岩土工程师辅导：混凝土节段箱梁胶接拼装架设施工

　　1、工程概况

　　广州轨道交通地铁四号线，位于广州市南拓发展轴的轴线上，处于沿珠江入海口河道的西岸地带，是广州市中心城区联系南部各新兴产业发展组团的轨道交通快速线，起到拉开城市布局、促进城市健康发展的引导作用。

　　东涌站至黄阁北站区间的第7标段，位于广州番禺区内，起终点桩号为K42+612.4～K44+947.4，主要施工范围为DZ24～DZ103墩的高架桥，跨越多处河涌和乡村道路。

　　高架桥组合为2×30m+2×25m+1×30m+1×25m+63×30m+4×25m+6×30m预应力简支箱梁，箱梁为单箱单室钢筋混凝土结构，采用短线法分节段预制，现场胶接拼装架设;标准预制节段长度为2.50m，顶宽为9.30m，预制节段梁的吊装重量约40t。

　　2、施工方案

　　预制节段梁由专业梁场生产供应，箱梁架设拟从本标段的起点DZ24墩向终点DZ103墩方向逐跨采用上行式架桥机现场胶接拼装、整孔架设。对于起始的第1跨(DZ24至DZ25墩)及第2跨(DZ25至DZ26墩)节段梁由运梁车从地面施工便道运至架桥机下方，然后由架桥机直接吊起梁段至安装位置进行梁段的拼装。其余各桥跨的节段梁则由存梁场龙门吊机提升上桥面，从桥上运梁至架桥机后方喂梁，利用50t起重小车的转动装置将节段梁在空中转动90°而就位。

　　节段箱梁架设流程：施工准备→架桥机拼装→架桥机检验→节段梁吊装及调整→节段梁胶拼及临时束张拉→整孔预应力张拉→整孔落梁就位→架桥机纵移过孔→架桥机调整进行下一孔架设。

　　3、架桥机拼装预制节段箱梁的架设

　　采用上行式架桥机，其能够满足跨度22.5～35m节段箱梁的架设，适应桥梁平面曲线半径R≥450m.本架桥机由主梁(含导梁)、前支腿、2个可前后循环的活动中支腿、后支腿、50t起重小车、节段梁吊挂系统、吊具、安全系统、电气系统及液压系统等组成，在DZ24墩至DZ25墩跨处按施工要求采用汽车吊机安装架桥机设备，架桥机组拼完成后，对架桥机进行试吊并检验其各项工作性能，满足施工要求后才可投入正式使用。

　　4、节段梁吊装步骤(以30m跨度为例)

　　在安装跨两端墩顶安装支座，并按设计调整其预偏量。节段梁从存梁场运至待架设的桥跨处，首先吊装第S12节段定位，然后依次吊装其余各节段梁，最后调整线形，校准第S1节段，并将其临时固定，确保不发生位移、转动。安装时将各节段向墩方向偏移，预留涂环氧树脂的空间。

　　将第S1、S2梁段临时对接，通过张拉临时束预拼，检查拼接缝的密贴程度，以决定不同部位的涂胶厚度;检查线形高程和箱梁中线，以掌握纠偏的方向和程度，作好纠编的准备工作。预拼完毕后，将梁段脱开，对胶拼的混凝土面作进一步清理，确保涂胶面上无泥土、灰尘及其他松散物;在第S1、S2梁段接合面上涂抹环氧树脂，将S2梁段与S1梁段密贴，张拉临时紧固装置，保证节缝间压力不小于0.3MPa，将S1、S2梁段临时锚固，环氧树脂固化。按同样方法依次安装其余节段，最后张拉所有预应力束，整孔落梁至设计位置，完成一整孔梁的架设，纵移架桥机过孔，进入下一孔跨架梁。

　　5、节段梁胶拼施工

　　5.1 节段梁吊装和试拼为保证两梁段拼接面标高、倾斜度保持一致，减少涂胶后的梁段位置调节时间，在胶拼前，进行试拼装。试拼装时，调整待拼节段标高，将梁段拼接面靠拢，保证梁段拼接面完全匹配，检查梁段块件标高、中线和匹配面的情况，预应力孔道接头对位情况，临时预应力钢筋及张拉设备是否完善。试拼完成后将移开0.4～0.5m(以方便胶拼为准)，除纵向进行平移外，梁段的标高和倾斜度不应进行调整。

　　5.2 拌胶及涂胶将环氧树脂在约400转/min状态下搅拌2～3min，直到颜色均匀为止，搅拌过程中尽量避免引入空气，尽量使用扁平工具拌胶，便于散热延长使用时间。使用刮刀从下向上方均匀涂刷，为加快进度，可分为几个工作面同时进行涂胶，涂胶厚度为0.5～1.0mm.混凝土凹进部分要填平，涂刷过程以及拼装后2h之内采取措施，防止雨水侵入和阳光照射。

　　在常温条件下，拌制完的环氧树脂宜在45min内涂刷完毕，90min内进行拼接。涂胶的混凝土表面温度不宜低于5℃，否则须采取加温措施。涂胶时应取2组试件，与梁体胶拼面同条件养护。

　　5.3 梁段拼接

　　在全截面环氧树脂涂刷完毕，安装预应力管道密封圈后，移动待拼梁段，对位进行拼接。张拉临时预应力束，使环氧树脂在不小于0.30MPa的压力下固化，挤压后的胶缝宽度宜在0.5～1.0mm，不应出现缺胶现象。挤出多余的环氧树脂及时刮除，刮除过程中尽量减少对混凝土的污染，并用检孔器清理预应力孔道，排除可能进入预应力孔道的胶体，必要时0.5h再通孔1次，确保孔道的畅通。

　　5.4 节段梁架设施工注意事项

　　节段梁吊装、运输时应特别注意保护梁端的剪力键，以免损伤;节段梁必须在混凝土抗压强度达到设计强度的70%后方可挪移、搬运。按设计要求，节段梁必须在预制场存放28d后方可进行桥位吊装，确保预制梁的施工安全。

　　节段梁的预制长度由实际施工误差进行调整，由于梁段高度较低，箱内施工操作空间受限，所有预应力筋的锚固均设在梁端。节段梁采用高位拼装落梁的施工方法，要求保证节段拼装的架桥机能够保证在施工荷载作用下稳定与安全。

　　5.5 梁段接缝处理

　　梁段施工接缝较多，箱梁各梁段之间的施工缝严格按《公路桥涵施工技术规范》[1](JTJ041-2000)的要求进行处理。

　　(1)所有的接缝面必须洁净，除去油污等杂质，混凝土表面应尽量平整，疏松表面层及附着的水泥应清除干净，涂胶前表面要干燥或烘干。

　　(2)匹配面涂环氧树脂加水泥做填料作为粘结剂，环氧树脂要根据不同温度做几组配合比。胶层要均匀，厚度控制在0.5～1.0mm为宜，以保证有多余环氧树脂从接缝中被挤出，并可利用胶层上下厚度不一调整拼装时上翘和低头现象。粘胶剂的保存、有效期、搅拌方法及时间均符合相关规定。环氧树脂涂层施工时，需要严格控制其湿度等相关指标，以确保箱梁能与外界的隔离。

　　(3)胶结强度应不低于梁体混凝土强度，初步固化时间大于2h，完全固化时间为24h，确保涂胶、加压等工序在固化前完成。胶接缝挤紧的预应力(挤压)0.20MPa，挤压在3h以内完成。

　　(4)环氧树脂接缝在环氧树脂尚未凝固之前，要在接缝保持一个最小临时压应力，不小于0.30MPa，通过临时钢束来施加。梁段架设时必须在接缝完全闭合后才能施加预应力。

　　(5)涂胶人员在施工过程中应有防护措施，并做好安全防护工作。

　　6、箱梁预应力施工

　　本工程预应力体系中的预应力筋采用1×7-15.20-1860-GB/T5224-2003，锚固体系采用自锚式拉丝体系，锚具要符合《预应力筋用锚具、夹具和联结器》[2](GB/T14370-2000)的技术要求，张拉体系采用YCWB型千斤顶。预应力张拉将按预张拉、初张拉和终张拉3个阶段进行，当设计有具体规定时则按设计规定进行;预应力应采用两端同步张拉，并要符合设计张拉顺序，预施力过程中应保持两端的伸长量基本一致;预应力值以油压表读数为主，以预应力筋伸长量值进行校核。

　　6.1 预应力束的安装和保护

　　穿束前对孔道进行检查，孔道应畅通，无水和其他杂物。预应力束应对号穿入孔道内，同一孔道穿束应整束穿。预应力束安装在孔道后，孔道端部开口应密封以防止湿气进入。

　　任何情况下，当在安装有预应力筋的构造附近进行电焊时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。

　　6.2 预应力张拉

　　在张拉开始前，所有操作预应力设备的人员，应通过设备使用前的正式培训，以便熟练张拉操作全过程，确保张拉操作的正确性。预应力束张拉程序为：0→10%σk(初张拉，划线)→20%σk→40%σk→80%σk→105%σk(持荷2min)→锚固。

　　张拉时混凝土强度不应低于设计规定，张拉顺序应符合设计要求，在张拉预应力束过程中，应根据设计要求放松部分梁段的吊杆，直至所有钢束张拉完毕。

　　箱梁两侧腹板应对称张拉，其不平衡最大不超过一束。同束钢绞线应由两端对称同步张拉，千斤顶升、降压速度相近。

　　预应力束采用张拉力和伸长量双控，并以张拉力控制为主，以伸长值校核。实际张拉伸长量与理论伸长量之差应控制在6%范围以内。每端钢丝回缩量应控制在6mm以内。

　　每束钢绞线中单根钢绞线内的断丝或滑丝不得超过1丝，每个断面断丝不超过该断面钢丝总数的1%。

　　6.3 箱梁孔道压浆

　　本标段工程的预应力孔道均采用真空压浆工艺。在一跨的所有预应力束张拉完成后，孔道宜在2d内进行压浆，压浆材料为铁道部鉴定的高性能无收缩防腐灌浆剂，压浆前孔道内应清除杂物及积水，压入孔道的水泥浆要饱满密实。真空压浆工艺的技术要求有：

　　(1)预应力孔道及孔道两端必须密封，可通过气密试验确定密封程度。

　　(2)抽真空时孔道内真空度(负值)控制在-0.06～-0.1MPa之间。

　　(3)孔道压浆的压力应≤0.7MPa，浆体注满孔道后，应在0.50～0.60MPa压力下持压2min。

　　(4)孔道压浆的水灰比≤0.35。

　　(5)水泥浆的浆体流动度为30～50s。

　　(6)水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。

　　(7)浆体的泌水性3h后应小于2%，24h之内泌水全部被浆体吸收。

　　(8)浆体初凝时间≥3h。

　　(9)浆体体积变化率<5%。

　　(10)浆体强度7d龄期强度>25MPa;28d龄期强度>60MPa。

　　(11)当气温或构件温度低于5℃时，不得进行压浆;水泥浆体温度应小于35℃。当白天气温高于35℃时，宜在夜间进行。

　　7、结语

　　广州轨道交通地铁四号线7标段上部结构的箱梁采用上行式架桥机进行胶接拼装、整孔架设，有效地减少桥下河涌和软弱地基对上部结构箱梁的施工影响，保证箱梁的施工质量。采用此法进行节段梁架设，在施工便道允许时，采用桥上和桥下同时运送梁，能加快施工进度，最快能3d架设一孔梁。为今后同类桥梁工程的施工提供宝贵的经验。

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