昌景黃高速鐵路連續(xù)梁施工技術(shù)研究

■李宏佼

（中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

新建南昌經(jīng)景德鎮(zhèn)至黃山高速鐵路江西段臧灣東河特大橋跨205省道連續(xù)梁，采用3孔一聯(lián)的懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁，連續(xù)梁位于15#、16#、17#、18#墩上。連續(xù)梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度145.7m，采用（40+64+40）m組合方案。節(jié)段共計(jì)有35個(gè)，其中0#塊2個(gè)，每個(gè)9m；掛籃懸澆段28個(gè)，最重的區(qū)段達(dá)到153.5t；合龍段3個(gè)；支架現(xiàn)澆段2個(gè)。0號(hào)梁段采用托架法現(xiàn)澆，1～7號(hào)梁段采用掛籃施工，8號(hào)梁段為合龍段，9號(hào)梁段在墩頂采用支架法現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑。分段澆筑示意圖如圖1所示。

一、連續(xù)梁懸臂法施工流程

該區(qū)段橋梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工，連續(xù)梁0#塊、邊跨非曲線段采用支架法現(xiàn)場(chǎng)澆筑。懸澆段、0#塊外部采用固定形式模板，邊跨現(xiàn)澆段外部采用普通鋼板作為模板；0#塊、邊跨現(xiàn)澆段底部采用普通鋼板作為模板，懸澆段底模板采用固定形式模板；內(nèi)部采用小塊模板拼接形式。在0#塊上安裝掛籃主構(gòu)架，從懸澆段開始向合攏段方向依次澆筑。合龍段澆筑時(shí)，先對(duì)邊跨進(jìn)行施工，然后再進(jìn)行合龍中跨的施工，進(jìn)行連續(xù)梁縱向通長(zhǎng)束張拉壓漿，完成體系轉(zhuǎn)換。連續(xù)梁施工流程見圖2。

二、施工關(guān)鍵技術(shù)

（一）0#塊支架預(yù)壓

1.支架預(yù)壓目的

為了提高現(xiàn)澆梁澆筑質(zhì)量，在箱梁支架安裝結(jié)束后，對(duì)支架進(jìn)行超負(fù)荷壓力。超負(fù)荷壓力目的一是防止地基及支撐架子塑性變形對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，二是澆筑預(yù)留負(fù)弛度可以將支撐架子發(fā)生的可恢復(fù)變形作為依據(jù)，為采用具有相似特點(diǎn)的連續(xù)梁澆筑提供經(jīng)驗(yàn)參考。超負(fù)荷施加過(guò)程中及時(shí)將變形數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，依據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)畫出超負(fù)荷施加過(guò)程中下沉變化曲線，方便計(jì)算預(yù)拱度。

圖1 懸臂澆筑分段示意圖

圖2 連續(xù)梁施工流程圖

2.支架預(yù)壓方法

墩頂梁段由主墩承重，主墩強(qiáng)度、剛度滿足施工要求，不需預(yù)壓。主墩兩側(cè)懸臂端由支架承重，故只需對(duì)橫隔板以外梁段進(jìn)行預(yù)壓。

0#塊墩頂部分高6.035m，重126.662t，單側(cè)伸出墩頂部分高5.326～6.035m，重158.233t，內(nèi)模支架及人員按 2.5kN/m2考慮約合 2.5×12.6×3.25/10=10.24t，重量總和為168.473t，消除支撐架子形變對(duì)橋梁質(zhì)量的影響，超負(fù)荷壓力重量按箱梁本身重量的1.2倍，為189.880t，且不小于支撐架子安裝所接受的最大施工荷載的1.1倍，為185.32t，故按箱梁本身重量的1.2倍重量配置預(yù)壓塊，單側(cè)伸出墩頂部分需預(yù)壓189.880t。經(jīng)驗(yàn)證每個(gè)預(yù)壓塊2.2t，現(xiàn)場(chǎng)單側(cè)配置預(yù)壓塊95塊。

支撐架子超負(fù)荷壓力采用逐級(jí)施壓方式，0→0.6倍→1倍→1.20倍，各級(jí)施壓完成1小時(shí)后觀察并測(cè)量支撐架子的變化，后續(xù)還要進(jìn)行多次觀察和記錄，每?jī)纱伍g隔6小時(shí)。只有達(dá)到相鄰兩次位移測(cè)量值之差小于2mm的條件時(shí)才能繼續(xù)加載。1.2倍荷載施加結(jié)束1小時(shí)后，應(yīng)立即測(cè)量和記錄支撐架子變化值，每6小時(shí)對(duì)各測(cè)量點(diǎn)的變化情況進(jìn)行一次測(cè)量和記錄，當(dāng)持續(xù)12小時(shí)觀測(cè)變化量平均之差小于2mm時(shí)，才能將荷載拆除掉。分級(jí)卸載，并逐級(jí)觀測(cè)和測(cè)量發(fā)生形變的數(shù)據(jù)。卸載也采用逐級(jí)卸載的方式，程序?yàn)?.2倍→1倍→0.6倍→0。每完成一級(jí)卸載，對(duì)所有測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全面測(cè)量和記錄。具體的負(fù)載施加如表1所示。

表1 分級(jí)加載重量表

3.測(cè)量方法

支撐架子平臺(tái)下表面設(shè)置觀察及測(cè)量點(diǎn)，加負(fù)荷前測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的高度差值。設(shè)置在支撐架子平臺(tái)底面沉降觀察和測(cè)量點(diǎn)，大小里程側(cè)各布置2排。每排5個(gè)點(diǎn)，箱梁中心1點(diǎn)，兩側(cè)腹板各2點(diǎn)。

在每個(gè)觀察測(cè)量點(diǎn)上設(shè)置一塊測(cè)量特用反光片，共設(shè)20個(gè)點(diǎn)。在大小里程位置各架設(shè)一臺(tái)全站儀，觀察支撐架子在施加壓力時(shí)的形變狀況，每次施加負(fù)荷、卸除負(fù)荷時(shí)測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)的高度值。

通過(guò)表格的形式對(duì)記錄的數(shù)值進(jìn)行整理與總結(jié)，與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，為支撐架子高度調(diào)整提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，若沒(méi)有出現(xiàn)不正常的數(shù)據(jù)時(shí)，就以平均下沉數(shù)值當(dāng)做最后的下沉數(shù)據(jù)值，若下沉值超過(guò)2cm，應(yīng)采取措施對(duì)這個(gè)位置的支撐架子進(jìn)行加固。

4.數(shù)據(jù)處理及模板調(diào)整

通過(guò)各級(jí)外加壓力下托架的形變數(shù)據(jù)，消除不可恢復(fù)的變形，測(cè)量出彈性變形數(shù)值，畫出下沉量曲線數(shù)據(jù)圖及彈性變形曲線數(shù)據(jù)圖，進(jìn)而將模板應(yīng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)高度值確定下來(lái)。施工結(jié)束后連續(xù)梁形態(tài)與設(shè)計(jì)值一致非常重要，因此根據(jù)外加壓力值處置情況調(diào)整模板，設(shè)置負(fù)弛度。調(diào)整后模板標(biāo)準(zhǔn)高度應(yīng)與計(jì)算立模標(biāo)高一致，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核合格后進(jìn)入下一階段施工。

（二）邊跨現(xiàn)澆段施工

連續(xù)梁9#段為邊跨現(xiàn)澆段，澆筑施工時(shí)安裝鋼管作為支撐架子。現(xiàn)澆梁段采用安裝現(xiàn)澆鋼管支撐架子施工，支撐柱子設(shè)置為兩排，每排3根630mm鋼管立柱，鋼管立柱之間距離為5.0m，同一排立柱間距為3.5m，立柱頂面設(shè)有60cm高卸落沙箱，沙箱上設(shè)三拼I45a工字鋼分配梁（橫橋向布設(shè)）；沿著橋梁方向主梁為I32a工字鋼，腹板下表面工字鋼設(shè)置雙拼之間的距離為60cm，箱室下方為單肢工字鋼間距為50cm；垂直橋梁方向布設(shè)15×15cm方木，間距為30cm；箱室底部模板材質(zhì)為1.5cm木板，兩側(cè)為加工的定型鋼模板。鋼管立柱基礎(chǔ)為65cm厚、310cm寬的碎石換填地基，地基上澆筑50cm高、180cm寬鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。鋼管支架設(shè)計(jì)如圖3、圖 4所示。

邊跨現(xiàn)澆段施工順序：支撐架基礎(chǔ)檢查及清理→安裝支架→支架施加壓力→不拆除支座及模板裝設(shè)→底、腹板鋼筋安裝→安裝底、腹板縱向管道→安裝頂板底層鋼筋→安裝頂板預(yù)應(yīng)力管道→頂層鋼筋安裝→混凝土灌注、養(yǎng)生→移除端部模板→橋梁端部銜接處混凝土表面處理→拉伸預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封錨→拆除外模、內(nèi)模→合龍后拆除支架及底模。

圖3 主跨64m連續(xù)梁支架斷面圖（單位：cm）

圖4 主跨64m連續(xù)梁支架立面圖（單位：cm）

（三）掛籃兜底防護(hù)技術(shù)

連續(xù)梁跨越205省道處，為了預(yù)防向下掉落物體及向下漏水，掛籃下方安設(shè)兜底平臺(tái)對(duì)省道進(jìn)行防護(hù)。防護(hù)平臺(tái)主梁采用20#槽鋼焊接成型，在橫橋方向用槽鋼作為縱梁，槽鋼間距100cm。平臺(tái)橫橋向?qū)?4.5 m、順橋向長(zhǎng)7.0m。平臺(tái)鋪設(shè)3mm鋼板，在平臺(tái)周邊豎向用φ25鋼管做平臺(tái)封閉式保護(hù)側(cè)桿，間距100cm。側(cè)桿里側(cè)和外側(cè)都設(shè)置鋼絲網(wǎng)，內(nèi)側(cè)孔徑為5mm，外側(cè)孔徑為10mm。防護(hù)網(wǎng)安裝牢固，防止脫落。

1.在施工過(guò)程中不確定情況比較多，為了保證不發(fā)生意外事故，避免施工工具或其他物件從橋梁上面或掛籃端部墜落到橋下，從連續(xù)梁上表面向上2m處安裝防護(hù)設(shè)施。

2.焊接側(cè)桿鋼管及鋼筋時(shí)，要及時(shí)調(diào)整電焊電流的大小，不能出現(xiàn)過(guò)焊、咬邊的異常現(xiàn)象。橫橋尾部平臺(tái)保護(hù)高度可以考慮當(dāng)場(chǎng)的需求進(jìn)行靈活掌握。平臺(tái)從底部往上0.6m側(cè)桿里側(cè)設(shè)置3mm的鋼板全封閉防護(hù)。

3.掛籃T構(gòu)只需要在一側(cè)設(shè)置兜底防護(hù)平臺(tái)，T構(gòu)需要4.7t的重量來(lái)進(jìn)行平衡，為確保最大程度降低連續(xù)梁T構(gòu)因?yàn)橹亓坎黄胶鈳?lái)的不利因素，在T構(gòu)沒(méi)有防護(hù)平臺(tái)的那一端安設(shè)水箱進(jìn)行平衡。水箱固定在掛籃縱梁上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際重量不平衡情況，增加或減少箱內(nèi)水量，消除了T構(gòu)不平衡帶來(lái)的危險(xiǎn)。

三、小結(jié)

昌景黃高速鐵路臧灣東河特大橋（40+64+40）m連續(xù)梁跨越205省道，該橋梁特點(diǎn)為梁體掛籃施工，受環(huán)境因素影響大，人員作業(yè)地點(diǎn)較高，施工質(zhì)量及安全措施要求高。故該橋施工方法及工藝控制將成為保證橋梁質(zhì)量和施工安全的重要監(jiān)控點(diǎn)。連續(xù)梁施工中加強(qiáng)誤差的控制，及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)狀態(tài)，對(duì)施工流程和控制方法作出了調(diào)整，防止施工中的誤差累積，保證了工程的順利進(jìn)行。