跨高速公路城際鐵路連續(xù)梁懸臂掛籃施工技術(shù)

摘要：在我國高速鐵路的設(shè)計中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)越來越多的被用于跨越溝壑、河谷和既有線等障礙物。結(jié)合寧夏境內(nèi)首條高速鐵路吳中城際鐵路連續(xù)梁施工，從連續(xù)梁墩梁臨時固結(jié)、0#塊施工、懸臂掛籃拼裝、掛籃防護(hù)、節(jié)段循環(huán)施工、合攏施工等細(xì)節(jié)入手，詳細(xì)介紹了大跨度連續(xù)梁掛籃懸臂施工技術(shù)，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：跨高速公路；連續(xù)梁 ；懸臂掛籃；合攏

0" "引言

當(dāng)橋梁跨越山谷、河流及既有線路時，因施工場地有限或施工現(xiàn)場條件限制，無法采用傳統(tǒng)的支架法施工時[1]，多采用連續(xù)梁橋懸臂施工技術(shù)進(jìn)行施工。高速鐵路對懸臂掛籃施工提出的要求較高，結(jié)合寧夏境內(nèi)首條高速鐵路吳中城際鐵路連續(xù)梁施工，從連續(xù)梁墩梁臨時固結(jié)、0#塊施工、懸臂掛籃拼裝、掛籃防護(hù)、節(jié)段循環(huán)施工、合攏施工等細(xì)節(jié)入手，詳細(xì)介紹了大跨度連續(xù)梁掛籃懸臂施工技術(shù)。

1" "工程概況

吳忠至中衛(wèi)城際鐵路是寧夏首條城際鐵路、第一條高速鐵路，也是寧夏城際鐵路網(wǎng)的重點部分。幸福村跨定武高速立交特大橋起止里程為DK75+737.1～DK78+336.9，全長2599.8m，中心里程DK77+037。于DK77+056處以連續(xù)梁形式跨越定武高速公路（G2012），雙向六車道，路基面寬25.6m，右前角為40°；于DK77+135處跨越恩紅路立交橋橋臺，橋面寬約10m，基本正交。

本橋37～40#墩上部結(jié)構(gòu)設(shè)置為（60+100+60）m連續(xù)梁，連續(xù)梁起止里程為DK76+946.65～DK77+167.45，主跨跨越定武高速公路，邊跨跨越恩紅路。該連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)箱梁，采用懸臂澆注法施工。梁體為單箱單室、變截面、變高度結(jié)構(gòu)。

連續(xù)箱梁采用單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.2m，底寬6.4m。頂板厚度為35.4～45.4cm、45.4～55.4cm，按折線變化；底板厚度為40～120cm，按直線線性變化；腹板厚為60～80cm、80～100cm，按折線變化。連續(xù)梁共分15個懸臂澆注節(jié)段，梁段最高為0#塊處7.2m，最低為直線段處4.6m。

2" "連續(xù)梁掛籃懸臂施工技術(shù)

各節(jié)段箱梁混凝土均采用全斷面一次澆筑，各節(jié)段箱梁澆筑至最大懸臂后，先澆筑邊跨合攏段，再解除墩頂臨時固結(jié)，并拆除所有支架后，澆筑中跨合攏段，完成體系轉(zhuǎn)換，形成三跨連續(xù)箱梁[2]。

2.1" " 墩梁臨時固結(jié)

根據(jù)本橋下部橋墩剛度條件，采用墩身體內(nèi)固結(jié)。即在墩頂上進(jìn)行墩梁臨時固結(jié)，在墩頂臨時錨固，并設(shè)臨時支座。將硫磺水泥砂漿塊作為懸臂施工完畢后，轉(zhuǎn)換體系時臨時支承的卸落設(shè)備。每個主墩墩頂布置2條臨時支座，布置在墩頂永久支座前、后兩側(cè)。采用C50混凝土中間加10cm硫磺砂漿，在硫磺砂漿層埋設(shè)電阻絲，臨時支墩在與墩身頂面和箱梁底面接觸部位設(shè)置油毛氈等隔離層，以便于臨時支墩的拆除。

2.2" " 墩頂現(xiàn)澆段（0#段）施工

0#塊采用墩頂托架法施工，單片三角支架在地面與型鋼焊接，采用塔機(jī)提升安裝，與墩身頂部預(yù)埋鋼板連接。預(yù)壓采用堆碼沙袋法，并按 60%、100%、120%的梯度分級加載，每級持荷時間不少于 30min，加載至120%后，穩(wěn)定持荷48～72h。加載過程中技術(shù)人員須及時做好沉降觀測及支架桿件變形觀測，最后3天的沉降穩(wěn)定條件為沉降不大于3mm/3d。0號塊托架模板設(shè)計如圖1所示。

2.3" " 掛籃設(shè)計安裝

2.3.1nbsp; "掛籃拼裝

一是主桁架及行走系統(tǒng)拼裝。主桁架及行走系統(tǒng)拼裝步驟為：測量人員根據(jù)掛籃設(shè)計走行軌道放出走行軌道中心線、走行滑軌抄平→安放走行滑軌→安放走行系→主桁架安裝→安裝連接橫聯(lián)并與主桁連接牢固→安裝前橫梁→安裝吊桿。

二是底模平臺安裝。底模平臺可采用原位拼裝，其安裝步驟為：底模平臺后托梁安裝（此件在主桁安裝前應(yīng)安裝）并用吊桿錨固于已施工梁段→前托梁安裝，前托梁吊桿錨固于前上橫梁上→縱梁安裝→前操作平臺安裝→底模板安裝。

三是內(nèi)、外模板桁架安裝。掛籃內(nèi)、外模板桁架可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的起重能力采用原位拼裝。

2.3.2" " 掛籃靜載試驗

試驗加載過程須模擬掛籃施工過程的受力情況，加載的方式可根據(jù)實際情況確定，在加載過程中可分三級加載和兩級卸載[3]，第3級為掛籃最大試驗荷載。

測量主桁后錨梁、掛籃前托梁、前橫梁標(biāo)高；對稱加載到主梁第一個懸澆節(jié)段混凝土灌注總量的1/3質(zhì)量，測量掛籃主桁后錨梁、掛籃前托梁、前橫梁標(biāo)高；對稱加載到主梁第一個懸澆節(jié)段混凝土灌注總量的 2/3 質(zhì)量，觀測項目同上；對稱加載到主梁第一個懸澆節(jié)段混凝土灌注總量的1.2倍質(zhì)量，測量掛籃變位、主梁線型。模擬第一個懸澆節(jié)段混凝土灌注狀態(tài)下靜載試驗完成，要求靜壓時間12h；按加載步驟反向?qū)ΨQ卸載，直至卸載完成后根據(jù)實驗結(jié)果調(diào)整底模標(biāo)高。

2.4" " 懸臂灌注節(jié)段循環(huán)施工

2.4.1" "掛籃防護(hù)

掛籃施工時，采用密封方式對掛籃進(jìn)行安全防護(hù)[4]。防護(hù)網(wǎng)要有一定的足夠的強(qiáng)度、抗風(fēng)性，連結(jié)必須牢固可靠。掛網(wǎng)應(yīng)能確保碎石、鋼筋頭、螺栓滑落時不至于砸穿掛網(wǎng)。掛籃底部采用橫向2[22，縱向[10組合型鋼骨架，縱向槽鋼頂面滿鋪5cm木板，木板頂面訂防滑薄鐵皮。加工成托盤并懸吊于掛籃底部，使其形成一個能夠移動且完全封閉的整體。施工中，嚴(yán)格執(zhí)行掛籃走行的安全操作規(guī)程，加強(qiáng)掛籃錨固及走行的檢查和監(jiān)控，防止掛籃整體墜落[5]。

2.4.2" "掛籃前移

掛籃前移流程如下：主桁前支點下落→用手拉葫蘆牽引掛籃前移→拆除擋住行走小車及反壓滾輪的軌道錨梁→掛籃繼續(xù)前移→ 行走小車后部錨固位上安裝軌道錨梁→掛籃行至終點，調(diào)整就位[6]。

2.4.3" "混凝土澆筑

箱梁混凝土應(yīng)全斷面一次澆筑，混凝土應(yīng)分段、水平分層連續(xù)澆筑。先從箱梁兩側(cè)腹板對稱均勻地進(jìn)行布料分配。縱向澆筑按圖紙設(shè)計斷面進(jìn)行，各斷面澆筑對稱勻速。澆筑順序如下：橋梁橫向澆筑一部分腹板區(qū)域和腹板與底板之間的連接處→澆注底板區(qū)域→澆注腹板區(qū)域→澆筑頂板區(qū)域→接收砂漿并抹灰表面。

澆筑兩側(cè)腹板混凝土?xí)r，腹板混凝土應(yīng)同步對稱澆筑，以防止兩側(cè)混凝土表面的高差造成模板內(nèi)部偏差。當(dāng)兩個腹板槽平整后，應(yīng)澆筑橋面板混凝土。橋面混凝土也從兩端向中間分段澆筑，每段2m，以便于表面砂漿收集和抹灰。

2.5" " 合攏段施工及體系轉(zhuǎn)換

全橋有2個邊跨合攏段、1個中跨合攏段，合攏段長2.0m。邊跨合攏段在支架上澆筑，中跨合攏段采用吊架施工。

2.5.1" "邊跨合攏

邊跨合攏段采用鋼管樁支架施工，在邊、中懸臂段兩側(cè)各施加約15t的預(yù)壓。將邊跨現(xiàn)澆段支架延伸至邊跨合攏段梁底，安裝邊跨合攏段勁性骨架，立模、綁扎鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道[7]。同時澆筑兩邊跨合攏段混凝土，待混凝土齡期達(dá)到7d且其強(qiáng)度達(dá)到95%、彈模達(dá)到90%時，張拉合攏段縱向預(yù)應(yīng)力筋。

2.5.2" "中跨合攏

中跨具體施工步驟如下：合攏準(zhǔn)備→吊架及模板安裝→普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝→合攏鎖定→澆筑合攏段混凝土→預(yù)應(yīng)力施工→完成全橋合攏[8]。

一是吊架及模板安裝。合攏段采用掛籃底模平臺作為吊架施工[9]。在完成7#梁段施工后，用導(dǎo)鏈牽引掛籃，將主桁架連同底模平臺、外模、內(nèi)模滑梁移出至對面7#梁段，然后用吊桿將底模平臺和內(nèi)外模通過預(yù)留孔錨固在澆筑梁段上。底模平臺后托梁錨固在7#梁段底板預(yù)留孔上，前托梁錨固到對面7#梁節(jié)底板預(yù)留孔。

二是預(yù)應(yīng)力管道安裝。合攏段有普通鋼筋、三向預(yù)應(yīng)力管道，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。底板束的長度和數(shù)量很大，合攏后穿束比較困難，在合攏前把鋼絞線穿入波紋管內(nèi)。穿束前波紋管要用鋼筋骨架支好，以保護(hù)波紋管免受損壞和開裂。波紋管接頭連接比較困難，波紋管接頭一端用平常套管，另一端用鐵皮管套筒，波紋管與套筒的間隙用棉紗塞好，外面用膠帶包裹密封。

三是合攏鎖定施工。合攏段勁型骨架主要由[32對口槽鋼、φ16鋼筋以及2cm厚鋼板連接構(gòu)成，合攏段共設(shè)置勁型骨架4根，頂、底板各2個，單根最大長3.5m。勁型骨架預(yù)埋鋼板在G7#節(jié)段進(jìn)行預(yù)埋。勁型骨架鎖定均在配重安裝完畢后，頂板標(biāo)高達(dá)到設(shè)計要求后，將4根[32對口槽鋼焊接牢固[10]，焊接要求滿足規(guī)范要求。

四是澆筑合攏段混凝土。混凝土澆筑時采用平衡壓重，先在兩懸臂端堆放與合攏段等重的土袋，在澆筑過程中根據(jù)澆筑的質(zhì)量卸下相同質(zhì)量的土袋，使懸臂端所受荷載基本相同且保持不變。澆筑順序由中間向兩端進(jìn)行，避免不均勻沉降產(chǎn)生裂縫[11]。

五是預(yù)應(yīng)力施工。合龍段預(yù)應(yīng)力鋼筋束的張拉分為3次[12]。第一次是在兩個合攏段施工前張拉鋼筋束，然后在混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計值的100%且混凝土齡期不少于6d后，張拉剩余的預(yù)應(yīng)力鋼筋束。張拉應(yīng)嚴(yán)格按照左右對稱、先長后短的原則進(jìn)行。

六是掛籃拆除。掛籃施工完畢后，在合攏之前必須拆除。采用后退至0#段方式進(jìn)行拆除，再采用塔機(jī)配合。掛籃拆除順序與安裝順序相反[13]，主要按照以下順序進(jìn)行：底平臺→模板系統(tǒng)→懸吊系統(tǒng)→菱形桁架→錨固系統(tǒng)→滑道。

4" "結(jié)論

在我國高速鐵路的設(shè)計中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)越來越多的被用于跨越溝壑、河谷和既有線等障礙物。本文結(jié)合吳中城際跨定武高速立交特大橋（60+100+60）m的懸灌連續(xù)梁施工，通過連續(xù)梁墩梁固結(jié)、掛籃拼裝、懸臂掛籃和合攏鎖定等關(guān)鍵工序控制，確保了臨時固結(jié)和掛籃的穩(wěn)定性，取得良好的施工效果，保證了特大橋的施工質(zhì)量和進(jìn)度。

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