新建榆橫鐵路煤化工專用線DK39+788.5（1—16m）箱形橋施工

羅華東

摘 要：文章就榆橫鐵路煤化工專用線DK39+788.5箱型框架涵施工，詳細闡述沙漠大型框架涵施工步驟、方法，為沙漠橋涵施工提供部分經驗。

關鍵詞：沙漠；箱型橋；施工

1 工程概況

1.1 工程簡介

新建榆橫鐵路煤化工專用線位于毛烏素沙漠在DK39+788.5與付鮑路90°相交，設1-16m箱形橋；該橋長18.16m，寬16m。周邊地形以半固定沙丘為主，地形起伏，出露地層主要為第四系全新統風積細沙；細砂分布于地表，厚度大于6m，地下水主要為第四系孔隙潛水，分布于砂類土層中，地下水位埋深約3～8m。

1.2 主要施工管理人員及機具設備表

1.2.1 組織機構

為加強現場管理，項目經理部成立以項目經理為首，下設物資部、安質部、財物部、施工技術部、計合部、試驗室、征拆部等組成現場管理機構。

1.2.2 現場主要施工管理人員

現場主要管理人員見“現場主要管理人員表”。

現場主要管理人員表

1.2.3主要機具設備表

現場主要機具設備見“主要機具設備表”

2 施工方法及施工工藝

2.1 施工總體方案

在DK39+788.5箱形橋施工前，對既有付鮑路進行便道改移，設置減速帶、安全提示標志，交通管制，便于車輛通行；箱形橋基坑采用人工配合機械開挖。人工支模和綁扎鋼筋，混凝土由拌和站供應，混凝土運輸車運輸，采用混凝土泵車澆筑，機械震搗。用整體性模板或膠木模板澆筑頂板及邊墻模板的支撐，并通過豎向槽鋼、對拉鋼筋及底板預埋鋼筋構成支撐體系。箱身混凝土分三次進行施工，先澆筑底板，施工縫設置在倒角上部少于50cm的位置；當底板混凝土強度達到設計強度的70%后再澆筑邊墻，澆筑至倒角下不少于50cm的位置，最后澆筑頂板混凝土。頂板混凝土強度達到設計要求后，拆除支撐設施，恢復付鮑路通行。

2.2 施工程序及工藝流程

施工程序為：施工準備→基坑開挖→基底處理（1：2砂石換填）→基礎墊層施工→澆筑涵身及翼墻基礎混凝土→綁扎底板及側墻鋼筋、立涵身外側模板→澆筑涵身底板混凝土→立內側模板→綁扎側墻、頂板鋼筋→立外側模板→澆筑涵身側墻及頂板混凝土→綁扎翼墻鋼筋→立翼墻模板→澆筑翼墻混凝土→防水層施工→基坑回填→附屬工程施工→順接付鮑路→場地清理等。

2.3 施工工藝及施工方法（圖1）

2.3.1施工準備

（1）技術準備。a.施工前，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，領會施工圖紙設計意圖。學習相關施工技術指南和驗收標準。b.熟悉鋼筋制作安裝規范要求，計算鋼筋數量，繪制鋼筋加工安裝大樣圖。c.根據施工圖紙和工程結構形式、荷載大小驗算模板受力，模板安裝按規范要求安裝，確保模板工程的安全性。d.對施工作業人員進行技術交底。e.按設計要求，確定出混凝土配合比。f.編制箱形橋施工方案。

（2）現場調查。根據設計資料及已放設的箱形橋中線，結合現場實際地形、地質情況對其位置、方向、長度、出入口高程以及道路的連接等進行認真核實。結合現場實際情況和施工規范，決定基坑開挖支護方案。

（3）場地準備。a.施工便道。本橋上跨一級公路付鮑路，施工時對施工段付鮑路進行同等級改移臨時便道用以車輛通行，同時利用付鮑路作為施工臨時便道可滿足施工要求。對付鮑路進行同等級改移時，在施工地段前后100m處設置安全警示標識標牌、每20m設置一減速帶，便于車輛通行。b.臨時用電。本工程臨時用電主要是小型機具及照明用電。施工時用自備2臺250千瓦發電機供電。

（4）物資準備。a.消耗材料：根據設計和有關施工要求選定該橋施工所需混凝土、片石、鋼筋、防水卷材、止水帶等材料的品種和規格，并按設計和有關規范取樣進行原材檢驗，經檢驗合格的原材由項目部材料管理人員根據工程進展需要，分期送往施工現場。b.周轉材料：根據采用的施工方法，合理選用模板、鋼管、方木等材料。

2.3.2 基坑開挖

DK39+788.5位于毛烏素砂地，地下水埋深為3～8m，設計箱形橋基礎深2m，1：2砂石基礎換填深2m，設計總開挖深度4m，采用人工配合機械1：1放坡開挖；為防止基坑坍塌，開挖時對基坑采取必要的井點降水處理。

施工時注意事項：

（1）用人工配合挖掘機開挖，基坑放坡坡率為1：1，根據現場開挖情況，及時調整邊坡坡率，確保基坑開挖的穩定。挖掘機開挖至地下3m時視地下水量決定是否采用井點降水措施，確?；臃€定，避免坍塌。（2）基坑開挖前基坑頂面做好地面排水設施，在基坑四周設截水溝，以防雨水倒灌流入基坑。（3）基坑開挖時，不得采用局部開挖深坑及從底層向四周掏土。（4）基坑頂有動載時，坑口邊緣與施工便道間的安全距離應根據基坑深度、坡度、地質和水文條件及動載大小等情況確定，且不應小于10m。（5）基坑開挖時，應觀測坡面穩定情況。當發現坑沿頂面出現裂縫、坑壁松塌或遇涌水時，應立即停止施工，加固處理后，方可繼續施工。（6）基坑開挖完后對基坑四周用柵欄或建筑板材進行圍檔防護。

2.3.3 地基處理

DK39+788.5箱形橋設計采用1：2砂石換填進行地基處理；地基處理時對基坑底進行整平處理，換填砂石采用拌合場機械拌合，車輛運輸至施工現場，分層攤鋪，采用小型機具進行碾壓，碾壓完后進行地基承載理試驗，確保地基承載理達到設計要求150Ka，方可以進行下道程序施工。

2.3.4 基礎施工

基坑檢驗合格后，立即進行基礎混凝土的施工。按設計圖紙用全站儀測放出基礎的細部尺寸，基礎底部按設計要求布設鋼筋網片。報驗合格后，安裝鋼模板；模板支撐采用鋼管與方木支撐，同時采用鋼筋對拉，確保模板安裝穩固牢靠，接縫嚴密，不得漏漿。模板與混凝土的接觸面必須平整、清理干凈并涂刷隔離劑。澆筑混凝土前，對模板位置、尺寸、支撐、板縫等進行全面檢查，模板內的積水和雜物應清理干凈。

采用C30混凝土由拌和站集中攪拌，混凝土罐車運輸至現場，通過混凝土泵車將混凝土輸送模內。混凝土入模采用平鋪法，分兩層澆筑至基礎頂設計高程，在澆筑混凝土過程中，不得隨意留置施工縫，應一次澆筑完成。采用40型振搗棒振搗密實，并防止過振、漏振。振搗密實的標志就是表面基本不再下沉，氣泡不持續涌出、泛漿，表面平坦。

混凝土澆筑完畢后，襟邊寬度范圍內采取二次壓光工藝收光，第一次用木抹子壓實抹平，在混凝土初凝前用鐵抹子二次收面、壓光。箱身底板范圍內采取拉磨處理。混凝土初凝后覆蓋一層土工布灑水保濕養護。

2.3.5 箱身施工

本箱形橋箱身采用滿堂支架現場澆筑：第一次澆筑底板混凝土及邊墻倒角以上0.5m；第二次澆筑邊墻、頂板混凝土。

（1）底板施工。在已打好基礎混凝土的平面上，進行放樣，確定好底板邊線位置，將底板范圍內混凝土頂面鑿毛并沖洗干凈，將鋼筋加工場已加工好的鋼筋拉到工地綁扎，然后立模加固。底板側面及倒角部分模板均采用竹膠板組拼。底板澆筑前將側墻上部豎向主筋提前綁扎預埋好，以便下一步施工側墻上部時方便施工。底板澆筑時注意沉降縫位置預埋橡膠止水帶，具體見本方案關于沉降縫施工部分內容。

（2）邊墻頂板施工。底板混凝土達到設計強度的70%后，方可搭設支架、立模、綁扎鋼筋、一次性澆筑邊墻及頂板混凝土。

（3）鋼筋施工。鋼筋在鋼筋加工場集中加工，平板車運到現場，精確放樣定位后，現場綁扎成型。

a.鋼筋加工

原材經試驗檢測合格后嚴格按照圖紙加工，不論是鋼筋原材，還是加工成型的成品都必須將鋼筋表面的油漬、漆污、鐵銹清除干凈，按照不同的鋼筋編號進行分類存放，并對現場所有存放鋼筋進行下墊上蓋。鋼筋加工配料時，準確計算鋼筋長度，減少鋼筋的斷頭廢料和焊接量。接頭用搭接焊，焊縫長度和質量要符合設計和規范要求。

b.鋼筋安裝

綁扎鋼筋前，先在基礎上將箱身中心線、箱形橋輪廓線用墨線彈出。在輪廓線內放出主筋位置，按圖紙所示位置，準確綁扎鋼筋。為保證鋼筋位置準確和施工人員的安全，邊墻鋼筋須搭腳手架進行固定。

箱身頂板上部主筋要增設馬凳筋支撐，確保底板澆注混凝土時鋼筋不變形。拐角及支撐筋要求用點焊連接，以保持鋼筋整體性。

鋼筋實行梅花點綁扎，數量、間距等要符合設計要求。鋼筋通過混凝土墊塊來保證鋼筋的保護層，墊塊強度不低于實體混凝土強度，數量不少于4個/m2。

箱身頂板注意預埋防護墻、豎墻、橋面與軌道連接鋼筋，并按設計設置接地系統。

（4）模板及支架施工

a.支架桿件驗收

對進場的支架進行驗收，驗收合格后方可使用。鋼管規格為Φ48×3.5mm，鋼管壁厚不得小于3.5-0.025mm。對不合格嚴重銹蝕、彎曲、開裂等不合格的桿件不得使用。

b.支架布局

扣件式鋼管支架體系由Φ48×3.5mm鋼管、可調節頂（底）托、I12.6工字鋼橫向分配梁、10cm×10cm方木縱向分配梁組成。

立桿縱向間距均為0.6m，橫向間距為0.6m，步距上下層為0.6m，其余為1.2m。立桿底部支立在底托上，頂部通過安裝可調節頂托來調節尺寸。

c.剪刀撐

間距：沿線路縱向（架子橫向）和線路橫向（架子縱向）每5排～7排設一道剪刀撐。

剪刀撐與交叉桿件交角：45度～60度。

每道剪刀撐覆蓋面積不得超過5～7排（斜桿長度最多用兩根架桿相連，連接處長度不少于1m，每接頭不少于三個扣件，布置在兩端和中間）。沿高度分節、沿縱向分列布置。上下左右剪刀撐首尾相連。剪刀撐桿件和桿件的交點必須用扣件扣緊。

頂底托調節絲扣外露長度不大于150mm。

剪刀撐應高出地面5～10cm。

d.縱橫梁布置

在頂托上橫橋向布設I12.6的工字鋼作為分配梁，其上縱橋向布置間距30cm的10×10cm的方木，作為底板下背肋。

e.模板

模板系統由外模、內模、底模、端模等組成。箱形橋邊墻內、外模采用大塊平面鋼模板，鋼模板尺寸為1×1.5m，鋼模板設置Φ14拉桿孔，頂板、上下倒角模板、端模板均采用高強度1.5cm厚大塊竹膠板。內外模板間采用Φ14的拉桿進行連接，拉桿間距按水平0.5m，豎向0.5m布置。在鋼模板外拉桿孔位置，并排兩道水平鋼管作為勒板，拉桿兩端各使用兩個山型卡和螺帽扣緊勒板鋼管。

圖2 鋼管支架、模板加固橫斷面圖

滿堂支架受力檢算：

荷載分析：

鋼筋混凝土梁重力：按1.5倍安全系數考慮，按1m高混凝土計算，每立方米混凝土重24kN。

P1=24×1×1.5=36kN/m2。

模板荷載：側模下模板荷載最大，鋼模板按120kg/m2，竹膠板取24.99kN/m3。

P2=2.76*120*10/1.7/1000+0.015*24.99=2.32kN/m2

縱梁重量：木材密度取8.33kN/m3

P3=10×10-2×10×10-2×26×8.33/10=0.216kN/m2

橫梁重量：I12.6的工字鋼14.223kg/m

P4=14.223×16×17×10/（16×10）÷1000=0.24 kN/m2

設備及人工荷載：P5=300kg/m2=3.0kN/m2

砼澆注沖擊及振搗荷載：P6=600kg/m2=6kN/m2

支架重量：按布置圖圖示

P7=〔10÷0.6×6×16+27×5.5+8×6.57×10÷0.6〕×3.84×10÷1000÷16÷10=0.629kN/m2

Φ48×3.5mm鋼管密度：3.84kg/m

梁底縱梁檢算（10×10cm方木）：

W=■=10×102/6=166.6cm3

由梁正應力計算公式得：

σ=■=（47.536×0.62）×1000/8/166.6

=1.28MPa<[σ]=10MPa強度滿足要求；

由矩形梁彎曲剪應力計算公式得：

τ=3Q/2A=0.445MPa< [τ] =2MPa（參考一般木質）強度滿足要求；

由矩形簡支梁撓度計算公式得：

E=5×103 MPa； I=bh3/12=833.3cm4

fmax=5qL4/384EI=0.4mm<[f]=1.5mm（[f]=L/400）剛度滿足要求。

橫梁檢算（I12.6的工字鋼）：

W=■=7.4×12.62/6=195cm3

由梁正應力計算公式得：

σ=■=（47.536×0.62）×1000/8/562.5

=1.28MPa<[σ]=10MPa強度滿足要求；

由矩形梁彎曲剪應力計算公式得：

τ=3Q/2A=0.445MPa<[τ]=2MPa（參考一般木質）強度滿足要求；

由矩形簡支梁撓度計算公式得：

E=2.1×103MPa； I=bh3/12=1233.5cm4

fmax=5qL4/384EI=0.6mm<[f]=1.5mm（[f]=L/400）剛度滿足要求。

立桿檢算：

腳手管（？準48×3.5）立桿的縱向間距為0.6m，橫向間距為0.6m，故以底板下的間距為0.6m×0.6m立桿作為受力驗算桿件。

強度計算的最不利的荷載通常有a.模板、支架自重。b.新澆筑砼、鋼筋砼或其他圬工結構物的重力。c.施工人員和施工材料，機具行走運輸堆放的荷載d.振搗砼時產生的荷載。e.其他可能產生的荷載。將上述荷載按不同的分項系數予以組合。當結構重力產生的效應與可變荷載產生的效應同號時，恒載分項系數為1.2，基本可變荷載為1.4，

即Sd（rgG；rqΣQ）=1.2SG+1.4SQ=59.88kN/m2

已知鋼管？準48×3.5mm A=478.31mm2

σ=N/An=125（N/mm2）≤f=210（N/mm2）滿足上述檢算要求。

詳細放出底板中線及邊線，認真檢查基底平面尺寸及位置，精確測定底板高程。復查模板安裝情況，保證軸線位置在5mm之內，相鄰兩板面高低差不超過2mm。經質檢工程師和監理工程師核對基底尺寸、標高等滿足設計規范要求并簽字后，方可綁扎底板鋼筋， 底板鋼筋在鋼筋加工廠統一加工。

底板采用人工綁扎鋼筋，人工配合吊車安裝模板，拌合站供應混凝土，混凝土運輸車運輸，機械振搗。澆注標高為邊墻下梗肋頂部（包括下梗肋）。當底板混凝土強度達到設計強度的70%后，重新對箱身豎墻進行測量放樣，將接茬表面鑿毛，對浮漿、浮渣進行清除，并用清水沖洗干凈。

人工安裝加固模板、綁扎側墻及頂板鋼筋，鋼筋連接采用綁扎連接和對焊相結合，再安裝加固邊墻外模板，經監理同意后先澆注邊墻混凝土，邊墻混凝土澆注完以后就可以進行滿堂支架的搭設，頂板底模的鋪設。底模鋪設后重新進行測量放線，以控制頂板的底面高程。標高滿足設計要求后就可以進行頂板鋼筋的幫扎。鋼筋幫扎經監理檢查合格后就可以進行頂板混凝土的澆注。澆注順序同底板，控制澆注速度及順序，避免出現施工冷縫。鋼筋制作安裝時可搭設鋼管支架，采用“木模夾具法”控制主筋位置及間距，頂板鋼筋在頂板底模拼接完成后人工進行綁扎。鋼筋安裝時嚴格控制鋼筋保護層厚度，鋼筋交叉點綁扎成梅花型，箍筋與主筋垂直。

混凝土使用的原材料，必須經試驗室取樣檢查合格后方可使用。拌合站嚴格按照配合比施工，控制好混凝土的坍落度及和易性，混凝土運輸車運輸，混凝土泵車澆注。混凝土澆筑宜分層攤鋪，厚度控制在30cm左右，分層振搗密實。

混凝土澆注后，結構混凝土表面水分蒸發量大，易產生收縮溫差裂縫，根據氣候條件，對所澆注混凝土用土工布或塑料布覆蓋并派專人灑水養護，養護時間不得少于14天。在頂板混凝土強度達到100%后，方可拆除底模及支架；邊墻模板的拆除應能滿足拆模時其表面及棱角不因拆模而受損壞。

邊墻的施工縫不應設在同一水平線上，施工縫必須按有關規定嚴格處理。澆筑混凝土時應防止內外層主鋼筋的變形并確保內外主筋的間距。

（5）翼墻、出入口及附屬工程施工

依照圖紙尺寸、形狀及材料要求進行翼墻、錐體護坡、鋪砌、垂裙、帽石施工，端翼墻帽石現場支模澆注，錐坡、檢查梯施工時注意漿砌質量，避免涵洞出入口日后出現沖刷病害。施工完畢后要進行與原溝原路的順接。

（6）沉降縫施工

a.沉降縫內設2cm厚的瀝青木板，外設甲種防水層，要求沉降縫上下垂直，寬窄一致。b.沉降縫處設計為MG-1型橡膠止水帶，出入口翼墻與箱身間沉降縫內也按設計要求安裝橡膠止水帶，并在混凝土澆注后塞M10水泥砂漿深15cm，中間如有空隙可填塞黏土。c.沉降縫所用MG-1型橡膠止水帶，盡量減少接頭，如有接頭采用專用膠對接，接頭應連接牢固，密不透水。接頭宜設在沉降縫的水平部位，不得設在沉降縫的轉角處。

（7）防水層鋪設

a.設計的防水材料為RWB-801型防水卷材，要求混凝土表面清潔干燥、平滑，認真清理框架外表面，鋪設前先在混凝土表面上均勻涂刷一層底漆，保證防水層和混凝土表面之間可以良好的粘接。防水卷材生產尺寸為1.0m×10.0m，現場施工如需搭接，則搭接寬度不得小于10cm，搭接順序為從上而下，不得反壓。接縫焊接牢固，用封口膠封堵密實，以防進水。b.防水層施工應避開下雨、大風等不良天氣。防水層鋪好后，盡早施工保護層，防止風吹日曬使防水層開裂。

3 結束語

在施工過程中建立建全安全質量管理制度和措施，文明施工，確保施工質量、施工安全，尤其是沙漠橋涵基礎處理和水土保持等關鍵部位施工是沙漠橋涵施工質量的保證。通過對DK39+788.5（1-16m）箱形橋施工的簡單闡述說明沙漠橋涵施工的步驟及施工方法。