铁路T梁声屏障桥面翼缘板现场浇筑施工技术浅析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

铁路T梁声屏障桥面翼缘板现场浇筑施工技术浅析

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：温拴明

[导读]

        中铁一局集团新运工程有限公司陕西省咸阳市 712000
        一、概述
        为了跨越居住密集区、湿地及特殊环保地区，满足社会、环境保护要求，减少噪声对环境、社会日常生活的影响，在铁路通过上述区域时，T梁架设后需要在施工现场进行声屏障桥面翼缘板浇筑施工，安装声屏障隔板，已达到减少行车对环境的影响。现就以参建过的（2012）2109铁路T梁声屏障桥面翼缘板下托式模板支架现场浇筑方案技术施工实践进行浅析。
        二、施工工艺
        1、施工原理
        根据力矩平衡原理，主体受力结构为钢桁架结构，整孔梁沿线路方向每根间距1.7~2.0米排列，距梁端0.6m，钢桁架通过精轧螺纹钢进行固定在预制T梁梁面上，梁面上安装特制承力块进行固定，形成下托式模板支架体系。

        2、施工流程
        按照支架模板体系进行荷载受力检算、进行预加载试验→模板支架体系拼装成型→桥面翼缘板预留管道接长处理、进行预应力穿束→绑扎翼缘板钢筋、安装泄水管→浇筑混凝土→养护并进行预张拉、拆除模板体系→养护混凝土达到设计强度终张拉→预应力管道压浆、封锚→桥面防水层、防水保护层施工。
        三、现场施工方案
        1、施工要素
        1.1模板支架组成
        ①钢桁架：桁架结构由8#（80*43*5）与5#（65*40*4.3）槽钢组装焊接而成，为主要承载结构，钢桁架布置间距梁端为600mm，中部分部间距为1700~2000mm，以避开横隔墙为宜，桁架根部与梁体腹板密贴。
        ②调节横梁：与桁架之间采用Ф30丝杠连接，通过丝杠调节高低、水平。
        ③分配梁：采用100mm*50mm*1.5mm方钢，布置在调节横梁上，中到中间距0.4m。
        ④底模板：采用15mm厚竹胶板，施工时与分配梁连接固定。
        ⑤精轧螺纹钢：采用Ф36精轧螺纹钢，将钢桁架固定在桥梁边侧。
        ⑥承力块：由1块20mm厚钢板与4根Ф30圆钢焊接而成，中间开Ф40mm圆孔，为主要承载块。
        1.2 受力检算
        ①T梁翼缘板分为标准段及加宽段，标准段施工受力宽度1.35米，加宽段施工受力宽度2.10米，施工混凝土最大厚度0.47米；
        Q235钢参数：E=2.6*105MPa，σ=215MPa，σV=125MPa；竹胶板参数：E=4.5*103MPa，σ=7.7MPa，σV=0.92MPa；挠度允许值L/400。
        ②翼缘板模板支架受力经相关资质单位有限元软件Midas建模分析，按照相关荷载等检算参数得出以下结论：
        标准段：支架组合应力最大值178.24MPa＜允许应力215MPa；
        支架剪应力最大值66.30MPa＜允许应力125MPa；
        支架挠度最大值2.53mm＜允许值7.5mm；
        精轧螺纹钢拉应力最大值为23.44MPa＜允许应力270MPa；
        Ф30丝杠组合应力最大值23.44MPa允许应力270MPa。
        加宽段：支架组合应力最大值171.274MPa＜允许应力215MPa；
        支架剪应力最大值41.33MPa＜允许应力125MPa；
        支架挠度最大值3.60mm＜允许值9.3mm；
        精轧螺纹钢拉应力最大值为26.94MPa＜允许应力270MPa；
        Ф30丝杠组合应力最大值53.42MPa＜允许应力270MPa。
        最终结论下托式模板支架结构受力满足要求。
        1.3 材料主要参数
        ①钢筋：圆钢HPB300φ8、φ10，螺纹钢HRB400 φ12、φ16、φ18。
        ②预应力材料：预应力筋采用低松弛7φ5钢绞线，公称直径15.2mm，抗拉强度1860MPa，弹性模量195GPa；锚具为YJM15-3型、YJM15-4型。
        ③混凝土：翼缘板强度C50纤维混凝土，边墙C40。
        ④孔道：成孔采用内径60mm金属波纹管，压浆剂强度M50。
        ⑤防水材料：采用L类防水卷材及聚氨酯防水涂料。
        2、主要施工方法
        声屏障桥面翼缘板浇筑在T梁横向联结施工完、成达到设计强度后，模板支架体系在施工现场选择试验段进行预加载试验，验收合格方可进行施工。
        2.1调整、恢复梁体桥面翼缘板预留钢筋，清理工作面杂物，疏通桥面预留管道并进行接长、密封处理。
        2.2 模板支架安装
        ①具备浇筑条件的桥面板，提前在桥面板处外侧325mm处定出开孔位置，利用水钻钻Φ40的圆孔，圆孔距桥面板外侧325mm，距梁端600mm，中部间距为1700~2000mm，圆孔位置与预埋钢筋位置重合时，适当调整间距，以不损坏梁体预埋钢筋为主。
        ②桥面上安装小支架，利用1T提升机将钢桁架掉放至桥面板外侧，安装过程由3名作业人员配合完成，1名作业人员系安全带，在桥面外侧适当调整钢桁架，1名作业人员控制提升机的升降，1名作业人员安装特制承力块和精轧螺纹钢；安装承力块人员提前摆放好位置，在4个支点及孔洞中部位置处安放波纹管，方便后期拆除、修补。待钢桁架根部与梁体腹板贴合并调整垂直后，将精轧螺纹钢从孔洞穿过，通过配套螺母进行固定，待底部固定完成后，桥面作业人员通过特制扳手进行固定。
        ③钢桁架安装完成后，安装分配梁，分配梁间距0.4m，安装完成后，作业人员将15mm厚竹胶板底模放至分配梁上部，每安装一块后，通过钢桁架前部调节横梁调整模型的平整度，安装一块，调整1块，调整时作业人员系安全带。待底模安装完成后，在桁架外侧安装临边防护网，防护网立柱采用4号角钢制作，底部通过螺丝与桁架进行联结固定，在立柱上每隔30cm进行钻防护钢丝绳孔眼，设防护钢丝绳4道，钢丝绳之间挂设防护网。

        2.3钢筋帮扎及预埋件安装
        钢筋帮扎前对模板拼缝进行密封处理，保证拆模后的外观质量要求；帮扎翼缘板钢筋时，按照设计要求与预留钢筋接长帮扎牢固，横向从梁端一侧推进或两侧向中间帮扎，
        纵向由靠近线路中心侧有里向外依次布置，并按设计要求安装固定桥面泄水管，钢筋绑扎完成后安装边模。边模为2m长钢制模板，安装前在桥梁两端定出边模位置，采用拉线方式进行辅助定位，确保模型线条平顺，模板底部与模板通过螺栓进行固定连接，安装完成后，进行U型螺栓的预固定，U型螺栓位置经复核、调整确认无误后进行内模的安装，内外模之间通过钢筋进行固定，防止浇筑过程中模型跑位。
        2.4现场浇筑施工
        ①混凝土供应根据前期调查、策划，选取梁场拌合站，以及线下单位混凝土拌合站，利用混凝土罐车运输。
        ②翼缘板浇筑前再次检查支架体系的整体稳定性、挠度，检查预留管道波纹管密封、模板缝隙密封情况，对新老混凝土接茬处以及模板表面进行湿润，确保混凝土结合良好，减少因环境因素引起的质量问题；混凝土浇筑振捣时快插慢拔，不得触碰钢筋及模板，不得漏震、过震，震动至混凝土出浆，不在沉陷为宜；翼缘板浇筑完成后可以待混凝土初凝土后安装内侧挡碴墙模板进行挡碴墙浇筑。
        ③浇筑完成后及时二次收面，收面用钢抹子，严禁使用木模，防止带出纤维；及时用保水材质的土工布进行覆盖并保持湿度，根据现场情况养护7-14天。
        2.5模板支架拆除
        ①待混凝土养护至强度满足的情况下，先行拆除外侧模，保证张拉锚穴及混凝土棱角不破坏即可；根据试验结果翼缘板达到设计强度的55%以上即可进行初张拉，初张拉张拉应力控制到设计应力的10-20%，初张拉目的是确保拆除模板支架体系时混凝土翼缘板整体受力，避免出现施工裂纹，保证施工质量要求，并可以节余时间，加快模板支架体系的周转速率。
        ②初张拉完成后在现浇面板外侧挂设Ф8mm无油钢丝绳做为安全绳，安全绳采用U型卡环进行固定，先固定一端，另一端辅以2T紧绳器进行固定。作业人员通过在桥墩位置接触网杆侧挂设爬梯下至桥墩处，将搭设通道的木板和吊架转至桥墩处，悬挂安全带完成后，进行搭设拆模通道，通道吊杆由2根Ф16螺纹钢制作而成，横杆采用5号槽钢，焊接成U型，间距于钢桁架位置相对应，槽钢上部并排搭设2块宽30cm、厚5cm的木板，端头采用铁丝固定。
        ③当混凝土强度达到设计强度的80%后，通过松动横梁上调解横梁的丝杠，之后利用间隙将竹胶板模型从侧部抽出，从外侧转至桥面上，模型拆除完成后拆除分配梁，最后拆除钢桁架。钢桁架拆除时先将提升机钢丝绳通过U型卡环固定在钢桁梁端部，之后人工松动桥面精轧螺纹钢处螺母，钢桁梁自然下落，利用提升机从桥梁外侧吊至桥面。
        ④拆除支架体系后，桥面受力吊杆孔洞需要进行堵塞、密封处理，因孔洞较小，结合长期施工经验，在孔洞底部模型采用木块利用扎丝进行辅助固定，采用C55补偿收缩混凝土进行修补，视施工需要可掺少量高强无收缩灌浆料、密封胶。
        2.6终张拉预应力施工
        ①根据试验结果混凝土强度等级达到 C45、弹性模量达到 C50 的 90%以上后进行桥面板终张拉作业；张拉成套设备经过校验合格，采用采用单侧单端张拉，固定端交错设置，张拉顺序为从跨中至梁端张拉，桥面板加宽段固定端一侧设置，张拉端设置在桥面板加宽侧。
        ②步骤：安装张拉设备均匀加压，当油压达到设计应力的20％时持荷2分钟→继续加压，当压力达到了张拉设计应力时，保持出缸油腔压力油的压力、持荷，同时记录标尺的伸长值→使回缸油腔进油以实施顶压，当油缸油腔压力表达到设计值时卸荷完成顶压锚固→比较20%压力和100%压力是的标尺数据，做好记录→卸除张拉千斤顶，完成张拉。
        ③张拉完24 小时内钢绞线无回缩等异常现象方可切割钢绞线，切割后钢绞线外露长度控制在 30～35mm；将锚具和外露钢绞线头做防锈处理，套护套进行防护。
        2.7孔道压浆及封锚
        ①孔道压浆需在终张拉完成48小时内施工，采用成品压浆剂加水拌和而成。
        首先安装孔道两端压浆罩，连接压浆管道及控制阀，压浆管道不宜过长，压浆段管道接口与注浆口密贴，压浆设备宜高于压浆作业面，确保压力充足，出浆口设置管道将溢出废浆收集于废浆桶，确保不污染梁体及环境，达到文明施工的目的。
        准备就绪后开动压浆设备拌和压浆料，拌和时间不少于2min，压浆设备下层必须设置过滤网，规格不大于2.5mm×2.5mm，按照先下后上的顺序依次逐孔压浆，当浆体从另一端出浆孔溢出并变浓时堵塞出浆孔，并持续压浆3min以上，无漏浆的情况下停止压浆，确保孔道压浆的饱满度及强度。
        ②压浆完成后，清理锚具及锚穴，对锚具及锚穴进行防水处理，分两次对锚穴填塞混凝土，填塞混凝土时必须加钢筋网片，防止锚穴混凝土震动脱落；混凝土必须与梁面接茬平整、光滑，养护至设计强度且彻底干燥后，对锚穴新旧混凝土接缝处涂刷聚氨酯涂料进行封边防水处理。
        2.8桥面防水体系施工
        ①防水层：施工防水层时，应清理混凝土表面杂物，修补表面缺陷。按比例配置聚氨酯涂料，首先均匀涂刷粘贴交接处的附加层，待附加层、洞口等特殊部位施工完成后再大面积粘贴翼缘板面防水层；防水层施工时应边涂刷边粘贴防水卷材，不得有鼓泡及翘边，要刮铺平整，施工完成未上强度时采取保护措施，不得踩踏。
        ②保护层：铺贴防水卷材后24小时达到要求，及时浇筑混凝土保护层，保护层要按照设计坡度横、纵向留坡，以满足排水要求，浇筑时从一端缓缓推进，采用平板振动器震密实，落水口采取防护措施，以免堵孔，且留好伸缩缝；养护达到要求后用聚氨酯涂料及时对接茬部位及伸缩缝进行防水、封边处理，宽度8mm。
        四、优点与不足
        1、优点
        1.1 适用梁型范围广泛
        此种下托式模板现场施工声屏障翼缘板适用范围广，可以适用通桥（2012）2109以及（2012）2209声屏障梁32米、24米等各种跨度梁型的施工。
        1.2满足施工方便的原则
        施工需要工装简单，重量较小，现场不需要吊车等大型设备配合；现场容易组织，施工简单，容易操作，模板支架体系可以配套组装，施工效率较快。
        1.3 经济效益好
        在满足工期需要的前提下，投入工装较少，可以进行周转使用，不需要大型设备的投入，可以合理配置人工，对社会环境影响小，施工产能高，经济效益较好。
        1.4 安全性高
        下托式模板施工技术成熟，根据工装模板的具体因素进行受力验算，并进行预载试验，有安全可靠的安全保证措施，根据力矩原理受力，整体刚度大，稳定性好；施工不受行车的影响，不中断行车，具有较富裕的作业面及安全防护距离；施工相对安全性较高，人员操作高空作业少。
        2、不足
        2.1 机械化程度不高，虽可以进行成套拼装，但不可整体移动，需拆除工装后倒运至下一工作面再进行逐项拼装。
        2.2 虽适用梁型范围不限，但不能适用于工程量大，作业面距离远的工程，只能适用于作业面较集中，工程量相对不大的工程。
        2.3由于模板需分块组装施工，翼缘板拼缝较多，影响外在美观。
        五、小结
        下托式模板施工铁路T梁声屏障桥面翼缘板现场浇筑是在本建设工程设计工程量较小的情况下使用的，针对不同的行车条件、工程量大小、作业面条件、施工现场因素等可以进行经济、效益以及施工等方面的对比，择优选择自动程度较高的整体移动式浇筑台车，悬挑式模板支架或其他方式受力模板支架，已达到适合施工实际需要的最佳效果。