4×32.7m等高变宽预应力混凝土道岔L3型连续梁预应力施工要点

【摘要】预应力现浇连续箱梁以其结构新颖、外观美观、受力合理、整体性好、刚度大的优点广泛用于高速铁路施工中。为减少钢绞线预应力损失，多设计为逐孔浇注张拉，施工段间采用连接器连接，以尽量缩短钢绞线一次张拉长度。本文针对石武铁路客运专线李家河2#大桥L3型道岔连续梁为例，重点介绍连接器挤压锚具、波纹管定位、预应力连接等施工要点。关键词：道岔

预应力

连接器

要点中图分类号：TV331

文献标识码： A1概述 1.1石武铁路客运专线李家河2#大桥孔跨布置为2×24简支箱梁+6×32米道岔连续梁+4×32米道岔连续梁，其中6×32米道岔连续梁为两条正线一条到发线，4×32米道岔连续梁为两条正线两条到发线。1.2主梁采用等高度斜腹板截面，梁高3.05米，第一、二孔为单箱双室截面，第三、四孔为单箱三室截面。顶板宽度由12米增加到21.69米，底板宽度由5.5米增加到15.189米。全桥为纵向预应力体系，采用15-7Φ5及17-7Φ5高强度低松弛钢绞线。2主要技术指标2.1铁路等级：客运专线（两条正线、两条发线）正线无砟轨道，到发线有砟轨道。2.2设计时速：正线350Km/h；到发线80Km/h。3主要施工步骤：

3.1施工顺序说明全桥共分为A、B、C、D四个节段，按照ABCD顺序施工： 3.1.1搭设支架，并按120%梁体重量进行支架预压，观测，提交数据分析；3.1.2浇注A段梁体砼；3.1.3按腹板束顶板束底板束的顺序张拉纵向预应力，拆除部分支架；3.1.4按以上步骤施工B、C、D段梁体；3.1.5张拉顶板通长束、顶板短束；3.1.6张拉底板通长束；3.1.7拆除剩余支架，完成主梁施工；因L3型道岔连续梁预应力体系结构新颖，技术复杂，施工难度大，故本文对预应力施工中的要点和注意事项进行讲解及说明。4主梁预应力布置本梁为连续梁体系，钢绞线纵向采用连接器连接。纵向预应力张拉为六个阶段，第一孔为第一阶段，第一、二孔为一个整体是第二阶段，第二、三孔为一个整体为第三阶段，第三、四孔为一个整体为第四阶段，第四孔为第五阶段，顶板底板预应力锯齿块为第六个阶段。全桥预应力为141束，其中15-7Φ5为53束、17-7Φ5为88束。单根最长为71.82米，最短为27.12米。5要点一（连接器挤压锚具）5.1施工原理挤压锚具由挤压元件及钢丝衬套组成。挤压千斤顶的顶杆将挤压锚具和钢绞线一起推入模锥孔中，由于模孔小端直径小于挤压元件外径尺寸，使挤压元件牢牢的压缩在钢绞线上，异型钢丝衬套内侧锋利刃卡住预应力筋，外侧刃嵌入挤压元件制成挤压式锚具。5.2施工注意事项5.2.1施工前检查钢绞线、钢丝衬套、挤压元件、挤压模、挤压顶杆是否配套，不同厂家产品不得混用。5.2.2挤压油表读数小于32Mpa的挤压元件为不合格，必须切除后从新挤压。5.2.3挤压后的挤压套，钢绞线的外漏长度应在2-5mm之间，钢丝衬套在其两端都可见到但尾端不得超过8mm，并及时清除尾端钢丝衬套。5.2.4为了确保挤压头质量，每500件为一批做抗拉试验，应在钢绞线的最大应力的95%时不滑脱、不破坏为合格。6要点二（钢绞线定位）由于本梁为2室变3室，结构逐渐加宽，预应力定位不仅要考虑纵弯的同时还要注意其平弯变化，这就给现场定位带来了难度，为了确保预应力定位的准确性，要在穿波纹管之前用12的圆钢焊好定位架。根据图纸给出的各种预应力筋的位置计算出其在梁上X、Y、Z的三维坐标图，X为半米一道在梁上的纵向位置，Y为高度，Z为横桥向位置。由于连续梁图纸给出的预应力位置较少，只给出了最高点和最底点及弯曲半径，给计算带来了难度，最好根据图纸的数据在CAD上画出相应的位置，在通过标注里的线性，标注其相应的距离即可。焊定位架前要找块平整场地在场地抹上砂浆，等砂浆强度上来后在上边弹出箱梁结构外形尺寸，在根据计算出的坐标位置焊出相应的预应力定位架（用钢板做胎模也可）。在制作完成的定位网片上，按照预应力定位坐标尺寸将整体定位网片每片中心位置采用划线标识，确保预应力孔道横向位置在钢筋绑扎胎卡具上的安装准确。制作加工完成的预应力钢筋网片采取编号标识，编号顺序由跨中向梁体两端依次顺序0#―65#，每孔梁体定位网片65个，必须按照编号顺序从一头向另一头摆放安装。预应力定位时要注意防崩钢筋的设置，所有采用锯齿块锚固的钢绞线及有平弯的钢绞线均应布置防崩钢筋，采用Φ12钢筋，间距10cm，布置在曲线段及两侧各不少于50cm的直线段范围内。梁体混凝土振捣时，应注意振捣棒不要直接放在波纹管上，以免堵孔或发生管道移位。7要点三（钢绞线穿束）7.1本梁预应力为重叠结构。简单来说，梁要分四段浇注，每一节段预应力都用连接器连接。之前说到预应力分六个阶段，在第三阶段（二、三孔）和第四阶段（三、四孔）的预应力要与上一阶段连接。在这里预应力连接和混凝土浇注就互相影响，如果先浇注混凝土的话预应力就无法连接，如果先进行预应力施工的话就必须要同时绑扎好两孔梁，钢绞线完成后再浇注一孔的混凝土。剩下的另一空梁要等到下一孔梁绑扎完毕，预应力穿束完毕后才能浇注。这样就给施工和组织带来了极大的难度。7.2我们在施工中考虑了三种方案：一种是预留连接器孔，等浇注完混凝土及连接完钢绞线后进行封端。二是先穿束第二孔钢绞线，第三孔钢绞线预留出来，不过这样给第三孔梁施工带来了很大的难度。三是两孔梁一起绑扎穿束，再浇注混凝土。此方法的缺点是钢筋及钢绞线暴漏时间过长。7.3我们根据现场的实际情况选择了第三种方案。7.3.1当第一孔梁浇注完成后按上连接器张拉第一阶段预应力钢筋，绑扎第二孔节段钢筋，穿束第一、二孔梁通长钢绞线，同时绑扎第三节段钢筋。当第三节段钢筋和预应力定位完成后，穿束第二、三节段通长钢绞线与第一孔连接器连接。施工中注意在一、二节段连接处预留5米的工作空间用来张拉第一孔梁和挂带挤压头的钢绞线。连接及张拉完成后处理预留的5米段钢筋模板，浇注第二孔梁。7.3.2同样的方法绑扎第四孔梁，穿束第三、四节段通长钢绞线，浇注第三节段混凝土，张拉、处理工作空间，最后浇注第四节段混凝土。7.3.3在施工中困难在于第二、三、四节段绑完钢筋后暴漏时间较长，要注意对钢筋和钢绞线的防锈处理。在施工前对钢筋进行防锈处理，可以涂抹一些防锈剂。有一种钢筋防锈处理液，即每1升磷酸中，含有50～100克的氢氧化铝，3～5克的氧化锌，3～5克的氧化镍或/和氧化铬或/和氧化锰，经升温加热至250～300℃，使固定原料溶混于磷酸中，冷却至室温后按1∶10～20的体积比，加水稀释得无毒无味、没有失效期限的钢筋防锈处理液。不仅使用方便、防锈效果好，而且经济，吨钢处理成本只在10元以下，处理后较大程度地延缓了热轧带肋钢筋在大气环境下表面锈蚀的现象，即在大气环境下，经二个月以上的风吹、雨淋、日晒都不会产生锈蚀，且不影响钢筋的力学机械性能和焊接性能。8要点四（预应力张拉）8.1预应力应在混凝土强度达到其设计强度的100%且混凝土龄期不小于7天方可张拉。预应力张拉时应按照图中张拉顺序进行，两端张拉时需保持同步张拉，横向注意对称张拉。8.2所有预应力张拉均要求伸长量与张拉力双控，以油压表读数为准，通过试验测定E值，校正设计伸长量，要求实测伸长量与设计伸长量两者误差在±6%以内。测定伸长量要扣除非弹性变形引起的全部伸长量。8.3预应力张拉前应先用初应力（0.1～0.2σcon）张拉一次，再开始测伸长值。张拉顺序为0初应力设计吨位持荷5min锚固。8.4预应力钢束张拉完毕，严禁撞击锚头和钢束，钢绞线多余的长度应用切割机切割。9其他注意事项：9.1预应力管道定位：预应力管道安装时必须严格按照规定位置固定就位，并保持管道顺畅。要求钢索定位网孔径大于波纹管外径不超过2mm，方孔本身误差为±1mm。钢索直线段定位网钢筋按80cm间距布置，钢索曲线段定位网钢筋按50cm间距布置。定位网钢筋必须牢靠固定，以保证预应力管道的准确。锚下垫板必须与预应力钢束垂直，垫板中心、螺旋筋中心必须对准管道中心。在管道密集及锚头处，应加强振捣，确保混凝土质量，不得出现空洞、蜂窝和麻面现象。9.2摩阻系数调整：施工时须对孔道摩阻及偏差系数作校核，以确定张拉力及伸长量是否需要调整。10结束语大型火车站内设计道岔连续梁的方式不是较普遍。但其特点鲜明，层次感强，能有效的加大车站内的空间利用面积，安全稳定性强，耐久性高等优点势必会在高速铁路建设中得到广泛的利用。