市政橋梁上跨既有道路現(xiàn)澆連續(xù)梁支架的施工技術(shù)

張 蕾

(中鐵二十三局集團(tuán)第六工程有限公司資陽分公司，重慶 401121)

0 前 言

道橋工程建設(shè)過程中，常遇到上跨既有道路的施工情況，此時(shí)現(xiàn)澆連續(xù)梁支架施工顯得尤為關(guān)鍵。為兼顧施工質(zhì)量與既有線路穩(wěn)定運(yùn)行兩方面需求，在實(shí)際工程項(xiàng)目中需從實(shí)際情況出發(fā)，靈活運(yùn)用可行的施工技術(shù)，注重安全管理工作，以不影響既有道路運(yùn)行為前提保質(zhì)保量完成新建道橋的施工作業(yè)。

1 工程概況

某城際鐵路特大橋272～275號墩為(64 m+125 m+64 m)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，基于支架現(xiàn)澆法展開施工作業(yè)。其中，273～274號墩之間跨越既有的某國鐵一級鐵路，兩工程形成141°夾角，主墩高度29.5 m，各類梁體荷載309～506 kN/m。由于所在區(qū)域地質(zhì)較為松軟，加之既有鐵路的影響，工程施工難度相對較大。

2 上跨既有鐵路連續(xù)梁施工特點(diǎn)

連續(xù)梁支架是現(xiàn)階段工程項(xiàng)目中重要的輔助性結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)高、荷載大等特點(diǎn)，在本工程的上跨鐵路支架工程中，合理的設(shè)計(jì)與施工方案直接決定連續(xù)梁施工質(zhì)量。對此，需遵循如下原則：①支撐系統(tǒng)具有足夠穩(wěn)定性，可滿足安全施工的要求；②不可對既有鐵路運(yùn)行造成干擾；③支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與工程實(shí)際情況相適應(yīng)；④施工策略具有全局性，能夠顧及到各環(huán)節(jié)施工。

3 現(xiàn)澆連續(xù)梁支架的施工技術(shù)

3.1 連續(xù)梁支架的設(shè)計(jì)

關(guān)于連續(xù)梁支架的設(shè)計(jì)，必須在工程設(shè)計(jì)說明書的指導(dǎo)下展開，與工程實(shí)際情況相適應(yīng)。因?yàn)樵诓煌墓こ添?xiàng)目中所采取的設(shè)計(jì)方案存在差異，對應(yīng)于各環(huán)節(jié)施工中側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，若在設(shè)計(jì)工作中未準(zhǔn)確掌握設(shè)計(jì)說明的具體內(nèi)容，易引發(fā)設(shè)計(jì)方案不合理、安全隱患多等問題，這在鋼管柱設(shè)計(jì)時(shí)尤為關(guān)鍵，若高度存在偏差將會產(chǎn)生明顯的安全隱患。此外，有必要針對連續(xù)梁搭設(shè)作業(yè)創(chuàng)建完善的施工方案，考慮到工程要求選擇碗扣式鋼管支架，合適高度約為21 m。為確保連續(xù)梁支架體系的穩(wěn)定性，需針對不同的施工區(qū)域選擇合適的方法，加以分析并明確其受力特點(diǎn)，以支架管柱的受力分析為例，基于常規(guī)計(jì)算方式便可準(zhǔn)確掌握受力情況，而針對貝雷梁等較為特殊的結(jié)構(gòu)需采用特殊受力分析方法[1]。支架設(shè)計(jì)施工流程如圖1所示。

圖1 支架設(shè)計(jì)施工流程

3.2 支架搭設(shè)

上跨既有鐵路工程中，支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工的核心環(huán)節(jié)在于支架搭建。對此，施工單位要做好對鐵路管線的勘察工作，針對施工中可能受影響的管線采取改遷措施。大橋272號墩與275號墩較為特殊，該處鋼管柱與管樁的穩(wěn)定性必須得到保障，選用的是Ф630 mm×10 mm型，通過90 t振動(dòng)錘擊打使其足夠穩(wěn)定。φ630 mm鋼管柱單節(jié)長度保持一致且均為12 m，基于對焊的方式將其接長，隨后加固焊縫區(qū)，在該處設(shè)置8塊鋼板。

1)焊接質(zhì)量。嚴(yán)格把控焊接質(zhì)量，經(jīng)處理后所得焊縫應(yīng)足夠飽滿且不出現(xiàn)樁頭燒傷現(xiàn)象。施工中，若焊縫飽滿度欠佳需將該部分割除并再次焊接，經(jīng)接長處理后冷卻至常溫，方可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

2)樁位偏差。結(jié)構(gòu)的整體承載性能與結(jié)構(gòu)樁的位置與垂直度有直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)規(guī)定，樁位偏差應(yīng)控制在3 cm內(nèi)并滿足垂直度<3‰的要求。對此，施工之前需復(fù)測樁位，在后續(xù)施工中逐一檢查。合理測定垂直度，需使用到2臺經(jīng)緯儀共同完成。在樁結(jié)構(gòu)上彈墨線時(shí)所形成的墨線寬度在5 mm內(nèi)。沉樁環(huán)節(jié)，每下沉1 m隨即檢測，明確樁結(jié)構(gòu)位置情況，超出許可范圍時(shí)需輔以糾正措施。

3)測試地基承載力和復(fù)測。通過試樁的方式可確定施工區(qū)域內(nèi)地基的承載力，隨后將其與設(shè)計(jì)計(jì)算值加以比對，確定最為合適的施工樁長度。結(jié)束樁的打設(shè)作業(yè)后為之展開承載力負(fù)荷試驗(yàn)，準(zhǔn)確掌握樁基承載力，在滿足設(shè)計(jì)要求后即可持續(xù)進(jìn)行施工作業(yè)，若超出合理范圍需通過延長樁長等方式加以處理[2]。

3.3 預(yù)應(yīng)力的張拉施工

1)確保預(yù)應(yīng)力成孔質(zhì)量，否則將出現(xiàn)混凝土澆筑時(shí)發(fā)生變形等不良問題。

2)注重各結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力張拉順序，需滿足縱向→豎向→橫向的要求，檢測混凝土強(qiáng)度，本工程應(yīng)滿足實(shí)際強(qiáng)度50%的標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)到該強(qiáng)度不可預(yù)張拉，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后即可進(jìn)入到初張拉環(huán)節(jié)，在此過程中嚴(yán)格控制好張拉力度，最后終張拉，達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%方可張拉。關(guān)于預(yù)應(yīng)力縱向束，針對其展開張拉作業(yè)時(shí)遵循的是對稱原則，即從兩端同時(shí)張拉。

3)結(jié)束上述環(huán)節(jié)的張拉作業(yè)且經(jīng)過一天后需全面檢驗(yàn)張拉結(jié)果，不可出現(xiàn)滑絲與斷絲現(xiàn)象，在確保無誤后使用角磨機(jī)處理不具備使用價(jià)值的鋼絞線，但不可對有用的鋼絞線造成任何不良影響。

3.4 箱梁合龍階段的施工

箱梁合龍遵循的是一次成型的原則，對此需要嚴(yán)格控制梁體線形與受力狀況，二者必須滿足工程要求。施工中，要注重各合龍段混凝土澆筑質(zhì)量，避免混凝土在早期硬化時(shí)出現(xiàn)體積變化的問題。在展開中跨跨中合龍段施工作業(yè)時(shí)，有必要增設(shè)臨時(shí)剛性連接裝置，并將其鎖定，以施工要求為準(zhǔn)臨時(shí)張拉特定的預(yù)應(yīng)力束。現(xiàn)場環(huán)境對混凝土澆筑有直接影響，以一天內(nèi)溫度較低的時(shí)段為宜，要求澆筑時(shí)間不超過3 h，盡可能縮短澆筑時(shí)間的目的在于給混凝土提供更充足的溫度回升空間，使得溫度能夠緩慢上升。

3.5 支架拆除施工

結(jié)束支架拆除作業(yè)后便完成了現(xiàn)澆連續(xù)梁支架的全部施工作業(yè)，但在實(shí)際工程中這一環(huán)節(jié)往往未得到重視。施工單位為節(jié)省拆除時(shí)間，通常會做出違反規(guī)定的拆除行為。事實(shí)上，支架拆除需要嚴(yán)格遵循由上至下的原則，且應(yīng)該給施工人員創(chuàng)造足夠安全的環(huán)境。

3.6 荷載受力檢算

本橋梁寬度12 m，跨度為41 m+55 m+41 m，共分為3次現(xiàn)澆施工，施工中所需混凝土用量相對較多，跨越段共計(jì)390.1 m3，同時(shí)垂直凈高度至少達(dá)到8 m。確定合適工藝流程：使用到321貝雷架縱梁并輔以工字鋼橫梁以及具備足夠強(qiáng)度的鋼管，搭設(shè)過程中縱梁置于腹板旁，確保貝雷梁下弦桿工字鋼能夠發(fā)揮出優(yōu)良的荷載傳遞效果[3]。貝雷桁架梁需將其設(shè)置于箱梁左右腹板兩側(cè)，各處均設(shè)置5排，以現(xiàn)有的貝雷桁架下弦桿為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在該處設(shè)置140c工字鋼，各材料規(guī)格一致，單根長度7.5 m，彼此間距保持為0.70 m。此外，翼緣板下部也需要增設(shè)貝雷桁架，在該結(jié)構(gòu)的支持下有效承受來自于翼緣板的荷載。

為確保貝雷桁架的穩(wěn)定性，在兩側(cè)分別設(shè)置鋼管。將適量鋼板設(shè)置在鋼管底部，通過焊接的方式處理鋼管頂部，使其與鋼板頂托相連，結(jié)構(gòu)厚度為2 cm，設(shè)置豎向加肋筋以便提升鋼管的穩(wěn)定性，使其受力足夠均勻。檢驗(yàn)荷載受力情況，具體內(nèi)容如下。

1)模板重量(含各方木支撐)：0.70 kN/m2×(9.0 m×1 m)×1.3×1.5=12.3 kN/m。

2)混凝土總重：6.90×26 kN/m3=179.4 kN/m。

3)支架總重：工程中使用到140c工字鋼：80 kg/m；每延m所用工字鋼重：(7.5 m×80kg/m)/0.70=8.6 kN/m；貝雷桁架總重：275 kg/片；每延米貝雷桁架重：275/3×4+80/3×10=0.6t/m=6 kN/m；關(guān)于支架荷載的計(jì)算，取自重的1.5倍，具體有：(8.6+6)×1.5=21.9 kN/m。

4)振動(dòng)荷載為20 kPa，因此，有：20 kPa×(9.0×1)m2/m=18 kN/m。

5)作業(yè)者與機(jī)具荷載共2.0 kPa，因此，有：2.0 kPa×(9.0×1)m2/m=18 kN/m。

4 結(jié)束語

該城際鐵路以現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)，嚴(yán)格遵循鐵路局所提出的各項(xiàng)要求，采取全面的安全防護(hù)措施，最終順利完成施工作業(yè)。基于本文提出的技術(shù)要點(diǎn)，在支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中，若遇到上跨既有鐵路的情況可給予一些指導(dǎo)，確保工程質(zhì)量與既有鐵路運(yùn)行穩(wěn)定性，推動(dòng)道橋事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

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