淺談高速鐵路48m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁施工技術(shù)

吉祥君

摘 要：我國高速鐵路雙線箱梁預(yù)制施工技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟，但48m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的應(yīng)用較少，48m雙線現(xiàn)澆箱梁的質(zhì)量控制較為復(fù)雜。本文以合福鐵路安徽段西溪南特大橋48m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁為例，對施工過程各工序采用的方法及處理問題的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，得出以下結(jié)論：（1）現(xiàn)澆支架的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地上、地下構(gòu)筑物及管線位置確定。（2）現(xiàn)澆支架采用分段預(yù)壓可以加快施工進(jìn)度、降低工程成本，同時(shí)達(dá)到整體預(yù)壓的效果。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；48m；支架；現(xiàn)澆；箱梁

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

新建合福鐵路西溪南特大橋位于黃山市徽州區(qū)，橋梁中心里程DK304+674.545，全橋長2784.545m，橋跨布置為：35-32m+（48+80+48）m+2-24m+2-32m+3-24m+1-48m+36-32m。線路與DK304+833.540～DK304+882.840處跨越Y(jié)046旅游公路，設(shè)計(jì)為1m～48m現(xiàn)澆簡支箱梁。道路與線路大里程夾角為103°。

梁體預(yù)應(yīng)力體系為單端張拉，截面為等高梁，橫向中心處梁高為3.884m，全橋箱梁頂寬12m，隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。重量為1685t。

2 施工方案

2.1 支撐體系

支撐體系在設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，摸清楚地下管線，測量現(xiàn)場數(shù)據(jù)。針對現(xiàn)場實(shí)際情況設(shè)計(jì)支撐體系布置。本橋支撐體系設(shè)計(jì)之初設(shè)4簇鋼管柱群（未考慮到綠化帶下有排水涵管），為了避開兩側(cè)綠化帶（綠化帶下有排水涵管）將支撐體系設(shè)5簇鋼管柱群，邊支架位于永久墩承臺上，中間支架共設(shè)3個(gè)，每個(gè)支架下設(shè)擴(kuò)大基礎(chǔ)，如圖1所示。

2.2 支撐體系預(yù)壓

在進(jìn)行支架預(yù)壓工作時(shí)需要按照以下要求進(jìn)行：支架預(yù)壓工作需要在支架架設(shè)并完成驗(yàn)收之后，同時(shí)需要在支架上完成底模模板的鋪設(shè). 支架預(yù)壓的重壓體可以使用重量為梁體1.2倍左右的砂袋來替代。支架預(yù)壓后需要對支架的變形和下沉情況進(jìn)行觀測記錄， 支架下沉量在72h之內(nèi)累積下沉量<1.0mm左右方為合格，而后卸去支架預(yù)壓載荷并再次對支架的標(biāo)高進(jìn)行檢測，通過對支架預(yù)壓前和卸載后的標(biāo)高進(jìn)行檢測并計(jì)算從而可以獲得支架的變形量（包括地基的彈性變形），依據(jù)所得出的支架變形數(shù)據(jù)來設(shè)置預(yù)拱度。

結(jié)合工程實(shí)際在對支架進(jìn)行預(yù)壓作業(yè)時(shí)按照以下方法進(jìn)行：項(xiàng)目梁體重量1685t，扣除墩頂梁體部分重量后，支撐體系承受的重量為1176t，按照梁體的120%預(yù)壓重量達(dá)到1411.2t，按照每袋1200kg計(jì)算需要1176袋?，F(xiàn)場實(shí)際條件及預(yù)壓材料無法滿足整體預(yù)壓，為了達(dá)到預(yù)壓效果，綜合考慮采用分段預(yù)壓。支撐體系為5簇鋼管柱群，每2簇鋼管柱群為一個(gè)預(yù)壓階段，共分為4段進(jìn)行支撐體系進(jìn)行預(yù)壓。

在預(yù)拱度設(shè)計(jì)及箱梁底模標(biāo)高調(diào)整中需要注意的是：梁體自重產(chǎn)生的彈性變形；支架銷孔撓度、支架梁的彈性撓度；楔木壓縮等非彈性變形。在箱梁底模標(biāo)高確定上按照以下公式來進(jìn)行確定。

箱梁底模標(biāo)高按下式確定：

H=h+y+s

式中：H—底模施工標(biāo)高；h—梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高；y—設(shè)計(jì)預(yù)拱度；s—支架預(yù)壓卸載后的回彈量。

3 模板制作

側(cè)模模板制作按照48m現(xiàn)澆梁設(shè)計(jì)，并可以使用到32m及24m現(xiàn)澆梁上，因48m梁端支座位置與32m、24m不同，兩端支座位置側(cè)模板均單獨(dú)制作；腹板斜率不同，上下弧板均單獨(dú)制作，平板通用；腹板側(cè)模面板采用6mm厚鋼板，橫肋采用[10#槽鋼，邊框采用12mm×100mm扁鋼，弧處采用環(huán)筋，環(huán)筋采用12*100扁鋼，間距600mm一道，桁架采用18#工字鋼、12#工字鋼、][12#槽鋼及120mm×60mm方管組合，剪刀撐采用75mm×75mm的角鋼。桁架與模板采用活連接形式，用連接板相連；桁架間距1m，橫行采用槽鋼相連。

在澆筑混凝土后內(nèi)模會在混凝土浮力的作用下產(chǎn)生上浮進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)模發(fā)生位移，影響施工質(zhì)量。為做好內(nèi)模的固定通過在箱梁中心位置上以1.5m的間隔來設(shè)置拉結(jié)鋼筋用以完成對于內(nèi)模的固定，拉結(jié)鋼筋的上下部分別與底模、底板相連接，從而固定內(nèi)模用以避免其在混凝土澆筑施工時(shí)不會因混凝土的浮力而上浮。

4 梁體施工

4.1 普通鋼筋工程

在進(jìn)行普通鋼筋工程的施工時(shí)需要對項(xiàng)目施工所使用鋼筋的型號、強(qiáng)度進(jìn)行檢測，確保正確使用鋼筋。在鋼筋綁扎施工中嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，選用正確的鋼筋型號按照先底板及腹板鋼筋的綁扎，在完成對于底板及腹板鋼筋的綁扎后再對頂板鋼筋進(jìn)行綁扎，當(dāng)普通鋼筋綁扎遭遇預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，普通鋼筋需要通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來完成綁扎作業(yè)，避免移動或是碰撞預(yù)應(yīng)力筋。在項(xiàng)目梁段的所有預(yù)留孔處應(yīng)當(dāng)增設(shè)環(huán)狀鋼筋用以增強(qiáng)預(yù)留孔的強(qiáng)度；施工中為確保腹板、頂板、底板鋼筋的位置準(zhǔn)確，可采用增加W形或矩形的架立鋼筋等措施。

4.2 預(yù)應(yīng)力波紋管安裝

對于梁體所采用的金屬波紋管在安裝過程中注意做好檢查，避免使用破損、缺陷的波紋管。對于存在缺陷的波紋管要及時(shí)進(jìn)行更換以避免漏漿。對于梁體的錨固端需要采用與之相應(yīng)配套的支承墊板。梁體中的定位筋需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行預(yù)設(shè)和定位，確保梁體施工中預(yù)應(yīng)力管道位置的準(zhǔn)確性。在波紋管接頭位置處使用長度>30cm且直徑超過波紋管外徑2mm的接頭來進(jìn)行波紋管的連接，保障波紋管的密封性。在波紋管和固定排氣管的封堵上分別采用高強(qiáng)無收縮砂漿和PE管來進(jìn)行封堵。

4.3 混凝土施工

在混凝土澆筑施工是采用泵車將混凝土泵送至梁體，梁體混凝土澆筑按照從中間向兩端澆筑的順序進(jìn)行?；炷恋臐仓捎梅謱訚仓绞剑鲗訚仓穸炔坏贸^30cm，在每層澆筑后及時(shí)進(jìn)行振搗用以確保澆筑的均勻性。在澆筑分層上結(jié)合梁體的結(jié)構(gòu)和尺寸將底板分為一層、腹板按照3層、頂板分為一層進(jìn)行澆筑?；炷翝仓鳂I(yè)中應(yīng)避免中斷且上層混凝土的澆筑必須在下層混凝土的初凝之前完成。

4.4 預(yù)應(yīng)力張拉

梁體的預(yù)應(yīng)力拉張應(yīng)在梁體澆筑混凝土強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到預(yù)設(shè)值的95%和100%時(shí)進(jìn)行，拉張時(shí)混凝土的固化時(shí)間應(yīng)大于5d以上。拉張采用單端拉張方式按照腹板束-底板束的順序進(jìn)行，按照從外到內(nèi)左右對稱進(jìn)行拉張作業(yè)，最大不平衡束不超過1束。在預(yù)應(yīng)力拉張的過程中應(yīng)當(dāng)確保所需拉張的預(yù)應(yīng)力鋼束以梁體中心線為軸進(jìn)行左右拉張，確保預(yù)應(yīng)力鋼束的拉張質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力拉張時(shí)預(yù)應(yīng)力讀數(shù)以油壓表讀數(shù)為準(zhǔn)，通過雙控措施來校驗(yàn)拉伸量。梁體的預(yù)應(yīng)力拉張按照：0→初應(yīng)力（0.2σcon）→控制應(yīng)力σcon→持荷5分鐘→錨固的流程進(jìn)行。

4.5 孔道壓漿

在進(jìn)行孔道壓漿作業(yè)時(shí)，首先采用真空泵將預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣抽出使孔道形成-0.06MPa～-0.08MPa的真空度，而后在在孔道的另一端使用以0.7MPa以上的壓力將水泥漿壓入預(yù)應(yīng)力孔道中。孔道壓漿作業(yè)需要在漿體攪拌完成后的40min以內(nèi)完成，且統(tǒng)一孔道的漿體壓入作業(yè)需要連續(xù)一次完成。壓入漿體的溫度控制在20℃±10℃的區(qū)間范圍內(nèi)，壓入漿體后的養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)確保梁體溫度>5℃以上，如溫度過低需要采取加溫、保溫措施。高于35℃時(shí)應(yīng)延后或是降溫處理。

5 支架和模板拆除

在混凝土澆筑完成后需要進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，用以確保混凝土施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)裂縫等的缺陷。在澆筑混凝土的強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)85%以上時(shí)即可拆除梁側(cè)模及端模，在端模、內(nèi)膜、側(cè)模拆除時(shí)應(yīng)注意灑水養(yǎng)護(hù)，拆模時(shí)應(yīng)輕拿輕放保證梁體棱角完整，避免因拆除作業(yè)而導(dǎo)致梁體混凝土表面出現(xiàn)破損、麻面等的缺陷。底模和支架的拆模作業(yè)應(yīng)在預(yù)應(yīng)力鋼絞束張拉完成，管道壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行。底模拆除時(shí)應(yīng)按照同步、對稱的原則進(jìn)行拆模作業(yè)。貝雷梁拆除時(shí)，同步打開砂箱底部漏砂孔，貝雷梁整體將緩慢下放，采用汽車吊吊放至地面拆解。

6 結(jié)論與建議

西溪南特大橋48m現(xiàn)澆梁的施工，通過支架方案的比選、模板工程的優(yōu)化等，得出以下結(jié)論：（1）現(xiàn)澆支架的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地上、地下構(gòu)筑物及管線位置確定。（2）現(xiàn)澆支架采用分段預(yù)壓可以加快施工進(jìn)度、降低工程成本，同時(shí)達(dá)到整體預(yù)壓的效果。經(jīng)施工完成后的各種檢測表明，整個(gè)現(xiàn)澆梁施工完成后線型、梁體應(yīng)力等基本與設(shè)計(jì)情況相符，達(dá)到了順利成橋的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]梁兵.48m簡支箱梁現(xiàn)澆組合支架設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2014（11）：97-99.

[2]趙長明，袁明，張志勇.杭南長線東新贛江48m簡支梁設(shè)計(jì)研究[J].四川建筑，2012（2）：72-73，76.

[3]胡金光.高速鐵路現(xiàn)澆梁支架及鋼管樁基礎(chǔ)施工控制技術(shù)研究[D].天津大學(xué)，2014.