新建榆橫鐵路煤化工專用線DK39+788.5（1—16m）箱形橋施工

羅華東

摘 要：文章就榆橫鐵路煤化工專用線DK39+788.5箱型框架涵施工，詳細(xì)闡述沙漠大型框架涵施工步驟、方法，為沙漠橋涵施工提供部分經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：沙漠；箱型橋；施工

1 工程概況

1.1 工程簡介

新建榆橫鐵路煤化工專用線位于毛烏素沙漠在DK39+788.5與付鮑路90°相交，設(shè)1-16m箱形橋；該橋長18.16m，寬16m。周邊地形以半固定沙丘為主，地形起伏，出露地層主要為第四系全新統(tǒng)風(fēng)積細(xì)沙；細(xì)砂分布于地表，厚度大于6m，地下水主要為第四系孔隙潛水，分布于砂類土層中，地下水位埋深約3～8m。

1.2 主要施工管理人員及機(jī)具設(shè)備表

1.2.1 組織機(jī)構(gòu)

為加強(qiáng)現(xiàn)場管理，項目經(jīng)理部成立以項目經(jīng)理為首，下設(shè)物資部、安質(zhì)部、財物部、施工技術(shù)部、計合部、試驗室、征拆部等組成現(xiàn)場管理機(jī)構(gòu)。

1.2.2 現(xiàn)場主要施工管理人員

現(xiàn)場主要管理人員見“現(xiàn)場主要管理人員表”。

現(xiàn)場主要管理人員表

1.2.3主要機(jī)具設(shè)備表

現(xiàn)場主要機(jī)具設(shè)備見“主要機(jī)具設(shè)備表”

2 施工方法及施工工藝

2.1 施工總體方案

在DK39+788.5箱形橋施工前，對既有付鮑路進(jìn)行便道改移，設(shè)置減速帶、安全提示標(biāo)志，交通管制，便于車輛通行；箱形橋基坑采用人工配合機(jī)械開挖。人工支模和綁扎鋼筋，混凝土由拌和站供應(yīng)，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，采用混凝土泵車澆筑，機(jī)械震搗。用整體性模板或膠木模板澆筑頂板及邊墻模板的支撐，并通過豎向槽鋼、對拉鋼筋及底板預(yù)埋鋼筋構(gòu)成支撐體系。箱身混凝土分三次進(jìn)行施工，先澆筑底板，施工縫設(shè)置在倒角上部少于50cm的位置；當(dāng)?shù)装寤炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后再澆筑邊墻，澆筑至倒角下不少于50cm的位置，最后澆筑頂板混凝土。頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，拆除支撐設(shè)施，恢復(fù)付鮑路通行。

2.2 施工程序及工藝流程

施工程序為：施工準(zhǔn)備→基坑開挖→基底處理（1：2砂石換填）→基礎(chǔ)墊層施工→澆筑涵身及翼墻基礎(chǔ)混凝土→綁扎底板及側(cè)墻鋼筋、立涵身外側(cè)模板→澆筑涵身底板混凝土→立內(nèi)側(cè)模板→綁扎側(cè)墻、頂板鋼筋→立外側(cè)模板→澆筑涵身側(cè)墻及頂板混凝土→綁扎翼墻鋼筋→立翼墻模板→澆筑翼墻混凝土→防水層施工→基坑回填→附屬工程施工→順接付鮑路→場地清理等。

2.3 施工工藝及施工方法（圖1）

2.3.1施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。a.施工前，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關(guān)技術(shù)問題，領(lǐng)會施工圖紙設(shè)計意圖。學(xué)習(xí)相關(guān)施工技術(shù)指南和驗收標(biāo)準(zhǔn)。b.熟悉鋼筋制作安裝規(guī)范要求，計算鋼筋數(shù)量，繪制鋼筋加工安裝大樣圖。c.根據(jù)施工圖紙和工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小驗算模板受力，模板安裝按規(guī)范要求安裝，確保模板工程的安全性。d.對施工作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底。e.按設(shè)計要求，確定出混凝土配合比。f.編制箱形橋施工方案。

（2）現(xiàn)場調(diào)查。根據(jù)設(shè)計資料及已放設(shè)的箱形橋中線，結(jié)合現(xiàn)場實際地形、地質(zhì)情況對其位置、方向、長度、出入口高程以及道路的連接等進(jìn)行認(rèn)真核實。結(jié)合現(xiàn)場實際情況和施工規(guī)范，決定基坑開挖支護(hù)方案。

（3）場地準(zhǔn)備。a.施工便道。本橋上跨一級公路付鮑路，施工時對施工段付鮑路進(jìn)行同等級改移臨時便道用以車輛通行，同時利用付鮑路作為施工臨時便道可滿足施工要求。對付鮑路進(jìn)行同等級改移時，在施工地段前后100m處設(shè)置安全警示標(biāo)識標(biāo)牌、每20m設(shè)置一減速帶，便于車輛通行。b.臨時用電。本工程臨時用電主要是小型機(jī)具及照明用電。施工時用自備2臺250千瓦發(fā)電機(jī)供電。

（4）物資準(zhǔn)備。a.消耗材料：根據(jù)設(shè)計和有關(guān)施工要求選定該橋施工所需混凝土、片石、鋼筋、防水卷材、止水帶等材料的品種和規(guī)格，并按設(shè)計和有關(guān)規(guī)范取樣進(jìn)行原材檢驗，經(jīng)檢驗合格的原材由項目部材料管理人員根據(jù)工程進(jìn)展需要，分期送往施工現(xiàn)場。b.周轉(zhuǎn)材料：根據(jù)采用的施工方法，合理選用模板、鋼管、方木等材料。

2.3.2 基坑開挖

DK39+788.5位于毛烏素砂地，地下水埋深為3～8m，設(shè)計箱形橋基礎(chǔ)深2m，1：2砂石基礎(chǔ)換填深2m，設(shè)計總開挖深度4m，采用人工配合機(jī)械1：1放坡開挖；為防止基坑坍塌，開挖時對基坑采取必要的井點降水處理。

施工時注意事項：

（1）用人工配合挖掘機(jī)開挖，基坑放坡坡率為1：1，根據(jù)現(xiàn)場開挖情況，及時調(diào)整邊坡坡率，確?；娱_挖的穩(wěn)定。挖掘機(jī)開挖至地下3m時視地下水量決定是否采用井點降水措施，確?；臃€(wěn)定，避免坍塌。（2）基坑開挖前基坑頂面做好地面排水設(shè)施，在基坑四周設(shè)截水溝，以防雨水倒灌流入基坑。（3）基坑開挖時，不得采用局部開挖深坑及從底層向四周掏土。（4）基坑頂有動載時，坑口邊緣與施工便道間的安全距離應(yīng)根據(jù)基坑深度、坡度、地質(zhì)和水文條件及動載大小等情況確定，且不應(yīng)小于10m。（5）基坑開挖時，應(yīng)觀測坡面穩(wěn)定情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)坑沿頂面出現(xiàn)裂縫、坑壁松塌或遇涌水時，應(yīng)立即停止施工，加固處理后，方可繼續(xù)施工。（6）基坑開挖完后對基坑四周用柵欄或建筑板材進(jìn)行圍檔防護(hù)。

2.3.3 地基處理

DK39+788.5箱形橋設(shè)計采用1：2砂石換填進(jìn)行地基處理；地基處理時對基坑底進(jìn)行整平處理，換填砂石采用拌合場機(jī)械拌合，車輛運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，分層攤鋪，采用小型機(jī)具進(jìn)行碾壓，碾壓完后進(jìn)行地基承載理試驗，確保地基承載理達(dá)到設(shè)計要求150Ka，方可以進(jìn)行下道程序施工。

2.3.4 基礎(chǔ)施工

基坑檢驗合格后，立即進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土的施工。按設(shè)計圖紙用全站儀測放出基礎(chǔ)的細(xì)部尺寸，基礎(chǔ)底部按設(shè)計要求布設(shè)鋼筋網(wǎng)片。報驗合格后，安裝鋼模板；模板支撐采用鋼管與方木支撐，同時采用鋼筋對拉，確保模板安裝穩(wěn)固牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿。模板與混凝土的接觸面必須平整、清理干凈并涂刷隔離劑。澆筑混凝土前，對模板位置、尺寸、支撐、板縫等進(jìn)行全面檢查，模板內(nèi)的積水和雜物應(yīng)清理干凈。

采用C30混凝土由拌和站集中攪拌，混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場，通過混凝土泵車將混凝土輸送模內(nèi)?；炷寥肽２捎闷戒伔?，分兩層澆筑至基礎(chǔ)頂設(shè)計高程，在澆筑混凝土過程中，不得隨意留置施工縫，應(yīng)一次澆筑完成。采用40型振搗棒振搗密實，并防止過振、漏振。振搗密實的標(biāo)志就是表面基本不再下沉，氣泡不持續(xù)涌出、泛漿，表面平坦。

混凝土澆筑完畢后，襟邊寬度范圍內(nèi)采取二次壓光工藝收光，第一次用木抹子壓實抹平，在混凝土初凝前用鐵抹子二次收面、壓光。箱身底板范圍內(nèi)采取拉磨處理?；炷脸跄蟾采w一層土工布灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

2.3.5 箱身施工

本箱形橋箱身采用滿堂支架現(xiàn)場澆筑：第一次澆筑底板混凝土及邊墻倒角以上0.5m；第二次澆筑邊墻、頂板混凝土。

（1）底板施工。在已打好基礎(chǔ)混凝土的平面上，進(jìn)行放樣，確定好底板邊線位置，將底板范圍內(nèi)混凝土頂面鑿毛并沖洗干凈，將鋼筋加工場已加工好的鋼筋拉到工地綁扎，然后立模加固。底板側(cè)面及倒角部分模板均采用竹膠板組拼。底板澆筑前將側(cè)墻上部豎向主筋提前綁扎預(yù)埋好，以便下一步施工側(cè)墻上部時方便施工。底板澆筑時注意沉降縫位置預(yù)埋橡膠止水帶，具體見本方案關(guān)于沉降縫施工部分內(nèi)容。

（2）邊墻頂板施工。底板混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后，方可搭設(shè)支架、立模、綁扎鋼筋、一次性澆筑邊墻及頂板混凝土。

（3）鋼筋施工。鋼筋在鋼筋加工場集中加工，平板車運(yùn)到現(xiàn)場，精確放樣定位后，現(xiàn)場綁扎成型。

a.鋼筋加工

原材經(jīng)試驗檢測合格后嚴(yán)格按照圖紙加工，不論是鋼筋原材，還是加工成型的成品都必須將鋼筋表面的油漬、漆污、鐵銹清除干凈，按照不同的鋼筋編號進(jìn)行分類存放，并對現(xiàn)場所有存放鋼筋進(jìn)行下墊上蓋。鋼筋加工配料時，準(zhǔn)確計算鋼筋長度，減少鋼筋的斷頭廢料和焊接量。接頭用搭接焊，焊縫長度和質(zhì)量要符合設(shè)計和規(guī)范要求。

b.鋼筋安裝

綁扎鋼筋前，先在基礎(chǔ)上將箱身中心線、箱形橋輪廓線用墨線彈出。在輪廓線內(nèi)放出主筋位置，按圖紙所示位置，準(zhǔn)確綁扎鋼筋。為保證鋼筋位置準(zhǔn)確和施工人員的安全，邊墻鋼筋須搭腳手架進(jìn)行固定。

箱身頂板上部主筋要增設(shè)馬凳筋支撐，確保底板澆注混凝土?xí)r鋼筋不變形。拐角及支撐筋要求用點焊連接，以保持鋼筋整體性。

鋼筋實行梅花點綁扎，數(shù)量、間距等要符合設(shè)計要求。鋼筋通過混凝土墊塊來保證鋼筋的保護(hù)層，墊塊強(qiáng)度不低于實體混凝土強(qiáng)度，數(shù)量不少于4個/m2。

箱身頂板注意預(yù)埋防護(hù)墻、豎墻、橋面與軌道連接鋼筋，并按設(shè)計設(shè)置接地系統(tǒng)。

（4）模板及支架施工

a.支架桿件驗收

對進(jìn)場的支架進(jìn)行驗收，驗收合格后方可使用。鋼管規(guī)格為Φ48×3.5mm，鋼管壁厚不得小于3.5-0.025mm。對不合格嚴(yán)重銹蝕、彎曲、開裂等不合格的桿件不得使用。

b.支架布局

扣件式鋼管支架體系由Φ48×3.5mm鋼管、可調(diào)節(jié)頂（底）托、I12.6工字鋼橫向分配梁、10cm×10cm方木縱向分配梁組成。

立桿縱向間距均為0.6m，橫向間距為0.6m，步距上下層為0.6m，其余為1.2m。立桿底部支立在底托上，頂部通過安裝可調(diào)節(jié)頂托來調(diào)節(jié)尺寸。

c.剪刀撐

間距：沿線路縱向（架子橫向）和線路橫向（架子縱向）每5排～7排設(shè)一道剪刀撐。

剪刀撐與交叉桿件交角：45度～60度。

每道剪刀撐覆蓋面積不得超過5～7排（斜桿長度最多用兩根架桿相連，連接處長度不少于1m，每接頭不少于三個扣件，布置在兩端和中間）。沿高度分節(jié)、沿縱向分列布置。上下左右剪刀撐首尾相連。剪刀撐桿件和桿件的交點必須用扣件扣緊。

頂?shù)淄姓{(diào)節(jié)絲扣外露長度不大于150mm。

剪刀撐應(yīng)高出地面5～10cm。

d.縱橫梁布置

在頂托上橫橋向布設(shè)I12.6的工字鋼作為分配梁，其上縱橋向布置間距30cm的10×10cm的方木，作為底板下背肋。

e.模板

模板系統(tǒng)由外模、內(nèi)模、底模、端模等組成。箱形橋邊墻內(nèi)、外模采用大塊平面鋼模板，鋼模板尺寸為1×1.5m，鋼模板設(shè)置Φ14拉桿孔，頂板、上下倒角模板、端模板均采用高強(qiáng)度1.5cm厚大塊竹膠板。內(nèi)外模板間采用Φ14的拉桿進(jìn)行連接，拉桿間距按水平0.5m，豎向0.5m布置。在鋼模板外拉桿孔位置，并排兩道水平鋼管作為勒板，拉桿兩端各使用兩個山型卡和螺帽扣緊勒板鋼管。

圖2 鋼管支架、模板加固橫斷面圖

滿堂支架受力檢算：

荷載分析：

鋼筋混凝土梁重力：按1.5倍安全系數(shù)考慮，按1m高混凝土計算，每立方米混凝土重24kN。

P1=24×1×1.5=36kN/m2。

模板荷載：側(cè)模下模板荷載最大，鋼模板按120kg/m2，竹膠板取24.99kN/m3。

P2=2.76*120*10/1.7/1000+0.015*24.99=2.32kN/m2

縱梁重量：木材密度取8.33kN/m3

P3=10×10-2×10×10-2×26×8.33/10=0.216kN/m2

橫梁重量：I12.6的工字鋼14.223kg/m

P4=14.223×16×17×10/（16×10）÷1000=0.24 kN/m2

設(shè)備及人工荷載：P5=300kg/m2=3.0kN/m2

砼澆注沖擊及振搗荷載：P6=600kg/m2=6kN/m2

支架重量：按布置圖圖示

P7=〔10÷0.6×6×16+27×5.5+8×6.57×10÷0.6〕×3.84×10÷1000÷16÷10=0.629kN/m2

Φ48×3.5mm鋼管密度：3.84kg/m

梁底縱梁檢算（10×10cm方木）：

W=■=10×102/6=166.6cm3

由梁正應(yīng)力計算公式得：

σ=■=（47.536×0.62）×1000/8/166.6

=1.28MPa<[σ]=10MPa強(qiáng)度滿足要求；

由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計算公式得：

τ=3Q/2A=0.445MPa< [τ] =2MPa（參考一般木質(zhì)）強(qiáng)度滿足要求；

由矩形簡支梁撓度計算公式得：

E=5×103 MPa； I=bh3/12=833.3cm4

fmax=5qL4/384EI=0.4mm<[f]=1.5mm（[f]=L/400）剛度滿足要求。

橫梁檢算（I12.6的工字鋼）：

W=■=7.4×12.62/6=195cm3

由梁正應(yīng)力計算公式得：

σ=■=（47.536×0.62）×1000/8/562.5

=1.28MPa<[σ]=10MPa強(qiáng)度滿足要求；

由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計算公式得：

τ=3Q/2A=0.445MPa<[τ]=2MPa（參考一般木質(zhì)）強(qiáng)度滿足要求；

由矩形簡支梁撓度計算公式得：

E=2.1×103MPa； I=bh3/12=1233.5cm4

fmax=5qL4/384EI=0.6mm<[f]=1.5mm（[f]=L/400）剛度滿足要求。

立桿檢算：

腳手管（？準(zhǔn)48×3.5）立桿的縱向間距為0.6m，橫向間距為0.6m，故以底板下的間距為0.6m×0.6m立桿作為受力驗算桿件。

強(qiáng)度計算的最不利的荷載通常有a.模板、支架自重。b.新澆筑砼、鋼筋砼或其他圬工結(jié)構(gòu)物的重力。c.施工人員和施工材料，機(jī)具行走運(yùn)輸堆放的荷載d.振搗砼時產(chǎn)生的荷載。e.其他可能產(chǎn)生的荷載。將上述荷載按不同的分項系數(shù)予以組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)與可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)同號時，恒載分項系數(shù)為1.2，基本可變荷載為1.4，

即Sd（rgG；rqΣQ）=1.2SG+1.4SQ=59.88kN/m2

已知鋼管？準(zhǔn)48×3.5mm A=478.31mm2

σ=N/An=125（N/mm2）≤f=210（N/mm2）滿足上述檢算要求。

詳細(xì)放出底板中線及邊線，認(rèn)真檢查基底平面尺寸及位置，精確測定底板高程。復(fù)查模板安裝情況，保證軸線位置在5mm之內(nèi)，相鄰兩板面高低差不超過2mm。經(jīng)質(zhì)檢工程師和監(jiān)理工程師核對基底尺寸、標(biāo)高等滿足設(shè)計規(guī)范要求并簽字后，方可綁扎底板鋼筋， 底板鋼筋在鋼筋加工廠統(tǒng)一加工。

底板采用人工綁扎鋼筋，人工配合吊車安裝模板，拌合站供應(yīng)混凝土，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，機(jī)械振搗。澆注標(biāo)高為邊墻下梗肋頂部（包括下梗肋）。當(dāng)?shù)装寤炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后，重新對箱身豎墻進(jìn)行測量放樣，將接茬表面鑿毛，對浮漿、浮渣進(jìn)行清除，并用清水沖洗干凈。

人工安裝加固模板、綁扎側(cè)墻及頂板鋼筋，鋼筋連接采用綁扎連接和對焊相結(jié)合，再安裝加固邊墻外模板，經(jīng)監(jiān)理同意后先澆注邊墻混凝土，邊墻混凝土澆注完以后就可以進(jìn)行滿堂支架的搭設(shè)，頂板底模的鋪設(shè)。底模鋪設(shè)后重新進(jìn)行測量放線，以控制頂板的底面高程。標(biāo)高滿足設(shè)計要求后就可以進(jìn)行頂板鋼筋的幫扎。鋼筋幫扎經(jīng)監(jiān)理檢查合格后就可以進(jìn)行頂板混凝土的澆注。澆注順序同底板，控制澆注速度及順序，避免出現(xiàn)施工冷縫。鋼筋制作安裝時可搭設(shè)鋼管支架，采用“木模夾具法”控制主筋位置及間距，頂板鋼筋在頂板底模拼接完成后人工進(jìn)行綁扎。鋼筋安裝時嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度，鋼筋交叉點綁扎成梅花型，箍筋與主筋垂直。

混凝土使用的原材料，必須經(jīng)試驗室取樣檢查合格后方可使用。拌合站嚴(yán)格按照配合比施工，控制好混凝土的坍落度及和易性，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土泵車澆注。混凝土澆筑宜分層攤鋪，厚度控制在30cm左右，分層振搗密實。

混凝土澆注后，結(jié)構(gòu)混凝土表面水分蒸發(fā)量大，易產(chǎn)生收縮溫差裂縫，根據(jù)氣候條件，對所澆注混凝土用土工布或塑料布覆蓋并派專人灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14天。在頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，方可拆除底模及支架；邊墻模板的拆除應(yīng)能滿足拆模時其表面及棱角不因拆模而受損壞。

邊墻的施工縫不應(yīng)設(shè)在同一水平線上，施工縫必須按有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格處理。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)防止內(nèi)外層主鋼筋的變形并確保內(nèi)外主筋的間距。

（5）翼墻、出入口及附屬工程施工

依照圖紙尺寸、形狀及材料要求進(jìn)行翼墻、錐體護(hù)坡、鋪砌、垂裙、帽石施工，端翼墻帽石現(xiàn)場支模澆注，錐坡、檢查梯施工時注意漿砌質(zhì)量，避免涵洞出入口日后出現(xiàn)沖刷病害。施工完畢后要進(jìn)行與原溝原路的順接。

（6）沉降縫施工

a.沉降縫內(nèi)設(shè)2cm厚的瀝青木板，外設(shè)甲種防水層，要求沉降縫上下垂直，寬窄一致。b.沉降縫處設(shè)計為MG-1型橡膠止水帶，出入口翼墻與箱身間沉降縫內(nèi)也按設(shè)計要求安裝橡膠止水帶，并在混凝土澆注后塞M10水泥砂漿深15cm，中間如有空隙可填塞黏土。c.沉降縫所用MG-1型橡膠止水帶，盡量減少接頭，如有接頭采用專用膠對接，接頭應(yīng)連接牢固，密不透水。接頭宜設(shè)在沉降縫的水平部位，不得設(shè)在沉降縫的轉(zhuǎn)角處。

（7）防水層鋪設(shè)

a.設(shè)計的防水材料為RWB-801型防水卷材，要求混凝土表面清潔干燥、平滑，認(rèn)真清理框架外表面，鋪設(shè)前先在混凝土表面上均勻涂刷一層底漆，保證防水層和混凝土表面之間可以良好的粘接。防水卷材生產(chǎn)尺寸為1.0m×10.0m，現(xiàn)場施工如需搭接，則搭接寬度不得小于10cm，搭接順序為從上而下，不得反壓。接縫焊接牢固，用封口膠封堵密實，以防進(jìn)水。b.防水層施工應(yīng)避開下雨、大風(fēng)等不良天氣。防水層鋪好后，盡早施工保護(hù)層，防止風(fēng)吹日曬使防水層開裂。

3 結(jié)束語

在施工過程中建立建全安全質(zhì)量管理制度和措施，文明施工，確保施工質(zhì)量、施工安全，尤其是沙漠橋涵基礎(chǔ)處理和水土保持等關(guān)鍵部位施工是沙漠橋涵施工質(zhì)量的保證。通過對DK39+788.5（1-16m）箱形橋施工的簡單闡述說明沙漠橋涵施工的步驟及施工方法。