經驗交流：混凝土節段箱梁膠接拼裝架設施工
發布時間：2010-01-14 共1頁
1、工程概況
廣州軌道交通地鐵四號線，位于廣州市南拓發展軸的軸線上，處于沿珠江入海口河道的西岸地帶，是廣州市中心城區聯系南部各新興產業發展組團的軌道交通快速線，起到拉開城市布局、促進城市健康發展的引導作用。
東涌站至黃閣北站區間的第7標段，位于廣州番禺區內，起終點樁號為K42+612.4～K44+947.4，主要施工范圍為DZ24～DZ103墩的高架橋，跨越多處河涌和鄉村道路。
高架橋組合為2×30m+2×25m+1×30m+1×25m+63×30m+4×25m+6×30m預應力簡支箱梁，箱梁為單箱單室鋼筋混凝土結構，采用短線法分節段預制，現場膠接拼裝架設；標準預制節段長度為2.50m，頂寬為9.30m，預制節段梁的吊裝重量約40t。
2、施工方案
預制節段梁由專業梁場生產供應，箱梁架設擬從本標段的起點DZ24墩向終點DZ103墩方向逐跨采用上行式架橋機現場膠接拼裝、整孔架設。對于起始的第1跨（DZ24至DZ25墩）及第2跨（DZ25至DZ26墩）節段梁由運梁車從地面施工便道運至架橋機下方，然后由架橋機直接吊起梁段至安裝位置進行梁段的拼裝。其余各橋跨的節段梁則由存梁場龍門吊機提升上橋面，從橋上運梁至架橋機后方喂梁，利用50t起重小車的轉動裝置將節段梁在空中轉動90°而就位。
節段箱梁架設流程：施工準備→架橋機拼裝→架橋機檢驗→節段梁吊裝及調整→節段梁膠拼及臨時束張拉→整孔預應力張拉→整孔落梁就位→架橋機縱移過孔→架橋機調整進行下一孔架設。
3、架橋機拼裝預制節段箱梁的架設
采用上行式架橋機，其能夠滿足跨度22.5～35m節段箱梁的架設，適應橋梁平面曲線半徑R≥450m.本架橋機由主梁（含導梁）、前支腿、2個可前后循環的活動中支腿、后支腿、50t起重小車、節段梁吊掛系統、吊具、安全系統、電氣系統及液壓系統等組成，在DZ24墩至DZ25墩跨處按施工要求采用汽車吊機安裝架橋機設備，架橋機組拼完成后，對架橋機進行試吊并檢驗其各項工作性能，滿足施工要求后才可投入正式使用。
4、節段梁吊裝步驟（以30m跨度為例）
在安裝跨兩端墩頂安裝支座，并按設計調整其預偏量。節段梁從存梁場運至待架設的橋跨處，首先吊裝第S12節段定位，然后依次吊裝其余各節段梁，最后調整線形，校準第S1節段，并將其臨時固定，確保不發生位移、轉動。安裝時將各節段向墩方向偏移，預留涂環氧樹脂的空間。
將第S1、S2梁段臨時對接，通過張拉臨時束預拼，檢查拼接縫的密貼程度，以決定不同部位的涂膠厚度；檢查線形高程和箱梁中線，以掌握糾偏的方向和程度，作好糾編的準備工作。預拼完畢后，將梁段脫開，對膠拼的混凝土面作進一步清理，確保涂膠面上無泥土、灰塵及其他松散物；在第S1、S2梁段接合面上涂抹環氧樹脂，將S2梁段與S1梁段密貼，張拉臨時緊固裝置，保證節縫間壓力不小于0.3MPa，將S1、S2梁段臨時錨固，環氧樹脂固化。按同樣方法依次安裝其余節段，最后張拉所有預應力束，整孔落梁至設計位置，完成一整孔梁的架設，縱移架橋機過孔，進入下一孔跨架梁。
5、節段梁膠拼施工
5.1 節段梁吊裝和試拼為保證兩梁段拼接面標高、傾斜度保持一致，減少涂膠后的梁段位置調節時間，在膠拼前，進行試拼裝。試拼裝時，調整待拼節段標高，將梁段拼接面靠攏，保證梁段拼接面完全匹配，檢查梁段塊件標高、中線和匹配面的情況，預應力孔道接頭對位情況，臨時預應力鋼筋及張拉設備是否完善。試拼完成后將移開0.4～0.5m（以方便膠拼為準），除縱向進行平移外，梁段的標高和傾斜度不應進行調整。
5.2 拌膠及涂膠將環氧樹脂在約400轉/min狀態下攪拌2～3min，直到顏色均勻為止，攪拌過程中盡量避免引入空氣，盡量使用扁平工具拌膠，便于散熱延長使用時間。使用刮刀從下向上方均勻涂刷，為加快進度，可分為幾個工作面同時進行涂膠，涂膠厚度為0.5～1.0mm.混凝土凹進部分要填平，涂刷過程以及拼裝后2h之內采取措施，防止雨水侵入和陽光照射。
在常溫條件下，拌制完的環氧樹脂宜在45min內涂刷完畢，90min內進行拼接。涂膠的混凝土表面溫度不宜低于5℃，否則須采取加溫措施。涂膠時應取2組試件，與梁體膠拼面同條件養護。
5.3 梁段拼接
在全截面環氧樹脂涂刷完畢，安裝預應力管道密封圈后，移動待拼梁段，對位進行拼接。張拉臨時預應力束，使環氧樹脂在不小于0.30MPa的壓力下固化，擠壓后的膠縫寬度宜在0.5～1.0mm，不應出現缺膠現象。擠出多余的環氧樹脂及時刮除，刮除過程中盡量減少對混凝土的污染，并用檢孔器清理預應力孔道，排除可能進入預應力孔道的膠體，必要時0.5h再通孔1次，確保孔道的暢通。
5.4 節段梁架設施工注意事項
節段梁吊裝、運輸時應特別注意保護梁端的剪力鍵，以免損傷；節段梁必須在混凝土抗壓強度達到設計強度的70%后方可挪移、搬運。按設計要求，節段梁必須在預制場存放28d后方可進行橋位吊裝，確保預制梁的施工安全。
節段梁的預制長度由實際施工誤差進行調整，由于梁段高度較低，箱內施工操作空間受限，所有預應力筋的錨固均設在梁端。節段梁采用高位拼裝落梁的施工方法，要求保證節段拼裝的架橋機能夠保證在施工荷載作用下穩定與安全。
5.5 梁段接縫處理
梁段施工接縫較多，箱梁各梁段之間的施工縫嚴格按《公路橋涵施工技術規范》[1]（JTJ041-2000）的要求進行處理。
（1）所有的接縫面必須潔凈，除去油污等雜質，混凝土表面應盡量平整，疏松表面層及附著的水泥應清除干凈，涂膠前表面要干燥或烘干。
（2）匹配面涂環氧樹脂加水泥做填料作為粘結劑，環氧樹脂要根據不同溫度做幾組配合比。膠層要均勻，厚度控制在0.5～1.0mm為宜，以保證有多余環氧樹脂從接縫中被擠出，并可利用膠層上下厚度不一調整拼裝時上翹和低頭現象。粘膠劑的保存、有效期、攪拌方法及時間均符合相關規定。環氧樹脂涂層施工時，需要嚴格控制其濕度等相關指標，以確保箱梁能與外界的隔離。
?。?）膠結強度應不低于梁體混凝土強度，初步固化時間于2h，完全固化時間為24h，確保涂膠、加壓等工序在固化前完成。膠接縫擠緊的預應力（擠壓）0.20MPa，擠壓在3h以內完成。
（4）環氧樹脂接縫在環氧樹脂尚未凝固之前，要在接縫保持一個最小臨時壓應力，不小于0.30MPa，通過臨時鋼束來施加。梁段架設時必須在接縫完全閉合后才能施加預應力。
?。?）涂膠人員在施工過程中應有防護措施，并做好安全防護工作。
6、箱梁預應力施工
本工程預應力體系中的預應力筋采用1×7-15.20-1860-GB/T5224-2003，錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具要符合《預應力筋用錨具、夾具和聯結器》[2]（GB/T14370-2000）的技術要求，張拉體系采用YCWB型千斤頂。預應力張拉將按預張拉、初張拉和終張拉3個階段進行，當設計有具體規定時則按設計規定進行；預應力應采用兩端同步張拉，并要符合設計張拉順序，預施力過程中應保持兩端的伸長量基本一致；預應力值以油壓表讀數為主，以預應力筋伸長量值進行校核。
6.1 預應力束的安裝和保護
穿束前對孔道進行檢查，孔道應暢通，無水和其他雜物。預應力束應對號穿入孔道內，同一孔道穿束應整束穿。預應力束安裝在孔道后，孔道端部開口應密封以防止濕氣進入。
任何情況下，當在安裝有預應力筋的構造附近進行電焊時，對全部預應力筋和金屬件均應進行保護，防止濺上焊渣或造成其他損壞。
6.2 預應力張拉
在張拉開始前，所有操作預應力設備的人員，應通過設備使用前的正式培訓，以便熟練張拉操作全過程，確保張拉操作的正確性。預應力束張拉程序為：0→10%σk（初張拉，劃線）→20%σk→40%σk→80%σk→105%σk（持荷2min）→錨固。
張拉時混凝土強度不應低于設計規定，張拉順序應符合設計要求，在張拉預應力束過程中，應根據設計要求放松部分梁段的吊桿，直至所有鋼束張拉完畢。
箱梁兩側腹板應對稱張拉，其不平衡最不超過一束。同束鋼絞線應由兩端對稱同步張拉，千斤頂升、降壓速度相近。
預應力束采用張拉力和伸長量雙控，并以張拉力控制為主，以伸長值校核。實際張拉伸長量與理論伸長量之差應控制在6%范圍以內。每端鋼絲回縮量應控制在6mm以內。
每束鋼絞線中單根鋼絞線內的斷絲或滑絲不得超過1絲，每個斷面斷絲不超過該斷面鋼絲總數的1%。
6.3 箱梁孔道壓漿
本標段工程的預應力孔道均采用真空壓漿工藝。在一跨的所有預應力束張拉完成后，孔道宜在2d內進行壓漿，壓漿材料為鐵道部鑒定的高性能無收縮防腐灌漿劑，壓漿前孔道內應清除雜物及積水，壓入孔道的水泥漿要飽滿密實。真空壓漿工藝的技術要求有：
?。?）預應力孔道及孔道兩端必須密封，可通過氣密試驗確定密封程度。
（2）抽真空時孔道內真空度（負值）控制在-0.06～-0.1MPa之間。
?。?）孔道壓漿的壓力應≤0.7MPa，漿體注滿孔道后，應在0.50～0.60MPa壓力下持壓2min。
?。?）孔道壓漿的水灰比≤0.35。
（5）水泥漿的漿體流動度為30～50s。
（6）水泥漿攪拌結束至壓入管道的時間間隔不應超過40min。
?。?）漿體的泌水性3h后應小于2%，24h之內泌水全部被漿體吸收。
（8）漿體初凝時間≥3h。
?。?）漿體體積變化率<5%。
（10）漿體強度7d齡期強度>25MPa；28d齡期強度>60MPa。
?。?1）當氣溫或構件溫度低于5℃時，不得進行壓漿；水泥漿體溫度應小于35℃。當白天氣溫高于35℃時，宜在夜間進行。
7、結語
廣州軌道交通地鐵四號線7標段上部結構的箱梁采用上行式架橋機進行膠接拼裝、整孔架設，有效地減少橋下河涌和軟弱地基對上部結構箱梁的施工影響，保證箱梁的施工質量。采用此法進行節段梁架設，在施工便道允許時，采用橋上和橋下同時運送梁，能加快施工進度，最快能3d架設一孔梁。為今后同類橋梁工程的施工提供寶貴的經驗。
