高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁超長預應力束施工技術分析

劉益鋒

(中交二航局第二工程有限公司，重慶 401100)

0 引 言

在高速鐵路建設工程中，現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁施工是其中的重點，由于當前現(xiàn)有施工技術存在的不足，使得在施工過程中箱梁混凝土極易出現(xiàn)裂縫，若不加以及時控制，則對于整個高速鐵路的質量將造成嚴重威脅。基于此，本文將高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁作為研究對象，開展對其超長預應力束施工技術設計研究。

1 高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁超長預應力束施工技術

1.1 超長預應力支架地基處理與設計

為了提高連續(xù)梁臨時結構承載力，可在施工前，進行連續(xù)梁超長預應力支架的地基處理工作，根據(jù)連續(xù)梁的地理位置、工程地質資料與靜力觸探獲取的數(shù)據(jù)，進行連續(xù)梁施工現(xiàn)場地貌與地形的描述，在對地貌進行描述過程中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)梁支架基礎部位，采用的組合方式為多元組合方式[1]。本文此次研究以揚州南高架站連續(xù)梁施工方案為例，其中5#～4#支架處于高速鐵路連續(xù)梁的中心位置，此處是由底部河流多年沖擊而形成的軟土地基，此種地基結構的整體穩(wěn)定性較差。并且6#～5#支架的跨度較大，極易出現(xiàn)承載能力不足導致的現(xiàn)澆梁支架坍塌問題，因此需要對軟土厚度達到1 m之處進行表層土清除處理，確保連續(xù)梁的支撐基礎結構落在弱風化花崗巖石上。

在連續(xù)梁結構中，梁柱的支架體積選擇1.1 m×1.0 m×21.0 m×21.0 m條形帶作為擴大基礎，為了提高工程整體結構的穩(wěn)定性，可對承載結構進行連續(xù)梁距離的調整，在此過程中，對地面巖層的承載力進行測量，當承載力不足220 kPa時，可在原基礎結構上，增加一層厚度為30 cm的回填土層，回填的材料以碎石為主，以碎石材料作為支撐承載力的主要材料，進行地面巖層承載力的增強與調整。

完成超長預應力支架地基處理后，可根據(jù)施工現(xiàn)場情況，實施連續(xù)梁的支架結構設計。設置6#～5#使用至少2組(每組至少5根)、結構為φ800×10 mm的獨立鋼管進行地基支撐。在完成支撐體系的構建后，在頂部加設貝雷梁，加設后的連續(xù)梁結構如圖1所示。

圖1 支撐體系結構

為了進一步提高連續(xù)梁結構中獨立鋼管立柱的穩(wěn)定性。可從距離地面1.5 m 的位置處，設置一個橫向剛結構連接桿，并在此結構中加設一個豎向剪刀支撐結構。結構以牛腿支架作為支撐，牛腿的厚度為11.0 mm，按照高強度鋼板加工工藝，進行支架結構設計[2]。在完成支撐結構的基礎施工處理后，在7#～6#位置加設一個盤扣式腳手架，在整體結構端部進行局部加強處理，通過此種方式，完成地基結構的施工。

1.2 超長預應力支架預壓

完成連續(xù)梁超長地基處理與支架設計后，為了提高盤扣式腳手架整體的穩(wěn)定性，降低支架體系節(jié)點縫隙造成的彈性形變發(fā)生概率，確保高速鐵路連續(xù)梁結構的成型，需要對支架結構進行預壓處理[3]。處理過程中，應控制預壓結構的質量按照原質量的120%實施，同時采用三級加載方式(0%→60%→100%→120%)，進行預壓數(shù)據(jù)的獲取。此時，可將監(jiān)測點布置在連續(xù)梁兩端以及連續(xù)梁的1/2、1/4、3/4位置處，在完成監(jiān)測點的布置后，按照預壓測量標準進行監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，統(tǒng)計數(shù)據(jù)結果與統(tǒng)計表格式參照表1。

表1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)結果與統(tǒng)計表格式

通過對預壓測試結果的綜合分析，掌握不同施工方式與基礎支撐結構對高速鐵路施工沉降的影響，以此為依據(jù)，選擇最適宜的施工方式，確保施工的成果可以滿足現(xiàn)場施工要求。

1.3 梁體混凝土現(xiàn)場澆筑

完成上述支架結構的安裝和預壓后，在施工現(xiàn)場完成對高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁結構的混凝土澆筑。為確保梁體的強度，選用等級為C55混凝土材料完成澆筑，并采用一次成型的方式，完成對連續(xù)梁的總方量澆筑，澆筑縱向長度按照施工設計圖紙完成。由于采用一次性澆筑方式，在實際施工中需要結合混凝土供應能力，選用HZS 6545—450型號攪拌機對混凝體澆筑材料進行攪拌[4]。由于在具體實施中，混凝土澆筑作業(yè)面較大，一次性完成澆筑的土方量較多，增加施工難度。針對這一問題，采用分段、分層推進的方式完成澆筑。在澆筑時，以上述項目為例，從4#端頭開始澆筑，并向5#方向推進。澆筑過程中采用分層方式，第一層為底腹板倒角，第二層為下腹板，第三層為底板，第四層為上腹板，第五層為頂板，按照上述順序完成水平方向的分層澆筑。

2 對比實驗

為進一步驗證本文上述提出的施工技術在實際應用中的效果，選擇以新建的連鎮(zhèn)鐵路建設項目作為實驗依托，分別利用本文提出的施工技術和傳統(tǒng)施工技術對該項目進行施工建設。該工程項目路基地面站改為高架站，變更調整后，揚州南高架站橋梁起訖里程DK245+284.130—DK251+418.950(短鏈4 006.77 m)，線路全長2.128 km，設置2條正線、4條到發(fā)線，建設2座島式中間站臺和一座維修工區(qū)。該工程施工項目按照結構劃分為正線、站線和走行線三個主要組成部分，表2為三個結構組成施工要求對照表。

按照表2施工標準，分別利用兩種施工技術在三個主結構上平均兩個分區(qū)當中完成施工。選擇將完成施工后各個主結構上產(chǎn)生的裂縫數(shù)量作為評價指標，對比兩種施工技術的實際應用效果，將實驗結果記錄如圖2所示。

表2 建連鎮(zhèn)鐵路建設項目主結構施工要求對照表

圖2 兩種施工技術實驗結果對比圖

從圖2中得出的實驗結果可以看出，本文設計的施工技術在應用后能夠保證各個主結構產(chǎn)生的裂縫數(shù)量在5個以內，而在相同運行時間范圍內，傳統(tǒng)施工技術下各個主結構產(chǎn)生的裂縫數(shù)量均超過10個。因此，通過實驗進一步證明，本文提出的施工技術在實際應用中能夠有效提高高速鐵路的施工質量，延長鐵路的使用時間。

3 結束語

本文將高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁作為研究對象，針對傳統(tǒng)施工技術在高速鐵路施工項目中存在的問題，開展超長預應力束施工技術的設計研究。此次研究從支架地基處理、超長預應力支架預壓、梁體混凝土現(xiàn)場澆筑三個方面展開研究。并在完成與此方面相關的研究后，通過對比實驗證明了本文設計的施工技術在工程實際應用中，可以有效減少主體結構產(chǎn)生裂縫的數(shù)量，提高結構整體穩(wěn)定性與安全性。總之，通過本文上述的研究，為高速鐵路現(xiàn)澆道岔連續(xù)梁施工提供更加安全、優(yōu)質的施工保障條件，并為后續(xù)相同類型連續(xù)梁施工建設提供依據(jù)，促進高速鐵路建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。