高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束施工技術(shù)分析

劉益鋒

(中交二航局第二工程有限公司，重慶 401100)

0 引 言

在高速鐵路建設(shè)工程中，現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁施工是其中的重點(diǎn)，由于當(dāng)前現(xiàn)有施工技術(shù)存在的不足，使得在施工過程中箱梁混凝土極易出現(xiàn)裂縫，若不加以及時(shí)控制，則對(duì)于整個(gè)高速鐵路的質(zhì)量將造成嚴(yán)重威脅。基于此，本文將高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁作為研究對(duì)象，開展對(duì)其超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束施工技術(shù)設(shè)計(jì)研究。

1 高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束施工技術(shù)

1.1 超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力支架地基處理與設(shè)計(jì)

為了提高連續(xù)梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)承載力，可在施工前，進(jìn)行連續(xù)梁超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力支架的地基處理工作，根據(jù)連續(xù)梁的地理位置、工程地質(zhì)資料與靜力觸探獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行連續(xù)梁施工現(xiàn)場(chǎng)地貌與地形的描述，在對(duì)地貌進(jìn)行描述過程中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)梁支架基礎(chǔ)部位，采用的組合方式為多元組合方式[1]。本文此次研究以揚(yáng)州南高架站連續(xù)梁施工方案為例，其中5#～4#支架處于高速鐵路連續(xù)梁的中心位置，此處是由底部河流多年沖擊而形成的軟土地基，此種地基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性較差。并且6#～5#支架的跨度較大，極易出現(xiàn)承載能力不足導(dǎo)致的現(xiàn)澆梁支架坍塌問題，因此需要對(duì)軟土厚度達(dá)到1 m之處進(jìn)行表層土清除處理，確保連續(xù)梁的支撐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)落在弱風(fēng)化花崗巖石上。

在連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中，梁柱的支架體積選擇1.1 m×1.0 m×21.0 m×21.0 m條形帶作為擴(kuò)大基礎(chǔ)，為了提高工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可對(duì)承載結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)梁距離的調(diào)整，在此過程中，對(duì)地面巖層的承載力進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)承載力不足220 kPa時(shí)，可在原基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，增加一層厚度為30 cm的回填土層，回填的材料以碎石為主，以碎石材料作為支撐承載力的主要材料，進(jìn)行地面巖層承載力的增強(qiáng)與調(diào)整。

完成超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力支架地基處理后，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)施連續(xù)梁的支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)置6#～5#使用至少2組(每組至少5根)、結(jié)構(gòu)為φ800×10 mm的獨(dú)立鋼管進(jìn)行地基支撐。在完成支撐體系的構(gòu)建后，在頂部加設(shè)貝雷梁，加設(shè)后的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 支撐體系結(jié)構(gòu)

為了進(jìn)一步提高連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中獨(dú)立鋼管立柱的穩(wěn)定性?？蓮木嚯x地面1.5 m 的位置處，設(shè)置一個(gè)橫向剛結(jié)構(gòu)連接桿，并在此結(jié)構(gòu)中加設(shè)一個(gè)豎向剪刀支撐結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)以牛腿支架作為支撐，牛腿的厚度為11.0 mm，按照高強(qiáng)度鋼板加工工藝，進(jìn)行支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[2]。在完成支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)施工處理后，在7#～6#位置加設(shè)一個(gè)盤扣式腳手架，在整體結(jié)構(gòu)端部進(jìn)行局部加強(qiáng)處理，通過此種方式，完成地基結(jié)構(gòu)的施工。

1.2 超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力支架預(yù)壓

完成連續(xù)梁超長(zhǎng)地基處理與支架設(shè)計(jì)后，為了提高盤扣式腳手架整體的穩(wěn)定性，降低支架體系節(jié)點(diǎn)縫隙造成的彈性形變發(fā)生概率，確保高速鐵路連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的成型，需要對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)壓處理[3]。處理過程中，應(yīng)控制預(yù)壓結(jié)構(gòu)的質(zhì)量按照原質(zhì)量的120%實(shí)施，同時(shí)采用三級(jí)加載方式(0%→60%→100%→120%)，進(jìn)行預(yù)壓數(shù)據(jù)的獲取。此時(shí)，可將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在連續(xù)梁兩端以及連續(xù)梁的1/2、1/4、3/4位置處，在完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置后，按照預(yù)壓測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)表格式參照表1。

表1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)表格式

通過對(duì)預(yù)壓測(cè)試結(jié)果的綜合分析，掌握不同施工方式與基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)對(duì)高速鐵路施工沉降的影響，以此為依據(jù)，選擇最適宜的施工方式，確保施工的成果可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

1.3 梁體混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑

完成上述支架結(jié)構(gòu)的安裝和預(yù)壓后，在施工現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑。為確保梁體的強(qiáng)度，選用等級(jí)為C55混凝土材料完成澆筑，并采用一次成型的方式，完成對(duì)連續(xù)梁的總方量澆筑，澆筑縱向長(zhǎng)度按照施工設(shè)計(jì)圖紙完成。由于采用一次性澆筑方式，在實(shí)際施工中需要結(jié)合混凝土供應(yīng)能力，選用HZS 6545—450型號(hào)攪拌機(jī)對(duì)混凝體澆筑材料進(jìn)行攪拌[4]。由于在具體實(shí)施中，混凝土澆筑作業(yè)面較大，一次性完成澆筑的土方量較多，增加施工難度。針對(duì)這一問題，采用分段、分層推進(jìn)的方式完成澆筑。在澆筑時(shí)，以上述項(xiàng)目為例，從4#端頭開始澆筑，并向5#方向推進(jìn)。澆筑過程中采用分層方式，第一層為底腹板倒角，第二層為下腹板，第三層為底板，第四層為上腹板，第五層為頂板，按照上述順序完成水平方向的分層澆筑。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為進(jìn)一步驗(yàn)證本文上述提出的施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，選擇以新建的連鎮(zhèn)鐵路建設(shè)項(xiàng)目作為實(shí)驗(yàn)依托，分別利用本文提出的施工技術(shù)和傳統(tǒng)施工技術(shù)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行施工建設(shè)。該工程項(xiàng)目路基地面站改為高架站，變更調(diào)整后，揚(yáng)州南高架站橋梁起訖里程DK245+284.130—DK251+418.950(短鏈4 006.77 m)，線路全長(zhǎng)2.128 km，設(shè)置2條正線、4條到發(fā)線，建設(shè)2座島式中間站臺(tái)和一座維修工區(qū)。該工程施工項(xiàng)目按照結(jié)構(gòu)劃分為正線、站線和走行線三個(gè)主要組成部分，表2為三個(gè)結(jié)構(gòu)組成施工要求對(duì)照表。

按照表2施工標(biāo)準(zhǔn)，分別利用兩種施工技術(shù)在三個(gè)主結(jié)構(gòu)上平均兩個(gè)分區(qū)當(dāng)中完成施工。選擇將完成施工后各個(gè)主結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的裂縫數(shù)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比兩種施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如圖2所示。

表2 建連鎮(zhèn)鐵路建設(shè)項(xiàng)目主結(jié)構(gòu)施工要求對(duì)照表

圖2 兩種施工技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖

從圖2中得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)在應(yīng)用后能夠保證各個(gè)主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫數(shù)量在5個(gè)以內(nèi)，而在相同運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)，傳統(tǒng)施工技術(shù)下各個(gè)主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫數(shù)量均超過10個(gè)。因此，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，本文提出的施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效提高高速鐵路的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)鐵路的使用時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文將高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁作為研究對(duì)象，針對(duì)傳統(tǒng)施工技術(shù)在高速鐵路施工項(xiàng)目中存在的問題，開展超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束施工技術(shù)的設(shè)計(jì)研究。此次研究從支架地基處理、超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力支架預(yù)壓、梁體混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑三個(gè)方面展開研究。并在完成與此方面相關(guān)的研究后，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)在工程實(shí)際應(yīng)用中，可以有效減少主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的數(shù)量，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性與安全性?？傊ㄟ^本文上述的研究，為高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁施工提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的施工保障條件，并為后續(xù)相同類型連續(xù)梁施工建設(shè)提供依據(jù)，促進(jìn)高速鐵路建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。