先张法箱梁施工工艺样本.doc

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先张法箱梁施工工艺
1 引用标准
TBJ203- 铁路桥涵施工规范
GB/T904-94铁路桥梁跨度系列
GB175-1999硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥
GB8076-1997混凝土外加剂
GB1499-1998钢筋混凝土用热轧带肋钢筋
GB13013-91钢筋混凝土用热轧光圆钢筋
GB/t5224- 预应力混凝土用钢绞线
TB10210-97铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范
GB700-88碳素结构钢
GB/T701-1997低碳钢热轧圆盘条
GB699-88优质碳素结构钢技术条件
GB3077-88合金结构钢技术条件
GB/T2965-1999铁路混凝土桥梁桥面TQF-I型防水层技术条件
TB10425-94铁路混凝土强度检验评定标准
CECS-93混凝土碱含量限制标准
2 制梁台座的施工
2.1 制梁台座的基本结构
制梁台座为钢筋混凝土结构, 深2米, 宽7米, 混凝土用量350多立方米, 基础配筋纵筋采用10mm螺纹钢, 横向钢筋采用8mm光圆钢筋。为了方便与制梁台座的连接, 采用预埋铁件。台座顶与元宝垫高差为65mm。制梁台座同时起到反力梁的作用, 折线配筋有竖向反力, 在预应力筋弯折处预埋地锚, 用以连接倒向轮。
2.2 传力梁的结构
采用钢筋混凝土墙为传力构件, 钢筋混凝土墙分布在制梁台座两侧并与侧模相连, 灌注时与制梁台座一起灌注。墙厚200mm, 高2m, 为防止侧向弯曲, 每隔4m设一个隔离墩。
2.3 先张梁的张拉锚固体系结构
先张梁的张拉锚固体系分为: 锚固台座基础与锚固梁。先张梁的张拉力经过锚固梁传递给锚固台座基础, 然后再传递到地基。
锚固台座基础与制梁台座一起灌注, 用C30钢筋混凝土, 埋深2m, 纵筋采用10mm螺纹钢, 横向钢筋采用8mm光圆钢筋, 基础沿梁长方向为2m, 高出地面1m。
锚固梁用40mm厚钢板两块, 中间用宽100mm, 厚40mm钢板井字型布置( 在不影响预应力筋位置的情况下) , 以增加锚固梁的抗弯能力。锚固梁与锚固台座基础间用千斤顶或楔形块塞住, 以便于整体张拉和放张。锚固梁根据预应力筋的位置打孔。
3 模板的设计、 制造与拆装
跨度24m预应力混凝土双线整孔箱梁模型设计的合理与否, 制作质量的好坏, 将直接影响到箱梁生产的工期和质量, 本着既经济合理又不影响生产进度的原则, 优胜劣汰, 确定模型的设计与施工方案。
3.1 内模
3.1.1 内模设计
内模包括液压系统、 行走系统、 整体拆装系统, 当前国内还无制造的先例, 建议从国外进口。
3.1.2 内模安装
先张梁生产采用一个制梁台座一个钢筋绑扎台座, 内模拆出后整体进入钢筋笼, 经过纵向滑移小车进入制梁台位。
3.1.3 内模拆卸
先拆除端模, 卸掉紧固件, 利用液压装置收起侧板, 然后落下顶板。提升行走装置, 利用卷扬机拉出内模, 注意当内模一端露出梁端时即用行车吊起, 继续拉至另一端即将露出梁端时, 再用另一台行车吊起。
3.2 外模
3.2.1 外模设计
外模可自行设计, 设计时按8m一段考虑, 由于箱梁桥面较宽, 因此在外模设计时, 首先要考虑模型结构的稳定性。设计时, 用工字钢做模型的骨架, 用槽钢做模型的加劲肋, 用上拉杆和传力墙保证模型安装尺寸的准确和稳定。
3.2.2 外模的制造
面板采用10mm厚的钢板, 骨架采用型号为I16的工字钢, 加劲肋采用型号为[140×60×8的槽钢, 制造时分8m一段, 整体拼装, 模板表面进行抛光处理以去掉氧化层。模型制作好后运至工地进行组拼, 按图纸要求调整好侧模线形后焊接, 制梁时按整体模板考虑, 三段模板焊接在一起。
3.3 制梁台座
设计制造制梁台座时, 首先要考虑到台座的刚度和承载力。
3.3.1 制梁台座设计
制梁台座的设计采用钢结构组合件, 底模基础采用C30混凝土, 考虑到钢筋笼的整体移运及升降, 钢底模应有升降及行走装置。先张梁预应力筋为折线布筋, 在预应力筋弯折处, 底模设导向轮, 以承受折线预应力筋产生的竖向拉力, 导向轮底部用钢丝绳等经过底模连接在底模纵横肋上。拆模时, 放开底部连接部分, 梁体与底模就能够分开。
3.3.2 底模制作与安装
由于底模较宽, 因此制造时要采取措施, 防止翘曲变形, 面板焊缝要打磨光滑, 底模安装时要注意保证顺直, 底模外侧贴橡胶密封条, 作为防漏措施, 在立模前要检查密封条是否完好。
3.4 模板制作要求
3.4.1 模板应具有足够的强度、 刚度、 稳定性和精确的结构尺寸。模板表面平整, 其局部不平整度不大于1mm/m。接缝密贴, 以确保模板不漏浆。模板应有足够的拉杆和支撑, 以增加模板的刚度与整体性, 使灌注的混凝土符合规定的几何尺寸。
3.4.2 模板预埋件孔必须经过机加工, 使其公差不大于0.5mm, 模板安装完毕后, 全部尺寸的施工允许误差必须符合有关要求。
3.5 钢模型安装前的注意事项
3.5.1 模型安装前必须检查模板是否光滑平整, 有无凹凸变形, 残存灰渣, 特别是模板间接口处及端模孔眼内应清除干净。模板应仔细均匀地涂刷隔离剂, 不得漏刷。
3.5.2 模板连接端面底部有无碰撞而造成不符合使用要求的缺陷变形。振动器支架及模板焊缝是否有开裂、 破损。如有上述现象均应及时修整合格。
3.5.3 检查预埋件, 如通风孔、 底部泄水管及其配件等是否装配齐全, 是否符合图纸要求。
4 混凝土配合比设计
混凝土宜采用泵送, 根据梁体强度及弹模、 结合原材料情况设计配合比。
4.1 原材料的选择
4.1.1 水泥
水泥应采用强度等级不低于52.5的硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥。其性能应符合GB175的规定, 禁止使用其它品种水泥。
4.1.2 细骨料
细骨料宜采用硬质洁净的天然砂, 其技术要求应符合TB10210的规定。
4.1.3 粗骨料
粗骨料应为坚硬耐久的碎石, 粗骨料的抗压强度与混凝土强度比应大于2, 其它技术要求应符合TB10210的规定。
4.1.4 外加剂的选择
混凝土中掺加的外加剂应符合GB8076的规定, 并经检验合格后, 方可使用。严禁掺入氯盐类外加剂。为改进混凝土性能可掺活性掺和料, 其品种及数量由试验确定。
4.1.5 混凝土所选用骨料应进行碱活性试验, 防止发生碱骨料反应, 混凝土中的碱含量应符合《混凝土碱含量限制标准》[CECS53: 93]的要求。
4.1.6 混凝土的拌制和养护用水, 不应含有能影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、 糖类等。污水、 海水、 酸碱度小于4的酸性水和含硫酸盐量[按硫酸根计]超过水重量百分之一的水, 均不得使用。凡能供饮用的水, 即可使用。
4.1.7 非预应力钢筋应符合GB1499、 GB13013的有关规定, 对20MnSi钢筋尚应符合碳当量的要求。
4.1.8 预应力钢绞线应符合GB/T5224的要求。
4.1.9 制造钢配件用的普通碳素钢, 应符合GB700的规定。
4.1.10 制造锚具用钢, 应符合GB699及GB3077的有关规定, 选用锚具应符合GB/T14370的要求, 采用的锚具应经过部级鉴定, 并符合设计要求。
4.1.11 桥面防水层应采用氯化聚乙烯防水卷材和聚氨酯防水涂料共同构成的TQF-I型防水层, 其技术要求应符合TB/T2965的要求, 施工方法应符合设计图纸的规定。
4.1.12 桥面保护层应采用40Mpa钢纤维混凝土、 玻璃纤维混凝土或其它适宜的纤维混凝土, 其厚度、 流水坡度及各项技术要求应满足设计要求, 并保证桥面防水层的使用要求。
4.1.13 外加剂
减水剂用量应根据试验选定, 并掺用适量缓凝剂。
5 箱梁制造工艺
5.1 先张梁工艺流程图( 见图)
5.2 主要工装设备及制梁场地的布置
5.2.1 先张梁主要工装设备及制梁场地的布置
5.2.1.1 主要工装设备
两台60m3/h的拌合站、 2台60m3/h混凝土输送泵、 侧模板1套、 端模2个、 底模1套、 制梁台座1个、 钢筋笼移动小车1台、 液压内模1套、 钢筋绑扎台位1个、 20t张拉千斤顶4台、 油泵4台、 同步顶梁千斤顶4台、 20t龙门吊2台、 4t蒸汽锅炉1台。

钢筋笼就位
立端模
张 拉
顶 梁
拆端模
移运梁
混凝土灌注
蒸汽养护
拆内模
放 张
试件制作
钢筋下料
混凝土搅拌
压试件
钢筋绑扎

5.2.1.2 制梁场地的布置
根据生产任务量而选择台座数量, 若两天生产一片梁, 场地布置如下图所示。
运梁专用道
2
2
2
制梁台座
内模整修区
钢筋绑扎区
钢筋下料制作区
50
24
24
24

5.3 钢筋绑扎及移运
5.3.1 钢筋绑扎
在钢筋绑扎胎座上先绑扎底腹板钢筋、 吊入内模再绑扎顶板钢筋形成整体钢筋笼。
5.3.2 钢筋笼移运
利用移运小车将钢筋笼及内模纵向移至制梁台位, 撤除移运底板。
6 立端模
端模制作时分三部分, 两翼分别为一部分, 主体为一部分。要注意立端模时避免顶撞钢筋骨架, 否则会引起支座板移位。
立端模完毕, 张拉好钢绞线后, 观察钢绞线无滑丝及其它异常现象后, 宜尽快进行梁体灌注。利用上拉杆将内模用顶杆顶住, 以防灌注混凝土时内模上浮。并利用上拉杆定位吊装孔。
7 预应力筋的张拉
7.1 穿放预应力钢绞线
钢筋笼就位、 立完端模后, 将钢绞线顺定位筋、 导向轮穿过端模预留孔, 上好锚具准备张拉。
7.2 预应力筋张拉
先用大顶初调张拉力至80%, 然后用20t千斤顶逐根张拉至设计吨位进行锚固。张拉采用张拉力与伸长值双控制的方法, 即张拉力为主伸长值为校核。
8 混凝土拌合与灌注
8.1 混凝土的拌合
8.1.1 拌合设备的选型: 60m3/h混凝土搅拌机和60m3/h混凝土输送泵各2台。
8.1.2 混凝土的拌合
8.1.3 每立方米混凝土中的水泥用量不宜超过500kg。
8.2 混凝土的灌注
8.2.1 混凝土输送
混凝土最大输送距离140m, 配备两台60m3/h混凝土输送泵, 以满足梁体混凝土灌注速度的需要。
8.2.2 梁体灌注
8.2.2.1 梁体混凝土灌注方式
灌注及振捣顺序: 腹板、 底板、 顶板。
1、 腹板混凝土灌注
⑤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑤
④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　③
　　　　　　②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①
腹板混凝土灌注采用水平分段斜向交叉的方式, 每层混凝土厚度不宜30cm, 两台布料杆分别从两端向中间灌注, 但在跨中部位要进行交叉搭接, 以防跨中部位的积浆造成跨中截面薄弱, 如下图所示。

第一层混凝土主要以侧振为主, 振动棒只起引灰的作用。在腹板整个灌注过程中应注意以下几点:
a、 混凝土不得附着在钢筋骨架上, 必要时利用捣固铲人工捣固。
B、 灌注及振捣过程中要让混凝土充分翻浆, 从腹板翻出的混凝土基本上是经过振捣密实的混凝土, 利用压浆板形成阻力, 只有充分翻浆, 才能给予足够的阻力。从而使腹板及与底板拐角处的混凝土充分密实。
C、 在腹板灌注过程中, 应由专人用小锤敲击内模, 检查混凝土是否密实, 但绝对不得用铁锹铲动翻浆混凝土。
D、 为避免因侧振使混凝土出现局部下陷, 造成腹板空洞, 当混凝土灌至距顶板60cm处时应停止侧振, 以上部分全部采用插入式振捣棒振捣。这样即使下部混凝土出现局部下陷现象, 经过插入式振捣棒的振捣也能予以弥补。
E、 整个腹板振捣过程以插入式振捣棒为主, 侧振为辅。侧振要短振、 勤振。
2、 底板混凝土灌注
当腹板混凝土灌注完毕后, 利用内模顶板梅花布置的天窗进行底板混凝土灌注。底板混凝土的灌注应注意以下几点:
①底板混凝土振捣以插棒为主, 在插棒过程中, 注意不要碰撞预应力筋。
②底板较宽又较薄, 在振捣时易漏振, 对振捣人员应明确振捣位置。
③内模压浆板下严禁插入振捣棒, 以免扰动腹板混凝土致使其下陷造成腹板空洞。
④为保证混凝土厚度应挂线抹面。
3、 顶板混凝土灌注
底板混凝土灌注完毕, 关闭内模顶板预留灌灰口, 开始灌注顶板混凝土。顶板灌注应先灌腹板与顶板交界处, 加强振捣, 振捣棒要插入腹板, 避免因灌注时间的差异而形成施工缝。
在整个灌注过程中, 当布料杆变换灌注位置时, 应用特制接料袋封住布料杆出口, 以免随意掉灰造成外观干灰堆垒。
9 梁体混凝土蒸汽养护
蒸汽管道布置分三部分: ( 1) 底模两侧, ( 2) 侧模中部, ( 3) 内模中部。无论哪个部位, 蒸汽不得直对混凝土表面。如下图。

在两侧侧模跨中、 内模内腔跨中及距端部4m处的中间各布三块温度表。升温和降温阶段每半小时观察一次各测点温度, 恒温阶段每小时观察一次各测点温度, 并认真做好记录。蒸汽养护分为静停、 升温、 恒温、 降温四个阶段。灌注2小时后才开始升温, 升温速度不得大于每小时10℃, 恒温应控制在50℃以下, 降温速度不得大于每小时10℃, 降温至25℃撤除保温设施, 梁体表面温度与环境温度之差不应超过15℃。
10 放张
当混凝土强度及弹模达到设计要求, 就可进行预应力筋的放张。放张采用整体放张法。
11 拆模
当混凝土强度及弹模达到设计要求, 放张完毕再拆除端模, 然后拆除内模及外模。
12 顶梁
12.1 顶梁设备: 行程 mm、 顶推力200t的千斤顶4台、 高压油泵2台。
12.2 一台油泵利用三接头联结2台千斤顶, 经过液体的等压传递原理, 保持2台千斤顶同步上升。
12.3 在箱梁翼缘两端顶梁位置分别放置1台千斤顶, 共4台千斤顶。
12.4 顶梁时4个支点要在一个平面上, 其相对高差不得超过3mm, 否则会因扭力而使隔墙及桥面开裂。
12.5 4台同步千斤顶将梁顶起, 运梁车开到梁下, 将梁落到运梁车上移运。
13 防水层及挡碴墙制作
13.1 进行梁体预制时在挡碴墙相应部位预埋挡碴墙钢筋, 以确保挡碴墙与梁体连接的整体性。梁体架设完毕后制作挡碴墙, 挡碴墙每2m设断缝一条, 以油毛毡填塞, 在该处挡碴墙下立设排水孔, 并进行防水处理。
13.2 防水层和保护层制作。防水层采用TQF-I型防水层, 保护层采用C28纤维混凝土, 以避免保护层早期开裂。