基于貝雷梁柱式支架法的高鐵道岔連續(xù)箱梁施工技術(shù)

摘要：簡(jiǎn)述了貝雷梁柱式支架法技術(shù)特點(diǎn)，根據(jù)某高鐵工程變寬度道岔現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際需要，提出了貝雷梁柱式支架設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用該設(shè)計(jì)方案，給該連續(xù)箱梁工程安裝貝雷梁柱式支架，為變寬度道岔現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工程施工提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；連續(xù)箱梁；貝雷梁柱式支架法；施工技術(shù)

0 引言

高速鐵路現(xiàn)澆箱梁支架，通常選用滿堂支架法或貝雷梁柱式支架法[1-2]。滿堂支架法適用于施工周期長(zhǎng)、作業(yè)區(qū)域平坦開闊、土質(zhì)狀況良好的工況，但是不適用于施工現(xiàn)場(chǎng)空間有限、地形高低錯(cuò)落、環(huán)保要求高、施工周期短的復(fù)雜工況。根據(jù)某高鐵工程變寬度道岔現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際需要，提出了貝雷梁柱式支架設(shè)計(jì)方案。

1 貝雷梁柱式支架法技術(shù)特點(diǎn)

1.1 適用于復(fù)雜地形

高速鐵路橋梁工程不僅遇到場(chǎng)地空間有限、地面高差大等情況，還會(huì)遇到高鐵道岔連續(xù)箱梁的斷面結(jié)構(gòu)變化大、施工工序復(fù)雜的情況。采用貝雷梁柱式支架法占地空間小，適用于多種復(fù)雜地形。通過(guò)調(diào)節(jié)其鋼管樁高度可匹配差異化高程的地勢(shì)，通過(guò)調(diào)節(jié)其基礎(chǔ)承臺(tái)長(zhǎng)度和鋼管柱距離可匹配連續(xù)箱梁寬窄度變化需求，可有效降低施工場(chǎng)地處理成本和提高施工區(qū)域的安全穩(wěn)定性。

1.2 裝配便捷控制精準(zhǔn)

采用貝雷梁柱式支架法，通過(guò)貝雷梁與鋼管柱的拼裝設(shè)計(jì)，可確保裝配過(guò)程更加便捷、支架支撐結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，與滿堂支架法相比更具安全性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)支架結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理設(shè)置，對(duì)高鐵道岔連續(xù)箱梁梁體的線性結(jié)構(gòu)實(shí)施精準(zhǔn)控制，可為實(shí)現(xiàn)梁體混凝土澆筑施工達(dá)到內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、外部橋體美觀的效果奠定基礎(chǔ)。

1.3 施工過(guò)程綠色環(huán)保

與滿堂支架法相比，采用貝雷梁柱式支架法進(jìn)行道岔連續(xù)箱梁施工，其占地空間小，有效降低了對(duì)植被及河道的干預(yù)破壞，施工場(chǎng)地可快速恢復(fù)原貌，施工過(guò)程綠色環(huán)保[3]。采用貝雷梁柱式支架法進(jìn)行道岔連續(xù)箱梁施工，為施工現(xiàn)場(chǎng)的布局和管理創(chuàng)造了更為有利的操作空間，有助于開展綠色文明施工。

2 工程概述

某高鐵大橋總長(zhǎng)為1356.7m，設(shè)有兩聯(lián)變寬度道岔現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。其中一聯(lián)全長(zhǎng)為243.5m，總質(zhì)量為13523t，邊跨跨度為33.13m，中跨跨度為34.21m，梁體為斜腹板單箱三室箱截面結(jié)構(gòu)。另一聯(lián)全長(zhǎng)為151.2m，總質(zhì)量為7513t，邊跨跨度為32.87m，中跨跨度為33.65m，其梁體同樣為斜腹板結(jié)構(gòu)，不同之處是其單箱四室箱截面轉(zhuǎn)換為單箱兩室箱截面。這兩聯(lián)變寬度道岔連續(xù)箱梁均在箱梁支點(diǎn)設(shè)置橫隔墻，橫隔墻上設(shè)置過(guò)人洞，箱梁腹板設(shè)置通風(fēng)口，底板設(shè)置泄水孔。

3 貝雷梁柱式支架設(shè)計(jì)方案

3.1 貝雷梁柱式支架組成

根據(jù)該橋變寬度道岔現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際需要，確定采用貝雷梁柱式支架法進(jìn)行施工。該貝雷梁柱式支架的整體結(jié)構(gòu)，從下至上分別由基礎(chǔ)承臺(tái)、鋼管柱、砂箱、分配梁、貝雷梁、橫梁、方木、底模、側(cè)模和支撐等結(jié)構(gòu)組成。

3.2 鋼管柱的設(shè)置

基礎(chǔ)承臺(tái)的混凝土厚度一般為1.7m，其長(zhǎng)度與連續(xù)箱梁橫截面的寬度基本相同，其寬度需根據(jù)支搭貝雷梁柱式支架的需要確定。鋼管柱選用直徑為630mm、壁厚為12mm的鋼材制作。在基礎(chǔ)承臺(tái)上共設(shè)置2排、每排9根鋼管柱，其底部通過(guò)埋設(shè)在基礎(chǔ)承臺(tái)上表面的鋼板焊接固定。鋼管柱之間使用槽鋼相連。

3.3 貝雷梁的設(shè)置

每根鋼管柱的頂端設(shè)有砂箱，砂箱上端設(shè)置使用工字鋼制作的分配梁。分配梁上搭設(shè)貝雷梁。砂箱里按設(shè)計(jì)高度填充砂子，其作用是在完成箱梁混凝土施工后卸除砂子，以便拆除其上部的分配梁等支架結(jié)構(gòu)；分配梁的作用是將其上部的載荷平T+rlVdyHiwmwKUIoyFrMKg==均分配到鋼管柱上。選用規(guī)范的321加強(qiáng)型單層雙排結(jié)構(gòu)的貝雷梁。

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的各邊緣翼緣板位置等距離裝配4片貝雷梁，在底模和腹模位置等距離裝配36片加強(qiáng)型單層貝雷梁。底模下端貝雷梁的間隔距離，應(yīng)參考連續(xù)箱梁橫截面寬度進(jìn)行設(shè)置。貝雷梁上端橫向鋪裝工字鋼制作的橫梁，其間隔為0.5m。該橫梁上端豎向鋪裝間距為0.25m的方木，以達(dá)到平整支撐連續(xù)箱梁底模的功能。

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁外端側(cè)模選用鋼結(jié)構(gòu)模板，內(nèi)端側(cè)模選用鋼木結(jié)構(gòu)模板。全部貝雷梁柱式支架結(jié)構(gòu)和模板，采取一次性架設(shè)成型。在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行貝雷梁柱式支架的穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度等驗(yàn)證，其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。貝雷梁柱式支架橫截面如圖1所示。

4 貝雷梁柱式支架安裝技術(shù)

4.1 安裝施工工序

在準(zhǔn)備好貝雷梁柱式支架和模板的全部配件材料，配備所需施工機(jī)械和工具，安排好施工作業(yè)人員的基礎(chǔ)上，按照下列施工工序開展貝雷梁柱式支架安裝施工。施工流程如下：地基基礎(chǔ)和承臺(tái)施工→吊裝鋼管柱→在鋼管柱上設(shè)置砂箱→安裝分配梁→安裝貝雷梁→安裝橫梁→安裝方木→安裝底?！惭b側(cè)?！惭b支撐。

4.2 安裝施工要點(diǎn)

4.2.1 修筑基礎(chǔ)和承臺(tái)

貝雷梁柱式支架施工區(qū)域地形復(fù)雜，在確保貝雷梁柱式支架施工質(zhì)量的前提下，應(yīng)根據(jù)地基的實(shí)際工況，制定適宜的施工方案，在確保施工需求的基礎(chǔ)上保證經(jīng)濟(jì)性[4]。完成每單聯(lián)箱梁的墩柱施工后，進(jìn)行貝雷梁柱式支架基礎(chǔ)地基和承臺(tái)施工。

依據(jù)該現(xiàn)澆連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)方案，臨時(shí)地基基礎(chǔ)承載力應(yīng)滿足大于200kPa的標(biāo)準(zhǔn)。該施工區(qū)域原地表承載力基本滿足設(shè)計(jì)要求，只是局部存在低于200kPa的情況，因此要測(cè)定地基承載力實(shí)際情況，對(duì)低于設(shè)計(jì)承載力的區(qū)域?qū)嵤Q填處理。待地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求后，方可按設(shè)計(jì)圖紙修筑承臺(tái)。

4.2.2 裝設(shè)鋼管柱

應(yīng)參照該連續(xù)箱梁的墩柱高度，設(shè)計(jì)為分節(jié)組裝式鋼管柱，以便合理配置不同高度的鋼管柱，并以節(jié)為單位按順序吊裝。吊裝過(guò)程中應(yīng)保證鋼管柱的垂直度，使用吊錘法調(diào)整其垂直度偏差低于1%。在焊接鋼管柱底部與承臺(tái)預(yù)埋鋼板之間的焊縫時(shí)，應(yīng)保證焊縫的密實(shí)和飽滿。

鋼管柱之間使用槽鋼橫向連接，并采用法蘭盤方法實(shí)現(xiàn)牢固連接。鋼管柱之間的斜向連接使用槽鋼或工字鋼焊接固定，確保焊接質(zhì)量符合技術(shù)要求。砂箱安裝在鋼管柱頂端，其高度在0.5～0.8m之間。鋼管柱與墩身使用16型槽鋼連接穩(wěn)固。

4.2.3 鋪裝分配梁

在砂箱上端鋪裝使用工字鋼制作的分配梁[5]。依據(jù)該連續(xù)箱梁實(shí)際工況，經(jīng)測(cè)算選取雙拼結(jié)構(gòu)的45b型工字鋼作為分配梁，以將其上端載荷均勻的分配到下端的鋼管柱上，防止鋼管柱底部的支撐力不均衡。

4.2.4 吊裝貝雷梁

在分配梁上端安裝預(yù)先拼接完成的貝雷梁。按設(shè)計(jì)要求設(shè)置貝雷梁的間距，并參照連續(xù)箱梁截面的實(shí)際差異進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。為確保貝雷梁的牢固性，在各跨貝雷梁的1/4及3/4的下端位置各加裝1整根14型槽鋼，并在貝雷梁和槽鋼之間使用U型螺栓緊固連接，以保證貝雷梁連接穩(wěn)固。

4.2.5 裝設(shè)橫梁和方木

在貝雷梁的上端裝設(shè)使用12.6型工字鋼制作的橫梁，在橫梁上端鋪設(shè)方木。鋪設(shè)的方木即為底模支座，其上端用于布設(shè)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的底模。連續(xù)箱梁底模應(yīng)參考梁體實(shí)際截面尺寸進(jìn)行設(shè)置，在底模正式布設(shè)前應(yīng)進(jìn)行周密的測(cè)算。

4.2.6 支架預(yù)壓和觀測(cè)

在完成底模施工后，進(jìn)行貝雷梁柱式支架的預(yù)壓檢測(cè)，預(yù)壓載荷值設(shè)定為1.1倍的額定載荷值。在支架的1/4跨、1/2跨、3/4跨、鋼管樁周邊以及懸臂端部模板等位置設(shè)觀察點(diǎn)位。在預(yù)壓加載后每隔6h進(jìn)行一次支架沉降及形變觀測(cè)，以保證沉降參數(shù)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。直至沉降參數(shù)恒定后將觀察點(diǎn)位拆除。觀察點(diǎn)位拆除后，仍需及時(shí)觀測(cè)支架回彈參數(shù)和沉降參數(shù)，為后續(xù)支架、箱梁裝設(shè)施工的沉降數(shù)據(jù)提供參考。

4.2.7 布設(shè)模板

布設(shè)模板應(yīng)保證接縫的嚴(yán)密性，并保證梁體預(yù)埋件裝配點(diǎn)位正確和緊固效果，底模的高差應(yīng)低于1mm。模板布設(shè)完成后，使用雙面膠實(shí)施底模及側(cè)模的密封處理，并使用隔離劑做刷涂處理。混凝土澆筑時(shí)應(yīng)派專人檢測(cè)模板變化，及時(shí)檢測(cè)出模板出現(xiàn)松動(dòng)、形變的位置，并處置跑模、漏漿等問(wèn)題，確保模板在澆筑過(guò)程中的偏差值滿足設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在完成模板布設(shè)和結(jié)構(gòu)支撐后，即完成貝雷梁柱式支架的安裝施工。

4.2.8 鋼筋制備和綁扎

鋼筋制備加工前，應(yīng)進(jìn)行表面清潔處理，清除鋼筋外表的銹蝕、油污、浮皮等，禁止使用帶有片狀、顆粒狀銹蝕的鋼筋，鋼筋的外觀、規(guī)格尺寸應(yīng)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符，加工制備后的鋼筋應(yīng)直順、無(wú)局部彎曲、端面無(wú)斜切。

依據(jù)梁段主體鋼筋的間距差異，制備型號(hào)對(duì)應(yīng)的定位卡尺，定時(shí)檢驗(yàn)定位卡尺測(cè)量的精確度。參照現(xiàn)澆梁段模板外形等特征，設(shè)計(jì)好各個(gè)鋼筋的插裝點(diǎn)位和次序，以提高綁扎效率。鋼筋層間應(yīng)做點(diǎn)焊定位支撐，保證各層鋼筋平面無(wú)翹曲情況，層間距滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。用鐵絲綁扎時(shí)，其端頭應(yīng)做內(nèi)彎處理，防止外伸破壞保護(hù)層。

為使混凝土保護(hù)層的厚度滿足設(shè)計(jì)要求，在模板與主筋之間做混凝土墊塊支撐處理，保證混凝土墊塊強(qiáng)度高于梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。配置完混凝土墊塊后，在主筋上予以固定，避免因其松動(dòng)造成混凝土澆筑后的梁體外觀受到破壞。在裝配底模鋼筋、腹模鋼筋、橋面鋼筋時(shí)，如果鋼筋裝設(shè)與預(yù)應(yīng)力管道相沖突，可將鋼筋做適當(dāng)移位或彎曲處理，以確保預(yù)應(yīng)力管道的直順效果。

4.2.9 混凝土澆筑施工

梁體混凝土應(yīng)按照水平分層、斜向分段的模式實(shí)施一次性連續(xù)澆筑。初始澆筑位置應(yīng)選擇箱梁兩端的腹板位置，實(shí)施同步勻稱澆筑。

梁體混凝土振搗選用插入式振搗器，保證振搗棒等距離垂直插入到下層約10cm深處，插入間距應(yīng)小于0.6m，直至混凝土表層色澤勻稱、出現(xiàn)灰漿時(shí)，停止振搗。振搗棒拔出時(shí)應(yīng)緩慢，避免產(chǎn)生混凝土孔隙。振搗過(guò)程中避免與預(yù)埋件和模板發(fā)生碰撞。

完成箱梁澆筑后應(yīng)立即實(shí)施灑水養(yǎng)護(hù)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)溫濕度參數(shù)確定最終養(yǎng)護(hù)周期。期間應(yīng)對(duì)梁體實(shí)施定時(shí)灑水，保證表面混凝土的濕潤(rùn)程度，避免產(chǎn)生裂縫。

4.2.10 預(yù)應(yīng)力張拉和支架拆除

待現(xiàn)澆混凝土達(dá)到初凝效果后，實(shí)施預(yù)應(yīng)力鋼絲束裝設(shè)。待混凝土彈性模量、強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉施工。張拉選用雙控方式，即控制張拉力值，且核對(duì)鋼絞線伸長(zhǎng)值來(lái)驗(yàn)證預(yù)應(yīng)力張拉效果。

在拆卸支架和模板之前，應(yīng)先通過(guò)卸砂孔將每個(gè)鋼管柱頂部砂箱中的砂子同步卸除，以確保貝雷架同步平穩(wěn)降落，為拆除貝雷梁和模板做好準(zhǔn)備。在拆卸模板過(guò)程中，應(yīng)先松動(dòng)調(diào)節(jié)桿，再進(jìn)行各部位拆卸。模板拆卸應(yīng)以橫向?qū)ΨQ為原則，按先翼緣板后底板模板、先跨中后墩側(cè)的順序完成拆卸。

該道岔連續(xù)箱梁支架拆除以緩慢、對(duì)稱、勻速、全孔多點(diǎn)的原則實(shí)施。在卸除砂箱里的砂子、貝雷架降落一段距離后，按照與安裝時(shí)相反的順序拆除貝雷梁柱式支架的組成件，并配合使用卷?yè)P(yáng)機(jī)、起重機(jī)和運(yùn)輸車輛，將拆卸下來(lái)的零部件運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

貝雷梁柱式支架法具有適應(yīng)復(fù)雜地形空間、環(huán)保施工效果好、施工周期短等特征，可應(yīng)用于地形復(fù)雜的連續(xù)箱梁工程施工。本文根據(jù)某高速鐵路變寬度道岔連續(xù)箱梁工程的特點(diǎn)，將貝雷梁柱式支架技術(shù)應(yīng)用于該工程施工，制定貝雷梁柱式支架設(shè)計(jì)方案，按照該設(shè)計(jì)方案實(shí)施貝雷梁柱式支架的安裝施工，達(dá)到了預(yù)期目的，為高鐵變寬度道岔連續(xù)箱梁實(shí)施貝雷梁柱式支架技術(shù)提供了借鑒和參考。

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