美国标准下超大节段梁架设施工技术研究

美国标准下超大节段梁架设施工技术研究

徐林峰袁贵华胡进源

中国建筑土木建设有限公司100070

摘要：节段箱梁在东亚地区是一种普遍采用的施工方式，泰国地区的节段箱梁预制和架设工艺被四家国外公司垄断。为了响应国家的“一带一路”战略我公司积极走出去，越来越多参与到当地的分工协作当中，但是发达国家的技术垄断又使得我们的成本增加、利润降低，因此有必要在节段箱梁匹配架设施工关键技术进行研究。

关键词：节段箱梁；施工；技术

1.引言

未来一个时期，我公司承接海外桥梁建设项目将越来越多，为了摆脱发达国家技术垄断的影响，增加企业的核心竞争力，我们必须在节段箱梁架设等方面有所突破。节段箱梁有诸多优点，在国外已经广泛应用。但是国内应用还属于起步阶段，鉴于预制节段箱梁拼装技术的优点，通过开展本项目科技攻关和技术创新，在解决施工难点、验证新的设计理论和施工方法、提高施工技术水平的同时，也为我局进一步开拓和占领市场方面起到非常大的促进作用。

2.工法特点

2.1在节段箱梁运输上，不需要采用特殊材料，只需两块槽钢焊接成L形，在固定节段箱梁时固定在混凝土边角上，解决了运输过程中掉角的问题。加工简单、取材方便、科学合理、操作方便。

2.2在节段箱梁调梁方面，采用简单的调梁装置，由千斤顶、底钢板和滑动面构成，千斤顶放在滑动面上边，整跨箱梁由四个此装置调整，千斤顶顶起整跨节段箱梁后，给千斤顶增加一横向水平力，千斤顶通过滑动面一起滑动，达到调梁的目的。调梁简单、易操作，底钢板采用2cm厚钢板焊接而成，滑动面使用聚乙烯四氟板材料。易加工、方法简单、科学合理、安全可靠。

2.3在钢绞线穿线方面，利用穿线装置，主要包括：竖向骨架、侧面骨架、正面骨架、竖向安装架、钢绞线支撑杆和放线器；竖向骨架布置在矩形的四个顶点位置；侧面骨架连接在相邻的两个竖向骨架之间；正面骨架连接在相邻的两个竖向骨架之间；竖向安装架竖向连接正面骨架；钢绞线支撑杆连接在相邻的两个下部正面骨架之间，与侧面骨架相互平行；放线器包括放线骨架、导向环和导向管。由于未使用的钢绞线一直位于放置空间内，因此在整捆钢绞线剩余不多时，即使散开也会被限制在放置空间内，不会对周围距离较近的施工人员造成人伤害；同时也不会直接跟地面接触，解决了钢绞线易被污染的问题。简单易操作，科学合理、安全可靠。

2.4在临时支座方面，采用模块化制作，使用5*8cm的方钢管灌注混凝土，在用的时候一个个罗列成方形，上端用斜钢板调整，加工简单、易操作。适用于单跨不超过50m的高架桥或者是具备通航能力的水上桥梁。节段箱梁拼装施工是将一块块的节段梁整体拼装起来，然后用预应力张拉，使其成为一个整体，包括运输、桥下喂梁、吊装、临时张拉到整体张拉、压浆、封锚整个过程。运输过程中使用护角装置可以防止箱梁边角碰撞掉角。在整体张拉完成后使用临时支座装置支撑，待架桥机过孔，第三跨架设完成后，第一跨开始利用调梁装置开始把节段箱梁调到设计标高位置。

3.施工工艺流程及操作要点

3.1施工工艺流程

图1架梁施工流程图

3.2节段箱梁运输

（1）端头梁重140吨，采用12轴运输车；标准节段重90吨，采用6轴运输车。

（2）运输时注意端头梁用8个铁链固定，用护角装置保护混凝土倒角，防止掉角发生二次修复。标准节段用6个铁链固定。

护角由两块槽钢焊接成直角形式，在固定节段箱梁时，放在混凝土角上，解决了运输过程中掉角的问题。

图2护角装置模型

3.3梁段吊装

（1）节段箱梁吊装顺序1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、13#、12#、11#、10#、9#、8#（图3）。

（2）安装吊具，即把吊具固定在节段箱梁上

（3）起吊，起吊完成后把节段箱梁吊挂在吊杆上

3.4梁段调整、临时张拉

节段箱梁吊装完成后，进行梁段调整,如下：

(1)先固定好13#端头梁，以13#端头梁为标准，逐个调整。

（2）调整时先用天车把要调整的节段梁重新吊起，慢档操作，慢慢移动，调整标高和位置，使两个节段梁剪力键和凹槽相匹配。

（3）测量严格按照预制数据和设计线型控制。

（4）调整完一个节段两个相邻节段用M26.5精扎螺纹钢进行预张拉，张拉力为30MPA。

（5）梁段预拼装顺序：13#、12#、11#、10#、9#、8#、7#、6#、5#、4#、3#、2#、1#（图4）。

3.5安装HDPE

（1）HDPE管采用硬度PN6，直径11cm，壁厚0.4cm.按照设计采用热熔焊接；

（2）HDPE管按照对应的编号穿到转向块中，端头处接头要严密，用力压进预留孔洞中，防止压浆时出现漏浆现象。

3.6预应力施工

（1）张拉前要把临时支座安装好，使其与端头梁紧密接触，防止张拉时起拱。

（2）钢绞线采用直径15.24mm，未加涂层的7根级别270符合美国试验材料学会标准的低松弛钢绞线。符合ASTM级别1860兆帕。

（3）采用穿线机把钢绞线穿到HDPE管中，每孔22根，根据张拉设备型号，锚固端预留0.6m，张拉端预留1.2米的工作长度。

3.7压浆

1、张拉完毕后，经业主DOH工程师检查同意后立即进行孔道压浆，并应在张拉完毕后48h内完成压浆。

2、压浆工艺流程：

1)切除锚头外多余的钢绞线，保证预应力锚固后外露的长度2-3cm。

2)压浆前做好以下工作：清洗管道，首先用无油分的压缩空气清洗管道，接着用清水冲洗管道，最后再用压缩空气吹干管道。压浆前，将锚具周围的钢绞线间隙用水泥浆封填，以防冒浆。

3)拌制合格的水泥浆，水灰比一般在0.4～0.45之间，拌和时间应达2min以上，直至达到均匀的稠度为止，稠度控制在14～18s之间。

4)孔道压浆顺序由下而上进行，压浆工作经监理工程师同意后立即进行，箱梁管道压浆自梁一端注入，另一端流出。同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。水泥浆调制至压入孔道的延续时间一般不超过40min，并在使用前和压注过程中不断搅动，以保证水泥净浆的浓度。

图3梁段吊装

图4调梁装置

5)压浆的压力控制在0.5～0.7MPa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为3～5min。

6)移到下一孔道，继续压浆，压浆完毕后，清洗设备。

3.8封锚、架桥机过孔

封锚按照设计要求施工，用1:2砂浆，把端头外漏钢绞线全部覆盖住，里侧锚具刷防锈漆。

4.安全措施

根据当班任务安排，指挥、操作及监护人员必须分工明确、到位齐全。检查气象条件及作业场地，严禁在八级及以上大风、暴雨、大雾等情况下业。高空作业人员必须挂好安全绳，一跨箱梁架设完毕，应立即在桥梁两侧安装防护网，在架桥机后中支腿一侧设置设置防护栏杆。遵守“十不吊”原则，保证所吊物品平稳、安全的起升和下降。操作人员有权拒绝危及人员及设备安全等违章指挥命令。

5.环保措施

制定环境保护保证措施，对项目部全体员工进行宣传、教育、培训和要求。全方位制定环境保护预防措施和治理方法，以确保本工程环境管理目标，做好施工期间环境保护工作。施工材料码放整齐，严禁乱扔废料，施工废料统一堆放、运输。

各部件包装、保护膜等施工垃圾及时清理进垃圾站。施工现场必须工完场清，设专人打扫，不能污染环境。采用静音发电机，降低噪音。

结语

效益分析：本工法已在泰国MotorwayRouteNO.6项目10-12标段成功应用。

泰国MotorwayRouteNO.6项目10-12标段，总共174跨，2252榀节段箱梁，跨度34m-42.5m，梁宽16m。架设方法采用了节段箱梁拼装方法。2018年1月20日开始施工，2019年1月30日顺利完成，质量良好.实施架梁174跨，实际共节省费用768.0464万人民币。