节段拼装施工工法

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1、节段拼装施工工艺某工程，全长2022.84m，其中高架桥长2010m。高架桥为城市轻轨双线 桥，设计列车行驶速度90km/h。高架桥上部结构为预应力简支箱梁，施工 采用节段预制干法拼装新工法。全桥共 67 孑L,跨径布置为：12X30m+27.5m+2X32.5m+27.5m+51X30m。 以30m跨为基准跨，每跨由12个节段拼装而成，每个节段长2.5m, 27.5m 跨和32.5m跨分别由11个和13个节段组成。节段的标准尺寸是2.5mX9.3m （桥面宽度），高度为1.7m，端节段每段重43t，其余为标准节段，每段重 3335t。桥台1个，为薄壁桥台；桥墩四面凹槽、下部矩形而上部为莲花

2、头形状，莲花头高度固定为4.3m；基础桩基为1. 2m和1.5m的钻孔灌注 桩，每个墩（台）位有4根桩基。全桥设有2个平曲线，最小半径1000m； 3个竖曲线，半径均为5000 m； 桥面最大纵坡2.9%，最大坡长650 m。本工程于2005年11月开始桩基施工，2006年7月25日架桥机拼装调 试结束，2006年7月27日正式开始架梁，全桥拼装完成时间为2007年2 月21日。二、预制节段拼装工法介绍预制节段拼装工法在国外已有几十年的历史了，但引入国内使用却时 间还很短。此工法简单概述就是：把整孔梁分成便于长途运输的小节段（通 常为2.5m左右），在预制场预制好后，拉到架梁现场，由专用节段拼

3、装架 桥机逐段拼装成孔，逐孔施工直到结束。节段拼装工法根据节段接缝处理方法不同，又分为干法拼装和湿接法 拼装。干法拼装就是梁节段在预制场采用匹配法已准确按桥梁线形、坡度 预制好，在现场架设拼装时节段间涂上环氧树脂胶，把所有节段粘接一起, 经张拉即成为整体。湿接法拼装不同之处在于节段间留有50cm左右宽，待所有节段就位后，接缝处现浇砼，架桥机待现浇的砼强度达到要求后才能 往前推移，准备架设下一孔。由于需要等待砼强度满足要求，故湿接法拼 装每孔施工时间一般为10天左右，干法拼装要快得多，一般为34天/孔。本工程采用的是干法拼装。它和其它工法比较有显著特点：a、现场整 孔现浇法，现场必须搭支架，要求

4、地基进行处理达到较高承载力，因此对 桥下交通和环境带来很大的影响。另外，每孔施工周期也较长；b、整孔预 制整孔架设法，由于梁的尺寸较大，无法长途运输，只能就近设置预制场, 这在城市施工时常常很难满足。短途运输同样对道路要求非常高，投资大, 对环境的影响也大。因此，越来越多的城市桥梁建设采用预制节段干法拼装工艺。三、喂梁方式的选择喂梁方式的选择对整个工程的施工方案确定都是非常关键的。基本上 有以下两种喂梁方式：桥下喂梁和桥上后部喂梁。采用桥下喂梁方案：由于构件的特殊性，对运梁便道的标准相对较高, 则在前期施工时即要有意识地修建好施工便道，避免出现二次或多次修建 而造成浪费。采用桥上后部喂梁方式：

5、需要根据工程量大小和工期情况，确定提梁 点的设置位置及个数，提梁点的设置情况又直接关系到临时存梁场位置和 部分运梁便道的修建。总的来说，桥上运梁的速度较慢，提梁点设置的设 备投入要求非常大。本工程由于线路地势起伏不大，又工期紧，所以采取桥下喂梁方案。四、节段拼装总体施工流程1、节段拼装流程本工程标准30m跨箱梁分为12个节段，按上行式架桥机的拼装工艺要 求，需要先行把所有节段吊起在空中，然后至少应有两个节段在空中错开, 让出位置供节段间涂胶。由于所有节段是采用悬吊对接，操作繁琐、耗时。而下承式架桥机节段支承方式采用下承式，液压支承千斤顶实现了联动， 所以可以采取逐段拼接的方式，其总体施工流程也

6、就呈得较为简单一一概 述为首节段固定就位、下节段涂胶及临时张拉接合、重复拼接直到第12节 段、永久预应力张拉施工、调梁落梁、永久支座压浆及孔道灌浆等。下面是节段拼装工艺流程图：步骤一:| J+ JI I1扁机吊装第一个节段安置于设计位置处。步骤四：I .山门5、张拉永久预应力，预应力达80%时诂载已大部分传I递至扁平千斤顶。：质川们XtT段6、由梁段中央向两边对称卸载支撑节段的小千斤顶。7整整个梁段至设计位置，将整个梁段由扁平千斤匚 步顶二载至临时支座上。2、吊装第二块，与第一块预留约200mm的抹胶空间。3、涂胶，张拉临时预应力钢棒，使Eil!节段和S2-2节段结合 。升起单元支撑小千斤顶，

7、使节段荷载由小千斤顶支撑。号 1Ljf -亠 1p8-9-40 11 12匚1-1*1 2 35 6 7步骤五： 启动推进台车，架桥机过孔至下一跨。I. . .1I. . .1步骤二：4、吊装第三块，与第二块尽量靠紧，重复步骤二。同样依 次吊装剩余各段,，直至整跨结合完毕。必 亠T52JCfTTflE步骤六：9、调整架桥机，重覆步骤一。3图5-1节段拼装流程图2、总体施工工艺流程图针对桥下喂梁方式进行说明。(1) 起吊位置选择及要求当桥下地质条件较好、地势平坦时，每孔的大部分梁段都从拼装孔下 方直接起吊，只是最后四个节段从前鼻梁下起吊，可节省大量的起重机行 走时间；当桥下场地运梁车难以到达时，

8、整孔梁皆从前鼻梁下起吊。由此 可见，前鼻梁下方的起吊点必须处理好，便于运梁车进出，处理的范围为 墩前跟墩中心8m范围。(2) 梁段提升作业提梁担梁及精轧钢、锚具等均经检查连接牢固后，进行提升作业。本 工程最大墩高11.3m，而吊机最大提升高度为15m，可满足要求。卷扬机提 升有快、慢两档，快挡2m/min,慢挡0.2m/min，通过主吊机遥控器统一控 制，刚起吊时应以慢挡启动，平稳后再转换为快挡。梁段吊升离开运梁车 一定高度后，调整梁段方向使其长边平行于架桥机主梁方向，以便顺利通 过主梁间宽度。（3）行走节段提升至预定高度（翼板高于主梁上之单元千斤顶0.5m左右），调 整梁段方向，使其恢复正常

9、安装角度。吊机行走也分为快慢两档，快档 10m/min,慢档2.5m/min。在靠近已拼好的前一节段时，必须使用慢档，以 免产生较大冲击而发生安全事故。2、首节段定位首节段作为整孔拼装的基准面，其准确定位对于后续节段拼装就位非 常关键。由于梁段在预制过程已在梁面固定位置埋设了六个控制点，并提 供了六个控制点的理论拼装坐标，故只要通过测量调整使六个控制点准确 就位，即整个节段已准确定位。首节段由墩顶的扁平千斤顶和单元支撑千 斤顶共同支撑，前者起保护作用。控制点埋设如图5-3所示：、测量铝槽测量钉图5-3控制点埋设图测量钉定位准确后，须将首梁段和前一孔的末节段相连接并锁定，防止在后 续拼装时被撞产

10、生偏移。3、涂胶工序准备工作涂胶是节段拼装工法中的一个关键环节，其材料和施工质量好坏直接 关系到节段能否粘接成为一个整体，还决定了今后桥梁的耐久性，因为它 也是节段块接缝的唯一防渗措施。故在正式施工和作业之前，必须做好各 项准备工作。a、选择合格的粘接剂：需要调查和选择有类似工程实例的产品，同时 要根据施工当地的气候条件，及现场可能需要的操作时间，来要求产品的 初凝时间。否则可能出现现场未涂好胶体却已凝固的现象。b、为保证梁段顺利粘接，涂胶前需将接缝处混凝土表面的污迹、杂物 清理干净。c、准备防雨、防晒设施，因雨水淋湿梁面会使胶体无法粘接在梁体上，而过强的阳光直射可能导致局部环氧树脂过早初凝，

11、这两方面都会影响施 工质量。d、预应力孔道口周围用环形海绵垫粘贴，避免梁段挤压过程胶体进入 预应力孔道，造成孔道堵塞影响穿索。(2) 涂胶材料节段之间的粘结剂为环氧树脂胶，本工程采用英国亨斯迈公司生产的 爱牢达XH111A/B常固型结构胶。其性能指标为：粘结强度$3.2MPa，剪切 强度$9.3MPa, 24h抗压强度$39.8MPa。胶浆的配合比已根据广州地区的 施工温度等条件在工厂配制好，现场按双组份掺合比例A： B=2： 1混合拌 制即可，包装重量和现场每次使用量恰好相符，有利于减少损耗。胶浆拌 制以机械搅拌。(3) 涂胶施工涂胶操作应自上而下、快速均匀进行，厚度以1 1.5mm为宜，严

12、禁出 现漏涂现象。施工过程需要严格把作业时间控制在胶体初凝时间内，防止 胶体结硬失效而无法正常粘接。4、临时张拉工序临时张拉主要有二个作用：一是固定梁段，保证在永久预应力张拉前, 节段之间不会相对错动；二是提供胶体凝结所需的压力，本工程要求达到 0.2MPa。主要材料及设备：临时张拉棒采用25mm精扎螺纹钢，张拉设备采用 YC60A型张拉千斤顶(吨位60吨)，钢棒连接器为JLM型连接器。除了主要设备、材料，还加工了制作了置于梁段顶板预留孔洞起临时 张拉支座作用的钢构件，以及安装在每孔首尾两个端节段上起稳定作用的 联系横梁。(1)临时张拉力计算：准确计算临时张拉力是节约材料和保证安全的 需要。

13、每根螺纹钢棒张拉力控制W400KN(N =0.75X1080MPaX490.87MAXmm2=398 KN) 混凝土表面压应力$3.0Kg/cm2,并应保证在大气温度下节段任何 截面不产生拉应力为宜。 节段拼接最大截面积A =5.16 m2,施加总压力为：N= 0 *AMAX=154.8T,每根螺纹钢棒分担为387KNW400KN。 标准跨张拉计算标准跨距张拉计算表5-1拼缝位置截面积 (m2)张拉应力 (Mpa)张拉力 (KN)每根精轧钢棒 分配力(KN)油压表读数E-S25.160.3154838742.13 / 43.51S2-S14.880.3146436640.38 / 41.72S

14、1-S14.60.3138034538.62 / 39.93千斤顶线性 回归方程P=9.78+0.0836F （表 819#）P=10.54+0.0852F（表 1625#）(2)施工方法：节段涂胶过程，即做好临时张拉前的准备工作一一顶 板上放入临时张拉支座并穿精扎螺纹钢棒，和前一节段的钢棒用连接器接好；底板的钢棒从砼基座的预留张拉孔穿过，和前一段用连接器接好。节 段涂胶完后，立即开始张拉，顶板须两侧同步张拉，底板由于间距小分两_螺纹钢连接器少青轧螺纹钢图5-4临时预应力张拉图承压板精轧钢和连接器次张拉。两个注意事项：保护好精扎钢棒和连接器(严禁在旁进行漳接作业冷局部受热会削弱精轧钢的抗拉能力

15、护经常检查，如有 损坏需及时更换；做好清理工作：张拉完及时清理挤出的胶，保证梁体 外观整洁，并用通孔器清理预应力孔道。5、永久预应力施工工序本工程预应力设计及施工并没有特别之处，故在此不作详细介绍，但 需要特别说明的是张拉过程的荷载体系转移。荷载体系转移：节段吊装好未张拉前，所有梁段重由单元支撑千斤顶 承担，墩顶的扁平千斤顶仅起辅助作用，受力很小。但随着永久预应力张拉开始，中间梁段会逐渐拱起，造成两端单元支撑的受力急剧增加。为了 保护单元支撑千斤顶，必须全过程监视单元支撑千斤顶油表读数，若超过 千斤顶最大承载，需对此千斤顶进行降压。永久预应力张拉完毕后，操作 单元千斤顶系统总控制阀，以500psi为单元缓慢释放载荷，直至最后由扁 平千斤顶承担全部载荷。6、整孔梁的平面位置和高程调整。整孔梁落到墩顶扁平千斤顶后，需 要平面位置调整时，在扁平千斤顶上放置TEFLON板便于平移，临时支撑转 换由墩顶的临时支座来承担；高程调整通过不断调整每个墩顶的两个临时 支座高度来完成。平面位置调整还需靠伸缩缝处用顶推千斤顶协助完成。