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1、32M双线单箱预应力简支箱梁支架法施工工艺一.前言秦（秦皇岛）沈（沈阳）客运专线，列车设计时速200公里以上，位于秦沈客运专线中段的小凌河特大桥梁体形式为32m双线单箱预应力简支箱梁，梁高2.6m，底板宽6.4m，梁顶面宽12.4m，每孔梁钢筋重60t，C50混凝土292m3，预应力26束（2束备用束），钢绞线11.2t，梁重约750t。全桥长1617.45m，共计49孔箱梁。32M双线单箱预应力简支箱梁在中国铁路桥梁史上还是首次采用，鉴于该梁体积大、吨位重，采用预制、架设施工方法需要大型起吊、运架设备，施工成本较大。为了降低成本，我们采用满堂支架法进行原位现浇。支架法的关键是支架体系的稳定性
2、。在小凌河特大桥支架法施工中我们采用了地基处理-混凝土预制板法，钢管支架-单根立柱双扣件法以及支架上钢模侧震法等新工艺。二工艺特点（一）.支架体系构造钢管支架体系自上而下其结构为钢模板，分配槽钢，天托，钢管支架，混凝土预制板，碾压后的地基。结构的具体尺寸如图1所示。（二）支架体系检算1已知条件箱梁尺寸：顶面宽12.4m，底板宽6.4m，梁高2.6m，梁长32.6m;模板重量:底模23.33t，侧模124.75t，内模39.0t，端模7.49t 一套模板总重量为194.57t;钢管支架：，钢管重75.5t,扣件重13.3t,天托重13.8t,分配槽钢重31.1t,一孔梁支架总重133.7t;预制
3、板厚15cm, 预制板为250号混凝土,钢管在预制板上支点中心距预制板边缘最小距离为175mm;2.检算按TB10002.3-99进行检算,C25混凝土剪应力=0.99MPa 局部承压应力=7.6*(A/Ac)1/2钢模板每平方重:194.57/(12.4*32.6)=0.48t/m2支架每平方重:133.7/(12.4*32.6)=0.33t/m2钢管为直径48mm ，壁厚3mm，截面积Ac=424mm2,抗弯模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,钢材强度设计值f取210N/mm2腹板处的混凝土厚度按2.6m计,其余处混凝土厚度按0.8m计.混凝土比重按2500kg/m3计.腹板
4、处钢管间距为35*35cm, 其余处钢管间距为50*50cm. 腹板处钢管受力为【2.6*2.5+（0.48+0.33）】*0.352=0.895t其余处钢管受力为【0.8*2.5+（0.48+0.33）】*0.52=0.703t 取0.895t进行检算。钢管计算长度取2m，偏心值e=钢管直径/2=48/2=24mm,则偏心率=e*Ac/W=24*424/4490=2.27取=2.5。安全系数k取1.7=L/i=2000/15.9=125.78取=130由、查偏心受压构件承载能力折减系数表得=0.23钢管及扣件检算)钢管立柱容许荷载N=*Ac*f/k=0.23*424*210/1.7=1204
5、6N=1.2t0.895t(可)竖向钢管搭接处扣接两个回转扣件,每个扣件抗滑能力约为10t,安全系数取2,则每个扣件容许荷载为0.5t,0.5*2=1.0t大于0.895 t(可) 预制板检算)预制板受剪检算: 0.895*10000/(42*150)=0.45MPa3取=3=7.6*=7.6*3=22.8MPa=0.895*10000/424=21.1 MPa=22.8 MPa(可)地基检算小凌河特大桥原地基表层为粉砂土,其承载力为100Kp(设计图上提供),经过反复碾压后取0=0.1Mp混凝土预制板下压应力y=2.6*2.5+(0.48+0.33)+0.15*2.5=7.685t/m2取y
6、=0.08Mp0=0.1Mp(可)(三)静载试验选泥浆池与原地基交界处做静载试验。在碾压后的地基上铺预制板,在预制板上按腹板下钢管间距安装支架，支架平面尺寸为2.8*2.8m，高度为5m，立杆搭接区的搭接长度为1m，搭接区上下两端处分别用旋转扣件扣接，扣件的螺旋扭力矩为40NM。钢管顶端安放，天托上背靠背放14号槽钢，槽钢上按腹板及其两侧混凝土重量的1.5倍进行压重(即压重45t)。在钢管上下两端做观测点观测其沉降量。 对压重前后及压重后支架沉降稳定的观测，得出地基平均沉降值为18.44mm。考虑到静载试验荷载偏重（1.5倍）且作用面积小（存在局部效应）等因素，实际沉降值要小于18.44mm。
7、根据秦沈客运专线施工设计图纸第三设秦沈桥通07-01（3/4）图，在跨中的桥面及梁底设置-20mm左右的反拱，故最终确定在施工第一孔梁时按-5mm进行测量放样。预拱度设置按跨中值最大，梁端值为零，沿梁纵线其余处按抛物线设置。在实际箱梁施工中对混凝土灌注沉降观测，得出底模沉降在-8、-9mm左右。根据梁体实际预应力张拉上拱度在30mm左右（终张后30天上拱值），箱梁底模安装时按-20mm设置预拱。三.施工工艺（一）地基处理1）泥浆池换填:小凌河特大桥下部工程由中铁四局施工，施工过程中在每跨跨中留下很大的泥浆池。我们要对泥浆池进行处理，把泥浆池中泥浆全部挖出、运走，再回填原地基土或山皮土，并对回填
8、土进行分层夯实，夯实厚度为30cm一层，夯实可采用机械夯实也可人工夯实。回填到原地面。2）承台周边回填:中铁四局施工承台时留下的施工坑，在施工墩身时有的回填有的没回填。小凌河大桥河滩表面土层为砂粘土，其承载力较高（0=160kp），但对承台周边没有夯实回填土来讲存在湿陷问题。我们要把四局回填土挖出来，重新分层夯实，分层厚度为30cm一层。3）地基碾压:用15t光面碾压路机来回反复碾压，在碾压过程中随时找平，碾压45遍，直到没有明显压痕为止。碾压过的地基基本保持水平，中间高度不得低于周边。4）铺防水彩条布:在雨水季节或雨水频繁时间施工时，要在压好的地基上铺一层防水彩条布，彩条布搭接宽度15cm，
9、并且要按从高到底的方向进行搭接，保证雨水不倒流入地基。5）铺设预制板:在彩条布上铺设140cm*65cm*15cm的预制板，按钢管支架布置图铺设预制板，预制板间隙为510cm，铺设时若发现预制板有翘曲时及时抄平。6）挖排水沟:预制板铺好后，地基两侧挖30*30cm排水沟，排水沟要通畅且在梁端处设汇水井，以防下雨及时向外排水，避免雨水长期浸泡地基。（二）支架安装1）我们选用48mm壁厚3.0mm钢管作支架，根据支架空间高度确定材料长度。我们采用 2.5m和3.5m长的钢管通过扣件搭接形成立杆，两钢管搭接长度为1m左右，搭接区内用两个旋转扣件进行扣接。立杆直接布置在地基预制板上。腹板下宽1.05m
10、内，立杆布置间距为35cm35cm，其余部分间距为50cm50cm。2）纵、横加固钢管分三层，顶层距底模板下50cm，底层距预制板上50cm，中间有一层，与上下两层间距为2m。纵向加固钢管与同排的立杆逐个用扣件扣接起来，横向加固钢用来连接纵向扣固钢管，顺桥向其间距为2m一根，局布打剪刀撑进行加固。保持支架良好的整体性，具体尺寸见图1。3）每根立杆下端须与预制板密贴，且垂直度控制在3%以内。扣件扭力矩（尤其是立杆搭接扣件）控制在40 N.M60N.M。4）钢管顶端放置天托，天托直径为38mm长60cm，可调长度为45 cm，为了保持天托横向稳定性，一般把天托高度控制在20 cm左右，天托插入钢管
11、里的长度不得小于30 cm。底板高度以及预拱度设置均通过旋转天托来调整，考虑材料能重复回收利用，天托上的分配梁采用14槽钢，14槽钢背靠背设置，两根槽钢要相对固定起来。（三）模板施工小凌河特大桥支架法施工的箱梁模板均采用钢模，钢模设计均按钢度控制，底模面板厚10mm，沿梁纵向12块。外侧模板面板厚为6mm，沿梁纵向每侧8块。内模为P3015组合钢模，每个支架点底模共2套，侧模、内模各1套，每个支架点钢模总重218t。 1）模板铺设：先铺底模，先按设计值预设反拱值，后根据沉降、张拉上拱度及时调整反拱值。底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶，通过连接螺栓拧紧，挤压，调整错台后，铲除多余双面胶，可达
12、到接缝处平整、严密不透光，效果良好。端底模A4在支座处预留100mm间隙，用来调整底模拼装时累计误差，最后用木模拼填预留100mm间隙，木模上再加一层白铁皮。2）外侧模拼装同底模相似，拼装外侧模时，控制好模板角度与标高，底模与外侧模连接螺栓上足且拧紧。3）涂刷脱模剂：底模、外侧模拼好后，打磨其上异物及铁锈，然后涂刷BTT脱模漆。脱模漆表面光洁度好，自然形成瓷釉，每公斤BTT可涂刷10m2左右，防漆脱模剂须在干燥的环境下涂刷，不能在有露水的夜里或雾天里涂刷，否则形成脱皮现象。3）内模安装：内模板面由P3105组拼而成，内支架由14槽和L75角钢组成，内模板面由于钢度不够，经过几次拆拼，变形较大，
13、组拼后其错台、缝隙较大，我们通过刮上白腻，使其表面平整，不漏浆。32m长内模分成4块组拼，待梁体底、腹板钢绑扎好后，通过10t的龙门吊整体吊装，然后再把每块连接起来，内模放在钢筋焊接的支墩上，支墩放在底模上，支墩下面放上聚乙烯工程塑料垫块。支墩与底板钢筋点焊起来。4）内外侧模板通过梁体两侧通风孔用16mm拉杆对拉起来，由于内模是钢模自重较大，再加上拉杆，克服内模上浮现象。刚开始时，内模底部倒角处有40cm宽的压边，后来发现由于腹板底部预应力波纹管较密，砼内翻现象较轻，为了保证腹板内倒角处砼的密实，我们取消内模的压边，效果挺好。5）脱模：砼灌筑后，第二天拆除端模，待砼强度达到设计强度50%时，拆
14、除内外侧模，底模须待预应力初张拉后再拆除。内模拆除后及时组拼，外侧模拆除后移到下一孔安装，底模拆出后移到下下一孔已拼好的支架上进行拼装。（四）钢筋制安1）组织技术人员对图纸进行会审，边会审边做模型，因为此箱梁为两端张拉，且梁端预留施工槽只有40cm，N7、N8预应力张拉是在相邻梁的端隔墙内进行，端隔墙里要预留张拉通道，考虑到张拉时千斤顶尺寸以及摆放位置的准确性，我们做距梁端5m内的梁体模型以及千斤顶模型，模型是用木板制作，比例为1：1，模型做好后进行模仿张拉。2）设计图上对预应力孔道处的钢筋没有明确具体的大样图，只在附注说明里提到：“若钢筋与预应力管道干扰时，可截断，并加焊门型钢筋连接”，至于
15、哪些钢筋与预应力管道干扰须截断，不能确定，为了节约施工工期，我们边对钢筋图会审，边绑扎梁端5m段的钢筋 。经过实际定位测量，确定哪些钢筋须截断，我们对须截断的钢筋预先成型，避开预应力管道。这样缩短工期，又使绑扎后的钢筋整齐，底模清洁。3）预应力定位网是用10mm圆钢制作的，网格为100100mm，波纹管外径为90mm。为了确保波纹管定位准确，砼浇筑时不致于移动，定位网按间距50cm布置，每个截面上的定位网互相连接成整体。准确定位后定位网与腹板箍筋点焊起来，保证波纹管孔道与设计偏差值满足秦沉客运专线桥梁制造与架设施工技术细则要求：距跨中4m范围内不得大于其余部位不得大于6mm。4）小凌河特大桥梁体钢筋另一个特点是梁端5m内的钢筋特别密，端隔墙以及张拉齿槽钢筋作了特别加强，施工起来比较慢，我们把梁端4m部分先预扎好，作整体吊装入模，然后再绑扎中间部分钢筋，这样可以节约大量时间。5）预应
