客運專線過隧箱梁翼緣板后澆模架施工技術

律百軍

1 工程概況

福廈鐵路Ⅲ標段有31座大、中橋,全標段68 km范圍內分布著14座隧道,因此共有需要過隧道架設的割翼箱梁467孔,每孔均需在架設后進行翼緣板后澆施工,制訂方案時考慮工期及施工主體的因素,必須在橋梁架設時,隨后實施翼緣板澆筑施工,這樣就必須在施工翼緣板時同時滿足運梁車的通行條件,并且在運架設備選型時需注意設備的尺寸。另外由于防水層的制作是在梁場完成,為使防水層及保護層不遭受破壞以及外露的預埋件逐步銹蝕影響橋梁的使用壽命,所以在梁體表面應避免留設任何預埋件。因此我們設計了一個托架方案,并通過實踐達到了較好的效果。現將該方案簡介如下。

2 方案概述

32 m割翼箱梁為雙線、單箱單室結構(與整孔相同),頂板面寬有9.5 m,9.9 m兩種(整孔箱梁頂板面寬分別為13.0 m,13.4 m),兩側各有0.5 m預留鋼筋。縱、橫向均施加預應力,縱向預應力孔道分布于箱梁底板和腹板;橫向預應力孔道分布于頂板,預留接觸網支柱處加密設置,在預制時需考慮與后期翼緣板澆筑施工的結合。

過隧箱梁后澆翼板部分自擋碴墻外側截斷,寬為1.75 m(單側),長度為橋梁全長(32.6 m或24.6 m),并且每隔 2 m設置預裂斷縫,深度為5 mm;混凝土容重按2.5 t/m3計,每米混凝土量為0.43 m3,總計每孔梁混凝土量29 m3,鋼筋8 t～9.2 t,預應力孔道采用60×19的波紋管成孔,在接觸網支柱基礎下的橫向預應力鋼筋為 4-7φ 5鋼絞線,錨具采用 BM15-4型(張拉端)和BM15P-4型(固定端),在無接觸網支柱基礎的其他部分的橫向預應力鋼筋為 3-7φ 5鋼絞線,錨具采用 BM15-3型(張拉端)和BM15P-3型(固定端)。混凝土標號為C50;鋼筋接頭采用搭接、焊接間隔布置;新舊混凝土接槎進行鑿毛和界面處理。

3 支架方案簡介及模架構造

3.1 方案簡介

本方案是采用三角桁架支撐模板體系。主要利用橋梁本身的通風孔和泄水孔通過調節螺桿和限位鐵固定支架。三角桁架間距2 m沿橋長布置;桁架采用型鋼焊接;調節機構為螺桿及頂升托板等;模板為鋼模板。

托架為三角形桁架,安裝時上弦穿入箱梁的通風孔,外側焊接鋼板固定位置,內側采用活動鋼板作為限位擋鐵,用螺母固定(與梁體的接觸面均用橡膠墊保護)。桁架的下弦端部焊接一塊端板頂住腹板,端板外加設橡膠墊以保護梁體混凝土和防止滑動;托架之間采用交叉的角鋼做水平支撐,用以固定托架自由端的相對位置;每榀支架上根據箱梁翼板底部的坡度變化安裝可調節的模板支撐架;托架頂端焊接欄桿插管,欄桿距翼緣板邊模600 mm;模板支撐架上直接安裝模板;每榀托架上安裝兩道走行軌,通過限位擋塊使各段走行軌道位置固定、連接平順。脫模后模板支撐架及模板可通過走行軌滑至下一孔梁的托架上。

3.2 模架構造

鐵路客運專線過隧道箱梁翼緣板后澆模架包括:支架與模板按照每孔梁為一套計,共需三角形托架32個;防護欄桿65.2 cm;螺旋托架128套;200 mm寬端頭鋼模板65.2 m;15 m～20 m厚橡膠墊96塊;底模支架14組;走行軌260.8 m(工字鋼,共分68個單件;其中2.7 m長的共 4個單件);竹腳手板286塊;鋼模板120.6 m2(見圖1)。

模板支撐架同樣采用2 m一塊,底部安裝走行小輪,頂部焊接螺旋托架套管,模板通過插入套管中的螺旋托架調節升降,實現模板的調整就位和脫模。

4 操作流程

1)首孔支架及模板安裝流程:①吊裝支架就位,托架上弦固定于通風孔→②相鄰支架臨時固定→③鋪設臨時工作平臺→④安裝欄桿→⑤安裝模板支架→⑥鋪設模板及調節螺旋托架→⑦安裝邊模→⑧安裝鋼筋及波紋管→⑨澆筑混凝土。

在第一孔箱梁翼緣板澆筑完成后,只需松開螺旋托架使模板脫離后,人工即可拖至第二孔梁已安裝好的支架上,因此在實際施工中,采用支架和模板(含模板支架)二配一的模式,交替向前施工。

2)由于三角桁架、模板支架及模板等單件重量均在400 kg以下,安裝時采用便移式起重機。該設備結構簡單、體積小、重量輕,人力即可搬運、移位,不需避讓車輛。

5 操作規程

5.1 安裝

1)吊裝支架就位,托架上弦固定于通風孔:將便移式起重機安裝就位,用緊線器固定于橋面另一側擋碴墻預留鋼筋上,做好保險措施。起吊托架,托架上弦綁有引繩,箱內作業人員待托架落至適當高度,將引繩從通風孔拉入,引導托架上弦進入通風孔,套入膠墊后用大螺帽擰緊;2)相鄰支架臨時固定:作業方法同上,依次安裝,安裝過程中注意同時粗調托架上弦的水平;3)鋪設模板支撐架走行軌:將竹腳手板鋪設在托架上弦,作為臨時工作平臺,用于安裝模板支撐架走行軌以及欄桿;每榀托架上弦在固定位置已焊接好走行軌定位擋塊,走行軌底面焊有梯形連接板,走行軌落槽就位后,調整好水平高度,用螺栓將梯形連接板與托架上弦側面的連接板連接在一起,擰緊螺栓,走行軌安裝后應基本保證橫向位置及軌面平順;4)安裝欄桿:在每個托架端頭,均有用于安裝防護欄桿的插管,欄桿分4 m一段,直接插入插管即可,其中的間隙用鐵楔填塞固定;5)安裝橫向支撐:十字交叉橫向支撐用螺栓固定于三角托架下弦;6)安裝吊籃鋪設作業平臺:三角托架、模板支撐架走行軌以及橫向支撐安裝完成后,安裝人員從梁端平臺人孔下去,在桁架下弦預留的吊環上掛上吊件,并在吊籃橫擔上直接鋪設腳手板形成作業平臺;7)安裝模板支架:采用便移式起重機將模板支架吊起,準確放置在走行軌上,通過模板支架下的走行輪滑動到固定位置即可;8)調節螺旋托架及鋪設模板:每個模板支架頂面均預留六個螺旋托架套管,鋪設模板前將螺旋托架放入套管中即可,每個螺旋托架頂端為承托槽,鋪設模板時將模板直接放入螺旋托架的承托槽中即可,模板位置精確調整后,轉動螺旋托架調整水平到設計高度,每兩塊模板之間均用螺栓擰緊;9)安裝邊模及端模:按照已加工制作好的各段邊模、端模分別對位用螺栓連接在底模上,每塊邊模之間與端模之間均用螺栓連接,各連接縫隙均加設雙面膠條以防漏漿;10)安裝鋼筋及波紋管:先焊接橫向受力鋼筋,一面焊接一面采用專用高強混凝土墊塊支墊好,再綁扎下層縱向分布鋼筋,接下來再穿入鋼絞線、安裝波紋管、錨墊板以及各種預埋件,調整好后即可澆筑混凝土。

5.2 拆模

養護混凝土待達到20 MPa后即可拆除邊模和端模板,拆除時只需卸除連接螺栓即可;待達到設計強度的80%時方可拆除底模,先卸除連接螺栓后,轉動螺旋托架,使底模與混凝土分離,按照每2 m一個單元,通過走行輪劃入下一孔梁的托架上頂撐就位即可,然后再進行安裝邊模、綁扎焊接鋼筋、安裝波紋管及錨墊板、澆筑混凝土等作業。

5.3 拆除支架

1)拆除吊籃及作業平臺:先拆除腳手板,再拆除吊掛裝置及欄桿,將螺桿與螺帽收集裝袋備用;2)拆除模板支撐架走行軌:卸除螺栓,用便移式起重機吊至橋面;3)拆除水平支撐:卸除螺栓,用便移式起重機吊至橋面;4)拆除三角托架:作業時橋梁箱內作業人員,先在托架上弦螺桿端頭扣上引繩,松開大螺帽,橋面上便移式起重機配合緩慢拉出,提至橋面。所有拆除的組件可直接用手推車運至待安裝橋面存放或安裝。

6 質量要求

1)要避免使用不合格螺栓,所有的螺栓都要擰緊。2)對于箱梁端縫處要墊實,防止在模板支撐架走行輪壓力作用下軌道變形。3)托架上軌道采用固定擋塊限位,不得發生側位移,偏移墨線,保持兩軌距不變。4)模板支撐架行走到位后,要用鐵鞋固定,防止自由滑動。5)螺旋托架必須要旋轉到位,頂實模板骨架,不得留有間隙,防止受力不均。6)緊固件必須專人復查,確認無誤后方可進行下道程序。7)托架安裝時用緊線器從箱內臨時固定,擰緊上弦大螺帽。8)便移式起重機在作業時采用緊線器作為保險措施,固定于對面擋碴墻預留鋼筋上。9)模板四周,尤其是新舊混凝土接槎處,雙面膠條必須連續,以免漏漿。10)翼緣板邊模處的預留沉降量5 mm。

7 結語

如前文所述,由于托架均在橋面翼板下安裝,無須在箱梁橋面或腹板上埋設預埋件,僅在距梁端1.3 m腹板處增設通風孔一個;橋面防水層和保護層能夠在梁場內施工,減小橋位上施工的工程量;該模架有構件體積小,重量輕,便于倒運、安裝;托架間距適中不需要使用橫向支撐桁架;有工作空間便于模板安拆、安裝錨具、張拉、灌漿、封錨等施工作業;支架上方有防護欄桿,下方設有吊籃并鋪設腳手板作業相對安全的特點。

[1] 楊寶森.客運專線箱梁架設施工控制要點淺議[J].山西建筑,2008,34(13):333-334.