京滬高速鐵路跨堰橋路連續(xù)箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制

汪明富

摘 要：高速鐵路跨既有道路連續(xù)箱梁施工時(shí)，為了確保道路的車輛順利通行，必須采取一定的措施，本文以京滬高速鐵路丹陽(yáng)至昆山特大橋無(wú)錫西橋段跨開發(fā)園區(qū)堰橋路為例，介紹了高鐵跨既有道路連續(xù)箱梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，并就施工過程中的質(zhì)量控制進(jìn)行分析和總結(jié)，為類似工程施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 連續(xù)箱梁支架 現(xiàn)澆施工技術(shù) 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）12（c）-0061-02

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

京滬高速鐵路丹陽(yáng)至昆山特大橋無(wú)錫西橋段跨開發(fā)園區(qū)堰橋路為32+48+32m連續(xù)梁橋，起訖樁號(hào)為DK1179+822.17～DK1179+935.97，墩號(hào)為245#～249#墩。

1.2 箱梁主要參數(shù)

該連續(xù)箱梁為三跨，跨度長(zhǎng)度分別為：32m、48m、32m；橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度為13.4m，梁體采用單箱單室截面，頂板寬度為13.4m，底板寬度為7.75m。頂板厚度為0.2m，底板厚度為0.2m，挑梁2.75m，厚0.15～0.45m，腹板厚0.5m。中橫梁寬1.6m，端橫梁寬1.0m。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，跨越堰橋路采用鋼管型鋼支架以保證車輛正常通行，整聯(lián)鋼筋砼連續(xù)箱梁，采用碗扣式滿堂腳手落地支架現(xiàn)澆施工工藝。

2 連續(xù)箱梁施工關(guān)鍵工序施工技術(shù)

2.1 地基處理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘探資料可以得到，地表是素填土土質(zhì)，地基承載力為80kPa，沒有發(fā)現(xiàn)軟弱下臥層。地基采取20cm厚的碎石上鋪5cm厚方木的處理方式，地基承載力計(jì)算時(shí)考慮20cm厚碎石按45°擴(kuò)散角考慮，故：

（1）墩頂橫隔板、腹板加厚段。根據(jù)滿堂支架受力計(jì)算可得到，每根立桿所受的承載力是27.9kN，按照分布地基受力面積0.6m×0.6m計(jì)算，則地基應(yīng)力σ=77.5kPa<[σ]=80kPa，此處的基礎(chǔ)為承臺(tái)地基，所以，地基的承載力完全滿足基本的要求。

（2）標(biāo)準(zhǔn)斷面段和翼緣板位置。每根立桿承載力小于墩頂橫隔板、腹板加厚段的承載力，所以，地基完全滿足受力的基本要求。

2.2 支架搭設(shè)

本連續(xù)箱梁施工所使用的支架采用碗口式腳手架結(jié)構(gòu)形式。

支架平面布置尺寸分別為：跨兩端橫梁處600cm×600cm，跨中腹板處900cm×600cm，翼緣板處900cm×1200cm，即橫梁處排距為600cm，其余處排距為900cm，成排方向垂直于橋梁中軸線。所有支架步距為0.6m。腳手架高度方向每間隔1.2m，設(shè)置一排縱、橫向聯(lián)接碗口鋼管，將所有的立桿連接成一個(gè)整體，受力允許值為小于30kN。經(jīng)計(jì)算，本連續(xù)箱梁滿堂支架的最大受力值是27.9kN。為確保滿堂支架的整體穩(wěn)定性，設(shè)置剪刀撐，設(shè)置的方法是每5排橫向立桿、每5排橫向立桿各設(shè)置一道。

2.3 連續(xù)箱梁砼施工

本項(xiàng)目箱梁砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度是C40，為高強(qiáng)度的泵送砼，砼的配合比應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)定，經(jīng)試驗(yàn)室嚴(yán)格的試配實(shí)驗(yàn)，滿足要求后方可用于連續(xù)箱梁的砼施工澆筑。

箱梁砼單次澆筑量是586m3，采用拌和站進(jìn)行集中拌制，經(jīng)砼罐車運(yùn)輸至施工場(chǎng)地，砼泵車直接進(jìn)行布料、澆筑施工。

砼澆筑前，支架的系統(tǒng)穩(wěn)定性、模板質(zhì)量及安裝、鋼筋型號(hào)及間距、波紋管定位及預(yù)埋件安裝等需要進(jìn)行細(xì)致的檢查。澆筑時(shí)要按照一定的順序施工，其順序一般為：縱橋方向向砼澆注順序：跨中→端部；橫橋方向砼澆注順序：底板→腹板、橫梁→頂板（含翼板）。頂板砼澆筑應(yīng)該嚴(yán)格控制箱梁的頂面標(biāo)高，同時(shí)，底板砼的塌落度要適當(dāng)?shù)谋软敯濉⒏拱宓乃涠冉档停瑥亩ＷC腹板的砼澆注的時(shí)候砼不發(fā)生反串現(xiàn)象。

2.4 預(yù)應(yīng)力施工

縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋使用的高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼束的參數(shù)為：φJ(rèn)15.24，Ryb=1860MPa，彈性模量1.95×105MPa。頂板、底板的鋼絞線束為7股7φ5鋼絞線構(gòu)成，箱梁腹板的鋼絞線束采用19股7φ5鋼絞線構(gòu)成。預(yù)應(yīng)力張拉的控制應(yīng)力是0.75Ryb，即1395MPa。

2.4.1 預(yù)應(yīng)力工程施工順序

箱梁預(yù)應(yīng)力施工順序?yàn)椋轰摻罱壴y管安裝及固定→錨墊板安裝及固定→波紋管穿束（先穿法）→砼澆筑達(dá)到張拉強(qiáng)度要求→錨具安裝→千斤頂安裝→預(yù)應(yīng)力束張拉→波紋管孔道壓漿→錨具封錨。

2.4.2 預(yù)應(yīng)力工程施工

（1）波紋管制安。

箱梁預(yù)應(yīng)力孔道采用金屬波紋管成孔。

首先按照設(shè)計(jì)圖紙綁扎底板和腹板鋼筋，內(nèi)模安裝之前進(jìn)行底板預(yù)應(yīng)力管道和腹板處預(yù)應(yīng)力管道的安裝施工，采用先穿法的方法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的穿索；頂板預(yù)應(yīng)力管道最后進(jìn)行安裝。

金屬波紋管按設(shè)計(jì)要求設(shè)置排氣孔，排氣孔采用φ20mm的鋼絲膠管，需要對(duì)波紋管對(duì)應(yīng)的排氣孔膠管進(jìn)行順序編號(hào)，以便準(zhǔn)確識(shí)別。

（2）預(yù)應(yīng)力束張拉。

按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，連續(xù)箱梁砼可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，其強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上。預(yù)應(yīng)力束張拉應(yīng)力的控制程序?yàn)椋?→初始應(yīng)力（10%σcon）→σcon（持荷2min后錨固）。

上層現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用雙向預(yù)應(yīng)力體系，預(yù)應(yīng)力束張拉的順序需嚴(yán)格按照要求實(shí)施，具體的順序是：采用單端張拉（第一段除外，采用兩端對(duì)稱張拉）。縱向預(yù)應(yīng)力束張拉的順序是：從上至下張拉腹板鋼絞線束，接著張拉頂板鋼絞線束，最后張拉底板鋼絞線束的順序進(jìn)行張拉作業(yè)。為了保證連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)受力均勻，采用中間到兩邊均勻張拉的方法。

預(yù)應(yīng)力束張拉采用張拉力與鋼絞線伸長(zhǎng)量等兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行雙指標(biāo)控制，以張拉力控制為主要參數(shù)。

（3）孔道壓漿。

在進(jìn)行壓水泥漿作業(yè)之前，先采用清水洗孔的方式清理孔道。根據(jù)試驗(yàn)室設(shè)計(jì)且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的水泥漿配合比參數(shù)，采用P42.5純水泥漿，水泥漿中摻入適量的微膨脹減水劑。具體指標(biāo)要求為：水泥漿水灰比0.4～0.45之間，泌水率低于4%，水泥漿稠度14～18S。壓漿壓力0.5～0.8MPa。壓漿應(yīng)該按照操作規(guī)程，勻速、不間斷地施工。

3 主要的質(zhì)量通病與控制措施

3.1 支架穩(wěn)定性欠缺

支架的穩(wěn)定性對(duì)滿堂腳手落地支架現(xiàn)澆施工至關(guān)重要。

3.1.1 支架預(yù)壓

為了保證現(xiàn)澆砼施工過程中，滿堂支架整體穩(wěn)定性良好，安全施工，不發(fā)生模板傾覆、模板跑模等嚴(yán)重的質(zhì)量事故，保障現(xiàn)澆箱梁的整體線形順直，在滿堂支架安裝結(jié)束、模板鋪設(shè)安裝后，泵送砼澆筑之前，必須對(duì)滿堂碗口整體支架進(jìn)行預(yù)壓荷載試驗(yàn)。該試驗(yàn)的主要目的是：（1）檢驗(yàn)滿堂支架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及地基處理能否滿足受力要求。（2）消除滿堂支架非彈性變形量以及地基基礎(chǔ)的變形量。（3）實(shí)際測(cè)量滿堂支架各觀測(cè)點(diǎn)的變形撓度的數(shù)值，為實(shí)際砼施工是的預(yù)拱度設(shè)置提供指導(dǎo)參數(shù)。

預(yù)壓荷載事先必須進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算。以右一聯(lián)箱梁為實(shí)例進(jìn)行預(yù)壓荷載計(jì)算：第一施工段砼總方量597m3，其總重量為597×2.5，即1492.5t。腹板處箱梁高度1.5m，換算砂袋高度1.5×2.5/1.5=2.5m高；底板處箱梁高度0.4m，換算砂袋高度0.4×2.5/1.5=0.7m高，箱梁1m梁端處砂袋堆碼高度同為2.5m高。

滿堂支架預(yù)壓荷載采用砂袋加載形式，采用分級(jí)加壓加載，加載至50%、120%后，暫停加載，進(jìn)行12h的滿堂支架沉降、變形連續(xù)監(jiān)測(cè)，各分級(jí)荷載施加、觀測(cè)完成且無(wú)異常時(shí)，再進(jìn)行下一級(jí)荷載的施加。全部加載完成后以12h為一個(gè)觀測(cè)單位進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，若連續(xù)2天觀測(cè)支架沉降、變位均小于1mm則可認(rèn)為地基沉降基本穩(wěn)定。

為了計(jì)算得出彈性變形量和非彈性變形量，在卸載后，需要對(duì)布設(shè)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行再次量測(cè)。

3.1.2 澆筑過程監(jiān)控

在砼泵送澆筑時(shí)，應(yīng)該對(duì)滿堂支架系統(tǒng)的全過程進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，在模板底部及支架相關(guān)部位設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控量測(cè)模板、支架的變形、沉降等指標(biāo)，并安排專人巡查，如果發(fā)現(xiàn)問題，必須馬上處理。同時(shí)，實(shí)時(shí)采集沉降以及變形等指標(biāo)參數(shù)，為后續(xù)的施工提供實(shí)際依據(jù)。

3.1.3 控制措施

（1）在施工過程中，積極優(yōu)化施工方案，嚴(yán)格控制施工過程中的荷載，嚴(yán)格控制局部施工荷載超標(biāo)，確保滿堂支架的整體穩(wěn)定性安全。

（2）箱梁砼泵送施工的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照既定的施工方案，按照順序進(jìn)行澆筑作業(yè)，防止造成滿堂支架的不穩(wěn)定。

（3）砼泵送過程中，安排專職人員進(jìn)行模板、支架的安全性、穩(wěn)定性檢查，檢查人員需要按照監(jiān)測(cè)方案，對(duì)滿堂支架及地基的沉降、變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控量測(cè)并獲取數(shù)據(jù)。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋安裝不準(zhǔn)確

金屬波紋管的安裝位置準(zhǔn)確性及其重要，在遇到金屬波紋管與普通鋼筋相互影響、沖突的時(shí)候，必須適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋的位置，確保波紋管能夠按設(shè)計(jì)的位置安裝到位。波紋管安裝必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的曲線要素安設(shè)，且固定牢固，一般采用“井”字形架立鋼筋加以固定。

3.3 箱梁線型控制不良

箱梁線型控制主要措施有如下幾點(diǎn)：（1）滿堂支架的架設(shè)、箱梁模板的加工及安裝、砼的澆筑及預(yù)應(yīng)力的張拉應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)程序?qū)嵤＃?）根據(jù)設(shè)計(jì)要求的豎曲線參數(shù)，結(jié)合支架預(yù)壓、已澆梁段取得的相關(guān)監(jiān)控量測(cè)參數(shù)，對(duì)底模板進(jìn)行符合實(shí)際情況的調(diào)整、定位。（3）提高模板加工及安裝質(zhì)量，按照設(shè)計(jì)圖紙所要求的平曲線參數(shù)要求加工模板。（4）結(jié)合已澆梁段實(shí)際情況，仔細(xì)分析，保證已澆梁與后澆梁段的線型舒暢。（5）滿堂支架的基礎(chǔ)需要認(rèn)真處理，注重預(yù)壓工作，避免支架基礎(chǔ)局部發(fā)生不均勻的沉降，從而導(dǎo)致線形發(fā)生變化。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以京滬高速鐵路丹陽(yáng)至昆山特大橋無(wú)錫西橋段跨開發(fā)園區(qū)堰橋路為例，對(duì)整聯(lián)鋼筋砼連續(xù)箱梁采用碗扣式滿堂腳手落地支架現(xiàn)澆施工工藝的施工關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為類似工程施工提供一定的參考。

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