高速鐵路高架站箱梁利用既有梁場(chǎng)預(yù)制架設(shè)技術(shù)

姚 兵

(中鐵三局集團(tuán)有限公司，太原 030001)

1 工程概況

京滬高鐵鎮(zhèn)江高架站全長(zhǎng)1 882.82 m，為全高架車站，兩臺(tái)6線，雙島式站臺(tái)，正線為雙線(間距5 m)，到發(fā)線為4股道，其中，站內(nèi)正線標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁采用預(yù)制架設(shè)工藝，到發(fā)線76孔簡(jiǎn)支箱梁原設(shè)計(jì)采用支架現(xiàn)澆施工。因站區(qū)設(shè)計(jì)工作復(fù)雜，方案確定較晚，且施工用地移交滯后，致使施工時(shí)間不足3個(gè)月，否則將嚴(yán)重影響總體工期的實(shí)現(xiàn)。若采用支架現(xiàn)澆施工，一次投入模板不少于14套同時(shí)施工，且需要大量施工人員方可保證，一次投入的人力和物力相當(dāng)大。在高架站附近有簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制梁場(chǎng)，且預(yù)制箱梁任務(wù)已完成。因此，提出預(yù)制架設(shè)方案的建議。

2 箱梁預(yù)制

2.1 箱梁預(yù)制總體思路

首先分析到發(fā)線簡(jiǎn)支箱梁與正線簡(jiǎn)支箱梁的區(qū)別，以確定可否利用梁場(chǎng)現(xiàn)有工裝及設(shè)備。結(jié)構(gòu)外形尺寸確定模板的加工，經(jīng)比較，到發(fā)線箱梁跨中截面與正線標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁除翼緣板處不同，其它均與標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁一致，到發(fā)線梁端斜交可通過端模調(diào)整，因此，可利用現(xiàn)有模板，減少模板加工時(shí)間。到發(fā)線箱梁鋼筋(含預(yù)應(yīng)力鋼筋)布置均與正線簡(jiǎn)支箱梁一致，因此，可利用既有梁場(chǎng)的模板及工裝，經(jīng)改造后用于到發(fā)線箱梁的預(yù)制。

2.2 工裝改造方案

2.2.1 模板改造

到發(fā)線簡(jiǎn)支箱梁與正線簡(jiǎn)支箱梁跨中截面不同處見表1。

表1 到發(fā)線簡(jiǎn)支箱梁與正線簡(jiǎn)支箱梁跨中截面尺寸

1)端模板

根據(jù)端模制梁圖紙端部截面尺寸和錨穴形式重新加工制作端模板的鋼模型。端模采取側(cè)包端形式，端部斜交通過縱向移動(dòng)側(cè)模加以實(shí)現(xiàn)。

2)底模板和外模板

因高架站到發(fā)線梁底板寬度為4.5 m，現(xiàn)有底模寬度需減小1 m方滿足要求，為不破壞原有底模，采取如下措施:①將兩側(cè)外模板分別采用場(chǎng)內(nèi)門吊進(jìn)行整體吊裝橫移，固定于底模板上，保證底板寬度4.5 m;②將外模板放置于底板上固定，在不破壞底模板基礎(chǔ)上，將外?？康装逄幹髦热扛畛?③將現(xiàn)有底模板用脫模劑進(jìn)行全面涂刷后，在外模之間采用混凝土進(jìn)行澆筑，澆筑高度與外模底邊高度差為8 mm，以便于側(cè)模的支立，待混凝土凝固后采用厚8 mm鋼板對(duì)混凝土進(jìn)行鋪蓋，與外模底邊焊接固定作為底板使用;④澆筑混凝土前，在既有側(cè)模底邊連接口對(duì)應(yīng)處預(yù)留通長(zhǎng)PVC管，作為縱向連接固定外模螺栓孔道，另在梁端支座板、防落梁位置處單獨(dú)預(yù)埋鋼模板構(gòu)件，保證支座板、防落梁的安裝施工;⑤因梁型分為7.69 m，8.40 m(平行、斜交)共計(jì)9種，需在既有外模板翼緣板處加工擋塊模具，保證尺寸變化，如圖1所示。

3)內(nèi)模板

圖1 底外模過渡段連接處截面示意

因內(nèi)模變化較大，既有鋼內(nèi)模無法滿足施工尺寸需要，采用鋼質(zhì)及木質(zhì)內(nèi)模進(jìn)行拼裝。

4)模板數(shù)量的確定

梁場(chǎng)正線簡(jiǎn)支箱梁已全部預(yù)制結(jié)束，均可投入模型改造。為減少對(duì)通用模板的破壞，按滿足工期需求考慮模板改造。側(cè)模與底模采取1∶1模式。此種配置模式冬期蒸汽養(yǎng)護(hù)每臺(tái)座循環(huán)周期約為6 d，總工期90 d，箱梁后期張拉及壓漿齡期按總計(jì)23 d考慮，箱梁預(yù)制時(shí)間為67 d。預(yù)制時(shí)間除以模板循環(huán)周期即為每套模板在預(yù)制時(shí)間內(nèi)的預(yù)制梁數(shù)為67÷6≈11孔，總需要預(yù)制梁數(shù)除以每套模板的循環(huán)次數(shù)即為所需改造的模板數(shù)量為76÷11≈7套。根據(jù)預(yù)制任務(wù)中32 m與224 m簡(jiǎn)支梁比例，確定改造6套32 m到發(fā)線箱梁模板、1套24 m到發(fā)線箱梁模板。

2.2.2 鋼筋綁扎胎卡具改造

因梁體頂板及底板寬度的減小，需對(duì)既有32 m及24 m底腹板、頂板鋼筋綁扎胎具進(jìn)行改造。

1)頂板及底腹板鋼筋綁扎胎卡具改造:到發(fā)線箱梁頂板和底板寬度尺寸縮小，但截面尺寸與既有胎具尺寸相同，改造底腹板綁扎胎具時(shí)，將胎具中心線位置向一側(cè)移動(dòng)0.5 m，另一側(cè)則相應(yīng)向中心線整體偏移1.0 m，即可滿足設(shè)計(jì)鋼筋位置要求。

2)針對(duì)梁端與梁縱向“垂直”及“斜交”變化，對(duì)頂板和底板胎具單獨(dú)加工300 mm段卡槽，根據(jù)方向調(diào)整單獨(dú)段胎卡具的放置位置調(diào)整實(shí)現(xiàn)“垂直”及“斜交”變化。

梁體鋼筋隨圖紙尺寸相應(yīng)下料施工。

2.2.3 起、移梁所需工裝改造

既有梁場(chǎng)采用搬運(yùn)梁機(jī)方案，因翼緣板寬度的變化，用于正線簡(jiǎn)支箱梁的吊具需進(jìn)行改造。為解決吊點(diǎn)位置的變化，需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙吊點(diǎn)位置新加工一對(duì)扁擔(dān)梁裝于原搬梁機(jī)勾頭上進(jìn)行調(diào)整。

2.2.4 存梁臺(tái)位改造

根據(jù)梁型寬度調(diào)整。存梁支點(diǎn)發(fā)生變化，在既有存梁承臺(tái)基礎(chǔ)上保證縱向兩支點(diǎn)不變，按照橫橋向支座間距，重新制作一對(duì)存梁墩。放置點(diǎn)與正線箱梁四支撐點(diǎn)相似，確保四支撐點(diǎn)在同一平面。

2.3 其它

到發(fā)線箱梁預(yù)制按標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁進(jìn)行，施工及質(zhì)量控制嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 箱梁架設(shè)

為保證正線箱梁的架設(shè)，在不引進(jìn)新的架橋機(jī)的情況下，提出將梁場(chǎng)2臺(tái)MG450提梁龍門吊改造后用于到發(fā)線簡(jiǎn)支箱梁的架設(shè)。

3.1 架梁設(shè)備改造

3.1.1 提梁機(jī)改造

圖2 鎮(zhèn)江高架站到發(fā)線簡(jiǎn)支箱梁架設(shè)方案示意

采用梁場(chǎng)2臺(tái)MG450提梁龍門吊作為站區(qū)架梁設(shè)備。因到發(fā)線為四股道(5#，3#，4#，6#)，正線(1#，2#)位于到發(fā)線中心位置，提梁機(jī)跨度不滿足跨正線及到發(fā)線架梁，因此，一側(cè)支腿需位于原地面，另一側(cè)支腿位于站區(qū)正線梁面，兩側(cè)支腿高度不等，需要將提梁機(jī)一側(cè)支腿加長(zhǎng)，且在長(zhǎng)支腿運(yùn)行的5#線及6#線進(jìn)行專項(xiàng)基礎(chǔ)處理。簡(jiǎn)支箱梁架設(shè)過程如圖2所示。

MG450型提梁機(jī)起重4 500 kN，起升高度28 m。大車軌跨32 m，小車軌跨2.2 m。MG450提梁機(jī)總質(zhì)量340.5 t，設(shè)備總長(zhǎng)為 35 m，總寬 18 m，總高 37 m。MG450提梁機(jī)安裝思路:主梁、剛性支腿各節(jié)段和下橫梁及支腿橫梁橋面組裝好后，再進(jìn)行吊裝。小車的吊裝用單臺(tái)250 t汽車吊進(jìn)行施工，吊裝后在橋上進(jìn)行組裝。

3.1.2 運(yùn)梁車改造

因到發(fā)線箱梁與正線簡(jiǎn)支箱梁底板寬度不同且需要架設(shè)平行四邊形斜交梁，運(yùn)梁車支點(diǎn)位置需按支座位置進(jìn)行相應(yīng)移動(dòng)。

3.2 架梁軌道走行線

龍門吊一條走行線位于正線梁面上，根據(jù)走行位置對(duì)架梁工況的荷載進(jìn)行驗(yàn)算，經(jīng)檢算，運(yùn)梁車可滿足承重梁體受力，當(dāng)提梁機(jī)在承重梁提梁走行時(shí)，需在作用于梁上支腿處軌下橫梁用2.8 m寬枕木密排，加固示意如圖3所示。

圖3 加固示意

龍門吊第二條走行線在站場(chǎng)原地面，地基承載力不能滿足架梁工況荷載時(shí)，需要進(jìn)行地基處理，加固后的地基承載力達(dá)到180 kPa以上。

3.3 箱梁架設(shè)

架梁設(shè)備現(xiàn)配置有1臺(tái)900 t運(yùn)梁車，2臺(tái)MG450型提梁機(jī)。

3.3.1 支座安裝

到發(fā)線支座統(tǒng)一在梁場(chǎng)內(nèi)安裝，改裝后的裝梁支點(diǎn)不會(huì)與支座發(fā)生沖突。

3.3.2 運(yùn)梁

運(yùn)梁車進(jìn)入提梁區(qū)時(shí)，梁車中心線要按照所標(biāo)示的中心線行車，設(shè)專人監(jiān)控。運(yùn)梁車行駛到提梁機(jī)下進(jìn)行對(duì)位時(shí)，運(yùn)梁車前端與梁端的防護(hù)網(wǎng)必須保持20 cm以上距離，并設(shè)置止輪器。

3.3.3 架梁

運(yùn)梁車先將3#線箱梁(梁寬7.69 m)運(yùn)至提梁機(jī)下，提梁機(jī)從運(yùn)梁車上定點(diǎn)提梁，箱梁提起后將運(yùn)梁車退出，返回梁場(chǎng)裝5#線箱梁(梁寬8.4 m)。提梁機(jī)吊梁橫移(位置需經(jīng)設(shè)計(jì)檢算)到位，走行到前方3#線待架跨、下落并微調(diào)箱梁就位后，將箱梁落放到墩頂4個(gè)液壓同步千斤頂上，經(jīng)測(cè)量、調(diào)整高差無誤，再灌注支座錨栓孔。運(yùn)梁車將5#線(梁寬8.4 m)箱梁運(yùn)至提梁機(jī)下，提梁機(jī)從運(yùn)梁車上定點(diǎn)提梁，這時(shí)將運(yùn)梁車退出，返回梁場(chǎng)裝3#線梁(梁寬7.69 m)。吊梁橫移到5#線待架跨、下落并微調(diào)箱梁就位后，灌注支座錨栓孔。

架完3#及5#線箱梁后，提梁機(jī)進(jìn)行調(diào)頭作業(yè)，架設(shè)4#及6#線箱梁。提梁機(jī)拼裝及調(diào)頭需編制專項(xiàng)方案評(píng)審?fù)ㄟ^后實(shí)施。

4 結(jié)語及建議

按此設(shè)計(jì)方案施工，取得了良好的施工效果，不僅確保工期的實(shí)現(xiàn)，而且利用現(xiàn)有設(shè)備、工裝，相比支架現(xiàn)澆節(jié)約了大量施工成本。此方案在實(shí)施前經(jīng)設(shè)計(jì)方對(duì)運(yùn)梁車及提梁機(jī)走行過程進(jìn)行了檢算?？v向檢算結(jié)果:混凝土正應(yīng)力、強(qiáng)度、抗裂性、混凝土主應(yīng)力及支反力均滿足設(shè)計(jì)要求。橫向檢算表明，當(dāng)滑輪作用于支點(diǎn)到跨中的過渡截面時(shí)，鋼筋應(yīng)力超限，需在梁內(nèi)加支撐，以確保頂板和底板能共同受力。

在具體施工中，施工方應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方圖紙的要求，進(jìn)行詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，施工中因走行等與設(shè)計(jì)受力不一致時(shí)，及時(shí)由相關(guān)設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行檢算。實(shí)施過程發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)方聯(lián)系。建設(shè)方、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)等單位應(yīng)加強(qiáng)配合與溝通，及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的各種問題。施工中若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即通知建設(shè)方、設(shè)計(jì)方和監(jiān)理方，確保動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)和信息化施工。

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