王 強,季文玉
(北京交通大學,北京 100044)
根據(jù)京津城際鐵路長橋多且橋梁比重大等特點,為避免橋上過多使用補償板并加快施工進度,設計提出了長橋上無砟軌道設計新方案(簡稱“長橋新方案”)。在長橋新方案中,軌道結構的主承重構件是底座混凝土板,各項設計均是圍繞底座混凝土板展開的,以下通過對底座板現(xiàn)場施工進行介紹。
常規(guī)區(qū)的底座板施工流程見圖1。
在底座板施工前結合現(xiàn)場施工條件及施工工期要求,按照施工組織設計提前對底座板施工區(qū)域進行單元段落的劃分。在劃分的同時還應注意以下原則:①施工單元要根據(jù)作業(yè)面布置情況事先統(tǒng)一規(guī)劃,確定相鄰作業(yè)面張拉順序和分工責任。②常規(guī)區(qū)兩個相鄰后澆帶之間距離不大于150 m。③臨時端刺不能設置在連續(xù)梁上,且距連續(xù)梁至少兩孔梁。④左右線臨時端刺布置要錯開兩孔梁。⑤鋼板連接器與剪力齒槽間距≤75 m。⑥未與梁剪切連接的長度≤150 m。⑦鋼板連接器距硬泡沫板間距≥5 m。
在對所有設標網(wǎng)進行復測,對梁面高程、梁面平整度、中線線位、相鄰梁端高差等幾何要素進行測量復核無誤且滿足施工要求后,可以進行底座板的施工。
圖1 底座板施工工藝流程
每孔箱梁上滑動層的鋪設范圍為橋梁固定端的剪力齒槽邊緣至橋梁活動端,在梁縫處配合硬泡沫塑料板的安裝局部調整滑動層的鋪設。
在鋪設時應該注意以下事項:①首先對橋面高壓清洗,當發(fā)現(xiàn)防水層破裂時,破裂處的修補方法為:在底座板范圍內(nèi)沿線路縱向兩側及中間各彈出寬30 cm的粘合劑涂刷帶,底層土工布可對接,中間薄膜可采取熔接方式,上層土工布不許對接。②土工布訂制幅寬要至少大于3.05 m,無破損,與梁面粘結平整,無皺褶,底座混凝土施工完成后切除多余部分。③硬泡沫塑料板鋪設時結構尺寸應滿足設計要求,接縫應位于梁端縫的中央,并且成階梯形,不得出現(xiàn)通縫;與梁面的粘結應牢固,不得出現(xiàn)破損,頂面覆蓋一層塑料布。
1)鋼筋籠的加工、運輸與吊裝
根據(jù)工期要求和現(xiàn)場實際情況,鋼筋籠可在鋼筋加工廠預制或在橋上綁扎施工。由于京津城際軌道工程施工工期極為緊張,為了縮短工期,鋼筋籠采取在鋼筋加工廠預制,拖車運輸至橋下,用吊車或小龍門吊吊裝至橋面組裝聯(lián)結的方案施工。
2)剪力筋的安裝
橋梁固定齒槽內(nèi)剪力筋因架梁運梁的需要,分為梁內(nèi)和底座板內(nèi)兩部分。橋內(nèi)部分(含套筒)在梁場制作時預埋在箱梁頂板的齒槽內(nèi);底座板內(nèi)部分在底座板施工時用套筒連接,伸入底座板鋼筋內(nèi)。剪力筋制做長度應根據(jù)底座板超高設置及現(xiàn)場預埋套筒高低“量身定做”,以避免安裝后過高或過低,影響剪力筋受力。安裝時應將剪力筋擰緊到位,確保安裝質量。
3)鋼筋籠的安裝
根據(jù)鋼筋籠方向和位置安放鋼筋籠并進行連接。檢查鋼筋絕緣情況,清理底座板范圍內(nèi)雜物,準備澆筑混凝土。
4)測溫電偶的安裝
在每個底座板澆筑段安裝(距梁縫10 m避免安裝后過高或過低問題。安裝時應確保剪力筋擰緊到位。)溫差電偶(Nickel鎳—Chrom鉻—Nickel鎳)用于結構的溫度測量。
5)安裝鋼筋連接器
鋼筋連接器在橋下預制,安裝時整體吊裝上橋,在鋼筋籠安裝時初期安放到位。在現(xiàn)場施工中還應注意:①橋梁上鋼筋綁扎要注意跨縫處縱向鋼筋變化情況,可事先在對應防撞墻上標明配筋種類、數(shù)量,方便材料準備和施工。②剪力齒槽處錨固鋼筋和鋼板要注意旋入深度和高度。③后澆帶鋼板要注意焊縫質量和鋼板變形情況,采用特制焊條和工藝,后澆帶鋼板安裝完成后要保持鎖緊螺母松開狀態(tài)。
底座板混凝土灌注施工采用混凝土泵車泵送入模?;炷寥肽:螅懊婊炷琳駬v采用人工插入式振搗器搗固,后面采用混凝土攤鋪整平機攤鋪并整平混凝土面。超高地段底座板施工,混凝土攤鋪整平過程中須用人工不斷補充超高范圍混凝土,最后用攤鋪機來回兩遍整平壓實?;炷恋酿B(yǎng)護須緊跟底座板施工,整段混凝土完成后再正式進行覆蓋土工布和塑料薄膜以實現(xiàn)保濕養(yǎng)護。
在現(xiàn)場澆筑作業(yè)時還應特別注意:①兩個后澆帶之間的混凝土必須一次澆筑完成。②澆筑時預埋溫差電偶。③混凝土入模溫度及底座板混凝土入模溫度不能超過30℃。④澆筑完成后混凝土初凝前要進行以下工作:人工抹出反向排水坡;頂面拉毛;拆除端模,及時修整鑿毛。⑤混凝土拆模后,在曲線地段的臨時端刺,要加裝臨時側擋,防止底座板在張拉時引起橫向位移。臨時側向擋塊采用枕木配合鋼板,兩側以防撞做支撐,中間支撐在兩底座板之間。
進行底座板連接施工應滿足以下要求:①所有混凝土澆筑段完成結束;②軌道基準點放樣結束(注意此時不進行測量);③連接前臨時端刺區(qū)域內(nèi)澆筑段落要進行長度和溫度的測量并紀錄備用;采用大地測量法測量臨時端刺混凝土的長度,利用全站儀測量在后澆帶旁的軌道基準點可以快速測量長度;④臨時端刺區(qū)域內(nèi)要安裝臨時側向擋塊;⑤底座板張拉在施工單元內(nèi)所有混凝土澆筑段完成且末次澆筑段達到20 MPa后進行;⑥清潔精軋螺紋鋼筋,錨固螺母涂上油脂;清潔后澆帶浮渣,準備足夠的張拉工具(包括長套筒扳手,開口扳手)。
連接操作是圍繞并確保板內(nèi)20℃時零應力狀態(tài)而進行的連接筋張拉施工。所有類型單元段底座板的連接施工均須在溫差較小的24 h內(nèi)完成。底座板常見的連接有4種。
2.5.1 新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接
新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接見圖2,常規(guī)區(qū)兩端及兩臨時端刺后澆帶按單元段中心對稱原則和順序進行連接施工。
1)臨時端刺LP2~LP5的基準測量
基準測量時間盡可能安排在與底座板連接時間靠近時(即連接溫度盡可能與測量時的溫度接近)進行。首先進行長度測量:測量J2前方(向J1方向)第一個固定連接后澆帶 ~J2間的距離;再測量 LP3~LP5段的長度,準確記錄各分段長度值;其次進行溫度測量,使用預埋在混凝土底座板中的測溫電偶測量。一般在中午時分進行,相鄰板溫不一致時,按兩板長度及溫度加權平均計算。
各段長度與對應溫度測量于底座板連接前進行一次,測量結果應準確記錄并保存(以備鄰段底座板連接時使用)。此項測量直接關系到后續(xù)底座板連接筋張拉距離的確定,非常重要。
圖2 新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接(單位:m)
2)常規(guī)區(qū)板溫測量
與臨時端刺區(qū)板溫測量同時進行,并據(jù)此計算連接筋張拉值。
3)底座板鋼筋連接(張拉)工序
底座板鋼筋連接在板溫30℃以下的條件進行。張拉連接時按照規(guī)定順序操作,先部分連接,再完成全部連接。連接要求用手擰緊,與用扳手擰緊有著重大區(qū)別,施工時必須嚴格控制掌握。
臨時端刺中的BL1(共4個)的預連接,按 J4→J3→J2→J1的順序將鋼筋連接器螺母用手擰緊(臨時端刺開始能夠承載時進行)。首批連接施工先連接與臨時端刺接壤(K0處)的前10個常規(guī)區(qū)后澆帶鋼筋,后依次連接K0,J1,J2,J3后澆帶鋼筋(J4后澆帶鋼筋于相鄰單元段底座板連接時張拉,同時 J2,J3需進行張拉調整)。連接分3種情況進行。當板溫為T<20℃時,通過計算確定連接鋼筋的張拉距離(J3范圍內(nèi)鋼筋張拉距離按 J2的1/3計,其余直接按計算結果采用)。此時的擰緊操作應是先用手擰緊,在此基礎上,鋼筋連接器中的非擰緊端螺母松開張拉距離(按計算結果),再用扳手擰緊(張拉)。當板溫為20℃≤T≤30℃時,鋼筋連接器螺母用手擰緊螺母即可,即張拉距離為0。當板溫為T>30℃時,不允許擰緊螺母,且底座板應采取降溫措施。待板溫降到30℃以下時再連接。補充連接施工連接常規(guī)區(qū)其余后澆帶連接筋,此工序在連接K0,J1,J2,J3之后接續(xù)進行。
4)BL1后澆帶混凝土施工
后澆帶鋼筋連接完成后應隨即澆筑后澆帶混凝土,澆注范圍應包括常規(guī)區(qū)所有后澆帶及兩臨時端刺中的K0,J1后澆帶。澆注工作24 h以內(nèi)完成。此工序與后澆帶連接應接續(xù)施工,不出現(xiàn)間隔施工。J2,J3,J4后澆帶于相鄰單元段底座板連接后再施工。
5)BL2后澆帶混凝土施工
BL2后澆帶設于臨時端刺的固定連接處(每孔梁上1個),分為早期固定連接和后期固定連接,早期固定連接在單元段底座板鋼筋連接完成3~5 d后(底座板內(nèi)的應力調整期)進行,位置在LP2范圍內(nèi)與LP2相鄰的兩個固定連接后澆帶(左右線要錯開兩個梁段位置),兩臨時端刺后澆帶對稱施工。后期BL2后澆帶混凝土在相鄰單元段底座板連接后再施工。
2.5.2 固定端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺連接
固定端刺+常規(guī)區(qū) +臨時端刺連接見圖3,連接工序和工藝與“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”模式類同,區(qū)別是不再存在兩端刺范圍對稱連接施工問題。
圖3 固定端刺+常規(guī)區(qū)+臨時端刺連接(單位:m)
2.5.3 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接
既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接見圖4,此類平面布置中的常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接與“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”模式中的相關要求類同。既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接有其獨特要求,兩類臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工要對應施工,同步完成。
圖4 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺連接(單位:m)
1)既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工
既有臨時端刺后澆帶(J4,J3,J2)張拉值的確定在既有臨時端刺LP2~LP5段首次“基準測量”的基礎上進行。需要再次測量既有臨時端刺LP2~LP5各基段長度及板體溫度,并于底座板連接之前進行(盡量與連接時間靠近)。根據(jù)LP2~LP5段第二次測量結果(溫度及長度),對比該臨時端刺的首次“基準測量”數(shù)據(jù),計算LP2~LP5各板段溫度荷載下的變形值,以此確定J4后澆帶連接鋼筋張拉值并修正 J3,J2后澆帶鋼筋張拉值。常規(guī)區(qū)與臨時端刺溫度測量同時進行,并據(jù)此計算連接筋張拉值。測量原則與“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”同。連接筋張拉預連接施工。連接范圍為K1及所有常規(guī)區(qū)BL1后澆帶。連接方式為用手擰緊鋼筋連接器螺母。另一端常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接對應施工。
首批連接施工連接范圍為鄰靠 K1的10個(至少)常規(guī)區(qū)BL1后澆帶。張拉連接方式及張拉距離根據(jù)底座板溫度確定,即按T<20℃、20℃≤T≤30℃、T>30℃3種情況區(qū)分。各類情況下的連接工藝類同“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”相關要求。
補充連接施工連接范圍為K1及常規(guī)區(qū)所有剩余BL1后澆帶。具體工序要求同“首批連接施工”。另一端常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接對應施工。
既有臨時端刺 J4,J3,J2的調整張拉。按計算確定的調整張拉值以 J4→J3→J2順序進行張拉連接。張拉施工應在連接器螺母原有緊固基礎上單端調整螺母(即不破壞板內(nèi)已產(chǎn)生的應力狀態(tài),以防造成臨時端刺失效并破壞下部結構)并張拉,不可解開重張。
2)常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接施工
既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進行“連接筋張拉預連接施工”時,另一端常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接則應順序完成J4,J3,J2,J1的鋼筋預連接,其連接器螺母用手擰緊。
既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進行“首批連接施工”時,另一端常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接則應完成鄰靠K0的前10個常規(guī)區(qū)后澆帶鋼筋。張拉連接原則及方式同“新設臨時端刺 +常規(guī)區(qū) +新設臨時端刺”相關部分。
既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)進行“補充連接施工”時,另一端常規(guī)區(qū)與新設臨時端刺的連接則應順序完成K0、J1、J2、J3的鋼筋連接。其后配合既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工,一同完成剩余常規(guī)區(qū)后澆帶的鋼筋連接。張拉連接原則及方式同“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”相關部分。
3)BL1后澆帶混凝土施工
“既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”模式完成鋼筋連接施工后,立即進行既有臨時端刺中的J2,J3,J4及常規(guī)區(qū)所有BL1后澆帶(包括 K1)混凝土灌注施工。連接與混凝土灌注工序不出現(xiàn)間隔時間。所有混凝土灌注施工24 h內(nèi)完成。新設臨時端刺中的J2,J3,J4待與后續(xù)施工單元段連接(包括調整張拉)施工后再灌注混凝土。
4)BL2后澆帶混凝土施工
新設臨時端刺中部的兩個固定連接后澆帶(BL2)施工類同“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”有關要求;既有臨時端刺中的剩余固定連接后澆帶(BL2)混凝土應于單元段鋼筋連接完成10 d后進行。
2.5.4 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+既有臨時端刺連接
圖5 既有臨時端刺+常規(guī)區(qū)+既有臨時端刺連接
既有臨時端刺+常規(guī)區(qū) +既有臨時端刺連接見圖5。既有臨時端刺后澆帶(J4,J3,J2)張拉值的確定同前述“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”有關要求。常規(guī)區(qū)底座板溫度測量同前述“新設臨時端刺+常規(guī)區(qū)+新設臨時端刺”部分有關要求。此類布局條件下的底座板連接施工類同“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”有關要求,需要強調的是兩端開展的“既有臨時端刺與常規(guī)區(qū)的連接施工”應相對于單元段中心對稱、同步進行。BL1后澆帶混凝土施工按上述工序要求完成鋼筋連接施工后,立即對兩個既有臨時端刺中的J2,J3,J4及常規(guī)區(qū)所有 BL1后澆帶(包括 K1)進行混凝土灌注,施工從兩端向單元段中心部位相向對稱進行。鋼筋連接與混凝土灌注工序不出現(xiàn)間隔時間。所有混凝土灌注施工24 h內(nèi)完成。后澆帶端頭模板推薦采用鋼模專門加工制做,固定模板采用特制鋼夾(可調節(jié)長度的),鋼夾橫跨底座板(寬度),通過調節(jié)裝置擰緊并固定端模。亦可采用拉筋將側模固定。拆除時將模板取下后再將拉筋端頭截斷即可。既有臨時端刺中的剩余固定連接后澆帶(BL2)混凝土于單元段鋼筋連接完成10 d后進行BL2后澆帶混凝土施工。兩既有臨時端刺BL2混凝土宜對稱灌注施工,當天完成。
以上在實際現(xiàn)場施工中特別注意:在結構高度滿足的情況下,高程控制盡量為負高程,以便CRTSⅡ型板的精調工作。張拉作業(yè)交底要細化,避免漏項。注意兩相鄰兩作業(yè)面之間的張拉協(xié)調工作。
建議在以后的施工中注意底座板連續(xù)結構溫度力或變形應力對橋梁結構的影響;合理安排好長橋上多作業(yè)面施工不同步工作;加強不均勻沉降措施的處理,并開展橋上底座板系統(tǒng)及軌道系統(tǒng)的更換和維修的研究。
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