高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程施工技術研究

靳自強、張麗娜

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

1 高速鐵路橋梁特點

為了滿足我國經濟的發(fā)展需要，在山區(qū)、河流地區(qū)都修建了高速鐵路橋梁，節(jié)約了土地資源，提升路線的平順性，并縮短了高速鐵路的距離。高速鐵路的橋梁總長度占據(jù)高速鐵路總長度的48.9%，新建設的高速鐵路橋梁有超過90%以上的橋梁使用小跨徑結構，只有在穿越峽谷、大江大河時，會使用梁結構。由于當前我國還存在用地緊張問題，以及需要解決山區(qū)對外交通和跨區(qū)域交通的需要，所以目前高速鐵路的施工會越來越多。鐵路建設初期，火車的行駛速度很慢因此橋梁的設計主要目標在于滿足承載要求，高鐵由于安全、舒適、快捷的要求，因此傳統(tǒng)橋梁單純具備承重能力已經并不能滿足高鐵建設的全新要求，為此高速鐵路橋梁具有如下要求：結構動力效應較高；橋梁必須無縫，保證橋梁上部和下部能共同產生作用；橋梁具有較高的橫向、豎向抗扭矩剛度，有效限制橋梁的變形和振幅，滿足高速鐵路的行車要求。橋梁的墩臺必須具備足夠的縱向和橫向剛度，而且要對墩臺的基礎沉降情況進行有效限制；橋梁結構需要標準化，并且和周圍環(huán)境協(xié)調，具有足夠長的使用壽命，減少維修時間。

2 工程概況

2.1 項目概況

某工程使用無砟鋼軌預應力雙線連續(xù)梁，橋面寬度12.6m，不設置檢查車通道和人行道，結構采用60+100+60m 懸臂現(xiàn)澆混凝土雙線連續(xù)梁，適用于橋面鋪設CRTSⅠ型板式、Ⅰ型雙塊式、Ⅲ型板式無砟軌道，其他無砟軌道結構構型可以根據(jù)規(guī)定執(zhí)行。

2.2 設計結構形式

橋梁的梁體使用單箱單室的機構，使用變高度、變截面箱梁形式，橋梁的底板、腹板、頂板局部向內側進行加厚，并都按照直線線性變化。橋面的防護墻內側凈寬度為9m，橋梁總寬度為12.6m，橋梁建筑的總寬度為12.9m。橋梁的全長為221.5m，經過計算，跨度形式為60m+100m+60m，中支點截面中心線位置的梁高為7.835m，梁底按照二次拋物線變化，邊支座中心線到梁端的距離為0.75m，粱縫分界線到梁端的位置為0.1m，邊支座橫橋向中心的距離為5.1m。

曲線上梁按照曲梁進行布置，梁體沿著線路左側中心線布置，相應的梁體輪廓尺寸都按照沿線的左線中心線展開。位于曲線段時，梁體輪廓、普通鋼筋和應力鋼束等都要沿著左線中心線為基準沿著徑向根據(jù)曲率進行調整。

2.3 工程設計荷載分析

工程結構材料容重按照計算，其他附屬設施重量包括鋼軌、扣件、砂漿墊層、混凝土基座線路配重，還包括橋梁的防水層、人行道、欄桿、遮板、防護墻、電纜等配套設施的重量。對聲屏障載荷計算中，插板式金屬聲屏障重量按照7.9kN/m/側計算，整體式預制混凝土屏障重量需要根據(jù)工程需求做好調整。

3 工程施工重點

3.1 材料

3.1.1 混凝土

梁體混凝土強度為C50，封錨使用強度為C50 的干硬性收縮混凝土施工，防護墻、電纜槽的混凝土強度為C40，混凝土的各項指標需要符合規(guī)范要求。C50 混凝土的彈性模量為3.55×10MPa，C40 混凝土的彈性模量為3.40×10MPa。電纜槽的蓋板使用RPC 混凝土，也可以使用C40 混凝土。工程中的活性粉末混凝土使用R130，彈性模量為4.6×10MPa。

3.1.2 預應力體系

橫向縱向預應力的抗拉強度標準為f=1860MPa，彈性模量為195GPa，縱向預應力筋管道采用圓形鍍鋅金屬波紋管成孔，錨固體系使用自錨式拉絲體系以及使用配套設備進行張拉。隔板橫向預應力筋管道使用內徑70×19mm 的扁鍍鋅金屬波紋管成孔。合龍段位置的預應力筋鍍鋅金屬使用增強型波紋管，其他位置直接使用標準型進行施工。豎向預應力筋為Φ25mm的高強度精軋螺紋管鋼筋，錨固體系使用JLM25 錨具，管道使用Φ40mm 鐵皮管成孔。

3.1.3 鋼筋

使用HPB300 和HRB400 鋼筋。

3.1.4 支座

支座需要符合現(xiàn)有標準規(guī)定，對客運專線使用鐵路梁盆式橡膠支座以及鐵路常用的跨度連續(xù)梁支座，根據(jù)橋梁所在地區(qū)地震峰值以及二期施工確定支座的噸位，選用配套的預埋鋼板。該項目使用球形鋼支座設計，該支座還具有豎向、水平向承載力等型號。

3.1.5 防水層和泄水管

泄水管使用PVC 管材，滿足設計和標準要求。

3.2 工程施工注意事項

施工中應該控制墩臺支墊的標高、位置、墊石，保證表面的平整度，根據(jù)設計或者支座生產廠家的要求安裝螺栓。在設計中需要預留2～3cm 厚的調平層，向調平層中壓注M50 干性無收縮砂漿，計算支承墊石標高時，不包括調平層的高度，連續(xù)梁梁底和支座上的墊板之間需要預留1cm 的調平高度。梁部、墩臺、基礎施工的過程中，必須做好核對工作，根據(jù)綜合接地要求埋設接地系統(tǒng)。注意接觸網基礎、聲屏障、接地系統(tǒng)、電纜爬架等設施的預埋工作，確保預埋位置精確，嚴格根據(jù)設計進行核對。樁基施工必須嚴格根據(jù)規(guī)范執(zhí)行。鉆孔工作中，施工前需要核對地質層狀況，如果和設計不符，需要和設計單位聯(lián)系，分析改進方法；樁基礎施工中，應對每個鉆孔進入巖層的標高、鉆孔進度、尺度都要嚴格控制和詳細記錄，保證樁底能充分嵌入巖層，滿足設計要求。完成鉆施工后，應該清孔并及時灌注混凝土，保證成樁質量。灌注混凝土時，應在頂面固定鋼筋骨架，避免鋼架上浮，確保成樁的質量。

4 工程施工技術

4.1 合龍段施工

合龍段施工是該項目的關鍵技術環(huán)節(jié)，施工之前必須做好施工組織設計工作。在邊跨、中跨合龍段，應該設置可靠的鋼連接裝置作為臨時剛接措施，保證澆筑工作的順利進行以及確保合龍段混凝土強度、剛性模量都達到100%的設計值，在混凝土齡期內，不少于五天的時間內進行預應力張拉，避免混凝土出現(xiàn)開裂的情況，對臨時剛接采用外剛性支撐。中跨和邊跨合龍的吊架平臺需要保證輕便、可靠、安全，符合合龍段施工的技術要求和工藝要求。合龍施工前需要連續(xù)觀測合龍段的高程、測量環(huán)境溫度48 小時以上。

為保證合龍段的強度，施工時應該使用收縮補償混凝土，并根據(jù)高于設計等級一級選擇混凝土。施工之前應進行配比試驗，有效控制合龍段的用水量，以減少收縮對合龍段施工的影響，保證混凝土可以在短時間內達到預先設計好的強度，以及及早完成預應力筋的張拉工作。在滿足正常施工溫度的情況下，選擇一天中溫度最低的時段開展混凝土澆筑工作，保證澆筑后混凝土溫度緩慢上升。

完成合龍段的混凝土澆筑后，還要開展嚴格的養(yǎng)護工作，包括覆蓋防曬、保持混凝土潮濕，在合龍段兩懸臂的端部1m 范圍內必須做好覆蓋，適當降低合龍段以外的箱梁頂部，避免由于日照導致溫度差過大。一般養(yǎng)護時間在14 天以上，所以澆筑之前需要和氣象部門聯(lián)系，了解施工兩周后的氣溫變化，如果在施工結束后的5～7 天內出現(xiàn)寒潮，應調整合龍施工時間，或者在寒潮到來之前張拉連續(xù)鋼束，保證施工的整體性。

4.2 支架、模板和掛籃

工程墩頂0 號段和邊跨現(xiàn)澆使用支架現(xiàn)澆法施工，需要嚴格按照相應技術規(guī)程進行，根據(jù)承臺形式、墩身高度和地形狀況靈活選擇支架形式，以及根據(jù)承重需要在承臺、墩身、地面上設置支架。為消除支架變形所導致對現(xiàn)澆箱梁的影響，底板立模之前，應該根據(jù)梁體混凝土的質量進行支架的預壓工作，預壓重量為箱梁自重的1.2～1.3 倍，高于支架承受施工荷載的110%。

所使用的模板應具備足夠的強度和剛度，保證模板的穩(wěn)定性，確保模板可以承受施工過程中的各種荷載，保證結構物各部分的形狀以及保證模板尺寸明確。一般采用表面較為平整的鋼模板進行施工，而且能確保接縫位置不漏漿，使混凝土構件具有準確的尺寸?；炷翝仓r，模板的溫度一般在5～35℃，如果超過溫度區(qū)間，必須調整模板溫度。

掛籃的結構需要輕便合理，保證掛模的強度和穩(wěn)定性，每個掛籃的總重量需要控制在80t 以下，并依據(jù)梁體的情況、澆筑段緊密搭接的要求調整掛籃尺寸。所有掛籃都要設置防脫落裝置避免掛籃脫落。施工前掛籃需要經過試拼、荷載試驗和預壓，通過測量在可以滿足使用要求之后才可以使用。掛籃荷載試驗時，需要測量在荷載下的撓度變形，為后續(xù)的施工提供依據(jù)。

在實際橋梁的施工過程中，尤其是在先簡支預制施工方面，工作人員首先需要對橋梁的強硬程度進行審核，如果簡支橋梁的強硬程度沒有達到橋梁工程的基本要求，后續(xù)預應力鋼束工作也會受到影響，因此需要先確定好橋梁的剛度，保證簡支橋梁的質量和穩(wěn)定程度不會受到任何影響。在現(xiàn)澆段和箱梁階段的施工中，需要開展組合設計的方法，施工人員和相關技術人員需要對后續(xù)臺階施工的方面進行考慮，施工中需要對臺階的施工預留足夠的位置，并且與橋梁建設的基本要求結合，設計出更為舒適、更為穩(wěn)定的臺階。不但如此，在橋梁施工建造的時候，相關施工技術人員可以利用先簡支后結構的連續(xù)性橋梁施工技術，對橋梁支護進行基本的操作，使橋梁支護結構更穩(wěn)定。

4.3 預應力張拉

縱向預應力分段使用一次張拉完成，施加預應力時，需要使用兩端同步張拉、先張拉長束后短束的方式，并且左右保持對稱的張拉方式。各階段都采用先張拉再豎向的方式，張拉工作中需要及時壓漿，豎向預應力應該在該階段所有縱向預應力鋼束都壓降完畢后，再進行張拉工作。預應力需要采用雙控措施，預應力值以油表讀數(shù)為主，根據(jù)預應力筋的伸長量校核張拉效果，預應力施加的過程中，應該保證兩端的伸長一致，如果單側的伸長值和設計理論值的差距大于6%，應該在查明原因后再進行張拉。

5 實際應用

5.1 前期準備工作

施工前期的準備和勘察也非常必要的，甚至可以在一定程度上決定最后的成品質量。首先，工作人員需要詳細了解當前施工的初期設計圖紙，找出內部對應的參數(shù)和實際情況，對比判斷差異并進行分析，掌握關鍵技術，根據(jù)實際情況對現(xiàn)有的工作流程進行全面優(yōu)化，確保工作質量。其次，要檢查橋梁連續(xù)梁安裝位置是否符合預期，再檢查橋梁內部結構狀況，判斷是否具有較大的內部應力或結構，是否異常形變，確保沒有安全事故的前提下，可以進行連續(xù)梁安裝。最后一點是基礎的一點也是重要的一點，工作人員需要對相關設備進行全面優(yōu)化，找出潛在的安全隱患，對到達使用年限的設備及時回收，更換可能存在安全隱患的設備，對零部件進行全方位檢測，并且建立完善設備維護和檢查體系，確保第一時間發(fā)現(xiàn)隱患，針對性地解決。

5.2 裝置選擇

在實際施工過程中，選擇規(guī)格合適的連續(xù)梁可以使得整體施工事半功倍?；诖?，在連續(xù)梁選擇時，首先工作人員應該根據(jù)固定的材料尺寸等詳細客觀數(shù)據(jù)進行初步挑選，對不符合規(guī)格的連續(xù)梁進行甄別。其次，要明確當前施工環(huán)境的特點，收集相關數(shù)據(jù)，有針對性地選擇合適的規(guī)格，但這項工作需要技術人員具有豐富的知識儲備和市場甄別能力，在施工開始之前，便綜合考慮整個工程的所有情況，找出潛在的安全隱患和決定施工質量的關鍵指標，將其考慮到審核標準中挑選合適的連續(xù)梁規(guī)格。最后，工作人員應該綜合考慮工程情況，將其結構進行分割處理，然后進行詳細的連續(xù)梁拼接工作，確保符合要求后，方可進行填充。

5.3 確定連續(xù)梁寬度

連續(xù)梁的寬度需要結合工程實際情況和技術要求進行后續(xù)的流程確定，基于此，首先工作人員需要對不同季節(jié)的溫差進行調查，考慮到熱脹冷縮的原理對零部件的影響，然后對整體施工流程進行全面優(yōu)化，避免設備故障或因為客觀條件出現(xiàn)形變無法使用，相關工作人員在考慮客觀環(huán)境因素和質量結構以外，還要明確連續(xù)梁尺度變化范圍。在固定閾值之內，即使溫度出現(xiàn)變化，也不會對施工造成過于嚴重的影響，能夠確保工期穩(wěn)定，避免不必要的成本浪費。

5.4 橋梁開槽

施工前期的勘察工作完成后，需要工作人員對審核位置進行多次檢查，確保其符合規(guī)格，而后根據(jù)實際情況確定連續(xù)梁寬度，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)差異，要立刻對面板進行處理，確保滿足施工需求方可進行后續(xù)工作。詳細來說，首先進行精確全面的數(shù)據(jù)收集工作后，可以確保橋梁平整度能夠符合施工需求，而后按照圖紙進行伸縮方案，可以避免不必要的返工。其次，工作人員要根據(jù)施工圖紙對連續(xù)梁安裝的位置進行放樣，利用切割機按照固定參數(shù)進行切割，除去內部混凝土材料，對表面進行清洗。最后，查看開槽質量，如果發(fā)現(xiàn)內部鋼筋數(shù)量不足，要立刻補充提升整體支護能力，同時還要利用高壓泵對表面進行清洗，確保規(guī)格準確。

5.5 裝置安裝

連續(xù)梁在安裝前要對整個裝置進行檢查，避免出現(xiàn)內部形變問題，如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)質量問題，要立刻上報相關部門進行快速處理。詳細來說，首先，工作人員需要明確連續(xù)梁安裝，不僅需要嚴格按照施工圖紙進行工作，還要在工作過程中收集客觀影響因素的變化情況，了解當前設備安裝是否符合要求，在生產完畢后的精確度能否達到預期效果。其次，工作人員需要明確多種客觀因素，同時作用于連續(xù)梁裝置產品等，現(xiàn)有的施工工藝能否保障穩(wěn)定性，溫度、濕度等數(shù)據(jù)的差異是否會使得產品質量出現(xiàn)變化。再次，施工過程中要對伸縮裝置進行必要的工藝調整，確保誤差能夠控制在固定范圍內，并保障橋梁中心線和連續(xù)梁中心線處于平行狀態(tài)。最后，在安裝好連續(xù)梁裝置之后，要進行詳細的數(shù)值測量和防護加固，確保焊接準確后，測量工藝準確性，相隔固定時間進行多次重復測量，確保其工作穩(wěn)定數(shù)值準確。測量結束后，要在外部進行再次加固，確保防護強度足夠，符合設計需求。

6 結語

高速鐵路橋梁施工中，應該根據(jù)高速鐵路的安全、快速、便捷要求開展橋梁設計工作，針對連續(xù)梁橋梁，應嚴格控制各項施工工藝，根據(jù)高鐵工程的施工要求和連續(xù)梁懸臂施工的要求進行施工，嚴格控制工程施工各項指標，保證對質量的控制效果。