城際鐵路營(yíng)業(yè)線站臺(tái)翼緣板施工技術(shù)研究

靳 昆

（廣東珠肇鐵路有限責(zé)任公司 廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升,城市軌道交通發(fā)展進(jìn)程也越來(lái)越快，相鄰城市間出行隨著城際鐵路的陸續(xù)建成而變得非常方便，極大地滿足了人們的出行需求。我國(guó)各地區(qū)近年來(lái)也都提升了城際鐵路建設(shè)的力度與規(guī)模，每年都有大量新建線路投入運(yùn)營(yíng),新建線路與營(yíng)業(yè)線之間的交互也越來(lái)越多，隨之而來(lái)的營(yíng)業(yè)線及鄰近營(yíng)業(yè)線施工也大幅增加。本文對(duì)廣珠城際鐵路（已運(yùn)營(yíng)）新建翠亨站站臺(tái)翼緣板現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)研究，為后續(xù)類(lèi)似施工提供參考。

1 工程概況

本工程車(chē)站為高架站，在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前按新建線路施工完成了車(chē)站橋梁樁基礎(chǔ)、站房基礎(chǔ)及混凝土結(jié)構(gòu)、站臺(tái)梁主體施工。站臺(tái)翼緣板擬在天窗點(diǎn)內(nèi)按營(yíng)業(yè)線要求組織施工。

翼緣板懸挑長(zhǎng)度2.3m，厚度在懸臂末端為15cm，底面斜度為1 ∶10；上層鋼筋網(wǎng)為縱向φ18@100、橫向φ18@100；下層鋼筋網(wǎng)為縱向φ12@100、橫向φ12@200?；炷敛捎肅50高性能混凝土?；炷脸尚兔婢嚯x軌頂標(biāo)高1150mm。

1.1 作業(yè)內(nèi)容（見(jiàn)表1）

表1 作業(yè)內(nèi)容表

1.2 施工時(shí)間、地點(diǎn)及影響

（1）為確保施工安全，施工在夜間天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，翼緣板施工需接觸網(wǎng)停電作業(yè)[1]。施工距離接觸網(wǎng)設(shè)備安全距離不小于2m。

（2）為確保行車(chē)安全，翠亨站站臺(tái)梁后澆翼緣板工程施工過(guò)程中申請(qǐng)對(duì)施工段列車(chē)通過(guò)限速80km/h。

（3）施工起止時(shí)間:翼緣板施工擬先施工下行線，再施工上行線，理論施工時(shí)間30 天。

2 施工方法

2.1 翼緣板施工工藝概述

由于站臺(tái)翼緣板伸入防撞墻內(nèi)側(cè)，其外沿距離線路中心按1830mm 控制，距行進(jìn)中列車(chē)車(chē)體僅200mm，施工難度大。同時(shí)為避免列車(chē)通過(guò)時(shí)對(duì)現(xiàn)澆混凝土的擾動(dòng)，故全部采用吊籃的形式進(jìn)行施工。底模采用1.8cm 竹膠板，模板背面橫橋向采用5cm×10cm 木方，縱橋向采用鋼管，用14mm 螺桿固定在工字鋼上。

主受力桿件采用20 工字鋼，沿行車(chē)方向按1m 間距布置，吊桿直接鋪設(shè)在站臺(tái)面之上，站臺(tái)梁中心線部位采用M16 的膨脹螺栓加壓板固定，防止吊點(diǎn)左右偏位。為防止吊桿傾覆，吊桿尾端配重采用2 組壓板扣緊，并用4 根M16×120mm 膨脹螺栓錨固于站臺(tái)梁上（如圖1 所示）。膨脹螺栓埋深90mm，拉拔力按5kN/顆進(jìn)行抽檢（體系受力計(jì)算見(jiàn)本文2.2）。當(dāng)鉆孔遇到梁體鋼筋時(shí)，可沿工字鋼縱向適當(dāng)挪動(dòng)位置，若無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)確保螺栓埋深不小于4cm，并在工字鋼末端設(shè)置一顆埋深符合要求的膨脹螺栓，并采用φ12 鋼筋與工字鋼焊連。

圖1 錨固系統(tǒng)膨脹螺栓埋設(shè)示意圖（單位：mm）

為保證站臺(tái)界限，側(cè)模采用25 號(hào)槽鋼，頂部用φ12 鋼筋搭接焊連接在吊桿端頭，底部用鐵絲斜拉固定在已澆筑站臺(tái)梁預(yù)留鋼筋上，防止?jié)仓r(shí)側(cè)模跑位，變形侵限。

由于車(chē)站站臺(tái)混凝土面成型后距軌頂高度為1150mm，吊桿工字鋼高度為20cm，安裝成型后模板頂面標(biāo)高距軌頂1350mm，需滿足站臺(tái)限界2440mm 的要求[2]（如圖2 所示）。

圖2 站臺(tái)限界控制尺寸（單位：mm）

為保證列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全，確保站臺(tái)限界滿足規(guī)范要求，故需將吊桿工字鋼往站臺(tái)梁回縮60cm，則工字鋼端頭距離線路中心線調(diào)整為：1830mm（施工控制限界）+80mm（端模槽鋼厚度）+600mm（回縮值=2510mm>2440mm；同時(shí)在工字鋼下部肋板兩側(cè)各焊接一根1m 長(zhǎng)的∠75 等邊角鋼。角鋼與工字鋼在肋板和底板均進(jìn)行焊接，前后端各焊接不小于10cm。角鋼前端開(kāi)孔用于吊桿安裝，最端頭處頂部不設(shè)縱向鋼管。

為保證底模不變形，吊桿橫橋向設(shè)置四排，縱橋向每70cm設(shè)置一排。為保證安裝便捷，節(jié)省橋上安裝的時(shí)間，底模于橋下加工成成品后上橋安裝。

2.2 體系受力計(jì)算

為確保列車(chē)通過(guò)時(shí)模板體系的穩(wěn)定，委托專(zhuān)業(yè)單位對(duì)高速列車(chē)以不同時(shí)速通過(guò)對(duì)站臺(tái)翼緣板施工的影響進(jìn)行了建模分析，并出具了研究報(bào)告。

根據(jù)檢算，不同車(chē)速下氣動(dòng)力：“車(chē)速80km/h 時(shí)，最大正壓為66Pa（0.066kN/m2），最大負(fù)壓為46Pa（0.046kN/m2）”。

2.2.1 抗傾覆計(jì)算

F1結(jié)構(gòu)受力如圖3 所示：工字鋼全長(zhǎng)6m，懸挑2.5m（考慮破除的20 混凝土），按1m 間距布置，混凝土每米方量：（0.15+0.33）×2.5/2×1=0.6m3，混凝土每方按2.6t 考慮，總重0.6×2.6=1.56t。

圖3 結(jié)構(gòu)受力示意圖

模板自重考慮為150kg，施工活載2kN/m2（由于列車(chē)以80km/h 通過(guò)時(shí)最大負(fù)壓為0.046kN/m2，遠(yuǎn)小于施工活載，且施工活載與列車(chē)負(fù)壓不會(huì)同時(shí)存在，故以最不利考慮取施工活載）。

則15.6kN+1.5kN+2×2.3kN=21.7kN

換算為距支撐點(diǎn)1.25m 受集中力F1，則螺栓抗拔力：

工字鋼固定端為2 組壓板4 顆螺栓，取保險(xiǎn)系數(shù)為2，單顆螺栓受力應(yīng)為：

故螺栓均應(yīng)進(jìn)行4kN 的抗拔力檢測(cè)（非破壞）。

每榀梁錨固端螺栓錨固總數(shù)量為128 顆，按要求抽檢10%，抽檢數(shù)量不得小于13 顆。

2.2.2 工字鋼抗彎、抗剪驗(yàn)算

主受力桿件采用20a 型工字鋼， 截面面積：A=35.5cm2；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：f=215N/mm2；截面模量：W=236.9cm3。最不利截面即在支點(diǎn)處，所承受最大彎矩為M=1.56×10×2.5=39kN·m，最大剪力V=15.6kN。

工字鋼最大抵抗彎矩：

工字鋼最大抵抗剪力：

經(jīng)計(jì)算，20a 型工字鋼滿足混凝土澆筑受力要求。

2.2.3 列車(chē)通過(guò)氣動(dòng)力計(jì)算

根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10002—2017）4.3.14中的規(guī)定[3]，垂直氣動(dòng)力qv的計(jì)算公式如下：

式（1）中：qv為垂直氣動(dòng)力，kN/m2；qh為水平氣動(dòng)力，kN/m2；D為作用線至線路中心線距離，m。

如圖4 所示，圖中各曲線D的最小值為2.0m，車(chē)速范圍為160 ～350km/h；隨著作用線至線路中心線距離降低，氣動(dòng)力迅速增大。站臺(tái)翼緣板末端至軌道中心的距離為1.83m，得到對(duì)應(yīng)的水平氣動(dòng)力qh約為0.6kN/m2（車(chē)速160km/h）。由此得到垂直氣動(dòng)力qv應(yīng)為0.51kN/m2（車(chē)速160km/h）。

圖4 水平氣動(dòng)力qh

根據(jù)研究報(bào)告，底模在氣動(dòng)力作用下的上浮狀況分析為：“當(dāng)車(chē)速為80 ～160km/h 時(shí)，由于底模自重大于或等于氣動(dòng)力，故理論上底模不會(huì)上浮，但仍建議采用墊塊進(jìn)行處理，以防止底模松動(dòng)?！?/p>

施工時(shí)在鋼筋骨架間設(shè)置板凳筋，板凳筋與上下層鋼筋連接，同時(shí)在下層鋼筋下綁扎墊塊（4 個(gè)/m2）用以確保澆筑前模板不上浮。

2.2.4 澆筑后模板系統(tǒng)的下沉量

根據(jù)研究報(bào)告，澆筑后模板系統(tǒng)的下沉量分析為：“翼緣板為懸臂構(gòu)件，懸臂末端的變形最大；工字鋼的下沉量為0 ～7.8mm；槽鋼的下沉量為8.2 mm；底模的下沉量主要來(lái)自模板系統(tǒng)的整體變形，其最大下沉量為8.2mm?！蹦０逑到y(tǒng)的剛度能滿足要求，為減少施工活載影響，在澆筑時(shí)于軌道梁上按2m間距設(shè)置頂托臨時(shí)支撐翼緣板模型，待抹面完成后及時(shí)拆除。

2.3 施工流程

放線定位，鋼筋除銹→鋼筋調(diào)直及綁扎，安裝吊桿系統(tǒng)→安裝模板→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→脫模清理，下一循環(huán)。

2.4 翼緣板具體施工工藝

2.4.1 放線定位，鋼筋除銹

翼緣板施工前利用天窗點(diǎn)委托第三方檢測(cè)單位對(duì)鋼筋銹蝕情況進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)設(shè)計(jì)檢算后可降級(jí)使用，為進(jìn)一步確保后澆帶質(zhì)量安全，確保翼緣板連接面的穩(wěn)定性，在混凝土澆筑前，對(duì)翼緣板面層受力鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理：翼緣板原上層φ18 鋼筋外露部分按要求除銹（保留），并沿站臺(tái)梁面將上層鋼筋鑿出20cm，與新加工的φ18 主筋單面焊接，接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)滿足施工規(guī)范要求。

利用天窗點(diǎn)在站臺(tái)梁面上放出吊桿位置線，并以墨線進(jìn)行標(biāo)識(shí)。同時(shí)以線路中心線為基準(zhǔn)在站臺(tái)梁面以墨線彈出縱向控制線。控制線距離線路中心線4.8m，主要用于模板安裝的粗調(diào)，確保站臺(tái)限界1.83m。

對(duì)原站臺(tái)梁翼緣板鋼筋打磨除銹，為后續(xù)施工進(jìn)行準(zhǔn)備。

2.4.2 鋼筋調(diào)直及綁扎，安裝吊桿系統(tǒng)

人工將鋼筋調(diào)直，部分鋼筋焊接接長(zhǎng)（鋼筋焊接前需將電纜槽內(nèi)用砂填充滿，并在上面滿鋪防火石棉布）。綁扎鋼筋骨架。采用吊車(chē)將工字鋼吊桿吊裝至站臺(tái)梁面，并沿位置線擺放完畢。在站臺(tái)梁中心線部位采用M16 的膨脹螺栓加壓板固定吊桿，防止其左右偏位。依次將工字鋼壓桿吊裝上橋并安裝。工字鋼按1.5m 間距布置，并將尾部錨固系統(tǒng)安裝緊固。

為確保行車(chē)安全，鋼筋調(diào)直、綁扎及吊桿安裝后均應(yīng)對(duì)站臺(tái)限界進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢查，限界按距離線路中心線1830mm 進(jìn)行控制（多預(yù)留30mm 的安全距離，通過(guò)站臺(tái)面裝修層補(bǔ)回）。采用標(biāo)定合格的專(zhuān)用站臺(tái)限界尺按50cm 距離逐點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)在站臺(tái)兩端距離線路中心線1830mm 位置以紅外線進(jìn)行射線輔助控制。

2.4.3 安裝模板

將模板吊裝至站臺(tái)梁面后，人工進(jìn)行安裝。安裝時(shí)將加工好的木模板整體推入翼緣板下方緩緩升起就位。通過(guò)M14 螺栓固定在工字鋼吊桿上。底模就位后，將側(cè)模槽鋼安裝就位并緊固。

混凝土澆筑前為避免天窗外行車(chē)氣動(dòng)力造成模板上浮，在鋼筋骨架間設(shè)置板凳筋，板凳筋與上下層鋼筋連接，同時(shí)在下層鋼筋下綁扎墊塊（4 個(gè)/m2）用于固定底模板防止移動(dòng)。

模板安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制站臺(tái)梁限界，確保列車(chē)行車(chē)安全。模板外邊緣至線路中心線的距離須確保1830mm。模板安裝時(shí)在翼緣板兩端帶線進(jìn)行控制。同時(shí)以標(biāo)定合格的專(zhuān)用站臺(tái)限界尺根據(jù)之前站臺(tái)面的控制線間隔50cm 逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

2.4.4 混凝土澆筑

翼緣板施工前，應(yīng)對(duì)鋼筋保護(hù)層及模板安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求，模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。對(duì)模板縫隙較大處進(jìn)行封堵，避免漏漿。

在翼緣板模板下方增設(shè)豎向支撐用于輔助抵抗懸挑系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形，確保施工安全。支撐應(yīng)與底模板保證1cm 左右的間隙，避免受力過(guò)大造成軌道梁偏載。

采用清水對(duì)混凝土交界面進(jìn)行沖洗，清理干凈灰塵及浮渣。在混凝土交界面涂刷界面劑，增強(qiáng)混凝土接茬面的連接質(zhì)量。界面劑涂刷應(yīng)早于混凝土澆筑0.5h 以上，確保界面劑黏結(jié)性能。

利用白鐵皮及鋼筋架自制混凝土滑槽。澆筑時(shí)將滑槽擺放站臺(tái)梁橋面，混凝土采用泵車(chē)直接泵送至滑槽上，滑落至模型內(nèi)，避免沖擊力造成模型變形，同時(shí)也確保泵送管距離接觸網(wǎng)線的安全距離不小于2m。

混凝土入模后，采用插入式振動(dòng)棒人工振搗。振搗時(shí)應(yīng)注意垂直插入，控制插入混凝土深度，嚴(yán)禁振動(dòng)棒直接貼在模板上振搗?；炷翝仓^(guò)程中應(yīng)對(duì)模板變形情況及距離線路中心線的距離進(jìn)行監(jiān)控，振搗完成后及時(shí)復(fù)查，發(fā)現(xiàn)模板變形或超限的及時(shí)進(jìn)行處理。

2.4.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土采用灌水自然養(yǎng)護(hù)。在站臺(tái)梁中部固定縱向通長(zhǎng)φ20 的PVC 管，管上按1m 的距離開(kāi)孔，通過(guò)橋下閥門(mén)控制。待澆筑完成后定期打開(kāi)閥門(mén)對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

2.4.6 脫模清理，進(jìn)入下一循環(huán)

模板的拆除，應(yīng)以能保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。先拆除側(cè)模槽鋼，再拆除底模。拆除模板的時(shí)間為（01:00—04:30）3.5 小時(shí)的天窗點(diǎn)內(nèi)。在拆除過(guò)程中分工合作，邊拆邊清理。天窗點(diǎn)內(nèi)把全部雜物清理完畢，模板、配件等運(yùn)出指定地點(diǎn)堆放，安全員及時(shí)跟進(jìn)檢查清理情況。

2.4.7 放行列車(chē)條件

翼緣板施工擬為單線作業(yè)，先施工下行線，再施工上行線。施工期間，施工所在線別列車(chē)限速80km/h。待翼緣板全部施工完成后，列車(chē)恢復(fù)常速。

3 結(jié)語(yǔ)

城際鐵路營(yíng)業(yè)線站臺(tái)板施工重難點(diǎn)是如何在確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全的前提下，利用短暫天窗點(diǎn)高質(zhì)量完成站臺(tái)翼緣板施工，本工程施工過(guò)程中，在充分考慮施工環(huán)境及影響因素后，根據(jù)以上施工方案及參數(shù)，安全順利地完成了站臺(tái)翼緣板施工，且工程質(zhì)量良好，對(duì)其他類(lèi)似工程可以起到參考和借鑒的作用。隨著鐵路營(yíng)業(yè)線及鄰近營(yíng)業(yè)線施工工程越來(lái)越多，相關(guān)施工技術(shù)及工藝還需要技術(shù)人員和研究人員進(jìn)行不斷的探索和研究，確保營(yíng)業(yè)線及鄰近營(yíng)業(yè)線施工技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步。