寶蘭客專鐵路現澆變寬道岔連續梁施工技術

邵春

摘要： 本文結合寶蘭客專自身特點，詳細介紹了高架車站變寬道岔連續梁鋼管貝雷梁柱式支架設計、現澆施工工藝流程、操作要點等，并進行經濟社會效益的分析，為以后類似工程施工提供借鑒。

Abstract： Combined with the characteristics of Baolan Passenger Transport Line， this paper introduces the design of the continuous joist steel tube beam column stent of the widen turnout of the elevated railway station， the cast-in-situ construction technological process， key points of operation in detail and analyzes the economical and social benefits to provide the reference for future similar engineering construction.

關鍵詞： 客專；道岔；連續梁；施工；技術

Key words： passenger transport line；turnout；continuous beam；construction；technology

中圖分類號：U459.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）08-0085-04

0 引言

目前國內客運專線鐵路常規的現澆箱梁支架施工中，一般采用的施工方法有滿堂支架法和鋼管貝雷梁柱式支架法兩種。滿堂支架法是對地基進行加固和平整處理，然后搭設滿堂支架現澆施工，具有施工簡單方便、經濟投入少的特點。該方法主要適用于工期較長、地質條件較好，場地較開闊平整的橋梁工程。但對于寶蘭客專交川溝特大橋場地狹小、地勢高差大、環保要求嚴、工期緊張以及變寬道岔連續梁結構復雜、支架高度較高等特點，如果采用滿堂支架施工不僅地基處理難度較大，安全性降低，而且材料、人員投入也較大，施工的經濟成本反而增加很多。經過方案比選，采用鋼管貝雷梁柱式支架法施工更為經濟、科學、合理。

1 設計概況

交川溝特大橋全長1057.5m。本橋為東岔車站四線橋，本橋設計兩聯變寬道岔連續梁分別是：2#墩～9#墩為 1聯（31.85+5*32.7+31.85）m兩線變四線道岔連續梁；28#墩-32#墩為1聯（31.85+2*32.7+31.85）m四線變兩線道岔連續梁。其中：

1.1 （31.85+5*32.7+31.85）m預應力混凝土連續道岔粱

總重量12277噸，全長228.7m，邊跨計算跨度31.85m，中跨計算跨度32.7m，粱體采用等高度、變寬度的斜腹板單箱三室箱形截面，粱中線處梁高2.635m，箱梁頂寬20.5m～24.2m，箱梁底寬13.2m～17.3m，中腹板厚度40cm～110cm，邊腹板厚度45cm～110cm。頂板厚度33.5cm～63.5cm，底板厚度30cm～60cm。箱室內頂板設90cm*30cm的倒角，底板設50cm*30cm的倒角。在箱梁支點處設置橫隔墻，邊、中支點處橫隔墻厚度分別為130cm，200cm，每個室橫隔墻上均設置100cm*130cm的過人洞，在每個中支點處的底板上預留一個R=40cm的進人洞。箱梁腹板設直徑10cm通風孔，底板設直徑10cm泄水孔，橋面頂板設置直徑12.5cm的泄水孔。

1.2 （31.85+2*32.7+31.85）m預應力混凝土連續道岔梁

總重量為5325噸，全長130.6m，邊跨計算跨度31.85m，中跨計算跨度32.7m，粱體采用等高度、變寬度的斜腹板箱形截面，由單箱四室過渡到單箱雙室。粱中線處梁高2.635m，箱梁頂寬12.2m～20.42m，箱梁底寬5.3m～13.52m，中腹板厚度35cm～100cm，邊腹板厚度45cm～100cm，頂板厚度33.5cm～63.5cm，底板厚度30cm～60cm。箱室內頂板設60cm*30cm的倒角，底板設50cm*30cm的倒角。在箱梁支點處設置橫隔墻，邊、中支點處橫隔墻厚度分別為130cm，200cm，每個室橫隔墻上均設置100cm*130cm的過人洞，在每個中支點處的底板上預留一個R=40cm的進人洞。箱梁腹板設直徑10cm通風孔，底板設直徑10cm泄水孔，橋面頂板設置直徑12.5cm的泄水孔。

2 支架設計方案

經設計計算，交川溝特大橋道岔連續梁支架方案為：

支架體系結構自下而上由承臺基礎、鋼管立柱、落模砂箱、鋼橫梁、貝雷梁、橫向分配梁和方木、底模、側模及支撐等構成。鋼管立柱布于兩端并支撐在承臺上，中間設兩排臨時鋼管支墩，采用1.5m厚混凝土承臺基礎。如圖1所示。

中間臨時支墩承臺上采用2×9根Φ630mm×12mm鋼管柱做支架墩身，橋墩承臺上采用1×9根Φ630mm×12mm鋼管柱做支架墩身，鋼管與承臺通過預埋鋼板連接，鋼管之間采用[28槽鋼做連接系。鋼管頂部為Φ630砂箱支座，砂箱上橫橋向擺放雙拼I45b工字鋼做橫梁。貝雷梁搭設在鋼橫梁上，貝雷梁采用標準321單層雙排加強型。連續梁每側翼緣板下均勻架設4片貝雷梁，腹板和底板下均勻架設36片單層加強型貝雷梁；地板下貝雷梁間距根據梁截面寬度不同而調整。貝雷梁上部橫橋向鋪I12.6工字鋼作為分配梁，間距50cm，分配梁上面順橋向鋪10cm×10cm方木，用于支撐連續梁底模，方木間距為中-中25cm?，F澆梁外側模采用鋼模板，內側膜為鋼木組合模板，整體一次架立。如圖2所示。通過對其強度、剛度和穩定性進行檢算，滿足驗標和規范要求。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

道岔連續梁主要施工程序：材料的儲備和堆碼地基處理基礎施工（基礎施工的同時進行貝雷梁的拼裝）吊裝鋼管柱鋪設鋼橫梁吊裝貝雷梁鋪設橫梁、底模進行支架行箱梁各工序施工最后拆除支架。

3.2 主要工藝操作要點

3.2.1 臨時支墩基礎地基處理

由于交川溝特大橋所處的環境較為復雜，為保證箱梁的施工質量，針對不同地基情況，制定不同的施工處理措施，在滿足施工要求的前提下做到經濟合理?；A處理工程從每聯箱梁墩柱施工完成后進行，處理工作連續、一次性完成。

根據現澆梁施工方案計算確定，臨時支墩基礎地基承載力必須達到200kPa以上，本橋址所在區域設計原地面地基承載力基本在200kPa以上，但局部地段不足200kPa，為保證地基承載力滿足要求，臨時支墩施工前對地基承載力進行試驗鑒定，對不滿足要求段進行換填處理。地基處理完成后通知中心試驗室對地基承載力進行檢測，檢測合格后方可施工臨時基礎，對不合格段進行重新換填。

3.2.2 鋼管立柱安裝

①在鋼管柱施工中，按設計的柱長進行合理配管，配管后進行逐節吊裝，吊裝時應盡量垂直，垂直度不大于1%（采用吊垂球的方法）。底部與預埋鋼板焊接，焊縫必須飽滿、密實。鋼管與鋼管連接處、鋼管柱與橫向槽鋼連接處設法蘭盤，進行加固。各鋼管柱之間橫向、斜向均采用工字鋼或槽鋼進行連接。并保證焊接質量。

在鋼管柱頂部，放置砂箱，用于預壓后調整標高以及后期拆除支架時用。鐵砂箱的高度一般以 50～80cm 為宜。

②在已有承臺安裝鋼管立柱時，墩身與鋼管柱必須進行有效連接，連接采用 I16 的槽鋼，墩身面墊鋼板（或預埋鋼板、預埋螺栓），用膨脹螺絲加固鋼板或焊接鋼板。

3.2.3 鋪設鋼橫梁

鐵砂箱上部鋪設鋼橫梁，結合工程的實際情況，可采用工字鋼或貝雷梁，本工程經過驗算后采用雙拼I45b工字鋼做橫梁。橫橫梁可以有效的將上部荷載平均的分配至下部的鋼管柱上，避免下部產生受力不均勻。

3.2.4 吊裝貝雷梁

鋼橫梁上架設拼裝好的貝雷梁，嚴格控制貝雷梁與貝雷梁之間的間距，由于道岔梁截面變化，貝雷梁的間距也進行適當調整。為保證支架的穩定，在每跨 1/4、3/4 處的貝雷梁下部，加設一道通長的 I14 的槽鋼，將整個支架體系的貝雷梁有效的連接，采用 U 型螺栓將槽鋼和貝雷桁架緊固。

3.2.5 鋪設橫向分配梁及連續梁底模

貝雷梁上部鋪設橫向分配梁，本工程采用I12.6工字鋼。

底模必須根據梁底的截面尺寸進行設計，同時底模的布置，必須經過嚴格的驗算。

3.2.6 支架預壓預拱度設置

在支架拼裝好，底模安裝完成后，對支架進行預壓試驗，預壓荷載取最大施工荷載的 1.1 倍，在支墩附近、1/4 跨、1/2 跨、3/4 跨以及懸臂端部等位置的支架頂面（模板上）和地面上設置觀測點，觀測沉降量變化，在預壓加載之前觀測讀數作為始讀數，在預壓加載完成后按 1 次/6h的頻率觀測支架的變形和地基沉降情況。待沉降穩定后方可卸載。卸載后，及時觀測支架沉降量和回彈值，計算出支架的彈性變形與非彈性變形值，非彈性變形值可在預壓結束后予以消除，而彈性變形則做為支架箱梁施工預留沉降量的依據。

底模標高控制為：H=h+r+Δ

式中：H-底模立模標高；

h-設計梁底標高；

r-梁跨各斷面的設計預拱度；

Δ -預壓后各相應斷面的彈性變形沉降量。

3.2.7 模板安裝

①模板安裝時確保接縫嚴密，側模與底模采用雙面膠進行密封。模板安裝后涂刷隔離劑；模板安裝時，要確保梁體的各種預埋件安裝牢固，位置正確，支座板高差小于1mm。

②在澆筑混凝土過程中安排專人對模板巡視，隨時檢查模板上易變形或松動的部位，對漏漿或跑模現象即時處理；模板安裝各部位允許偏差符合設計圖紙與現行施工規范的要求。

③模板拆除時，先將各調節桿松開，然后拆除各部。模板松動時，先松翼緣板后再松底板模板，先松跨中后松墩側，橫向對稱進行松動。

3.2.8 鋼筋加工及安裝

①鋼筋加工。鋼筋加工基本要求：鋼筋加工前，將鋼筋表面的油漬、漆污和用錘敲擊能剝落的浮皮、鐵銹等均清除干凈，帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用。鋼筋加工的形狀、尺寸必須符合設計要求。加工后的鋼筋在表面上無削弱鋼筋截面的傷痕。鋼筋平直、無局部折曲。

②梁體鋼筋綁扎。

1）按梁段主體鋼筋不同的間距制造相應規格的定位卡尺，定位卡尺要有一定的鋼度，并經常校正其準確性。

2）鋼筋正式綁扎前應根據現澆梁梁段模板的特點，先研究每根鋼筋的穿插就位順序，以減少鋼筋綁扎困難。

3）每層鋼筋之間要點焊定位鋼筋作支撐，確保每層鋼筋之間間距符合規范要求，保持每層鋼筋在同一平面內不翹曲。綁扎用的鐵絲向里彎，不得伸向保護層內。

4）鋼筋骨架安裝時，為保證梁段梁體各部位保護層厚度，在鋼筋與模板之間必須使用墊層支承?；炷帘Ｗo層墊塊采用的混凝土墊塊其強度與梁體設計強度相同，墊塊安裝后應進行固定，以防止墊塊松動灌注混凝土后，影響梁體外觀?；炷帘Ｗo層墊塊應根據不同的保護層厚度和混凝土表面位置設計不同規格的混凝土墊塊，安裝時墊塊應與鋼筋固定牢靠，確保鋼筋綁扎和吊裝時不松動、不移位。

5）為保證預應力管道的平順，在橋面鋼筋與梁體腹板、底板鋼筋安裝過程中，梁段梁體鋼筋與預應力管道（或橋面鋼筋）相碰時，依設計可適當移動梁體構造鋼筋或進行適當彎折。

3.2.9 混凝土施工

①梁體混凝土澆筑順序。

混凝土澆筑采用斜向分段、水平分層的方式連續澆筑，先從箱梁兩側腹板同步對稱均勻進行。

②混凝土振搗注意事項。

1）以插入式振搗器振搗。要垂直等距離插入到下一層 5～10cm 左右，其間距不得超過 60cm，振搗到砼表面出現灰漿和光澤使砼達到均勻為止，抽出振搗棒時要緩些，不得留有孔隙。

2）振搗時嚴禁碰撞模板及預埋件。

3）砼養護：混凝土澆筑完畢，立即進行潮濕養護，根據養護期間大氣溫度及濕度按照規范要求確定潮濕養護天數。定期對梁體進行撒水，保證混凝土表面潮濕，防止出現裂紋。

3.2.10 預應力施工

箱梁混凝土澆注完后，待混凝土初凝后，開始預應力筋的安裝。待混凝土強度和彈性模量達到設計強度的100%進行張拉。張拉采用雙控，以張拉力為主，用伸長值進行核對。

3.2.11 拆除支架

道岔連續梁拆除支架前先將卸砂孔的砂子放出，為了保證梁體同時下落，應同時放出卸砂孔的砂子。待砂子放出后，整個貝雷梁會隨著砂箱沉落與主梁分離。拆除縱向工作平臺防拋網、防護欄桿；拆除貝雷梁橫向聯系結構，再將翼板下的貝雷梁支架分組用卷揚機拖到吊車可吊到的作業范圍內，用吊車兩點起吊后緩慢吊裝在平板車上運至下一孔，底板下的貝雷梁同樣先用用卷揚機向兩側橫移，用同樣辦法吊走。橫梁和鋼管立柱用吊車吊走移位。

拆除及落架遵循全孔多點、對稱、緩慢、均勻的原則，從跨中向一側預留拆梁支架將貝雷梁拖出，然后依次循環拆除。

4 總結分析

寶蘭客專東岔車站為高架車站，位于交川溝特大橋上。該橋道岔連續梁由原設計的滿堂支架法施工改為采用鋼管貝雷梁柱式支架法進行施工，于2015年11月按期順利合攏。鋼管貝雷梁柱式支架法的采用徹底解決了該施工地段場地狹小、地勢高差大，環境保護要求嚴的難題，并取得了良好的技術、經濟和社會效益。主要表現為：

①交川溝特大橋工程位于甘肅省天水市麥積區東岔鎮立遠村交川溝內，溝谷河流湍急，場地狹小，地勢高差大，加上道岔連續梁結構復雜，截面積既大又寬（最寬處24.2m），采用鋼管貝雷梁柱式支架法施工，占地面積小，且通過調整臨時支墩的高度可以適應不同地勢高度，通過調整臨時支墩基礎的長度和鋼管立柱間距可以適應不同截面箱梁的寬度，從而減少了大量的場地平整和基礎處理的費用，安全性能也得到了更好的保證。

②交川溝特大橋工程地處小隴山國家森林公園，環境保護要求嚴。與滿堂支架施工相比，采用鋼管貝雷梁柱式支架法施工，占地面積更少，從而減少了對河道及植被的破壞，場地恢復更快、更環保。

③鋼管貝雷梁柱式支架法施工采用的鋼管和貝雷片周轉速度更快，現場安裝更便捷，支架受力結構體系簡單明了，與滿堂支架相比，更加安全可靠，經濟合理（技術指標對比如表5所示）。支架的合理設計和布置，確保了梁體砼澆筑完成后砼的內實外美，同時很好的控制了梁體的線型。

④此支架法施工，對現場的場地規劃提供了很大的空間，為更好的進行現場文明施工提供了便利條件。

⑤通過施工過程的控制和方案不斷完善，總結形成了一套符合寶蘭客專現場施工實際的客運專線鐵路道岔連續梁施工技術，對今后類似工程施工具有很好的指導和借鑒意義。

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