纵连就是纵向连接。底座板的纵连是将两个端刺(临时)+常规区的已经浇筑但没有固定连的混凝土接通过张拉连接在一起,再浇注后浇带的混凝土使之与梁体固结,形成整体的连续结构。这是整个底座板施工中最重要的环节,它本身具有组合成型的意义。
纵连分张拉和浇筑两个大的部分,在施工操作中要求很精细,又受诸多客观条件。任何一个小环节出错,都可能在投入使用后造成不可预计的损失。以下是两个部分的具体施工操作要点:
第一部张拉
当两个端刺(临时)+常规区的施工段落施工完毕,底座混凝土强度达到20Mpa,就可以开始张拉工作。张拉就是将已经浇筑的底座混凝土通过张拉钢板连接器使每个张拉段达到锁定温度 ① 下的计算伸长长度然后加以锁定。锁定温度由设计单位给定。
① :锁定稳定:将零应力状态的底座混凝土通过钢板连接器上的螺母锁定,底座板在以后的温度应力下伸长或缩短,这个状态的温度就叫锁定温度,一般取值是20℃~30℃。
一、张拉温度低于锁定温度(低温纵连)
(一)、新临时端刺区张拉
1、准备工作
1)临时端刺区的基础测量
测量并记录以下表格中的参数
| 临时端刺混凝土段 | 长度 | 温度 | 备注 |
| LP1 | L1,1 | T1,1 | |
| LP2 | L1,2 | T1,2 | L1,2为J2到先浇齿槽的距离 |
| LP3 | L1,LP3 | T1,LP3 | |
| LP4 | L1,LP4 | T1,LP4 | |
| LP5 | L1,LP5 | T1,LP5 |
常规区段也按同样的方式进行测量,常规区段长只作检验用,精度要求50mm,临时端刺区长度做计算使用,精度要求1.5mm。低于5℃不能进行张拉作业。
2)预埋测量定位标,埋设在钢板连接器左右两侧,作为张拉时测定张拉行程使用。两定为标之间距离≤1000mm,并且保护其不受破坏。
3)工具材料配置
(1)、配置以下材料及设备,张拉时候使用
| 序号 | 准备项目 | 规格 | 数量 | 备注 |
| 1 | 螺母 | φ25/φ28 | 视现场准备 | |
| 2 | 扭矩扳手 | 750N/m | 每组3把 | 一把备用 |
| 3 | 开口扳手 | 每组3把 | 一把备用 | |
| 4 | 钢板尺 | 1m | 每组一把 | |
| 5 | 对讲机 | 每组2台 | ||
| 6 | 临时侧向挡块 | 一个/每垮 | 曲线段设置 | |
| 7 | 黄油 | 若干 | 张拉前涂在螺纹钢上 | |
| 8 | 铁锤 | 4把 | ||
| 9 | 垫块 | 若干 | 张拉后压评拱起的土工布 | |
| 10 | 照明灯具 | 若干 | 夜间张拉使用 | |
| 11 | 钢丝刷 | 若干 | 清洁精轧螺纹钢螺纹 |
| 序号 | 人员项目 | 数量 | 工作内容 |
| 1 | 带螺母 | 3人/组 | 在精轧螺纹钢上涂上黄油,戴上螺母 |
| 2 | 张拉 | 6人/组 | 负责钢板连接器张拉 |
| 3 | 测量长度 | 2人/组 | 测量底座板行程,记录张拉伸长值 |
| 4 | 劳务工 | 2人 | 负责零星工作,如电工等 |
2、施工作业
1)计算张拉目标行程
在温度作用下,在纵向能发生变形的底座板长度即为影响长度,影响长度总是等于两个相邻先浇齿槽间的长度。临时端刺为两相邻浇筑半长之和。
先确定每个张拉段的影响长度,通过最初记录的底座板的参数,计算锁定温度下的底座板理论伸长值。
例如:
临时端刺区:Lwirk,k0=1/2 LP1+K0到常规区第一个先浇齿槽=110+80=190m
Lwirk,J1=1/2 LP1+1/2LP2 =110+110=220m
Lwirk,J2=1/2 LP2+1/2LP3 =110+50=160m
常规区:Lwirk,PR=1/2 LPL+1/2LPR =80+80=160m
在准备工作中我们已经测量了各个张拉区段的实际浇筑长度,通过以下公式对该段目前温度状态(T)张拉到锁定温度状态(T0)时需要的伸长值:
例:K0张拉时影响长度采用190(用理论长度示意),锁定温度设定20℃,张拉前测定的混凝土芯部温度为10℃,那么该温度状态K0张拉行程计算如下:
WK0=0.01Lwirk,LK0 (T0-T)=0.01*190*(20-10)=19mm
在测量温度的同时,记录观测标的点间距,减去张拉行程,就能得到锁定稳定下的观测标点间距,如K0观测标间距原来是900mm,那么张拉完成后,点间距就应该是90-19=71mm。
即使张拉时候测量的温度与张拉前测得温度不一样,但锁定状态要求的伸长值都是一样,让张拉后的点间距满足71mm即可。
2)施工
(1)、用钢丝刷清洁精轧螺纹钢螺纹,然后涂抹黄油在螺纹上,带上螺母,张拉端的螺母用手贴上钢板,背侧的螺母离开钢板连接器至少3cm。保证个数齐全;
工人带螺母
带上螺母的钢板连接器
(2)、依次用手拧紧J4到J1的所有钢板连接器螺母(里外两侧),使其具备承载能力;
(3)、开始张拉。首先张拉常规区靠近K0的两个钢板连接器,从第二个开始
整个张拉顺序为:先张拉上图所示的常规区2个钢板连接器,然后张拉K0。之后在张拉临时端刺区其他的钢板连接器,常规区的张拉也可以同时进行。
临时端刺区只张拉K0,J1,J2,J3,其中J3张拉J2行程的1/3,其余张拉到计算值。两线张拉应该同时进行,但应避免在同一位置的钢板连接器同时张拉。
每个接器按从两边往中心对称张拉,张拉力由设计院提供②,每一轮张拉做好张拉记录,直到张拉到锁定长度为止。
②:设计图纸并没有给出张拉力,我们在施工中所用的张拉力由博格公司提供,经过修改,最后确定为700Nm。
张拉行程记录表格
| 张拉位置 | 观测标初读数 | 左 | 目标读数 | 左 | |||||
| 右 | 右 | ||||||||
| 张拉次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| 读数 | 左 | ||||||||
| 右 | |||||||||
| 张拉次数 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | ||
| 读数 | 左 | ||||||||
| 右 | |||||||||
| …… | |||||||||
张拉现场
测量行程并记录
当混凝土芯部温度低于锁定温度5~15℃的时候,并不能一次就张拉到位,对应温度下的张拉次数见下表:
当锁定温度为20℃时:
| 纵连过程中底座板温度范围 | 最少的纵连张拉次数 | 总的等待天数 |
| 5≤T≤10 | 3 | 2 |
| 11≤T≤15 | 2 | 1 |
| 16≤T≤19(20) | 1 | |
| T0≤T≤T0+10 | 不张拉,无宽度变化 |
| 纵连过程中底座板温度范围 | 最少的纵连张拉次数 | 总的等待天数 |
| 5≤T≤10 | 4 | 3 |
| 11≤T≤15 | 3 | 2 |
| 16≤T≤20 | 2 | 1 |
| 21≤T≤25 | 1 | |
| T0≤T≤T0+10 | 不张拉,无宽度变化 |
张拉效果
张拉结束后,拧紧所有张拉过的钢板连接器的锁紧螺母。锁紧扭矩为450Nm 。随后按照设计需要对部分后浇齿槽进行浇注,具体浇筑要求见本文第二部。
在临时端刺区张拉完成后,就可以开始常规区张拉。常规区张拉与临时端刺区相同。
注意事项:芯部温度低于5℃时,禁止进行张拉作业。张拉必须达到计算的行程,即保证伸长值达到锁定时底座板零应力状态。张拉完成后,保证所有螺母锁紧。在临时端刺区J2附近的剪力齿槽后浇带浇筑完成且达到设计强度以后,松开J2到J4的钢板连接器螺母。
(二)、既有临时端刺区与下一段常规区纵连
当已经纵连的临时端刺区的K1成为下一个施工段落的起点的时候,需要再一次测量既有临时端刺区的所有参数,由于已经有部分后浇齿槽已经浇筑,所以相应数据也出现变化,具体测量数据见下表样式:
| 长度 | 温度 | 备注 | |
| LP2 | L2,2 | T2,2 | L2,2长度发生变化 |
| LP3 | L2,LP3 | T2,LP3 | |
| LP4 | L2,LP4 | T2,LP4 | |
| LP5 | L2,LP5 | T2,LP5 |
二、高于锁定温度张拉(高温纵连)
当混凝土芯部温度处于T0和TO+10之间时,不需要张拉螺母只需要将内外两侧的螺母拧紧到钢板连接器上,锁紧力矩为450Nm。
(一)、新临时端刺区纵连
1、准备工作
与低温张拉相同;
2、施工要点
拧紧螺母的温度尽量接近锁定温度
现场温度测量
选择合适的时间拧紧,可以选在夜间
夜间拧紧
先拧紧J1到J4的螺母,再拧紧K0到常规区的所有BL1的螺母,常规区另一端也与临时端刺区相连时,施作方式一样,常规区的钢板连接器从两端往中间连接。
高温纵连和低温张拉除了在张拉时有区别外,其他都一样。纵连工作在24H内完成。
三、高温季节钢板连接器方案变更
当底座板温度T在设计合拢温度范围时(如京徐段为20~30℃),底座板不需要进行张拉作业,可取消底座板浇筑段间的绝大部分钢板连接器,相应采用钢筋搭接的方式实现底座板的纵连(仍称为BL1型后浇带), 优化底座板施工。钢板连接器的变更方式,这里不再赘述。
如果常规区是通过临时端刺固定的,临时端刺区的后浇带需要分为三组做不同的处理:
1、 K0、J1和J2为第一组:可取消钢板连接器,采用钢筋搭接形成BL1后浇带;
2、 J3和J4为第二组:如果预计与下一常规区的纵连可在20~30℃条件下施工,可取消钢板连接器改为钢筋搭接,如果底座板温度在与下一常规区纵连时的温度在20℃以下,则J3和J4需要保留钢板连接器;
3、 K1为第三组:不论温度如何均设置钢板连接器。
钢板连接器除了锁紧没有任何张拉措施,锁紧时温度必须在T0≤T≤T0+10范围内,锁紧力矩为450Nm。K1的拧紧应避免在每天最高或最低温度时进行。
第二部混凝土浇筑
一、有张拉的后浇带浇筑
张拉完成后后应立即浇筑常规区内所有钢板连接器BL1,临时端刺区的如果是第一次与常规区纵连,则浇筑K0和J1,与下一个常规区纵连则浇筑剩下的J2、J3、J4、K1。
当温度低于锁定温度的状态进行的张拉,为了能让张拉段内的混凝土应力均衡化,就必须等待一段时间才能再浇注BL2,下表列出了相应的等待时间:
当锁定温度为20~21℃时的等待时间:
| 张拉时底座温度T所处的区间 | 张拉后BL2浇筑需要等待的时间 |
| 5≤T≤10 | 5天 |
| 11≤T≤15 | 3天 |
| 16≤T≤19(20) | 24小时 |
| T0≤T≤T0+10 | 不等待 |
| 张拉时底座温度T所处的区间 | 张拉后BL2浇筑需要等待的时间 |
| 5≤T≤10 | 7天 |
| 11≤T≤15 | 5天 |
| 16≤T≤20 | 3天 |
| 21≤T≤25 | 24小时 |
| T0≤T≤T0+10 | 不等待 |
临时端刺区与两端的常规区都完成张拉10天后,再浇注临时端刺区内所有剪力齿槽后浇带。至此,这个临时端刺区在纵连工作的角色完成使命,成为了连续的板带。
全部后浇带采用C30膨胀混凝土。
二、取消钢板连接器的后浇带浇筑
1、常规端刺或临时端刺与第一常规区纵连
1)、如果常规区与常规端刺纵连,则浇筑所有钢筋搭接后浇带BL1,一天以后再浇筑所有的齿槽后浇带BL2。
2)、如果常规区与临时端刺纵连,则按照临时端刺区、K0和常规区中所有钢筋搭接后浇带BL1的顺序浇筑后浇带,一天以后再浇筑常规区的齿槽后浇带BL2。
2、临时端刺与下一个常规区(第二常规区)纵连
临时端刺与下一常规区纵连分两步实施:
1)、浇筑第二常规区中钢筋搭接后浇带(包括连接区、常规区和新设的临时端刺区的BL1),浇筑的顺序按照从连接区和新设临时端刺区同时向中间对称浇筑。两个浇筑段间的K1保持松开状态;
2)、在钢筋搭接后浇带BL1纵连浇筑完成一天后,把K1的拧紧至少450Nm,达到抗拉、抗压能力,然后浇筑钢板连接器后浇带(K1)和新常规区中的齿槽后浇带BL2(650m连接区的BL2除外);
通过以上两个步骤,新、老两个施工段纵连在一起,现有临时端刺区及650m连接区的齿槽后浇带BL2在纵连三天后进行浇筑。
BL2的浇筑应避免在每天最高或最低温度时进行。
混凝土浇筑温度满足T0≤T≤T0+10,否则不能进行纵连作业。
钢板连接器位置采用C55膨胀混凝土,剪力齿槽后浇带采用C30膨胀混凝土。
三、浇筑施作要点
后浇带浇筑混凝土为高性能膨胀混凝土,在后浇带浇筑后,该段的底座板将按设计意图与梁体连接,形成可以抵抗温差效应、满足铺板条件及后续行车的稳定的结构物。它的重要性决定了其施工条件及施工方式也是极其讲究的。
1、准备工作
1)配合比试验 由试验室提供C30及C55的高性能膨胀混凝土配合比;
2)检查所有螺母是否拧紧;
3)统计需要浇筑的后浇带数量,配置浇筑所需的所有人、机、料;
4)后浇带凿毛 这里是重点,所有的凿毛都必须以露出粗骨料且不影响后浇带浇筑宽度为目标。剪力齿槽后浇带BL2还包括齿槽内的凿毛;
5)检查后浇带钢筋;钢板连接器后浇带都需要再添加钢筋,钢筋数量及加工质量都必须保证;
6)清洁后浇带,尤其是剪力齿槽后浇带BL2,不能有任何杂物,以保证后浇混凝土与梁体的连接质量;
7)支立模板 要求与底座板浇筑相同;
8)所有收面、拉毛用具;
9)所有养护用具
2、施工要点
1)测量混凝土芯部温度,若低于5℃或者温度高于纵连要求禁止浇筑;混凝土浇筑选择一天内温度较低的时间进行,一般选择临近午夜至第二天四点左右,以保证混凝土在第二天升温的时候已经达到初凝;
混凝土夜间浇筑现场
2)后浇带浇筑混凝土分配比较零散,一般采用罐车运输、吊车吊运、吊斗布料、斗车转运。原底座板是经过人工拉毛处理的粗糙表面,在吊斗布料及斗车转运的过程中,用铺设土工布或其他措施为已浇筑底座板转运提供保护措施,保护成型毛面不被污染;
3)浇筑前再次清理后浇带,尤其是剪力齿槽后浇带BL2,用水润湿凿毛面以保证新老混凝土能顺利结合。
4)后浇带浇筑同样做好收面拉毛工作,尤其是要控制好标高。无论先浇后浇,都是底座板整体的一部分,外观质量必须统一。
5)浇筑前查看近几天天气情况,如果一天内温差超过10~12℃,那么不能浇筑
6)按规范要求做好养护。
后浇带养护一角
当后浇带按照设计要求全部浇筑完成,底座板与梁体才达到与梁体的固结,且形成稳定的可抵抗温差应力的连续底座结构,可以交付后续工序施工作业。
参考文献:
《底座板温度高于锁定温度的纵连流程》————————————————博格公司
《底座板温度低于锁定温度的纵连流程》————————————————博格公司
《CRTSⅡ型底座板施工事宜》—————————————————————铁三院
《底座板纵向连接施工作业指导书》—————————————中铁二局德州制梁场
《桥上底座板取消钢板连接器施工优化建议方案(三设线站函〔2010〕?号)》————————————铁三院
中铁二局机械筑路工程有限公司德州制梁场工程部技术员 谢继恒 熊发友下载本文