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摘 要 :以廈深鐵路橋梁梁部施工為背景,介紹移動(dòng)模架制梁施工技術(shù)及安全質(zhì)量管理。
關(guān)鍵詞 :客運(yùn)專線 移動(dòng)模架 造橋 施工技術(shù)、管理
1、工程概況
廈深鐵路東起廈門西站、西至新深圳站,全線建筑長度501km,工程投資估算總額427億元。其中廣東境內(nèi)357km,初步設(shè)計(jì)概算批復(fù)投資總額296.95億元,途徑潮州、汕頭、揭陽、汕尾、惠州、深圳等六城市。設(shè)車站11個(gè),正線新建橋梁118座,147454延長米,占正線總長的41.3%。橋梁上部結(jié)構(gòu)大部分為簡支箱梁,部分交通便利的長大橋梁梁部施工為預(yù)制架設(shè),部分橋遂相間,地形復(fù)雜,交通不便的橋梁梁部為移動(dòng)模架法或支架法現(xiàn)澆。施工單位投入了總計(jì)26套移動(dòng)模架進(jìn)行施工。
2、移動(dòng)模架概述
移動(dòng)模架法造橋技術(shù)于1959年開始用于聯(lián)邦德國的克欽卡漢橋,因其設(shè)備制造費(fèi)用昂貴,用鋼量大,一度限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。我國交通部第一公路工程總公司在伊拉克修建摩蘇爾4號(hào)橋時(shí)曾使用了原聯(lián)邦德國PZ公司研制、瑞士LOSINGER公司生產(chǎn)的支承式活動(dòng)模架。1991年該公司又用這套設(shè)備修建福建廈門高集海峽大橋。隨著橋梁施工技術(shù)的飛速發(fā)展,在梁部施工的設(shè)備、工藝方法,混凝土施工,橋梁檢測(cè)等方面都有很大的提高和改善,使移動(dòng)模架法可適用于現(xiàn)澆施工的簡支梁、連續(xù)梁、剛構(gòu)橋和懸臂梁橋等橋梁結(jié)構(gòu)形式,截面形式包括T形或箱形等。
3、移動(dòng)模架施工技術(shù)
3.1 移動(dòng)模架拼裝及過孔關(guān)鍵技術(shù)
根據(jù)移動(dòng)模架整體受力支撐在橋墩上的位置,移動(dòng)模架分為下行式移動(dòng)模架和上行式移動(dòng)模架兩種形式。本篇以下行式移動(dòng)模架為例進(jìn)行闡述。
3.1.1 移動(dòng)模架拼裝方案
移動(dòng)模架設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前,必須首先確定移動(dòng)模架的主梁拼裝方案。主梁拼裝方案根據(jù)場(chǎng)地和橋墩高度可采用臨時(shí)支墩拼裝和起吊提升兩種方案。 一般較高的橋墩(>15m)及拼裝場(chǎng)地臨時(shí)征地困難時(shí),采用臨時(shí)支墩方案;橋墩高度≤15m,同時(shí)臨時(shí)征地條件較好,采用起吊提升方案,即兩片主梁分別在橋墩兩側(cè)地面整體拼裝完成后,采用吊車或在橋墩上設(shè)置扁擔(dān)梁對(duì)稱提升主梁就位方案。起吊方案較臨時(shí)支墩方案,節(jié)約了拼裝時(shí)間。廈深鐵路DK389+030~DK450+786.47段橋梁移動(dòng)模架拼裝就采用臨時(shí)支墩和吊車提升兩種方案。
3.1.2 移動(dòng)模架拼裝
移動(dòng)模架拼裝時(shí),先編制拼裝工序方案,拼裝主要工序?yàn)椋航M拼支撐托架—安裝工作小車—吊裝主梁—組拼橫梁—安裝配重塊—安裝鼻梁—安裝底模并調(diào)整預(yù)拱度—組拼側(cè)模及頂模—檢查所有安裝件及螺栓—系統(tǒng)調(diào)試。安全措施上嚴(yán)格遵守廠家提供的《移動(dòng)模架操作規(guī)程》和國家相關(guān)行業(yè)規(guī)定的起重及高空作業(yè)安全規(guī)程,確保機(jī)械設(shè)備及人員安全。
3.1.3.1移動(dòng)模架過孔工況一
箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的80%后,進(jìn)行初張拉,張拉完畢后,進(jìn)行移動(dòng)模架過孔工作,拆除底模橫梁中間聯(lián)結(jié)系,在橫移油缸的作用下,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)模架系統(tǒng)雙側(cè)同時(shí)橫向打開。
3.1.3.2 移動(dòng)模架過孔工況二
移動(dòng)模架橫向打開到滿足模架系統(tǒng)可以通過橋墩條件時(shí),停止橫向開啟,進(jìn)行移動(dòng)模架縱移過孔工作,移動(dòng)模架系統(tǒng)在縱移油缸的作用下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)模架系統(tǒng)同時(shí)縱向推進(jìn)。
3.1.3.3 移動(dòng)模架過孔工況三
移動(dòng)模架縱移到下一梁跨處時(shí),停止縱移工作,進(jìn)行移動(dòng)模架合攏工作,移動(dòng)模架系統(tǒng)在橫移油缸的作用下實(shí)現(xiàn)雙側(cè)同時(shí)橫向合攏,完成合模工作后,調(diào)整模板標(biāo)高,進(jìn)行箱梁鋼筋綁扎等工作。
下行式移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡支箱梁施工工藝主要流程:模架拼裝、預(yù)壓—支座安裝—模架就位—施工放樣及模板調(diào)整—鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力孔道安裝—混凝土澆筑及試件制作—養(yǎng)護(hù)—拆除內(nèi)模—預(yù)應(yīng)力初張拉—移動(dòng)模架落架、脫模—移動(dòng)模架縱移過孔(制造新梁)—預(yù)應(yīng)力終張拉—孔道壓漿、封錨。
3.2.1原材料質(zhì)量控制
水泥:采用水化熱和收縮性較小的水泥,摻入適量的粉煤灰和礦粉。
粗、細(xì)骨料:選用粒徑均勻、、級(jí)配良好、堿活性小、質(zhì)地堅(jiān)硬、含泥量控制在規(guī)范容許范圍內(nèi)的材料。
施工過程嚴(yán)格控制砂、碎石的含水量,保證混凝土水灰比穩(wěn)定。
3.2.2 混凝土澆筑順序
混凝土澆筑從箱梁兩端向中間推進(jìn),采用兩臺(tái)混凝土泵車輸送入模,以插入式振動(dòng)棒為主,附著式振動(dòng)器輔助振搗。按照底板、腹板、頂板及翼板形成一定梯度,全斷面分層錯(cuò)開5m間距。腹板分層厚度控制在40cm。底板和頂板一次澆筑到位。
箱梁混凝土澆筑分4批前后平行作業(yè)。第一批澆筑底板兩側(cè)混凝土,當(dāng)澆筑到腹板后,緊跟著第二批澆筑底板中間,當(dāng)混凝土從梁端向跨中澆筑的過程中,澆筑斷面間相距3~4m,開始第三批澆筑腹板,依次逐步向跨中澆筑,最后澆筑頂板及翼板,這樣逐批澆筑面相隔時(shí)間保持在30min之內(nèi),避免出現(xiàn)混凝土施工冷縫。
3.2.3 混凝土澆筑時(shí)間控制
箱梁混凝土數(shù)量達(dá)313m³,方量很大。驗(yàn)標(biāo)要求箱梁混凝土澆筑時(shí)間控制在6h內(nèi),為此,首先要制定科學(xué)有效的施工方案;其次明確施工人員的崗位工作及職責(zé),制訂獎(jiǎng)罰措施;三是加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的全面檢修和保養(yǎng);四是制訂預(yù)案,備足備用設(shè)備,防止意外情況。
3.2.4預(yù)應(yīng)力筋安裝及張拉控制
現(xiàn)澆簡支梁采用波紋管造孔,為防止波紋管在混凝土澆筑、振搗過程中損壞,波紋管內(nèi)設(shè)聚乙烯襯管,混凝土初凝后將襯管抽出,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束。
鋼絞線按設(shè)計(jì)長度下料,先單根編號(hào)再集束。單根編號(hào)時(shí)鋼絞線兩端采用不同顏色或不同編號(hào)標(biāo)識(shí),編束用的鐵絲間距不大于2m,保證鋼絞線順直,以防穿頂張拉時(shí)錯(cuò)位,使鋼絞線在孔道內(nèi)纏絞,造成預(yù)應(yīng)力不準(zhǔn)確。穿束時(shí),將鋼束一頭纏裹成圓端形,一頭牽引,一頭送進(jìn),以防鋼束在波紋管接頭處引起波紋管翻卷,堵塞孔道。
預(yù)應(yīng)力張拉采用應(yīng)力、應(yīng)變雙控。以張拉應(yīng)力為主,以鋼絞線的伸長量為校核。其張拉程序?yàn)椋?→10%(0.10控制應(yīng)力 )→ 初應(yīng)力(0.20控制應(yīng)力)→ 1.0控制應(yīng)力,持荷5min→錨固。
實(shí)際伸長值與理論伸長值之差應(yīng)控制在±6%以內(nèi),否則暫停張拉,待查明原因并采取措施加以調(diào)整后,方可繼續(xù)張拉。
3.2.5 混凝土脫模及養(yǎng)護(hù)
在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)值80%后一次進(jìn)行預(yù)張拉和初張拉,張拉后移出內(nèi)模和拆除外模。拆模時(shí)梁體混凝土芯部與表層、箱內(nèi)與箱外、表層與環(huán)境溫差均≯15℃,梁體棱角完整。大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模。
混凝土澆筑完畢,用土工布覆蓋,開始養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)生為灑水覆蓋養(yǎng)生,覆蓋應(yīng)采用雙層,一層為保水層土工布,一層為防止水分蒸發(fā)的不透水薄膜,養(yǎng)生要保持梁體一直處于濕潤狀態(tài)。養(yǎng)生時(shí)間根據(jù)混凝土強(qiáng)度發(fā)展能否滿足拆模要求而定。模板拆除后,繼續(xù)灑水覆蓋養(yǎng)護(hù),養(yǎng)生時(shí)間不少于14d。在灑水困難的部位以及夏季高溫時(shí)段噴養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。
3.2.6 模架過孔
箱預(yù)梁應(yīng)力張拉完成后,即可進(jìn)行模架過孔作業(yè),過孔過程中應(yīng)設(shè)置專人對(duì)過孔全過程監(jiān)控,確保過孔安全和質(zhì)量。模架過孔完成后,開始下一孔梁的制作。
3.2.7 管道壓漿和封錨
當(dāng)箱梁預(yù)應(yīng)力終張拉完成后,在2d內(nèi)進(jìn)行管道壓漿。壓漿前割絲封頭,鋼絞線伸出錨具外部3cm為宜,割絲用砂輪切割機(jī)。封頭用p.o52.5水泥、107膠水及水拌和,封頭一定要密實(shí),無氣孔、無裂紋。壓漿采用真空壓漿技術(shù),壓漿完成后及時(shí)進(jìn)行封錨,采用與梁體同等級(jí)別混凝土進(jìn)行。
4、移動(dòng)模架施工安全質(zhì)量管控
4.1加強(qiáng)施工組織準(zhǔn)備
組織有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家、工程師,成立施工組織設(shè)計(jì)編寫小組,根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙、橋梁施工技術(shù)規(guī)程和驗(yàn)標(biāo)、移動(dòng)模架設(shè)備廠家提供的《移動(dòng)模架設(shè)計(jì)說明書》和《移動(dòng)模架操作規(guī)程》等,認(rèn)真編寫移動(dòng)模架施工組織設(shè)計(jì)及移動(dòng)模架拼裝、過孔及拆除等專項(xiàng)施工方案、安全細(xì)則和作業(yè)指導(dǎo)書。組織有關(guān)專家對(duì)方案進(jìn)行了評(píng)審和論證。
4.1.1做好設(shè)備選型
為確保移動(dòng)模架設(shè)備質(zhì)量安全可靠,在移動(dòng)模架設(shè)備的采購上,采用公開招標(biāo)的方式進(jìn)行,認(rèn)真比選,本著質(zhì)量可靠,安全系數(shù)高的原則,選擇有資質(zhì)、守信用的移動(dòng)模架專業(yè)制造商生產(chǎn)的移動(dòng)模架設(shè)備。
4.1.2 做好施工人員組織及培訓(xùn)
在施工人員組織方面,按照鐵道部關(guān)于架子隊(duì)管理辦法要求組建移動(dòng)模架制梁架子隊(duì)。架子隊(duì)的主要管理和技術(shù)人員由有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的人員組成。并由移動(dòng)模架廠家技術(shù)人員對(duì)參加移動(dòng)模架施工管理和技術(shù)人員進(jìn)行上崗前技術(shù)培訓(xùn),考核合格后持證上崗。
4.1.3 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),強(qiáng)化過程控制
4.1.3.1各施工單位成立以指揮長為組長、總工、副指揮長為副組長的移動(dòng)模架安全質(zhì)量專項(xiàng)管理領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)對(duì)移動(dòng)模架施工安全質(zhì)量進(jìn)行管理。
4.1.3.2制定移動(dòng)模架施工專項(xiàng)管理制度
制定移動(dòng)模架施工檢查和安全質(zhì)量會(huì)議制度,每月進(jìn)行一次移動(dòng)模架安全質(zhì)量檢查評(píng)比活動(dòng),召開一次安全質(zhì)量分析會(huì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排查安全質(zhì)量隱患。制定移動(dòng)模架架子隊(duì)主要管理和技術(shù)人員專項(xiàng)管理制度,對(duì)架子隊(duì)隊(duì)長、施工技術(shù)員、設(shè)備工程師、安全員及移動(dòng)模架機(jī)械操作員登記建檔,實(shí)行定人定崗,不經(jīng)項(xiàng)目部移動(dòng)模架安全質(zhì)量專項(xiàng)管理領(lǐng)導(dǎo)小組同意,上述人員不得更換。制定處罰制度,對(duì)違規(guī)行為嚴(yán)格處罰。
4.1.3.3抓好安全質(zhì)量制度執(zhí)行管理
強(qiáng)化以下制度的管理:一是移動(dòng)模架設(shè)備進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)取證收制度,設(shè)備及構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)必須具有“三證”和“一標(biāo)志”:即生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證、安全鑒定證和安全標(biāo)志。進(jìn)場(chǎng)設(shè)備必須進(jìn)行專門驗(yàn)收,并按有關(guān)規(guī)定要求,使用前對(duì)其安全系數(shù)、防護(hù)功能等進(jìn)行必要的檢查。每套移動(dòng)模架設(shè)備在完成2孔箱梁施工后,建設(shè)單位組織施工、監(jiān)理、設(shè)備供應(yīng)等單位對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)審論證,評(píng)審合格后發(fā)合格證。在進(jìn)行評(píng)定前設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)提供以下資料:設(shè)計(jì)圖紙、工廠加工報(bào)告、預(yù)壓報(bào)告、安裝過程發(fā)現(xiàn)問題及解決報(bào)告。二是做好設(shè)備運(yùn)行中安全質(zhì)量檢查,每套移動(dòng)模架完成12孔箱梁澆注或設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)后,建設(shè)單位組織施工、監(jiān)理、設(shè)備供應(yīng)等單位對(duì)移動(dòng)模架的主要構(gòu)件及液壓系統(tǒng)重新進(jìn)行檢查驗(yàn)收。三是移動(dòng)模架施工過程檢查制度,移動(dòng)模架是一種特殊的大型現(xiàn)澆制梁設(shè)備,為保證其在施工過程中處于安全可控狀態(tài),施工單位根據(jù)移動(dòng)模架的施工特點(diǎn)及施工經(jīng)驗(yàn),針對(duì)移動(dòng)模架拼裝及移動(dòng)模架在工作中的的安全狀態(tài)和要求編制了12張移動(dòng)模架施工過程安全檢查表(主要涉及移動(dòng)模架安裝后、過孔前、過孔中、過孔后、澆筑前、澆筑后等),要求安全檢查人員在每孔箱梁施工過程中進(jìn)行對(duì)照檢查,檢查結(jié)果報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員復(fù)核確認(rèn)合格后,方可進(jìn)行下一工序。
5、結(jié)論
(1)廈深鐵路采用移動(dòng)模架制梁,解決預(yù)制梁架設(shè)和支架法制梁困難的難題,透過精細(xì)過程控制,能夠達(dá)到同預(yù)制梁一樣的質(zhì)量,同時(shí)保證工程進(jìn)度。
(2)移動(dòng)模架制梁預(yù)拱度控制,主要通過理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)壓驗(yàn)證取得數(shù)據(jù)合理設(shè)置,并通過首跨梁進(jìn)一步調(diào)整,基本通過前三跨梁的澆筑和觀測(cè),即可取得最合理的預(yù)拱度設(shè)置數(shù)據(jù);另外,通過對(duì)移動(dòng)模架的預(yù)壓檢驗(yàn)了理論計(jì)算及模架的安全可靠度。
(3)根據(jù)設(shè)計(jì),梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)進(jìn)行初張拉,初張拉后,移動(dòng)模架可以過孔的情況,通過研究移動(dòng)模架提前過孔技術(shù),在配合比上采用添加礦粉摻和料的辦法,提高混凝土早期強(qiáng)度,保證了提前過孔的安全可靠,有力保證了制梁進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)11天/孔的進(jìn)度指標(biāo)。
(4)移動(dòng)模架施工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度高,施工期間加強(qiáng)管理培訓(xùn),明確崗位職責(zé),嚴(yán)格按照下行式移動(dòng)模架的過孔程序和步驟進(jìn)行操作,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),就能保證施工安全、周期快、質(zhì)量可控。
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