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预制混凝土节段箱梁胶接拼装架设施工 摘要：广州轨道交通地铁四号线第7标段上部结构为预制混凝土节段箱梁，采用整孔拼装架设方案。介绍预制混凝土节段箱梁胶接拼装、整孔架设的施工方法，为今后类似工程的施工提供借鉴。 关键词：箱形梁；节段拼装；桥梁架设 1、工程概况 广州轨道交通地铁四号线，位于广州市南拓发展轴的轴线上，处于沿珠江入海口河道的西岸地带，是广州市中心城区联系南部各新兴产业发展组团的轨道交通快速线，起到拉开城市布局、促进城市健康发展的引导作用。 东涌站至黄阁北站区间的第7标段，位于广州番禺区内，起终点桩号为K42+612.4K44+947.4，主要施工范围为DZ24DZ103墩的高架桥，跨越多处河涌和乡村道路。 高架桥组合为230m+225m+130m+125m+6330m+425m+630m预应力简支箱梁，箱梁为单箱单室钢筋混凝土结构，采用短线法分节段预制，现场胶接拼装架设；标准预制节段长度为2.50m，顶宽为9.30m，预制节段梁的吊装重量约40t。 2、施工方案 预制节段梁由专业梁场生产供应，箱梁架设拟从本标段的起点DZ24墩向终点DZ103墩方向逐跨采用上行式架桥机现场胶接拼装、整孔架设。对于起始的第1跨（DZ24至DZ25墩）及第2跨（DZ25至DZ26墩）节段梁由运梁车从地面施工便道运至架桥机下方，然后由架桥机直接吊起梁段至安装位置进行梁段的拼装。其余各桥跨的节段梁则由存梁场龙门吊机提升上桥面，从桥上运梁至架桥机后方喂梁，利用50t起重小车的转动装置将节段梁在空中转动90而就位。 节段箱梁架设流程：施工准备架桥机拼装架桥机检验节段梁吊装及调整节段梁胶拼及临时束张拉整孔预应力张拉整孔落梁就位架桥机纵移过孔架桥机调整进行下一孔架设。 3、架桥机拼装预制节段箱梁的架设 采用上行式架桥机，其能够满足跨度22.535m节段箱梁的架设，适应桥梁平面曲线半径R450m.本架桥机由主梁（含导梁）、前支腿、2个可前后循环的活动中支腿、后支腿、50t起重小车、节段梁吊挂系统、吊具、安全系统、电气系统及液压系统等组成，架桥机总体布置见图1.在DZ24墩至DZ25墩跨处按施工要求采用汽车吊机安装架桥机设备，架桥机组拼完成后，对架桥机进行试吊并检验其各项工作性能，满足施工要求后才可投入正式使用。 4、节段梁吊装步骤（以30m跨度为例） 在安装跨两端墩顶安装支座，并按设计调整其预偏量。节段梁从存梁场运至待架设的桥跨处，首先吊装第S12节段定位，然后依次吊装其余各节段梁（见图2），最后调整线形，校准第S1节段，并将其临时固定，确保不发生位移、转动。安装时将各节段向墩方向偏移，预留涂环氧树脂的空间。 将第S1、S2梁段临时对接，通过张拉临时束预拼，检查拼接缝的密贴程度，以决定不同部位的涂胶厚度；检查线形高程和箱梁中线，以掌握纠偏的方向和程度，作好纠编的准备工作。预拼完毕后，将梁段脱开，对胶拼的混凝土面作进一步清理，确保涂胶面上无泥土、灰尘及其他松散物；在第S1、S2梁段接合面上涂抹环氧树脂，将S2梁段与S1梁段密贴，张拉临时紧固装置，保证节缝间压力不小于0.3MPa，将S1、S2梁段临时锚固，环氧树脂固化。按同样方法依次安装其余节段，最后张拉所有预应力束，整孔落梁至设计位置，完成一整孔梁的架设，纵移架桥机过孔，进入下一孔跨架梁。 5、节段梁胶拼施工 5.1 节段梁吊装和试拼为保证两梁段拼接面标高、倾斜度保持一致，减少涂胶后的梁段位置调节时间，在胶拼前，进行试拼装。试拼装时，调整待拼节段标高，将梁段拼接面靠拢，保证梁段拼接面完全匹配，检查梁段块件标高、中线和匹配面的情况，预应力孔道接头对位情况，临时预应力钢筋及张拉设备是否完善。试拼完成后将移开0.40.5m（以方便胶拼为准），除纵向进行平移外，梁段的标高和倾斜度不应进行调整。 5.2 拌胶及涂胶将环氧树脂在约400转/min状态下搅拌23min，直到颜色均匀为止，搅拌过程中尽量避免引入空气，尽量使用扁平工具拌胶，便于散热延长使用时间。使用刮刀从下向上方均匀涂刷，为加快进度，可分为几个工作面同时进行涂胶，涂胶厚度为0.51.0mm.混凝土凹进部分要填平，涂刷过程以及拼装后2h之内采取措施，防止雨水侵入和阳光照射。 在常温条件下，拌制完的环氧树脂宜在45min内涂刷完毕，90min内进行拼接。涂胶的混凝土表面温度不宜低于5，否则须采取加温措施。涂胶时应取2组试件，与梁体胶拼面同条件养护。 5.3 梁段拼接 在全截面环氧树脂涂刷完毕，安装预应力管道密封圈后，移动待拼梁段，对位进行拼接。张拉临时预应力束，使环氧树脂在不小于0.30MPa的压力下固化，挤压后的胶缝宽度宜在0.51.0mm，不应出现缺胶现象。挤出多余的环氧树脂及时刮除，刮除过程中尽量减少对混凝土的污染，并用检孔器清理预应力孔道，排除可能进入预应力孔道的胶体，必要时0.5h再通孔1次，确保孔道的畅通。 5.4 节段梁架设施工注意事项 节段梁吊装、运输时应特别注意保护梁端的剪力键，以免损伤；节段梁必须在混凝土抗压强度达到设计强度的70%后方可挪移、搬运。按设计要求，节段梁必须在预制场存放28d后方可进行桥位吊装，确保预制梁的施工安全。 节段梁的预制长度由实际施工误差进行调整，由于梁段高度较低，箱内施工操作空间受限，所有预应力筋的锚固均设在梁端。节段梁采用高位拼装落梁的施工方法，要求保证节段拼装的架桥机能够保证在施工荷载作用下稳定与安全。 5.5 梁段接缝处理 梁段施工接缝较多，箱梁各梁段之间的施工缝严格按公路桥涵施工技术规范1（JTJ041-2000）的要求进行处理。 （1）所有的接缝面必须洁净，除去油污等杂质，混凝土表面应尽量平整，疏松表面层及附着的水泥应清除干净，涂胶前表面要干燥或烘干。 （2）匹配面涂环氧树脂加水泥做填料作为粘结剂，环氧树脂要根据不同温度做几组配合比。胶层要均匀，厚度控制在0.51.0mm为宜，以保证有多余环氧树脂从接缝中被挤出，并可利用胶层上下厚度不一调整拼装时上翘和低头现象。粘胶剂的保存、有效期、搅拌方法及时间均符合相关规定。环氧树脂涂层施工时，需要严格控制其湿度等相关指标，以确保箱梁能与外界的隔离。 （3）胶结强度应不低于梁体混凝土强度，初步固化时间大于2h，完全固化时间为24h，确保涂胶、加压等工序在固化前完成。胶接缝挤紧的预应力（挤压）0.20MPa，挤压在3h以内完成。 （4）环氧树脂接缝在环氧树脂尚未凝固之前，要在接缝保持一个最小临时压应力，不小于0.30MPa，通过临时钢束来施加。梁段架设时必须在接缝完全闭合后才能施加预应力。 （5）涂胶人员在施工过程中应有防护措施，并做好安全防护工作。 6、箱梁预应力施工 本工程预应力体系中的预应力筋采用17-15.20-1860-GB/T5224-2003，锚固体系采用自锚式拉丝体系，锚具要符合预应力筋用锚具、夹具和联结器2（GB/T14370-2000）的技术要求，张拉体系采用YCWB型千斤顶。预应力张拉将按预张拉、初张拉和终张拉3个阶段进行，当设计有具体规定时则按设计规定进行；预应力应采用两端同步张拉，并要符合设计张拉顺序，预施力过程中应保持两端的伸长量基本一致；预应力值以油压表读数为主，以预应力筋伸长量值进行校核。 6.1 预应力束的安装和保护 穿束前对孔道进行检查，孔道应畅通，无水和其他杂物。预应力束应对号穿入孔道内，同一孔道穿束应整束穿。预应力束安装在孔道后，孔道端部开口应密封以防止湿气进入。 任何情况下，当在安装有预应力筋的构造附近进行电焊时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。 6.2 预应力张拉 在张拉开始前，所有操作预应力设备的人员，应通过设备使用前的正式培训，以便熟练张拉操作全过程，确保张拉操作的正确性。预应力束张拉程序为：010%k（初张拉，划线）20%k40%k80%k105%k（持荷2min）锚固。 张拉时混凝土强度不应低于设计规定，张拉顺序应符合设计要求，在张拉预应力束过程中，应根据设计要求放松部分梁段的吊杆，直至所有钢束张拉完毕。 箱梁两侧腹板应对称张拉，其不平衡最大不超过一束。同束钢绞线应由两端对称同步张拉，千斤顶升、降压速度相近。 预应力束采用张拉力和伸长量双控，并以张拉力控制为主，以伸长值校核。实际张拉伸长量与理论伸长量之差应控制在6%范围以内。每端钢丝回缩量应控制在6mm以内。 每束钢绞线中单根钢绞线内的断丝或滑丝不得超过1丝，每个断面断丝不超过该断面钢丝总数的1%。 6.3 箱梁孔道压浆 本标段工程的预应力孔道均采用真空压浆工艺。在一跨的所有预应力束张拉完成后，孔道宜在2d内进行压浆，压浆材料为铁道部鉴定的高性能无收缩防腐灌浆剂，压浆前孔道内应清除杂物及积水，压入孔道的水泥浆要饱满密实。真空压浆工艺的技术要求有： （1）预应力孔道及孔道两端必须密封，可通过气密试验确定密封程度。 （2）抽真空时孔道内真空度（负值）控制在-0.06-0.1MPa之间。 （3）孔道压浆的压力应0.7MPa，浆体注满孔道后，应在0.500.60MPa压力下持压2min。 （4）孔道压浆的水灰比0.35。 （5）水泥浆的浆体流动度为3050s。 （6）水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。 （7）浆体的泌水性3h后应小于2%，24h之内泌水全部被浆体吸收。 （8）浆体初凝时间3h。 （9）浆体体积变化率25MPa；28d龄期强度60MPa。 （11）当气温或构件温度低于5时，不得进行压浆；水泥浆体温度应小于35。当白天气温高于35时，宜在夜间进行。 7、结语 广州轨道交通地铁四号线7标段上部结构的箱梁采用上行式架桥机进行胶接拼装、整孔架设，有效地减少桥下河涌和软弱地基对上部结构箱梁的施工影响，保证箱梁的施工质量。采用此法进行节段梁架设，在施工便道允许时，采用桥上和桥下同时运送梁，能加快施工进度，最快能3d架设一孔梁。为今后同类桥梁工程的施工提供宝贵的经验。 参考文献： 1 JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范S. 2 GB/T14370-2000，预应力筋用锚具、夹具和联结器S.