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T梁高空膺架制梁工法

   2006-03-07 網友推薦 未知 7250
一、前言
  常規(guī)的預應力砼簡支T梁施工,通常采用預制場預制,架橋機架梁或采用單導梁、雙導梁架橋。橋墩較低時也可采用滿堂紅腳手架法現澆施工。而在重慶市忠縣長江公路大橋50米預應力砼簡支T梁施工時,因施工場地狹小,無法設置預制場地,另外該橋是柔性高墩(墩高72米),設計要求施工時不能偏心受壓,T梁安裝時必須按“二、四、六、八”法進行加載(即T梁安裝加載時相鄰兩跨間梁片數之差不大于2片)。由于受以上條件限制,如果采用預制架梁方案,則存在問題較多:一無施工場地,二不能滿足設計要求的T梁不能滿孔加載的要求。在這種情況下只有尋求新的T梁制安施工方案。
  中鐵一局第一工程公司經過數種施工方案的分析、比較、篩選,最終選定了采用高空膺架法制安50米T梁的施工方案,并立即開始對T梁高空膺架法制梁進行可行性研究和實施性論證。在有關專家的指導下,經過QC小組的攻關以及在實踐中不斷改進和完善,比較完整地摸索出了一套T梁高空膺架法施工的工藝。通過忠縣長江大橋80片50米大型T梁的施工實踐證明,高空膺架法施工工藝、施工方案及各種安全質量措施是行之有效的,不但解決了忠縣長江大橋80片50米高、大、薄T梁的施工,而且探索出一種全新的、科技含量較高的橋梁施工新方法,制定了一套此施工方法各個工序安全、質量保證措施。該工法QC 成果獲部級優(yōu)秀QC成果獎。
  二、工法特點
  1、不需要預制場地和架梁機,也不需要滿堂紅腳手支架,復雜設備變成簡單設備。
  2、每跨根據施工工藝只設一片T梁的制梁臺位,施工投入少,節(jié)省費用。
  3、多跨可同時進行T梁的預制施工,并能和下部工程施工形成交*作業(yè),加快工程進度,降低成本。
  4、每跨有1~2片梁因張拉工藝需要,利用已就位的T梁作為制梁臺座,進行梁上制梁,再橫移并利用自制龍門架落梁就位,加快制梁速度和軍用梁膺架的周轉。
  5、膺架可采用加強六四式軍用梁復式組拼形式,根據跨度進行調整,方便靈活。
  三、適用范圍
  本工法適用于所有簡支梁橋的施工。在山區(qū)及受地形地勢等影響,條件較差,無預制場地、無架橋機或大型機械無法進入,或設計對高墩梁體架設加載有特殊要求的橋梁,采用膺架法施工最為合適。
  四、工藝原理
  高墩(墩高>20米)施工時,在墩柱上設置鋼制牛腿,在牛腿上放置六四式軍用梁,形成單片梁的制梁臺座。在軍用梁臺座上預制T梁,待砼強度達到設計要求后進行預應力張拉和梁體橫移就位,讓出制梁臺座,進行下一片梁的預制。每跨的最后1 片~2片梁(如需加快膺架周轉和擴大多個T梁施工臺位,也可根據需要在梁上制多片梁),利用已就位的梁體作為臺座,采用梁上制梁工藝來完成。
  低墩施工時,采用軍用墩或其他形式的墩柱作為支撐,其上放置軍用梁作為一片梁的臺座,預制一片,橫移一片,直至全橋完工。
  五、工藝流程及操作要點
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  T梁膺架法制梁的關鍵技術為膺架設計、梁體砼澆筑、高空橫移梁、梁上制梁及落梁。主要施工步驟:大型膺架的設計和吊裝,膺架頂部T梁預制臺座的設置,蓋梁頂滑道的安裝設置,T梁模型設計,砼澆筑,預應力張拉,T梁高空頂起穿靴和橫移,T 梁脫靴就位,梁上制梁和落梁就位等。
  (二)施工要點
  1、施工準備
 ?。?)膺架設計
  膺架是T梁施工的唯一臺座,是主要的承重結構,它的設計是否合理,強度是否符合施工需要直接影響著施工安全、質量、工期和施工投入。本工法中膺架設計時主要考慮其承載能力和結構本身的變形情況,根據T梁在施工中發(fā)生的實際荷載情況,以及六四式軍用梁設計的有關資料,通過4種不同工況的配載計算,選擇雙層四片加強六四式軍用梁作為一跨制梁膺架(見圖1)。相鄰跨間膺架根據張拉工藝要求按左右、右左的形式交錯設置。
  為確保軍用梁膺架施工安全,在設計過程中按照梁體施工的加載情況,對軍用梁膺架進行了1:1.2的荷載試壓,測得軍用梁受壓后的跨中最大撓度、非彈性變形引起的撓度及施工荷載引起的撓度,為梁體拱度設置和底模預留拱度的合理性提供了依據。
  (2)T梁模型設計
  高空膺架上兩側防護欄桿間距4米,T梁頂板寬度加上模型及支撐后,施工作業(yè)面非常狹小,梁體模型設計不僅要考慮小空間里施工方便,還要兼顧其強度、剛度滿足要求,確保梁體施工質量。合理的T梁側模設計方案:面板與支架分離,單塊面板重 100kg,便于小空間內人工搬運和操作;支架單件重50kg,可以在150cm縫隙中自由搬運。在每節(jié)T梁面板上設置附著式振動臺座一個,側模兩側間隔設置,位于馬蹄形稍高位置,以保證梁體砼質量。為了控制梁體的垂直度和確保T梁在澆筑砼全過程中的穩(wěn)定性,在模型支架上用槽鋼設通長縱向連接縱帶兩道。
  2、膺架吊裝
  膺架的拼裝和吊安根據施工現場實際情況及各墩的高度情況,采用不同的形式,如整體吊裝、雙層單片吊裝、分段吊裝、釣魚法吊裝等。
  3、高空膺架上制梁
 ?。?)鋪設底模:T梁底模采用標準鋼模板組拼,梁端頭尺寸變化段用木模進行調整,底模中線與軍用梁中線一致。根據設計要求及膺架試壓結果,在底模上設置預拱度。
 ?。?)綁扎鋼筋、立模:按要求在底模上進行鋼筋綁扎和波紋管定位。為保證鋼筋的垂直度,護欄上每隔3米設置一根橫向吊桿。在砼澆筑前就進行鋼絞線的穿束,在砼澆筑過程中,派專人對鋼絞線進行來回拉動,防止水泥漿流入波紋管中。
  (3)砼澆筑:膺架法制梁梁體砼澆筑非常關鍵,必須保證砼在澆筑過程中,膺架彈性變形不影響梁體砼的質量。梁體砼質量控制應注意以下幾個方面:
  a、砼采用泵送砼,坍落度控制在18cm~22cm間,便于振搗,同時可加快施工砼澆筑速度。
  b、配合比選用合理。為防止膺架在砼澆筑過程中因彈性變形而引起梁底砼拉裂,在選砼配合比時摻入了外加劑。砼緩凝時間為3小時~5小時,使得砼澆筑結束前不初凝。砼的初凝時間必須滿足T梁砼澆筑過程中膺架的微度變形,這一點最為重要。
  c、砼澆筑時分兩層由低端向高端進行,防止膺架因一端空載,一端受力太大而產生大的變形,或由于砼澆筑不均勻T梁預設拱度的破壞,或大跨度膺架發(fā)生意外變形。
  4、T梁橫移就位
  高空梁體橫移是膺架法制梁的關鍵工序,施工難度大,施工危險性高。施工時設專門的移梁小組,專人負責,并在每次移梁前進行安全和技術交底。T梁橫移的主要步驟:梁體張拉壓漿→設置移梁滑道→抬梁穿靴→橫移梁→抬梁脫靴→落梁就位→固定梁體。
  (1)設置移梁滑道:移梁滑道采用2根43kg/m鋼軌制作,鋪設在蓋梁上,用抱箍的形式將其與支座墊石聯在一起。此道工序可在鋪設底模前進行,也可在梁體張拉后進行。
  (2)抬梁穿靴:T梁施工時,在梁體兩端腹板上預留孔道。梁體張拉完成后,在預留孔中穿入抬梁鋼棒,每端用2臺200噸張拉千斤頂從梁的兩側將梁抬起。起梁時由工人抱住方木隨起梁高度的變化將兩端兩側方木頂緊,并安放好。邊梁用方木或圓木做豎直支撐,中梁在梁的兩側做斜支撐,并用木楔打緊。當梁抬起到一定高度并支撐穩(wěn)固后,安裝滑靴,并將梁落到滑靴上。
 ?。?)移梁:梁兩端的滑靴安裝到位后,利用斜撐和拉桿將梁體與滑靴連成整體,確保梁體橫移時的穩(wěn)定性。支撐穩(wěn)固后,進行T梁橫移。橫移采用頂推移梁法,在滑道上焊制頂梁底座,2臺23噸千斤頂水平放在滑道上,并直接頂在滑靴上,同時開動兩端油泵,梁體在滑道上平穩(wěn)緩慢移動。
 ?。?)T梁橫移到設計位置時,進行抬梁脫靴,安裝支座。抬梁方法與安裝滑靴時抬梁方法一樣,在抬起梁的同時,由于工人在兩側隨梁的頂起高度安放支撐木。梁抬到一定高度時,將梁體支撐穩(wěn)固,抽出滑靴,按設計要求安裝支座。安裝好后,千斤頂回油,將T梁落在支座上。落梁的同時進行梁體支撐加固。
  (5)梁體加固:單片T梁就位后,應按施工設計方案要求進行支撐和加固,確保梁體不會發(fā)生側翻等意外。
  5、梁上制梁工藝
  本工法在進行膺架布設時,為了給相鄰跨T梁的施工讓出穿束、張拉空間,膺架按左右、右左的形式布置,所以每跨有2片梁必須在已就位的梁上施工。
  采用梁上制梁同時也可加快膺架的周轉和施工進度,節(jié)約施工投入。
  梁上制梁的主要步驟:鋪設方木和底模→綁扎鋼筋、立?!鷿仓拧鷱埨?、壓漿 →鋪設滑道→梁體橫移→拼設龍門架→吊梁→脫靴、拆除臨時支墩→落梁就位→檢查。具體施工工藝如下:
 ?。?)梁體預制:利用已就位的2片相鄰T梁作為臺座,在梁上鋪設方木和底模。梁底預拱度的設置與膺架制梁相板,梁體砼澆筑、預應力張拉和孔道壓漿與膺架制梁工藝相同。
  已張拉完畢的單片梁上T梁,在橫移就位前,要進行支撐加固。梁兩端與滑靴連成整體,進行加固,在梁體中間段,每間隔一個橫隔板,在梁的兩側用有足夠強度的方木進行支撐加固。
  (2)T梁橫移:在已就位作為制臺座的T梁頂面兩端安裝移梁滑道,用頂推移梁法將T梁橫移到待落位置(移梁方法與膺架上移梁相同)。移梁前,在待落梁處用軍用墩或其他支撐設臨時支墩,使梁體橫移到位時落到實處,確保梁安全和穩(wěn)固。
  (3)拼設龍門架:在待落梁兩端各設龍門架一個,用六五式軍用墩進行組拼。龍門架兩個支腿分別座在待落梁兩側相鄰的梁體上。因梁體橫移時與龍門架一個支腿相互影響,所以必須在梁體橫移到位后,完成龍門架的拼設。
 ?。?)落梁就位:龍門架拼裝好以后,按計算的鋼絲繩受力情況,用鋼絲繩捆綁在龍門吊架的鋼橫梁上。吊梁鋼索從梁端翼板上預留孔中穿過,捆在待落梁體上。待吊梁準備工作全部做好,檢查確認無誤后開始起梁。起梁高度以能拆除T梁下面的滑道、滑靴和臨時支墩為宜,高度約為50cm。梁起吊到設計高度時,鎖定卷揚機。
 ?。?)拆除臨時設施:梁吊起后,盡快拆除移梁滑靴、滑道及臨時支墩。臨時支墩可利用卷揚機或吊車等配合拆除。
  (6)落梁:臨時支墩拆除完畢后,梁兩端同時開動卷揚機,進行落梁。落梁過程中,要控制好梁的位置,兩臺卷揚機力求做使梁兩端到同步下落。待梁底距支座墊石40cm~50cm左右時,安放支座,落梁就位。
  六、安全措施
  本工法屬于高空作業(yè),施工難度大,危險性高,所以安全工作非常重要,特別是膺架吊安、T梁抬梁穿靴(脫靴)、T梁橫移幾道工序,在施工過程中必須成立專門的膺架吊裝組織機構,如吊梁組、移梁作業(yè)組等,專人負責,確保熟練操作和施工安全。
  七、效益分析
  采用膺架法制梁解決T梁的預制和架設問題,既不受復雜地形限制,又無需大型的架梁設備,只要有膺架就可以了,是一種合理的施工方法。每跨最后1片~2片梁或多片梁利用已就位的梁體再作為剩余T梁的制梁臺座,進行梁上制梁。梁上制梁同時可拆除倒用膺架,加快膺架周轉和制梁速度,從而確保施工工期。
  以忠縣長江大橋50米T梁施工為例,如采用預制場制梁,進行場地平整,制做大型特制運梁平車、運梁龍門架、鋪設縱橫移梁鐵軌,加上租用架橋機,施工投入預算為 298萬元。采用膺架制梁,需租用六五式軍用墩102噸、六四式軍用梁膺架4套約200 噸,高墩上設鋼牛腿作為支撐牛腿或根據施工具體情況設置其他形式支撐,施工不占用臨時施工場地,不用架橋機及大量的移梁設備,施工投入約為200萬元。同時可滿足對T梁架設加載的特殊要求,保證了建設工期,取得了顯著經濟效益


 
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