉按照预张拉、初张拉、终张拉三阶段进行。预制梁带模预张拉时,混凝土强度应达到设计强度的50;模板应松开,不应对梁体压缩造成阻碍。初张拉在梁体混凝土强度达到设计值的80%和模板拆除后进行,初张拉完成后箱梁方可
11、吊出台位。终张拉应在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值后、且龄期不少于10天进行。客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求要求上拱度要求:终张拉完成后实测上拱值不宜大于1.05倍设计计算值,终张拉30d后,梁体上拱值L/3000客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求要求预应力孔道的辅助真空压浆工艺:终拉完成后,宜在48h内进行管道真空辅助压浆。用水泥应为强度等级不
12、低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥,浆体水胶比不应超过0.34,水泥浆不得泌水,0.14MPa压力下泌水率不得大于2.5;浆体流动度不大于25s,30min后不大于35s;压入管道的浆体不得含未搅匀的水泥团块;水泥浆28d抗压强度不小于50MPa,抗折强度不小于7.0MPa;24h内最大自由收缩率不大于1.5,标准养护条件下28d浆体自由膨胀率为00.1;初凝时间应3小时,终凝时间不宜大于12小时;压浆时浆体温度应不超过35。客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要求
13、要求成品梁的存放和运输要求:运输和存梁时均应保证每支点实际反力与四个支点的反力平均值相差不超过5或四个支点不平整量2mm。采用滑移方法移梁时,滑移轨道应设在坚固稳定的基础上,滑移轨道必须保持平整,四个支点相对高差不得超过4mm,平顺无突变点,两个股道之间高差不得超过50mm,在滑移方向可设0.2%的下坡,以利于滑移。滑移的动力设施应经计算及试验确定,滑移过程中应采取有效措施保证梁体不受损伤。箱梁预制施工方法箱梁预制施工方法梁场主要施工设备配置 制梁区龙门吊机(主要用于钢筋、钢筋骨架、内模等的吊装)、混凝土拌和站、混凝土输送泵、混凝土运输车、布料机、蒸汽养护系统、模板系统(底模、外膜、内模、端模
14、,内模一般为液压可收缩结构)(二二)箱梁箱梁预制施工方法预制施工方法 整孔箱梁预制的施工方法大致有两种,主要区整孔箱梁预制的施工方法大致有两种,主要区别在于箱梁移梁方式的不同,从而决定了在施工的别在于箱梁移梁方式的不同,从而决定了在施工的规模和施工的方法和设备的配置上有所不同。规模和施工的方法和设备的配置上有所不同。“滑道移梁滑道移梁”施工方法施工方法 “提梁机移梁(轮胎,轮轨)提梁机移梁(轮胎,轮轨)”施工方施工方法法“滑道移梁滑道移梁”施工方法施工方法布置形式布置形式 :“一一线线”纵向平行于桥梁轴线纵向平行于桥梁轴线 “滑道移梁滑道移梁”施工方法施工方法箱梁的移位 箱梁初张拉完成后,预制
15、箱梁从制梁台位通过纵、横移(或只有横移滑道)滑道上的移梁小车将箱梁移至存梁台位上。移梁滑道结构:(钻孔桩(或预制桩)+条形结构)混凝土基础。主要施工设备及模板的配置:模板:制梁模型板由侧模、内模、底模和端模组成,宜采用大块钢模板,每一个制梁台位配置完整的底模一套,相邻两个制梁台位共用一套侧模、内模和端模。移梁设备:移梁小车“滑道移梁滑道移梁”施工方法施工方法主要施工工艺流程侧模纵移轨道底模砼条形基础滑移轨道箱梁钢筋专用吊具箱梁钢筋整体吊装液压内模准备滑入液压内模正在进行滑入箱梁腹、底板钢筋整体吊装就位,不过钢筋就位前应将底模两端支座板、防落梁预埋扳正确摆放箱梁内模整体吊装就位箱梁顶板钢筋整体吊
16、装就位箱梁外侧模拆除纵移箱梁滑移箱梁滑移至存梁台座存放“提梁机移梁提梁机移梁”施工方法施工方法布置形式:布置形式:“双线双线”纵向平行于桥梁轴线纵向平行于桥梁轴线“提梁机移梁提梁机移梁”施工方法施工方法箱梁的移位方式:箱梁初张拉完成后,预制箱梁通过梁场移梁吊机直接从制梁台位提梁,走行至存梁台位上方,存梁。主要施工设备及模板的配置:模板:每一个制梁台位分别配置一套底模、外侧模和端模。内模数量与制梁台座的比例按照1:2考虑。移梁设备:900t自走行提升式移梁机“提梁机移梁提梁机移梁”施工方法施工方法主要施工工艺流程900t搬运机制梁台座起吊箱梁优缺点比较优缺点比较-滑道移梁滑道移梁优点:优点:每两
17、个制梁台位共用一套内外侧模及端模,在模板的投入上相对较小(一套模板约180220万)箱梁从制梁台位移至存梁台位,不需要大型的施工设备,移梁台车体积小,质量轻,即使是一个梁场同时投入一套以上的移梁设备,相对一次性投入的移梁设备费用也较小。优缺点比较优缺点比较-滑道移梁滑道移梁优点:优点:由于预制台位一线平行与桥梁轴线布置,台位之间施工时的相互干扰较小。箱梁移梁时局部防裂较为有利。制、存梁台位之间的布置较为紧凑。优缺点比较优缺点比较-滑道移梁滑道移梁缺点:缺点:由于每两个制梁台位共用一套内外侧模及端模,每施工完一片箱梁后,模板转入下一个制梁台位时模板的调整时间较长。移梁滑道基础一般需要设计成钻孔桩
18、或预制桩结构形式,以保证在移梁的过程防止移梁支点的不均匀沉降,从而在梁场的建设费用投入上相对较大。优缺点比较优缺点比较-滑道移梁滑道移梁缺点:缺点:由于预制台位与存梁台位在横桥向对应布置,一孔梁在一个制梁台位预制后,相应的存梁位置也基本确定,存梁位置的灵活性受到一定的限制(特别是静载实验梁的选择上受到一定的影响)。难以考虑在应急情况下的双层存梁方案。移梁时平面交叉轨道需要重复拆装。优缺点比较优缺点比较-移梁机移梁移梁机移梁 优点:优点:每个制梁台位均配置了一套外模,外侧模板直接侧向旋转,完成拆装过程,施工时调整速度相对较快。每套于制梁台座对应的内模存放在制梁台位的端部,整体进出拼装速度快。优缺
19、点比较优缺点比较-移梁机移梁移梁机移梁优点:优点:箱梁从制梁台位移至存梁台位时,由于由移梁机直接提至存梁台位,移梁机走行轮较多接地比压较小,地基的处理要求相对较低,一般通过换填、强夯、碾压即可,施工投入相对较小。由于由移梁机直接提至存梁台位,在应急情况下可考虑双层存梁的方案。由于移梁机可90度转向行走,箱梁的存放相对灵活。优缺点比较优缺点比较-提梁机移梁提梁机移梁缺点缺点施工中由于外模板的投入与制梁台位一对一,因此模板的外侧模投入相对较大。提梁机由于自动化程度较高,易损件较多,一旦出现故障可能直接影响到施工。箱梁初张拉完成后,提梁机直接通过吊梁孔提梁至存梁台位时,易使梁体出现局部裂纹。(三)预
20、制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点 箱梁预制的质量控制总体上分两个方面:外观质量 内在质量 不论采用上述哪种施工方案,钢筋的绑扎成型均在钢筋绑扎胎具上进行,一般情况下,加强钢筋下料和绑扎过程种的监管力度,均可满足质量要求。但在箱梁预制的过程中,如下几个方面值得重点加以控制:(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点1、制、存梁台位制、存梁台位2、模板的强度和刚度模板的强度和刚度3、混凝土的配制和施工性能混凝土的配制和施工性能4、混凝土的浇注混凝土的浇注5、模板拆除的时间模板拆除的时间6、箱梁养生箱梁养生7、预应力施工预应力施工8、桥桥面防水面防水层层、保、保
21、护层护层施工施工9、预预埋件安装埋件安装10、标标志及制造技志及制造技术证术证明明书书(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点1、制、存梁台位、制、存梁台位制、存梁台位的设计制、存梁台位的设计 制、存梁台位是箱梁预制及存放的载体,制、存梁台位基础结构形式的选择、设计和后期施工质量的控制,是确保箱梁施工时预拱度设置、基础沉降控制的关键环节,进而控制箱梁徐变上拱、防止箱梁产生裂纹的关键。(满足要求,经济合理)(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点 制、存梁沉降观测制、存梁沉降观测 随着梁场箱梁预制全面展开,施工过程中,往往容易忽视制、存梁台位的沉降变化,进
22、而导致预拱度设置值的准确度、支座预埋板平整度发生变化,存梁台位个别支墩出现不均匀沉降。因此,加强制、存梁台位沉降的同步观测,适时调整底模标高、更换存梁台位箱梁支点处的橡胶垫,是确保箱梁预制质量和存放时防止支点的相对高差过大,造成箱梁开裂的主要手段和措施。(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点2、模板的强度和刚度模板的强度和刚度 梁场生产规模大,模板倒用次数多,单孔箱梁混凝土数量大,连续灌注,一次成型。因此,模板必须具备足够的强度、刚度和稳定性。制梁模型板由侧模、内模、底模和端模组成,宜采用大块钢模板,内、外模数量与制梁台座的比例按照1:1或1:2考虑。充分考虑模板设计的相
23、关参数充分考虑模板设计的相关参数 一般情况下,每套模板倒用次数多达6080次,经过多次的拆除安装后,箱梁模板的强度和刚度均会发生一定的变化,影响到箱梁成型后的轮廓尺寸,因此,模板的设计时,除按照一般的钢结构设计要求进行考虑外,需要充分考虑混凝土在浇筑过程中对模板的冲击和侧压力对模板的影响,在强度和稳定性计算方面适当提高其安全系数。(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点 加强对模板关键部位的检查加强对模板关键部位的检查 由于模板的多次倒用,模板局部的变形不可避免,适时检查模板的实际尺寸,对出现变形的模板及时进行修整或加固,同时每制一孔梁,加大混凝土浇筑前和浇筑过程中对模板支
24、点、拉杆等关键部位的检查力度,是确保成型箱梁的外轮廓尺寸满足相关规范要求的关键环节。(三)预制箱梁施工质量控制要点(三)预制箱梁施工质量控制要点3、混凝土的配制和施工性能混凝土的配制和施工性能 优质的混凝土对预制箱梁的质量起着至关重要的作用,优选混凝土的原材料,在保证强度的基础上通过优化混凝土配合比,使其具有高流动性和较好的可泵性,进而使成型的混凝土密实、均匀且硬化后无初始裂纹,是从混凝土方面控制箱梁预制质量的主要措施之一。另外,通过采用矿物掺和料和高效减水剂的方法,尽量降低水泥用量,降低混凝土内部温升,减小混凝土的内外温差,是避免箱梁产生早期裂纹的另一关键。从京津城际轨道交通和哈大客专工程等
25、的实际使用来看,采用的高性能混凝土,为预制箱梁质量控制提供了有力的保证。试生产前,应进行混凝土配合比选定试验,制做抗冻性、抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碱-骨料反应性等混凝土耐久性试件各一组,进行耐久性试验。批量生产中,预制梁每20000m3混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、碱-骨料反应的耐久性试件各一组,进行耐久性试验。预制梁在浇筑混凝土过程中,应随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件,其中强度、弹性模量试件应分别从箱梁底板、腹板及顶板取样。抗压试件每件体积为150mm150mm150mm,每三件为一组,弹模试件每件体积为150mm150mm300mm,每六件为一组。试件应随梁体或在同
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