高速鐵路高架車站站臺梁支架施工工藝淺議

張立軍

（中鐵三局集團(tuán)公司第五工程公司，山西 晉中 030600）

1 施工概況

杭甬客專HYZQ-1標(biāo)段紹興柯橋站的起訖里程為DK41+800～DK43+600，中心里程為DK47+800.紹興柯橋站站臺梁采用32 m、24 m、26 m 3種長度的預(yù)應(yīng)力混凝土Π型梁體，直、曲線分別設(shè)計。本文以直線部分的32 m站臺梁為例進(jìn)行闡述。32 m直線站臺梁為等高度梁體，全長32.6 m，頂面寬度12 m，頂板厚0.35 m，腹板中心距7.56m，靠正線側(cè)懸臂端距腹板中心線2.22m；梁端至支座中心線0.75 m；設(shè)防烈度6度及以下,地震動峰值加速度為0.05 g；梁體設(shè)計使用壽命為100年。

2 施工方法及工藝

紹興柯橋高架車站站臺梁梁體施工原設(shè)計采用滿堂紅支架現(xiàn)澆施工，因紹興柯橋站范圍內(nèi)主要為淤泥質(zhì)黏土，最大層厚可達(dá)47 m，為保證支架整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，實(shí)際施工時采用鋼管樁支墩基礎(chǔ)+貝雷支架體系的門式支架現(xiàn)澆施工。混凝土采用模筑法澆筑。混凝土為C50高性能耐久性混凝土，在攪拌站集中拌制，混凝土灌車運(yùn)輸，泵送入模。

支架體系組成：在承臺施工時預(yù)埋70 cm×70cm、厚度10mm的預(yù)埋鋼板。在鋼板上焊接加強(qiáng)型單層6排貝雷片（采用6孔450 mm支撐架，上下兩排加強(qiáng)弦桿,地面硬化后在貝雷片下方加設(shè)寬2 m深1 m的條形基礎(chǔ)），貝雷片頂設(shè)置4排I45工字鋼作為支架的分配梁，分配梁頂設(shè)置一排Φ529 mm螺旋鋼管支墩、支墩頂安裝雙排橫向分配梁（I45工字鋼）、加強(qiáng)型雙層貝雷片及橫向I18工字鋼，工字鋼頂設(shè)置腳手架作為梁體基礎(chǔ)。翼緣板區(qū)在簡支梁頂面設(shè)置腳手架支撐，腳手架設(shè)頂托和底托，頂托上設(shè)15 cm×18 cm方木支撐，其上縱向布置12 cm×12 cm方木支撐模板；腳手架橫向、縱向間距0.6 m，步距0.9 m.為確保混凝土澆筑完成后能夠落架，在鋼管支墩上設(shè)置砂箱作為落架裝置。

3 支架施工概述

3.1 支架安裝順序

安裝承臺預(yù)埋鋼板→鋼板上焊接加強(qiáng)型單層貝雷片（采用6孔450 mm支撐架，上下兩排加強(qiáng)弦桿,地面硬化后在貝雷片下方加設(shè)寬2 m、深1 m的條形基礎(chǔ)）→安裝4×I45工字鋼作為分配梁→分配梁上安裝安裝鋼管支墩（并安裝砂箱）→鋼管支墩設(shè)置剪刀撐→安裝橫梁→安裝雙層貝雷片→安裝貝雷架之間的橫向連接件→安裝分配梁→安裝翼緣板區(qū)腳手架→安裝橫向15 cm×18 cm方木→安裝12 cm×12 cm縱向方木→鋪設(shè)竹膠板；在底板區(qū)的分配梁上直接安裝Φ48鋼管腳手架后，再鋪設(shè)竹膠板。箱梁底板、腹板區(qū)在I18工字鋼上直接支撐方木，且不能落架，在每個鋼管支墩上設(shè)置砂箱作為落架措施；翼緣板區(qū)通過在站臺梁兩側(cè)的腳手架支撐，采用松開腳手架立桿頂托的方式進(jìn)行落架；在橋墩位置設(shè)置腳手架，通過松開頂托落架。

支架安裝時，用全站儀測定鋼管支墩的位置及垂直度測工字鋼、貝雷片的位置，用水準(zhǔn)儀測量高程。

3.2 鋼管支墩安裝

在承臺施工時預(yù)埋70 cm×70 cm、厚度10 mm的預(yù)埋件，預(yù)埋件頂焊接加強(qiáng)型貝雷片。鋼管支墩安裝時，通過鋼管上焊接的法蘭與貝雷片頂?shù)腎45工字鋼連接，支墩采用直徑Φ529 mm×10mm鋼管制作。鋼管支墩全部完成后，用∠63mm×63mm×5mm的角鋼，高度按照3 m設(shè)置水平和豎向剪刀撐，將每排5根鋼管支墩連為整體，增強(qiáng)鋼管支墩整體的穩(wěn)定性。

第一，在承臺預(yù)埋鋼板前，采用水準(zhǔn)儀對承臺預(yù)埋鋼板操平并進(jìn)行必要的調(diào)整，以保證鋼板表面牢固平整。打灰前，將預(yù)埋鋼板的錨固鋼筋與承臺鋼筋焊接牢固。

第二，在按墨線位置安裝貝雷片，為保證鋼管立柱的垂直度，采用水平尺和垂球?qū)︿摴苓M(jìn)行定位測量。按鋼板頂標(biāo)高和梁底標(biāo)高，扣除竹膠板厚度、貝雷架高度、工字鋼高度和砂箱高度，最后計算出鋼管長度。按計算好的長度將鋼管下好料，并將切口打磨平整，鋼管頂、底部法蘭焊接牢固。

第三，鋼管立柱定位完成后，將鋼管立柱法蘭與I45工字鋼頂之間采用滿焊焊接牢固，焊縫寬度≥8 mm，焊縫高度≥5 mm.并用8塊尺寸為15 cm×8.5 cm、厚10 mm的三角鋼板作為加勁肋板，對稱均勻地焊接在鋼板和鋼管之間。承臺上的鋼管安裝好后，用∠63 mm×63 mm×5 mm的角鋼通過焊接將鋼管連接成整體，設(shè)置水平、豎向剪刀撐，將其連為整體，增強(qiáng)支墩的穩(wěn)定性，剪刀撐設(shè)置時，按照高度3 m設(shè)置一道。

3.3 砂箱安裝

砂箱設(shè)置于鋼管立柱頂部和工字鋼橫梁之間，砂箱由8根Φ100 mm鋼管制作而成，應(yīng)保證砂箱鋼管與立柱鋼管中心軸線重合，以防偏壓。砂箱底部鋼板與鋼管立柱接觸部分采用滿焊焊接，焊縫寬度≥10 mm，焊縫高度≥5 mm.為保證小鋼管的剛度，在鋼管內(nèi)采用C20混凝土填充密實(shí)。支架拆除時，直接割斷鋼管即可。鋼管支墩上安裝的橫梁，與鋼管支墩頂部的法蘭接觸部分滿焊，砂箱上下板與箱身焊接必須滿焊。

3.4 工字鋼橫梁安裝

用2根Ⅰ45a工字鋼并焊作為橫梁，橫橋向放在砂箱頂部，2根并焊工字鋼必須保證上下表面平齊，焊接牢固，避免因局部應(yīng)力荷載而破壞。將工字鋼與砂箱焊接，以防止工字鋼橫向滑移。為保證橫梁傳力重心線與鋼管立柱及砂箱中心線重合，避免荷載偏壓而造成坍塌，事先在砂箱上表面鋼板上用粉筆標(biāo)出橫梁工字鋼定位線，按定位線對橫梁進(jìn)行定位安裝。

3.5 貝雷片安裝

采用單層加強(qiáng)型貝雷片作為梁體的承重平臺，先將貝雷片在地面上按設(shè)計片數(shù)拼裝，并分組聯(lián)結(jié)好。施工過程中應(yīng)注意貝雷片聯(lián)結(jié)銷是否按要求聯(lián)結(jié)牢固，對每一片組裝好的貝雷梁應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行檢查，確保聯(lián)結(jié)銷與聯(lián)結(jié)桿聯(lián)結(jié)牢固。為確保貝雷梁位置的準(zhǔn)確性，在工字鋼橫梁上按設(shè)計間距，將各組貝雷片的位置用油漆標(biāo)好。然后用吊車將已聯(lián)結(jié)好的貝雷片按先中間后兩邊的順序吊裝到位，并用自制U型卡將貝雷片固定在橫梁上。貝雷片每片每延米1 kN/m（包括連接器等附屬物）。

鋼管立柱的垂直度控制、受力軸線控制和支架焊接質(zhì)量控制是貝雷架施工成敗的重要環(huán)節(jié)，關(guān)鍵工序應(yīng)由專人負(fù)責(zé)檢查。

3.6 模板支撐系統(tǒng)

貝雷片上部橫向安裝I18的工字鋼形成支撐平臺（間距0.6 m），翼緣板在兩側(cè)簡支梁頂上設(shè)腳手架和方木支撐（橫橋向方木截面15 cm×18 cm，縱橋向方木截面12 cm×12 cm）。每個鋼管墩間安裝剪刀撐，將鋼管連為整體。

腳手架布置：翼緣板區(qū)域縱向×橫向=0.60 m×0.60 m，步距為0.9m；在距支撐平臺20cm處設(shè)掃地桿；橫橋、縱橋設(shè)置剪刀撐。

3.7 墩身處翼緣板及底、腹板

在承臺間搭設(shè)加強(qiáng)型單層貝雷片，貝雷片頂設(shè)置4根I45工字鋼作為分配梁，上部設(shè)置鋼管支墩進(jìn)行支撐，并設(shè)置斜向剪刀撐增強(qiáng)整體性。每個簡支梁一側(cè)的翼緣板支撐采用在簡支梁兩側(cè)設(shè)置腳手架形成支撐，并設(shè)置斜向剪刀撐與梁體連接在一起，增強(qiáng)支架整體穩(wěn)定性。

4 靜載預(yù)壓

4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

連續(xù)梁梁體混凝土325 m3，按2.6 t/m3計算，梁重845 t.梁體的全部重量由模板傳遞到支架承擔(dān)。支架、外模安裝完成后，對支架進(jìn)行預(yù)壓，其作用為：①檢驗(yàn)?zāi)０濉⒅Ъ艿膭偠取?qiáng)度及穩(wěn)定性和基礎(chǔ)承載能力；②消除模板、支架之間的非彈性變形，測算出施工荷載作用下的彈性變形值，為箱梁施工時模板的預(yù)拱度計算提供依據(jù)；③通過預(yù)壓檢測支架的穩(wěn)定，確保施工安全。

4.2 加載方法

支架平臺、箱梁外模拼裝好以后，綜合考慮各種因素，預(yù)壓荷載按混凝土重量的120%考慮，確定基準(zhǔn)荷載為：845×1.2=1 014 t.堆載預(yù)壓采用分級加載的方法進(jìn)行，壓重的先后順序按照混凝土澆筑順序進(jìn)行，先澆筑部分先加載、后澆筑部分后加載，荷載分別按設(shè)計荷載的60%，100%，120%進(jìn)行。

加載分級：

4.3 加載順序

預(yù)壓順序與混凝土灌注順序一致，預(yù)壓時分別從梁體兩端開始，分別向梁體跨中方向進(jìn)行。

4.4 人員、材料、設(shè)備配置

預(yù)壓荷載選用大型編織袋裝砂，每袋重量1.2 t左右，稱量出具體重量后標(biāo)注在袋子外面醒目位置，便于預(yù)壓時記錄。預(yù)壓時，現(xiàn)場準(zhǔn)備型鋼或其他鋼材，腹板用砂袋壓至和跨中荷載相同后，如果加壓數(shù)量不足，在其部位使用型鋼及其他鋼材加重。預(yù)壓材料裝完稱量后運(yùn)至現(xiàn)場。

預(yù)壓吊裝設(shè)備采用汽車吊（設(shè)置備用吊車），人員分為兩組、每組人員滿足24 h兩班輪流作業(yè)。具體配置如表1，2，3所示。

表1 人員配置

表2 材料配置

表3 設(shè)備配置

4.5 測點(diǎn)的布置

預(yù)壓前先在底模、翼緣板和下部支架頂端及支架基礎(chǔ)上布設(shè)觀測點(diǎn)。測量位置設(shè)在梁段虛擬分節(jié)的連接處，順橋向共設(shè)置9排觀測點(diǎn)，每排橫橋向設(shè)置4點(diǎn)，其中底板2個，兩側(cè)翼緣板各1個，點(diǎn)位布置后進(jìn)行編號；主跨支架基礎(chǔ)同時設(shè)置沉降點(diǎn)，并進(jìn)行編號，在加載過程中對鋼管樁基礎(chǔ)和符合地基進(jìn)行觀測。預(yù)壓前，將測量觀測點(diǎn)的原始標(biāo)高，并作詳細(xì)記錄。

4.6 預(yù)壓順序及觀測

預(yù)壓順序應(yīng)按照混凝土的澆筑順序進(jìn)行，先澆筑混凝土的部位先預(yù)壓，后澆筑混凝土的部位后預(yù)壓，根據(jù)本工程的幾何特點(diǎn)及混凝土的澆筑順序，預(yù)壓的順序應(yīng)為：按設(shè)計標(biāo)高調(diào)整好底模標(biāo)高，并對觀測點(diǎn)進(jìn)行初始觀測。開始預(yù)壓時，先從兩端開始，再依次加載跨中排列砂袋。

4.6.1 第一級加載

按60%荷載重進(jìn)行加載，靜壓6 h，對底模、支架等處的觀測點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高測量，作記錄。

4.6.2 第二級加載

按100%荷載重進(jìn)行加載，靜壓12 h，對底模、翼緣板、支架等處的觀測點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高測量，作記錄。

4.6.3 第三級加載

按120%荷載重進(jìn)行加載，靜壓24 h，預(yù)壓至總重量的120%時停止預(yù)壓并持荷。在這期間對底模、翼緣板、支架等處的觀測點(diǎn)每6 h進(jìn)行一次觀測，作好詳細(xì)記錄。

預(yù)壓時間根據(jù)地質(zhì)情況、梁體重量、支架類型等進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)壓試驗(yàn)后確定，若沉降不明顯趨于穩(wěn)定可卸載（沉降兩次差值≥1 mm），卸載后繼續(xù)觀測1 d.要求預(yù)壓時間為2 d.

通過預(yù)壓施工，可以消除非彈性變形的影響，在模板的標(biāo)高控制時加入預(yù)拱度數(shù)值。對于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，考慮到張拉時起拱，預(yù)拱度的設(shè)置要適當(dāng)減小或加大。

注意觀察，加載過程中如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降明顯、局部位置和支架變形過大現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加載并卸載，及時查找原因，并采取補(bǔ)救措施。

4.6.4 卸載

按照預(yù)壓順序后預(yù)壓的先卸載，先預(yù)壓的后卸載的順序進(jìn)行卸載。卸載至總重量的100%，60%及全部卸載完時，對觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測并記錄。

在預(yù)壓重物全部卸完后，對現(xiàn)澆支架全面進(jìn)行測量并作好記錄。砂袋應(yīng)在橋下不妨礙施工的地方臨時存放，輪流倒運(yùn)。待該處連續(xù)梁預(yù)壓作業(yè)結(jié)束后轉(zhuǎn)移到下一工點(diǎn)。

4.6.5 觀測成果分析

分級加載試時測量各測點(diǎn)的標(biāo)高值，用預(yù)壓前、預(yù)壓期、穩(wěn)定期、卸載后的標(biāo)高觀測值，算出模板和支架總下沉值（預(yù)壓前—穩(wěn)定期），計算彈性變形量（卸載后—穩(wěn)定期）和非彈性變形量（預(yù)壓前—卸載后）。

4.6.6 支架預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)測出梁段荷載作用下支架產(chǎn)生的彈性變形值及地基下沉值，將此彈性變形值、地基下沉值、張拉以后的起拱量與施工控制中提出的因其他因素需要設(shè)置的預(yù)拱度疊加，算出施工時應(yīng)當(dāng)采用的預(yù)拱度f=f1（設(shè)計提供值）+f2（彈性變形），按算出的預(yù)拱度重新調(diào)整底模標(biāo)高。以確保成橋后的梁體線形滿足設(shè)計要求。

預(yù)拱量采用厚度分別為1～10 mm的各種薄鋼板在相應(yīng)設(shè)計位置處水平支墊底模的橫梁。調(diào)節(jié)預(yù)拱度時，測量人員跟蹤測量，確保調(diào)模一次到位，采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行精確測量。

預(yù)壓卸載、模板調(diào)整完畢后，清理模板表面的雜物，并刷模板漆，在模板漆全部干透后，開始綁扎鋼筋。在橋上施工時，不得亂扔煙頭、煙盒、雜物，上橋必須清理腳下的污泥，在混凝土澆筑前必須進(jìn)行清理雜物和沖水，清除全部污泥。

5 支架拆除

支架拆除作業(yè)前，要對參加作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)安全交底。在統(tǒng)一指揮下，按照確定的方案進(jìn)行拆除作業(yè)。

按照先上后下、先外后里、先架面材料后構(gòu)架材料、先附件后結(jié)構(gòu)件的順序，一件一件地松開跨結(jié)、取出并隨即吊下（或集中到毗鄰的未拆的架面上，扎捆后吊下）。

分段整體吊下貝雷片時要加強(qiáng)指揮、相互詢問和協(xié)調(diào)作業(yè)，嚴(yán)禁不按程序進(jìn)行作業(yè)，拆除立桿時，在把穩(wěn)上端后，再松開下端連接取下。

嚴(yán)禁將卸下的材料拋下，在存放各類桿件時應(yīng)分類存放，盡量不使其變形，以增加其周轉(zhuǎn)次數(shù)。

5.1 拆除底模、腳手架及方木

在箱梁全部張拉完成后，割斷砂箱，將底模松開，人工將竹膠板從梁底移到翼緣板下支架上，用吊車吊至橋下存放。拆除底模時同時拆除腳手架和支撐方木，人工轉(zhuǎn)移到翼緣板下的支架上，用吊車吊至橋下分類存放。

5.2 分配梁、貝雷片拆除

拆除分配梁時解除全部與貝雷片的鎖定，用吊車人工配合吊至橋下存放。分配梁拆除后，解除貝雷片與鋼管支墩上部橫梁的連接，解除貝雷片橫向之間連接，并按照每2個支墩之間將貝雷片分段解體用吊車吊至地面，貝雷片拆除橫向連接件時不能一起全部拆除，應(yīng)分次進(jìn)行，防止貝雷片傾覆造成安全事故，每次拆除橫向連接時只能限定為1～2排。

5.3 鋼管支墩、支墩橫梁拆除

貝雷片拆除后，用氧焊切割橫梁與支墩法蘭的連接部分，用吊車將橫梁吊至地面；橫梁拆除后，拆除鋼管支墩之間的剪刀撐，用鋼絲繩通過吊車掛鉤將鋼管支墩固定，防止傾倒，拆除法蘭連接螺栓，吊離放置地面。

6 結(jié)束語

該工藝流程經(jīng)過杭甬客運(yùn)專線工程的使用，在極短工期內(nèi)有效地、保質(zhì)保量地完成了站臺梁的施工，滿足了設(shè)計要求及現(xiàn)場施工的需要。此項(xiàng)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的推廣對高速鐵路高架車站站臺梁施工工程具有重要的參考價值和實(shí)用價值。

[1]客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)[2005]160 號.）[S].

[2]鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)[2005]160號）[S].

[3]鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)[2010]241號）[S].

[4]客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南（TZ213-2005）[S].

[5]鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10424-2010J1155-2011）[S].

[6]鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（TB10002.5-2005J464-2005）[S].

[7]杭甬鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土站臺梁技術(shù)交底及設(shè)計圖紙[Z].