節段梁支架拼裝法施工技術研究

張 威

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概況及節段梁構造

鄭許市域鐵路工程制梁場地處河南省許昌長葛市老城鎮蘆莊村，占地面積290.6 畝，位于CK59+400 線路右側400m 處。許昌段梁場承擔著736 孔節段梁生產預制任務。其中25m 梁96 孔，30m 梁640 孔。節段梁由三種類型組成：端部節段、過渡節段、標準節段，除端部節段長度為2.45m 外，其余節段長度為2.5m，梁高均為1.8m，梁寬為10.6m。

2 工藝流程

嚴格按照以下流程施工：原地表處理→基礎換填硬化→支架施工→節段梁吊裝、膠拼、臨時張拉→永久張拉、注漿→落梁→三維組合式千斤頂安裝→支座安裝、灌漿→開始下1 孔節段梁施工。

3 節段梁支架拼裝法施工工藝流程

3.1 原地表處理

節段梁所處地段為魏武大道，原地面在樁基施工中已破除，箱梁架設施工需對地基面層換填，采用原狀土分層換填壓實，換填深度50cm，寬度為地面破除位置換填夯實，換填面高于原地面0.1m，地面設置1%坡度，雨期施工順暢排水[1]。基礎換填后澆筑寬度11m、厚20cmC20 混凝土。支架設計時用地基承載能力作為控制指標，取120kPa。

承臺基坑回填及周邊薄弱地段1m 范圍以內，采用人工夯實機具分層壓實，分層壓實厚度25cm，地面硬化下30cm 回填碎石墊層壓實，頂面澆筑20cm厚C20 混凝土。

3.2 支架施工

3.2.1 盤扣支架搭設

支架結構按照如下搭設，立桿縱距：600mm、900mm、1200mm，立桿橫距：600mm、900mm、1200mm，支架布距1500mm。

節段梁縱向支架兩端6 個豎桿布距采用900mm 間距布置，其余部位及跨中部位豎桿采用1200mm 間距布置，縱向布置間距規格：0.9×5+1.2×18+0.9×5（m）；橫向支架腹板下2 個豎桿布距采用600mm 間距布置，翼板及底板部位豎桿采用1200mm 間距布置，橫向布置間距規格：1.2×3+0.6×2+1.2×2+0.6×2+1.2×3（m）。縱、橫方向豎向斜撐、剪刀撐及掃地桿按照規范要求布置[2]。

3.2.2 鋼管支架搭設

節段梁架設在A 段塊下設置鋼管支架，進行節段梁拼裝后的落梁支撐。節段梁每端鋼管支架設置2 排，每排設置左右2 根，鋼管中心縱橋向距墩柱中心線1.75m 及2.25m 間距；橫橋向左右鋼管距梁中心線1.8m。鋼管立柱與承臺的連接采用16×150mm 膨脹螺栓；鋼管采用φ630mm 直徑，壁厚16mm；鋼管高度距墩頂墊石0.3m，鋼管支架采用10 槽鋼串聯焊接，連接桿高3m 設置一道，墩柱前后設置雙拼10mm 槽鋼利用25mm 精軋螺紋對拉形成抱箍，與鋼管支架焊接固定；鋼管頂安裝2m 高0.2m 一節鋼管的調節塊，進行節段梁落梁施工。

3.2.3 支架預壓

（1）支架預壓。底模安裝完成后經相關單位驗收通過后對支架進行加載預壓。預壓目的是消除支架體系的非彈性變形及地基的不均勻沉降。加載預壓重量分三級（60%、80%、100%），加載時加荷速率和加載重量的大小與地基的強度增長相適應，在前一級荷載作用下，地基達到一定固結度后再進行下一級荷載，需嚴格控制加載后期加載速率。預壓前測量一次底模的標高，每加載一級后間隔2h 測量一次，將預壓荷載按加載級別卸載后再對底模標高測量一次，預壓過程中嚴格控制測量的精度。當各檢測點最終72h 的沉降量平均值＜5mm 時或最初24h 的沉降量平均值＜1mm 時，支架視為穩定即可卸去加載物[3]。

（2）測量方法。觀測位置起點及終點設在每跨的墩柱8.75m 處，中間設置一組觀測點，每組分左右2 個點，每孔梁共布置6 個觀測點，觀測點在支架頂上布置以便于沉降觀測，地面沉降觀測點布置在硬化地面上同步進行觀測。

3.2.4 節段梁架設平臺

支架頂托上主龍骨設置6000mm×25mm 工字鋼，間距同支架跨度布置。次龍骨縱向采用兩根60 型鋼軌作節段梁拼裝平臺，次龍骨間距3.6m，分別布置在支座中線線置。

盤口支架與鋼管支架交接處，次龍骨安裝位置與千斤頂施工作業位置交錯，次龍骨布置間距2.91m，兩端縱向次龍骨與跨中縱向次龍骨搭接長度≥2m。

根據現場情況，整跨梁體總重500t，頂升千斤頂采用4 臺500t 千斤頂，頂升力值2000t，滿足頂升要求，現對節段拼裝梁四角對稱腹板位置安放4臺500t 千斤頂；臨時支撐安裝位置應與頂升位置緊鄰，千斤頂頂部距梁底部220mm。將2 個千斤頂為一個單位進油管連接到同步分流器上并連接到一臺泵站，同時將回油同樣連接，橋梁位置兩端對稱放置兩臺位移傳感器，并將線路連接到監視儀上。四臺千斤頂，兩臺位移傳感器，并將油路、線路連接。每側鏈接到一臺泵站上，整跨每側鏈接為一個控制體系。

3.3 節段梁架設

3.3.1 節段塊吊裝

節段梁運至現場，利用吊車吊裝調整位置。節段梁采用4 根PSB830φ 32mm 精軋螺紋將首節箱梁節段吊起，將節段塊吊裝就位，梁伸縮縫采用鋼板塞墊定位，采用25t 手拉葫蘆與相鄰簡支梁對拉左右固定。

3.3.2 梁段試拼

（1）試拼前根據張拉空間要求準確定位第一個節段的平面位置，保證后續節段不上翹或下垂。

（2）梁段與已拼裝梁段起吊至相同高度后停止，向已拼梁段緩慢靠攏，在即將靠攏時需在兩梁段接縫間用木楔臨時塞墊，防止梁段撞傷。

節段試拼完成后進行節段定位，調整中、端梁位置固定，伸縮縫采用方木塞墊確定位置，端梁塊采用2 根20mm 鋼絲繩與已落梁完成的兩面進行錨固，確保臨時張拉過程中端梁固定。

3.3.3 節段梁拼裝

根據施工場地的常年溫度變化、使用環境等情況，通過試驗選用合適的環氧樹脂膠、聚氨酯防水涂料。環氧樹脂粘結劑由A-環氧樹脂、B-固化劑兩種按比例分別配制而成。攪拌槍（或葉片）的轉速必須控制在400～600轉/分，采用攪拌鉆拌制均勻，根據試驗結果，每桶環氧粘結劑攪拌時間為5-6 分鐘，以粘結劑顏色均勻為準。

在已拼裝梁斷面進行涂膠，將其沿縱向后移40cm。拼裝膠涂刷前預應力波紋管出安裝密封墊圈，密封墊圈采用發泡聚丙烯材料。拼裝完成的梁段應及時施加臨時預應力。

3.3.4 臨時預應力施工

頂板采用臨時張拉鋼臺座設置，通過4 根PSB830 級φ32 精軋直螺紋鋼固定在箱梁面板上部。鋼齒坎由底板、立板、筋板三部分組成。根據鋼齒坎受力特點并結合整體結構布局設計要求。其中底板采用t16×630×600mm 鋼板，立板采用t20 鋼板，筋板采用t16×500×186mm 鋼板，總重105.4kg。

底板采用鋼筋混凝土結構作臨時張拉臺座。臨時張拉每根精軋螺紋鋼臨時預應力根據設計要求為350kN（最小壓應力≥0.35MPa，應力差≤0.5MPa）。張拉時頂板和底板同時對稱張拉。節段梁端跨與調節段頂面采用二道預應力筋，底部采用六道預應力筋臨時張拉，中段節段塊頂部、底部均采用四道預應力筋。整孔體內縱向預應力束全部完成后解除臨時預應力。

3.3.5 整孔箱梁預應力施工

本段預應力束鋼絞線采用φ15.20 高強度低松弛鋼絞線，標準強度1860MPa，錨下控制應力標準強度75%，管道摩擦系數0.17，偏差系數0.0015，鋼絞線回縮量取6mm。體內縱向預應力束采用14φ15.20、15φ15.20、16φ 15.20、17φ15.20、19φ15.20 五種規格的鋼絞線。根據預應力孔數的類型，選用對應類型千斤頂、油泵。

3.4.6 封錨

待張拉預應力完成后割除長余的鋼絞線，鋼絞線的外露長度＞3cm，采用砂漿及時封堵封錨的部位，防止壓漿時漿體流出。

落梁前采用人工方式對錨具周圍的箱梁混凝土進行鑿毛、封端施工。安裝封端鋼筋、模板，灌注細石混凝土，采用C50 補償收縮混凝土進行封錨，澆筑后的混凝土表面涂刷1.5mm 后采用聚氨酯防水涂料。

3.3.7 孔道壓漿

張拉完畢后，48h 內完成孔道壓漿，避免預應力鋼束銹蝕或松弛。采用標號不低于M50 的微膨脹水泥漿進行真空壓漿。采用智能設備，主要包括智能壓漿機、真空泵。預應力管道內的預抽真空壓力應達到-0.06～－0.09MPa以達到孔道壓漿達到飽滿密實的效果。

3.3.8 頂升落梁前準備

（1）頂升系統可靠性檢驗。在正式實施頂升前，再次確認密封的可靠性，將千斤頂以70～90%的頂升力在現場保壓5h。

（2）泵站安裝。共使用4 個千斤頂，根據實際情況在鋼支撐上均勻布置千斤頂，防止梁體頂升時發生側傾。

3.3.9 落梁施工

（1）試頂升。千斤頂操作的同步性要求高，頂升法落梁對頂升落梁過程中一般要求千斤頂頂升高度差≤2mm。施工中采用壓力和位移雙控的自動同步頂升法，壓力傳感器采集壓力，位移傳感器采集位移，為保證工程的精度和安全采用結合數據軟件分析處理等控制系統。

試頂升應分為兩步進行：頂到支座計算反力的50%左右，持荷5～10 分鐘檢查頂升設備的安全性，以頂升力控制為主，無異常現象后千斤頂回落到原位；宜將梁體頂升至脫離原支座1～2mm，檢查所有支座與梁體脫開情況，同時測定梁體總重及各支座反力，以頂升位移控制為主。試頂升結束后，提供橋梁結構位移、整體姿態等情況，為正式頂升落梁提供可靠依據[4]。

（2）正式頂升落梁。本方案選定的千斤頂最大行程為250mm，試頂升后觀察，若無問題進行正式頂升。每一頂升最大頂升速度3mm/min，標準行程為220mm。在指揮員的統一指揮下，頂升時各千斤頂同步上升慢慢用力整體頂起梁體，分級控制各頂之間以位移，第一級為3mm，每一級到位后加專用墊塊，檢查各千斤頂的情況，確保工作狀態良好后再進行下一級頂升，如此反復[5]。

（3）安裝三維千斤頂微調梁體位置。待梁體落到所需高度后在節段拼裝梁底和鋼支撐中間安裝三維調節千斤頂，三維千斤頂可調節縱向和橫向位置，使梁體微調至設計要求位置。

3.3.10 支座灌漿

（1）安裝灌漿采用定型鋼模板，為防止在重力注漿時發生漏漿，模板底面設一層4mm 厚橡膠防漏條。

（2）將灌漿用漏斗置放在梁頂，以增大灌漿的壓力。

（3）注漿應從支座中心向四周進行，直至從支座底板周邊間隙與鋼模全部灌滿為止。

（4）灌漿結束后不得調整螺栓。

4 結束語

通過科學的施工方案、合理工藝優化及精細的施工組織，使用相應的設備和設施，采取相應施工技術，使節段梁架設展開多個工作面施工。此項工藝不僅提高了梁端架設速度，安全質量可靠，同時減少了架橋機轉場及安拆時間，保證了節段梁架設工程進度，還有效控制了工程成本，值得為今后類似工程提供參考。