桥梁横向联结施工技术

钢筋砼桥梁横向联结施工技术
中铁十四局胶新铁路指挥部
胡安沁颜海建杜少成
【摘要】介绍胶新铁路新型提速梁横向联结施工中的清孔、绑扎钢筋、支模、砼灌注和桥梁横向张拉、压浆及封端的施工工艺。

【关键词】钢筋砼桥梁横向联结张拉施工技术
1、引言
胶新铁路桥梁横向张拉是吸取铁路提速后设、施工、养护等方面的经验，在原标准设计专桥梁2116、专桥2119、专桥2059的基础上，对桥梁横向联结进行的重大改进。

本施工技术以普高32m梁为例（图号专桥（01）–2051）进行介绍。

2、工程概况
中铁十四局承担胶新铁路正线全长223km内的机械铺轨架梁任务，架梁901孔，全部进行横向联结张拉施工。

端隔板、跨中处隔板采用联结板焊接后，灌注C50细石砼。

中间隔板采用湿接缝，用螺纹钢（16）及盘条（10）与梁体预留钢筋绑扎联接，待砼强度达到设计要求的80%后，按端隔板处500KN/根、中间及跨中隔板处400KN/根进行张拉。

3、工艺流程
桥梁横向张拉施工的工艺流程见下图
4、施工工艺
4.1杆件式工作平台（也称吊栏）
胶新铁路桥梁全部为提速新梁型，横向联接全部采取横向穿筋张拉，由于下翼缘间最短距离只有1.12m，人进入两片梁之间进行桥梁焊接和钢筋绑扎十分困难且很危险。

为确保架梁质量和施工安全，专门设计加工了一套用于焊接桥梁和桥梁横向联接施工的吊栏装置，既方便了桥梁横向联接施工又保证了施工人员安全，拼装和拆除也很方便。

4.1.1吊栏结构简介
吊栏结构主要由走行部和悬挂部两部分组成，其中走行部分由走行轮、走行轨道、固定角钢等组成。

走行轮直径250mm，为增加吊栏在运行中的稳定性，走行轮采用橡胶轮缘，同侧两轮轴间采用角钢联接。

走行轨道和固定角钢之间采用焊接。

悬挂部由吊杆、架板等到组成。

吊杆由∠75×75×8角钢加工而成，架板用υ18螺栓固定在吊栏上。

详细构成造尺寸见杆件式吊栏构造图（附图2）。

4.1.2结构检算
本工作平台经过结构荷载计算，认为吊栏本身的杆件及联接均匀满足要求，仅需对U型螺栓产生的剪切力进行检算，U型螺栓υ22mm，横截面积S1=3.801×10-4㎡。

按工作平台最多6人同时施工，每人重75Kg，另加施工材料100Kg，吊栏自重80Kg计算，总荷载m=6×75＋100＋80=630(Kg)，
由4个螺栓承载，每个截面剪应力
τ=0.25G/S1=0.25mg/S1=[(0.25×630×9.8)]÷3.801×10-4 =4.1MPa＜[τ]=145 MPa，满足抗剪强度要求。

因为角钢横截面积S2=11.5×10-4㎡＞S1，又因为[τ]≈(0.6－0.8) [σ]，所以角钢抗拉强度σ满足要求，在此不再检算。

因走行轨道下部紧固螺栓紧靠U螺栓根部，所以本结构对U型螺栓产生的弯矩很小，可以忽略不计。

4.1.3吊栏安装
桥梁架设完毕后，即可进行吊栏安装。

（1）轨道安装：将固定角钢套在桥梁U型螺栓上，用螺帽固定好，固定角钢间距按3m布置。

为方便施工，走行轨道分节安装，每节长4.5m，每孔梁轨道安装长度应和梁体长度一致，以便使吊栏可以在全梁范围内移动。

待一孔梁施工过后再拆除至下孔梁进行安装。

（2）吊杆安装：走行轨道安装完毕后，即可进行吊杆安装。

吊杆安装在桥台上进行。

先将走行轮安放于轨道之上，从桥面上将吊杆放下，悬挂于走行轮轴上，并用螺栓固定好。

安装人员在桥台上将吊杆和角钢用螺栓联接好，而后铺设架板。

一般6个人10分钟即可安装完毕，与以往搭脚手架相比大大加快了施工进度。

此工作平台主要为∠75×75×8角钢、[10槽钢组合而成，利用∠100×63×8角钢与桥梁∪型螺栓形成走行部分。

主要用于跨河、高墩等桥下无法站人的桥梁施工。

4.1.4定型钢模板
采用全钢结构，板间接口或梁体接缝处均采用胶带或海绵填塞。

4.2施工工艺
4.2.1波纹管安装
波纹管的尺寸按设计要求下料，端、中隔板处的波纹管，必须在桥梁架设前安装在孔内，安装时应定出波纹管的中心点，梁体架设完后，按中心位置调整波纹管；中间隔板的波纹管应在非预应力钢筋施工前，与预应力钢筋一并穿制。

调整孔内长度不小于200mm，密封完好不漏浆，绑扎非预应力钢筋时应保证波纹管的位置正确。

波纹管应进行外观检查，保证不松散，少锈蚀，水试不漏水，材质、性能、质量符合有关标准的要求。

在砼灌注过程中应谨慎，防止震捣棒直接接触波纹管，造成波纹管漏浆形成死孔。

混凝土初凝时应及时串动钢筋，清理孔道。

4.2.2非预应力钢筋制作及绑扎
本工程所用钢筋为Q235光圆钢筋和HRB335热扎带肋钢筋，采用冷拉方法调直，其冷拉伸长率应控制在：Ⅰ级钢筋不超过2%，Ⅱ级钢筋不超过1%。

拉伸调直后钢筋不得有死弯。

钢筋下料前应将油渍、漆污清理干净。

下料时应使其平直，无局部折曲。

钢筋绑扎后应整体安装就位，垫块应符
合规范要求。

4.2.3预应力钢筋的制作及安装
本工程所采用的ΦL32预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋均满足《预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋》的要求。

即：屈服点σ0.2≥800MPa
抗拉强度σb≥1000MPa
伸长率σS≥7%
冷弯α=180°d α—钢筋直径d—弯心直径
松驰 80%σ0.2 10h≤1.5
此外，尚应注意预应力钢筋表面不得有横向裂纹、结疤。

重量偏差、弯曲度应符合规范要求。

预应力钢筋的下料长度应根据设计图的要求结合现场张拉工艺而定，其误差应控制在±5mm之内。

施工过程中需调整时，应由现场技术人员签认。

用砂轮机切割后，端头毛刺须用手提砂轮磨平。

穿入钢筋时应注意调整波纹管位置（波纹管在绑扎钢筋时固定）；保证预应力钢筋的锚固长度，使张拉端便于连接。

4.2.4模板安装
横向联接所使用的模板分为端模、跨中模板及中间模板。

模板的安装应确保稳固、牢靠、位置正确、表面光滑，钢筋保护层符合要求。

4.2.5混凝土施工
（1）材料:横向联结施工所需要的水泥、骨料、水和外
加剂均须符合有关规定，特别是水泥标号、砂子细度模量、碎石粒径和外加剂性能必须满足规范要求。

针对本工程特点，选用FND－A高效减水剂、UEA－D型膨胀剂（无收缩混凝土、压浆用水泥浆）和FCA－201防冻剂。

（2）配合比：
a、水泥浆(M35):水泥:水:FDN-A:UEA-D=1：0.33：0.008：
0.11
b、封端无收缩混凝土(C35):水泥:中砂:细石:UEA-D:FDN-A:水=1:1.79:2.94:0.11:0.008:0.33
c、混凝土(C50):水泥:砂:石子:FDN-A:水=1:1.22:2.72:0.008:0.33
（3）砼拌制、运输、灌注、捣实及养护:
混凝土配料应严格按配合比进行配制，严格计量，拌和时间不应少于2分钟，保证拌和均匀。

坍落度一般为4～5cm,最大不得大于7cm。

混凝土垂直运输采用人力提升。

灌注时按先中间后两端、先上后下的方法进行。

采用Φ30mm振动棒进行捣固，振捣时应注意保护钢筋及波纹管，使其在灌注过程中位置正确、不松不散、不漏不堵。

砼灌注完毕后应立即将预应力钢筋前后穿动，以防波纹管漏浆造成管道堵塞。

在拌制、灌注的过程中应随机制作试件，为预应力钢筋张拉和最终评定混凝土质量提供依据。

要重视砼的养护，在自然养护条件下，环境相对湿度小于60%时，洒水养护5天，环
境湿度为60%～90%时养护3天，环境湿度大于90%时可不洒水养护、当砼的强度达到设计强度的50%，即可拆除模板，拆除模板后应及时检查砼的灌注质量，发现缺陷时应根据其严重程度，采取相应措施进行处理，确定补救方案。

4.2.6冬季施工方案
冬季施工时要注意收集工地气象资料，及时掌握气象变化情况。

编制冬季施工方案及技术措施，对有关施工人员进行交底和培训。

在施工中，必须严格控制水灰比和外加剂，采用热水拌和，延长拌和时间，做好保温工作。

应采取机械振捣并分层连续浇注，分层厚度不得小于20cm。

预应力砼的孔道压浆应在正温下进行，防止受冻。

砼浇筑成型后，应立即防寒保温，用塑料膜把新浇筑的砼封好，然后用草苫封住，外露砼表面应覆盖，在负温条件下不得浇水，当环境温度低于－10℃，风力超过5级时，应采取保温、挡风措施或停止施工。

4.2.7预应力钢筋的张拉
千斤顶应经过10t～50t的压力试验，检验合格后方可使用，检验期限为三个月。

高压油泵应与千斤顶在同样状态下进行试验。

压力表应有计量部门的核定证书。

锚具、夹具、联接器应有出厂合格证及质量报告，其技术指标应符合《预应力筋用锚具、夹具和联接器》（GB/T14370-93）之规定。

（1）张拉步骤:
a、安装锚具，用扳手将锚具拧紧。

b、联接张拉螺杆，用工具式联接器将梁内预应力钢筋与张拉螺杆联接牢靠，预应力钢筋、张拉螺杆钢筋在联接器内的螺纹扣应为6扣。

c、千斤顶就位，套在穿心拉杆上，撑脚抵压垫板，带上并拧紧穿心拉杆螺母。

d、前油嘴进油，后油嘴回油，活塞向后移后动张拉预应力钢筋，并随张拉不断转动拧紧装置，直至达到设计要求。

e、前油嘴回油，后油嘴回油，活塞向前移，一次张拉结束。

（2）张拉程序
张拉程序为：0 初始预应力（0.1σk）
1.0σk（持荷2min锚固）。

（3）质量控制：
a、油压千斤顶应三个月校验一次，额定张拉力应不小于60t；
b、液压用表精度应不低于1.5级，表盘读数0—60mpa，表盘直径大于15cm，读数分格不大于0.5mpa；
c、锚具外观不得有夹渣、裂痕、折叠等缺陷，且内孔和外圆必须同心，硬度和强度必须符合设计要求。

4.2.8管道压浆
（1）技术要求
a、水泥标号不得低于42.5R普通硅酸盐水泥。

b、水灰比困难条件下不大于0.45。

c、水泥浆在500cm3的量筒内3小时泌水量不超过2%。

d、水泥浆自搅拌至压入管道的间隔时间不得超过40min，在此时间内应不断搅拌，以防凝固。

e、水泥浆搅拌应均匀，先加水后加水泥、UEA、早强剂，拌合的时间应不少于2min，水泥浆放入压浆罐时应经过滤。

（2）压浆：
a、压浆按先下后上的工艺一次完成，待出浆口有浓浆出现后关闭阀门。

进浆口待压力上升至0.6～0.7mpa时，持续2min关闭。

b、水泥浆初凝后即可卸掉压浆阀门。

c、每个孔道的压浆应一气呵成，如中途发现故障不能连续一次压浆时，应立即用压力水冲洗，重新进行二次压浆。

4.2.9封端
封端时须将锚具清理干净，用防水涂料将锚具封好，并用C35无收缩混凝土堵塞。

4.2.10桥面板施工
按设计要求，32m普高梁桥面板上有7处须进行横向连接，使两片梁的B5号筋伸出梁外，在桥梁架设中容易相互碰撞。

为保证铺架施工安全，采取以下措施:（1）将B5号环行钢筋从上部割断，然后将钢筋全部向上弯起，与桥面板内边
缘平齐。

（2）两片桥梁落下后，再将B5号钢筋恢复至原位，采用点焊法重新将其联接。

5、安全注意事项
本施工属于高空作业，施工前要制定安全技术措施，做好安全培训工作。

施工中要注意波纹管一定要安装牢固，防止震捣时将压浆管道堵死。

预应力钢筋张拉时，千斤顶进油或回油速度应缓慢均匀，安全阀门应调整至规定值后方可进行。

张拉过程中，千斤顶的后方不得站人，测量伸长值时，人员应站在千斤顶的侧面，操作人员应严格遵守操作规程。

张拉应连续进行，中间不得停顿，并不得随意敲击、碰撞张拉设备及锚具。

6、效果与体会
6.1效果
在胶新线施工中，采用本施工工艺，工程质量达到设计及施工规范要求，施工安全得到了保证，施工效率也得到提高，取得了较好的效果。

完成每孔梁平均需要25工天，节省劳动力5～10个（不计机械原因）。

6.2体会
6.2.1分片式简支T型梁进行横隔板联结，由于横向刚度较弱，在运营中出现过一些问题。

在胶新线设计中吸取以往经验，并结合道碴增厚、线路设备增加和行车检查情况，对梁体进行横向张拉和桥面板联接，大大提高了桥梁整体性
和横向刚度，对提高速度、保证安全是十分有利的。

6.2.2采用吊拦进行横向联接施工，是保证施工质量和安全，提高施工效率的好办法，特别适用于高墩、长跨以及跨线桥梁的施工。

6.2.3桥梁施工时，必须严格控制支座预埋螺栓尺寸和张拉钢筋预留孔道，少有偏差，就会增加预应力粗钢筋穿孔的难度。

6.2.4桥面板连接钢筋在架梁前需要将钢筋切断弯起，架梁后，由于作业条件限制，再恢复到原有设计是很困难的。

根据架梁现场实际情况，建议在桥梁生产时，将B5号钢筋于桥面板内边缘处断开，并预留150mm长钢筋头，待桥梁架设后再用同型号350mm长钢筋将两片梁桥面板预留钢筋进行单面搭接焊。

此方案应确保每片桥梁B5号钢筋位置相同，没有错位，以便于焊接。

或者在桥面板内翼缘，预埋角钢，待桥梁架设后再用角钢进行焊联。