预制梁场制梁区关键技术的主要应用

发表时间:2021/4/19   来源:《建筑实践》2021年1月第2期   作者:常鹏玉
[导读] 本文从制梁区地勘阶段、设计阶段、桩基阶段、基础阶段、钢模安装阶段、预压试验阶段关键技术的阐述,为后续新建梁场提供一套可行的技术方案。
        常鹏玉
        中铁二十三局集团轨道交通工程有限公司  上海  201399
        摘  要:制梁台座是预制混凝土工程施工临建必要的环节,临建施工中制梁台座从设计、施工、运用都要严设计、严控制,确保制梁台座在后期大量周转浇筑混凝土中不变形,确保主体工程梁体的质量。本文从制梁区地勘阶段、设计阶段、桩基阶段、基础阶段、钢模安装阶段、预压试验阶段关键技术的阐述,为后续新建梁场提供一套可行的技术方案。
        关键词:U形梁、制梁台座、关键技术
1引言
        目前通车的“京津城际铁路”、“郑西客运专线”“京沪高铁”所使用的箱梁都是在线路沿线新建梁场,通过上梁点向两侧安装箱梁。然而城市中地铁高架段采用“U”形梁较多,本文针对“U”型梁梁场在建设当中涉及的制梁区基建、模板安装、“U”梁生产关键技术的应用进行阐述。
2制梁区基础建设关键技术的应用
2.1制梁区基础下沉处理关键技术
        一串三制梁台座,三套钢模张拉预留孔位置不一致、三套钢膜底板中心线、反力墙中心线不在一条直线上都会影响张拉应力,除存在以上问题外还存在生产一定数量“U”梁后,基础下沉,模板出现倾斜,不但影响“U”梁生产质量,还存在安全隐患。
        基础下沉事后处理关键技术:将倾斜模板部位用千斤顶顶起来,在基础预埋钢板上加焊钢板,抬高下沉部分的模板,先将下沉最低的地方垫高至设计值,其它缝隙通过填充钢板保证钢板底部不悬空。
        事前处理关键技术:主要通过制梁区从开始规划到施工完成一系列关键技术的控制,主要包括:地勘阶段、设计阶段、桩基阶段、基础阶段、设备安装阶段。
2.2先张法制梁区基础建设关键技术如下
        2.2.1地勘阶段关键技术控制:每一个制梁台座取样不少于3个点,一般制梁台座基础长度30m,3个点按台座长度方向梅花形布置,勘测地质情况。根据地勘情况设计基础桩类型。
        2.2.2设计阶段关键技术控制:根据地勘结果设计先张法制梁台座基础结构,目前从高程最低到高程最高顺序采用:①模板基础:桩基→筏板基础→条形承台→钢模安装。②先张法反力墙:桩基→筏板基础→反力墙预埋型钢→反力墙钢筋绑扎及混凝土浇筑。下图为先张法(一串三)制梁台座系统平面图。
 
        2.2.3桩基阶段关键技术控制:计算桩基以上基础、模板、U梁自重和施工时产生的必要荷载之和,根据地质情况不同设计桩,考虑桩采用端承桩、摩擦桩。打桩顺序遵循原则:从中间向四周梅花形打、先深后浅。桩基施工做好桩位编号、桩到台座中心线的距离、桩顶标高、设计桩尖高程、量测桩尖高程、平均贯入度、最后50cm贯入度等记录工作。
        2.2.4基础阶段关键技术控制:
        a、反力墙基础:采用筏板基础将桩基钢筋连成一个整体,筏板基础厚度通过设计计算,筏板基础钢筋采用双排双向钢筋,通过封闭箍筋将双排双向钢筋连成一个整体,桩基钢筋绑扎在筏板基础底层钢筋上,需要在筏板基础底板钢筋上安装反力墙预埋H型钢,反力墙采用200*200钢筋间距纵向和横向布置,将型钢包裹在里面,保证反力墙与筏板基础连成整体。


        图1先张法(一串三)制梁区钢模基础、反力墙
        反力墙基础预埋桩成型后需要将桩基四周的松土清走,用夯机将土夯实,浇筑C15混凝土垫层,混凝土浇筑后,垫层上进行放线,主要将反力墙预埋型钢位置、反力墙基础边界线进行定位,如图2。

图2反力墙筏板基础四周浇筑垫层
        混凝土垫层浇筑后,用破碎机将桩头部分混凝土破碎掉,破碎时避免对桩基钢筋进行破坏,清理干净桩头残渣和裸露的钢筋。筏板基础钢筋绑扎需是双层双向(如图3),反力墙型钢下至筏板基础底层钢筋上至反力墙顶部须是个整体。反力墙中心线与底模横梁中心线重合,反力墙埋件按制梁台座结构图纸施工。牵引螺杆孔位置应与底模横梁标高确定(如图4),孔位与设计计算位置误差<5mm,底模横梁标高以对应整条生产线平均标高确定。反力墙内成孔以预埋φ200钢管,定位准确后与固定的H型钢连接钢筋焊接,保证混凝土浇注后位置准确(如图5)。反力墙内的各埋件,以及孔位必须严格控制,误差均不大于5mm。
 

        图5反力墙混凝土浇筑成型
        b、钢模基础:采用筏板基础将桩基钢筋连成一个整体,先浇筑筏板基础混凝土,后浇筑条形承台混凝土,需将筏板基础与条形承台之间混凝土凿毛后,再浇筑混凝土,避免留下施工缝。
        若地基不作处理,其承载力应不低于100Kpa,不均匀沉降不大于20mm,长期均匀沉降不大于100mm。浇筑的C15混凝土垫层,厚度不少于100mm。
        垫层浇筑完成后,在垫层上放线:一串三制梁台座基础中心线须在一条直线上且与反力墙中心线一致。筏板基础钢筋采用双排双向钢筋,在筏板基础上绑扎条形承台的钢筋,如图6。

图6筏板基础钢筋与条形基础钢筋图
        钢筋绑扎完成后浇筑C30混凝土,厚度按设计600mm施工,混凝土初凝后对条形基础连接处和外侧部分进行拉毛,便于后期浇筑混凝土连接。条形基础模板安装高度比设计高200mm,通过水准仪和塔尺配合在安装好的模板内侧用钉子定位设计高程,一串三模具高程须保持一致,用墨斗灰线通过固定好的钉子在模板内侧弹出黑线。在黑线处焊接预埋角钢,角钢须与条形基础钢筋焊接成一个整体,条形基础混凝土浇筑高度与角钢顶部一致。
        基础条形承台两侧混凝土浇筑时须把预埋钢板进行安装,预埋钢板位置须与钢侧模支撑件一致,如图7和图8。侧模承受的力可通过支撑件传递至预埋件。
 
图7侧模支撑件底部混凝土浇筑 图8支撑件底部与预埋件焊接成型
        2.2.5钢模板安装阶段关键技术控制:一串三台座条形基础浇筑完成后须对预埋角钢高程进行实际测量,测出最高的高程,最高的高程为基准高程,预埋角钢其他位置须垫钢板至基准高程,同时必须考虑预制梁底模的反拱。
        底板安装好后,安装侧板,侧板安装过程中须测量侧板顶部与底板中心线之间长度,按设计长度调整侧板后侧的支撑螺杆,通过调高和降低支撑螺杆的高度来让侧板最高点和底板中线线之间的长度符合设计要求,如图9。

图9侧模最高点与底板中心线距离测量
3制梁区制梁台座预压关键技术的应用
        制梁台座浇筑完成,底模板安装完成后,预先对制梁台座进行荷载试验,钢模上放置钢筋、预制桩等,总体荷载超过后期侧模、U梁钢筋笼、U梁混凝土、施工作业时人员荷载之和,如图10。通过试验保证后期施工时制梁台座不会出现基础下沉、变形开裂、裂缝、扭曲等破坏情况发生,造成梁体质量问题和人员受伤等安全事故。

图10 制梁台座预压荷载试验
        通过对制梁台座超载预压静载试验,测量加载前后制梁台座基础的变化情况,检测制梁台座结构是否发生剪切破坏或弯曲破坏。
        通过对制梁台座超载预压静载试验,检测地基稳定性,确保制梁安全。
        通过对制梁台座超载预压试验,检测台座的不均匀沉降,是否满足不均匀沉降≤2mm的设计要求。
        加载观测完成后,分五级每级按25%总堆载量进行卸载;每级卸载后进行观测并记录数据,并待回弹量稳定后记录数据并进行下一级卸载;待整个卸载完成后6h测一次;12h测一次;2d测一次。
        4结束语
        预制梁场的建设中,制梁区的建设质量对预制梁体的生产质量尤为重要,在实际生产过程中我们应该掌握制梁区建设的关键技术,不断推进轨道交通事业的发展。


参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
[2]《公路路基设计规范》JTG D30-2004
[3]《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002
[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)
        
        
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