淺談客運(yùn)專線分段支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)

李學(xué)意

（中鐵三局集團(tuán)第六工程有限公司 山西 晉中 030600）

淺談客運(yùn)專線分段支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)

李學(xué)意

（中鐵三局集團(tuán)第六工程有限公司 山西 晉中 030600）

石武客專某特大橋跨省道一聯(lián)32+48+32連續(xù)箱梁采用支架分段現(xiàn)澆工藝，大大節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)周期，分段現(xiàn)澆工藝一次所需混凝土方量相對(duì)較少，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了安全，快速，優(yōu)質(zhì)完成連續(xù)梁施工，可為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

連續(xù)箱梁；支架法；分段現(xiàn)澆；施工

1.引言

我國(guó)鐵路客運(yùn)專線雙線整孔連續(xù)箱梁大多采用現(xiàn)澆施工，鑒于體積大、鋼筋含量高，預(yù)應(yīng)力體系復(fù)雜，多采用懸臂分段澆筑法；在場(chǎng)地條件許可時(shí)，采用滿堂支架法是經(jīng)濟(jì)、快速的一種施工方法，但缺點(diǎn)是一次投入大，一次性施工強(qiáng)度大；支架法分段澆筑是在這兩種方法的基礎(chǔ)上衍生出來的。

2.工程概況

石武客專某特大橋一聯(lián) 32+48+32連續(xù)箱梁斜跨 S303省道，跨越處凈高為9.7m，斜交角度為105°39 54"，省道路面寬9m。全聯(lián)為三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)箱梁，梁體為斜腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，箱梁頂面寬12m，底面寬5.0～5.5m，標(biāo)準(zhǔn)斷面梁高3.078m，主跨墩頂梁高4.078m，梁底下緣按二次拋物線設(shè)置。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5道橫隔板。該處連續(xù)梁原設(shè)計(jì)為懸臂澆筑法施工，因考慮橋下行車凈空及工期影響，經(jīng)設(shè)計(jì)變更為支架現(xiàn)澆施工。

3.工程控制要點(diǎn)

3.1 跨越省道處梁式支架的設(shè)計(jì)與縱橫向分配梁的布置計(jì)算;

3.2 支架法支撐部位地基承載力的安全性的檢測(cè)及處理方案確定;

3.3 支架體系預(yù)壓后線形調(diào)整控制和分段澆筑后張拉、接縫處理，保證梁體施工完成后外觀質(zhì)量;

3.4 在不干擾正常行車的條件下施工，跨越省道處安全防護(hù)及現(xiàn)場(chǎng)安全管理。

4.工藝概述

在充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)情況，跨省道兩側(cè)及路面中間利用既有公路做基礎(chǔ)，立模澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)，然后支立鋼管樁做立柱、管頂縱橫向用工字鋼做支撐梁體荷載的“梁式支架”方法外，其余均采用滿堂紅碗扣支架現(xiàn)澆施工。全聯(lián)分段成主墩處2個(gè)29.7m第一現(xiàn)澆段a，邊墩處2個(gè)16.4m第一現(xiàn)澆b，跨中處1個(gè)15.3m第一現(xiàn)澆c，2個(gè)邊跨和2個(gè)中跨長(zhǎng)度均為1.5m合攏段。通過“梁式支架”方法既可保障交通正常通行，最大限度的降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，同時(shí)又減少征用耕地做便道使用，縮小成本投入。全聯(lián)支架及外模一次安裝成型后只需安裝底腹板鋼筋內(nèi)模即可澆筑混凝土，大大節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)周期，分段現(xiàn)澆工藝一次所需混凝土方量相對(duì)較少，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，較好的控制施工質(zhì)量。

5.施工方法及操作要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

5.1.1 對(duì)承臺(tái)基坑采用二八灰土換填。

5.1.2 對(duì)既有省路進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算鋼管樁位置及數(shù)量。

5.1.3 對(duì)鋼管柱、碗扣支架、模板進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢查。

5.1.4 對(duì)各種梁體施工所需地材、鋼筋、鋼絞線等進(jìn)行檢測(cè)。

5.1.5 完成泵送混凝土配合比。

5.2 地基處理方案

滿堂支架法部分表層地基土以粘土、粉質(zhì)粘土為主，地基承載力120KPa。為保證全聯(lián)（除跨路處）地基的整體性，在對(duì)原地面土進(jìn)行挖除后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，承載力經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)在200KPa以上，然后分兩層換填三七灰土50cm，壓實(shí)后在其頂面澆筑15cm厚的C25混凝土。支架范圍以外50cm，挖縱向排水溝（50cm ×50cm）做好地基排水。對(duì)于承臺(tái)施工的基坑，分層回填，分層厚度不大于20cm，小型沖擊夯實(shí)機(jī)械分層夯實(shí)回填至頂面，壓實(shí)度不小于90% 。

跨線處兩側(cè)及省道路面中間采用梁式支架搭設(shè)M門洞，支架立于截面尺寸為1.0m×1.0m，高0.6 m混凝土底座上。為了較少對(duì)路面的破壞，混凝土底座與瀝青路面之間鋪墊一層油毛氈。

5.3 支架搭設(shè)

5.3.1 梁式支架搭設(shè)

跨線處兩側(cè)及省道路面中間M門洞采用外徑為529mm、壁厚10mm、長(zhǎng)為5.05m的螺旋鋼管做立柱。每根立柱底部鋼板與鋼筋混凝土底座預(yù)埋2cm厚鋼板焊接，管柱頂部橫向采用2根對(duì)扣I32a型工字鋼做橫梁，縱向采用I32a做橫跨結(jié)構(gòu)。門洞縱向荷載總長(zhǎng)11.4m，門洞基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)凈間距4.21m，門洞基礎(chǔ)中心間距5.21m，門洞高5.95m，門洞與支架斜交75度。施工時(shí)先檢查并找平預(yù)埋鋼板，在鋼板頂面用墨線彈出立柱外輪廓線；用吊車吊著立柱緩緩落到輪廓線處，焊接對(duì)稱的兩點(diǎn)，檢查立柱垂直度并調(diào)整到滿足要求時(shí)止，然后四點(diǎn)焊接固定，最后與預(yù)埋鋼板單面滿焊。橫向柱間采用Φ200mm壁厚6mm的鋼管做剪力撐，剪力撐與立柱間焊接固定，加強(qiáng)梁式支架橫向穩(wěn)定。在縱梁上鋪設(shè)10×15cm方木，在方木上支立帶頂托的碗扣式腳手架。

5.3.2 滿堂支架搭設(shè)

在混凝土墊層上支立外徑4.8cm,壁厚3.5mm的碗扣式腳手架。支架搭設(shè)在腹板處橫向間距0.6m,縱向間距0.6m,步距1.2m;中間空心梁段處橫向間距0.9m、縱向間距0.6m,步距1.2m;兩側(cè)翼緣板處橫向間距0.9m、縱向間距0.6m,步距1.2m。

剪刀撐斜桿采用扣件式鋼管。斜桿與地面夾角為45～60度并成對(duì)交叉布置。斜撐與相交的立桿采用活動(dòng)扣件相連接。斜桿布置在支架的四個(gè)側(cè)面，縱橫向每隔3～4m布置一排。

5.3.3 剛性過渡段的設(shè)置

在分段處的支架先后兩次承受混凝土的施工荷載，產(chǎn)生兩次沉降變形，變形量的大小決定梁底錯(cuò)臺(tái)的大小，過大的錯(cuò)臺(tái)對(duì)梁體的線型和受力體系產(chǎn)生不利的影響。為了減小甚至消除這一影響，在分段處支架頂部以下三排，豎向兩端各三列設(shè)置剪力撐進(jìn)行了加強(qiáng)，經(jīng)過頂壓模擬，克服了分段施工造成支架變形對(duì)混凝土外觀的影響。

5.4 模板安裝

模板安裝分兩個(gè)階段進(jìn)行，預(yù)壓階段只拼裝外模，預(yù)壓觀測(cè)完成后重新調(diào)整外模及拼裝芯模。

箱梁腹板側(cè)模上下兩圓弧倒角之間采用廠制定型鋼模，翼緣板外模、部分底模采用竹膠合板作面板。模板底上分配梁方木上采用截面尺寸為10cm×10cm的方木，橫橋向布置間距0.3m。

5.4.1 底模拼裝

底?？紤]采用標(biāo)準(zhǔn)竹膠板尺寸拼裝，剩余部分采用鋼模補(bǔ)充，在有支座部分底模進(jìn)行特殊處理。支架底模鋪設(shè)后，測(cè)放箱梁底模中心及底模邊角位置和梁體橫斷面定位。底模標(biāo)高為設(shè)計(jì)梁底加支架變形預(yù)估量，來控制底模立模。支架預(yù)壓后重新調(diào)整模板標(biāo)高。

5.4.2 側(cè)模板安裝

側(cè)模全部采用定型鋼模，各圓弧部分直接成型，保證整體外觀質(zhì)量。側(cè)模安裝時(shí)應(yīng)先使側(cè)模吊裝到位，與底模板的相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，用頂拉桿調(diào)整好側(cè)模垂直度，并與端模聯(lián)結(jié)好。側(cè)模安裝完調(diào)整其它緊固件后檢查整體模板的長(zhǎng)、寬、高尺寸及不平整度等，并做好記錄。

5.5 支架靜載預(yù)壓

5.5.1 預(yù)壓材料：用編織袋裝砂對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓荷載為梁體自重的120%。加載順序與混凝土澆筑相同，即先鋪設(shè)底板部分，然后分層在腹板部位上砂袋預(yù)壓，根據(jù)計(jì)算腹板重量達(dá)到要求后再進(jìn)行頂板部位的預(yù)壓。

5.5.2 預(yù)壓范圍：現(xiàn)澆梁段全幅范圍。為了縮短施工工期，采用逐孔預(yù)壓的方式。

5.5.3 沉降觀測(cè)：支架沉降及變形觀測(cè)采用水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)方法，在每一孔的端部2m處、1/2、1/4斷面分別布設(shè)觀測(cè)斷面，每斷面在底板布設(shè)3個(gè)點(diǎn)，左右翼緣各2個(gè)點(diǎn)，及每斷面7個(gè)點(diǎn)位，在原地面同一截面位置設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)地基壓縮變形量。在加卸載整個(gè)預(yù)壓觀測(cè)過程及時(shí)按照觀測(cè)所取得的數(shù)據(jù)繪制沉降—時(shí)間曲線，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析最終調(diào)整支架的標(biāo)高，以保證梁體混凝土施工后的線形。

5.6 鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力筋的安裝

5.6.1 鋼筋綁扎

鋼筋工程嚴(yán)格按圖紙施工，鋼筋彎鉤、焊接尺寸及接頭符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。在底模上按設(shè)計(jì)間距彈墨線首先綁扎底板鋼筋，然后綁扎腹板鋼筋，待底、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道完成后，安裝內(nèi)模，再綁扎頂板鋼筋。

5.6.2 鋼絞線安裝

鋼絞線分為頂板束、底板束、腹板束，采用波紋管制孔，錨具錨固。施工中必須先穿束，后澆筑砼。在綁扎完成第一層底板鋼筋和進(jìn)行腹板鋼筋綁扎時(shí)安裝縱向波紋管并穿束。待底、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道完成后，安裝內(nèi)模，再綁扎頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道。波紋管嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確布設(shè)，每隔50cm一道的定位筋進(jìn)行固定。

5.6.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋安裝

精軋螺紋筋在廠內(nèi)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度加工成型。按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行定位及加固。在精軋螺紋筋下錨處須穿設(shè)壓漿三叉管，用塑料管連接至梁底模肋角處，以便壓漿之用；在精軋螺紋頂部安裝3mm厚鋼板加工的倒臺(tái)型模具預(yù)留封錨槽。

5.7 內(nèi)模板安裝

內(nèi)模在腹板鋼筋綁扎完成后進(jìn)行拼裝。一次性全部拼裝完成，在梁底板處不封閉。內(nèi)模采用竹膠板，框架定位采用方木與鋼管結(jié)合。

5.8 梁體混凝土澆筑

5.8.1 砼澆筑采用汽車泵泵送，澆筑順序采用水平分段，豎向分層方式進(jìn)行?；炷涟?段a段、2段b段、1段c段順序進(jìn)行澆筑，待各段強(qiáng)度滿足要求并張拉壓漿完成后先進(jìn)行邊跨合龍段的施工，最后進(jìn)行中跨合龍段施工。

5.8.2 混凝土澆注完成終凝后立即進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)生，保證混凝土外露面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)生期不小于14天。

5.9 預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿

5.9.1 預(yù)應(yīng)力張拉

當(dāng)箱梁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%、彈性模量達(dá)到100%之后，齡期不小于7天時(shí)，就可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束張拉。各階段施工完成后注意張拉相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼束，每束預(yù)應(yīng)力鋼束一次張拉完成，各節(jié)段預(yù)應(yīng)力張拉順序按縱向、豎向、橫向順序張拉。最后進(jìn)行全聯(lián)通長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋張拉。

5.9.2 壓漿、封錨工藝

張拉施工完成后，切除外露的鋼絞線，進(jìn)行封錨。封錨采用無收縮水泥砂漿封錨，封錨時(shí)必須將錨下墊板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度大于15mm，封錨后24～48小時(shí)之內(nèi)完成灌漿。

5.10 模板的拆除

當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 60%，混凝土芯部與表層、箱內(nèi)與箱外、表層溫度與環(huán)境溫度之差均不大于15℃，且能保證構(gòu)件棱角完整時(shí)方可拆除內(nèi)模和端模。

5.11 支架拆除

碗扣式鋼管支架拆除應(yīng)按順序從跨中向支座，按照護(hù)欄→腳手板→剪刀撐→小橫桿→大橫桿→立桿件由上而下，逐層拆除，縱向?qū)ΨQ均衡卸落，所有配件一步一清，不準(zhǔn)上下同時(shí)作業(yè)。

6.設(shè)備配置與勞動(dòng)力組織

表1 分段支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工機(jī)具設(shè)備表

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6.1 主要設(shè)備配備見表1。

6.2.勞動(dòng)力組織

分段支架現(xiàn)澆連續(xù)梁人員組織見表2。

表2 分段支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工人員組織分工表

7.質(zhì)量控制

7.1 碗扣式鋼管進(jìn)場(chǎng)時(shí)要進(jìn)行壁厚等初次驗(yàn)收，對(duì)于損壞或彎曲的鋼管挑出，集中堆放或返回廠家；安裝支架前，對(duì)支架二次仔細(xì)檢查，殘次、損壞或彎曲的桿件不得使用。支架搭設(shè)中控制好立桿位置（±5mm）和垂直段（≤2%）是保證質(zhì)量的最關(guān)鍵工序。在安裝模板以前，對(duì)支架平面位置、頂部高程、節(jié)點(diǎn)聯(lián)接及縱、橫向穩(wěn)定性進(jìn)行全面檢查。

7.2 在縱橫木上安裝箱梁底模板時(shí)，應(yīng)避免竹膠板單側(cè)懸空現(xiàn)象。在調(diào)節(jié)標(biāo)高時(shí)，加強(qiáng)檢查由于標(biāo)高的調(diào)整易引起其它部位頂托松動(dòng)。

7.3 為保證鋼模與木模結(jié)合良好，在鋼模加工時(shí)在結(jié)合部位焊鋼帶，高度低于鋼模面板15mm，鋪設(shè)竹膠板時(shí)直接靠在鋼帶上與鋼模面順接，每道縫隙之間加密封條，保證混凝土不漏漿。

7.4 混凝土拌和原材必須按規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn)。必須嚴(yán)格控制底板混凝土澆筑完成后的暫停時(shí)間，腹板混凝土澆筑時(shí)底板混凝土不得出項(xiàng)初凝。對(duì)鋼筋密集的橫格板處加強(qiáng)振搗，必要時(shí)設(shè)置混凝土搗固孔。

7.5 腹板鋼索張拉應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管道摩阻、錨圈口摩阻試驗(yàn)，以保證有效應(yīng)力值。所有縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線均為兩端張拉，左右對(duì)稱進(jìn)行。

7.6 壓漿應(yīng)由低處往高處進(jìn)行，且壓漿一般在張拉結(jié)束后2天內(nèi)完成。為檢驗(yàn)壓漿效果，必要時(shí)設(shè)置帶閥門的觀測(cè)孔。

8.安全措施

8.1 在距施工現(xiàn)場(chǎng)上下行各500m、300m、200m處省道上設(shè)置明顯施工警示標(biāo)志；在距減小段兩端設(shè)置30m的減速段，設(shè)置醒目的警示牌和標(biāo)示牌，在路面上埋設(shè)減速裝置，并豎立明顯的限速標(biāo)志。

8.2 在鋼管柱前后15m范圍加設(shè)隔離防撞墩。鋼管柱涂刷紅白相間顏色以示提醒，并在施工地段兩側(cè)做好紅白相間的防護(hù)欄桿，夜間加設(shè)紅色燈光警示等。

8.3 施工期間，24小時(shí)有專人對(duì)道路進(jìn)行防護(hù)、疏導(dǎo)交通，確保公路的暢通無阻。

8.4 在現(xiàn)澆梁支架與省道立交段落部分采用高強(qiáng)防護(hù)安全網(wǎng)全部圍護(hù)，支架上搭設(shè)木板進(jìn)行防護(hù)，防止上部落下物體阻礙交通。

9.結(jié)束語

分段支架現(xiàn)澆施工連續(xù)箱梁工藝既避免了通常的支架一次現(xiàn)澆工藝的施工風(fēng)險(xiǎn)，又比懸灌施工工藝節(jié)約了施工工期，各種施工工序流水作業(yè)，節(jié)約勞動(dòng)力資源，較好的控制施工質(zhì)量，是一種比較先進(jìn)的連續(xù)箱梁施工工藝，可以應(yīng)用具備支架施工條件的鐵路及公路各種大跨度連續(xù)箱梁的施工。

［1］王常才，橋涵施工技術(shù)（第二版），北京：人民交通出版社，2007.6

［2］鐵建設(shè)[2010]241號(hào).高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南.北京：中國(guó)鐵道出版社，2011.4

［3］汪正榮，建筑施工計(jì)算手冊(cè)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.7

TU75

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1007-6344（2016）03-0235-02

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李學(xué)意，男，1978年11出生，湖南臨湘縣人，2002年畢業(yè)于湖南城市學(xué)院公路與城市道路工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)任中鐵三局六公司渝萬項(xiàng)目經(jīng)理部總工程師