京滬高速鐵路六跨一聯(lián)連續(xù)梁施工工藝

摘 要：近年來，高速鐵路的發(fā)展帶動(dòng)了鐵路橋梁施工技術(shù)的發(fā)展。高速鐵路由其特殊的高標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)荷載決定了設(shè)計(jì)施工的特殊性。橋梁結(jié)構(gòu)趨于大斷面、大跨度、連續(xù)梁，而且都是大體積、大方量的混凝土一次性澆注完成，尤其是時(shí)速為300～350 km的高速鐵路站臺(tái)、道岔梁梁體的預(yù)制和架設(shè)，無論是設(shè)計(jì)還是施工都不太現(xiàn)實(shí)，因此，現(xiàn)澆梁施工工藝被廣泛地采用。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；橋梁施工；現(xiàn)澆梁；施工工藝

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0070-02

1 工程概況

中鐵三局六公司在京滬高速鐵路土建工程五標(biāo)段施工的鎮(zhèn)江西高架站為全高架車站，2臺(tái)六線，雙島式站臺(tái)，其進(jìn)出站到發(fā)線梁型為變截面道岔梁，六跨一聯(lián)連續(xù)梁為其中的一種梁型。梁體為等高度單箱三室截面，箱梁頂寬19.4～23.545 m，箱梁底寬11.5～15.645 m，頂板厚度為34～60 cm，底板厚度為30～60 cm，腹板厚45～100 cm。全梁在支點(diǎn)處共設(shè)7個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。全橋計(jì)算跨度為：（34+34+34+34+34+34） m，梁全長為204 m，全橋梁高為3.05 m，邊支座中心線至梁端0.75 m。6～34 m連續(xù)梁施工采用分段搭設(shè)滿堂支架、分段現(xiàn)澆、階梯式循環(huán)施工，大大縮短了施工工期。

2 研究過程

在武廣、鄭西、京滬等客運(yùn)專線建設(shè)中大量采用現(xiàn)澆連續(xù)梁的形式，受高速鐵路設(shè)計(jì)特點(diǎn)、工期特點(diǎn)的影響，上述方法都不能適應(yīng)，必須研究一種技術(shù)上合理、可行，設(shè)計(jì)上通得過，能滿足工期要求的施工方法。

根據(jù)鐵道部京滬高速鐵路建設(shè)指揮部下達(dá)的工程任務(wù)，深入細(xì)致地研究設(shè)計(jì)文件，多方比較同類型橋梁的施工方法，聯(lián)系監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位和各方專家進(jìn)行論證，集思廣益，多方收集資料和建議，并對(duì)類似的幾個(gè)橋梁工點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，最終決定采用階梯式循環(huán)施工方案。

3 比較成熟的連續(xù)梁施工工藝

3.1 先簡支后連續(xù)

橋墩之間的梁體主要采用預(yù)制形式，在墩頂部分預(yù)留濕接縫，主梁預(yù)制好后架設(shè)在墩頂?shù)呐R時(shí)支座上，或者提前在墩側(cè)拼裝貝雷桁架作為臨時(shí)支點(diǎn)，之后通過墩頂濕接縫的現(xiàn)澆混凝土將相鄰兩跨連接為整體。當(dāng)然，兩跨間鋼筋和鋼絞線的安裝要提前考慮預(yù)留接茬。這種方法主要適用于主梁采用分片預(yù)制的公路、市政的直線段橋梁施工。

3.2 整體現(xiàn)澆方法

采用滿堂支架進(jìn)行現(xiàn)澆，設(shè)計(jì)有兩跨、三跨，甚至多跨一聯(lián)的形式，每聯(lián)支架一次搭設(shè)完成，模板和鋼筋也采用一次完成，最后整體現(xiàn)澆。此方法主要適用于城市匝道橋、斷面較小的箱梁結(jié)構(gòu)和橋墩高度較低的橋梁施工。

3.3 懸臂澆筑施工

采用專用施工掛藍(lán)，以橋墩為中心分別對(duì)稱向兩側(cè)逐段現(xiàn)澆，逐段張拉，最后在跨中部位置合龍。其缺點(diǎn)是施工周期較長，工作面較少，壓縮工期的可能性幾乎沒有。這種方法主要適用于跨越深溝、河流和既有線的施工。

4 六跨一聯(lián)連續(xù)梁施工工藝

4.1 工藝簡介

對(duì)多跨一聯(lián)連續(xù)梁施工采用分段搭設(shè)滿堂支架、分段流水作業(yè)循環(huán)施工。對(duì)現(xiàn)澆每一節(jié)段完成地基處理后，即可依次轉(zhuǎn)入后續(xù)的支架搭設(shè)、模板安裝和超載預(yù)壓等工序，同時(shí)可進(jìn)入下一階段的施工，各現(xiàn)澆節(jié)段可依次平行流水作業(yè)。

4.2 地基處理

對(duì)地表面清表后填筑60 cm厚礫石土，承臺(tái)基坑頂面填筑80 cm礫石土、底部采用細(xì)粒土回填，攤鋪平整后用機(jī)械壓實(shí)?；A(chǔ)頂面用厚15 cm的C15砼硬化，支架基礎(chǔ)兩側(cè)挖縱向排水溝，頂面橫向設(shè)0.5%橫坡，便于雨季排水。

4.3 支架施工

支架體系構(gòu)造：在混凝土基礎(chǔ)頂面施工鋼管支架。選用碗扣式鋼支架，鋼管截面為φ48×3.0 mm、截面面積A=424 mm2。橫桿于地基面以上40 cm處布設(shè)一道，可調(diào)頂托底部布設(shè)一道。中間橫桿布設(shè)步距為1.2 m。立桿支架平面布設(shè)分為如下三個(gè)區(qū)域：腹板部位（包括腹板過渡段）立桿按0.3 m×0.6 m或0.3 m×0.9 m間距布設(shè)；梁端部位按0.3 m×0.6 m或0.6 m×0.6 m間距布設(shè)；跨中部位按0.6 m×0.9 m或0.9 m×0.9 m進(jìn)行布設(shè)。支架外圍四周設(shè)剪刀撐，剪刀撐與水平面呈45°～60°夾角。支架內(nèi)部縱、橫雙向每隔4排立桿搭設(shè)一排剪刀撐，支架頂部和底部的高度調(diào)節(jié)可通過頂部和底部調(diào)托調(diào)整。

4.4 現(xiàn)澆梁施工

4.4.1 模板安裝

支架預(yù)壓前鋪設(shè)底板模，預(yù)壓完成后進(jìn)行調(diào)整；預(yù)壓完成后分塊安裝側(cè)模；底板和腹板鋼筋綁扎完成后安裝內(nèi)模；模板安裝完成后進(jìn)行整體加固。

在前一節(jié)段開始綁扎鋼筋時(shí)，后一節(jié)段可以開始安裝底側(cè)模，這樣有助于在前節(jié)段穿鋼絞線的同時(shí)，后節(jié)段可以安裝波紋管，長束可以直接穿束。

4.4.2 鋼筋和鋼絞線施工

在場(chǎng)地加工完鋼筋后，將其運(yùn)輸?shù)搅喉斀壴坏装宓讓?、腹板外?cè)鋼筋綁扎完成后安裝波紋管；在綁扎鋼筋、支設(shè)模板的同時(shí)穿鋼絞線。

在混凝土澆筑時(shí)，要注意對(duì)波紋管進(jìn)行保護(hù)，以保證張拉順利和下節(jié)段鋼絞線穿束方便。

在綁扎下節(jié)段鋼筋時(shí)，需在兩節(jié)段相接處預(yù)留部分鋼筋先不綁扎，為上節(jié)段張拉預(yù)留張拉空間。

4.4.3 混凝土施工

在施工前，要對(duì)混凝土進(jìn)行試拌，以保證混凝土的各項(xiàng)性能。罐車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后由泵車輸送到梁上。

澆筑遵循“水平分段，縱向分層”的原則進(jìn)行，先底板后腹板最后頂板。在混凝土澆筑完成后，要注意收面、養(yǎng)生。混凝土澆筑時(shí)，需注意錨墊板下方混凝土的振搗。在張拉完成后，要及時(shí)對(duì)兩節(jié)段接茬處砼進(jìn)行鑿毛，并清理底模板上雜物，進(jìn)行下節(jié)段的施工。

4.4.4 鋼絞線張拉和壓漿endprint

根據(jù)梁體同條件養(yǎng)生試件強(qiáng)度確定張拉時(shí)間。在張拉前，對(duì)千斤頂、油泵、油表進(jìn)行對(duì)應(yīng)標(biāo)定；對(duì)波紋管孔道進(jìn)行清理，檢查鋼絞線情況；安裝限位板、千斤頂、工具錨和夾片對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉；之后進(jìn)行封錨、壓漿；在連接器上連接已穿好束的鋼絞線進(jìn)行接長。鋼絞線接長時(shí)需注意擠壓頭的加工質(zhì)量。

4.5 安全保證措施

用支架搭設(shè)專門供人上下梁的施工通道，對(duì)其周圍實(shí)行安全網(wǎng)包裹進(jìn)行防護(hù)；在通道的入口位置設(shè)置醒目的安全標(biāo)示標(biāo)牌；在支架外圍設(shè)置安全防護(hù)圈，禁止外來人員隨意入內(nèi)；在已成梁段梁面兩側(cè)，用鋼管支架配合安全網(wǎng)搭設(shè)安全防護(hù)圍欄?，F(xiàn)場(chǎng)各種材料要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行碼放。

要加強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)，并對(duì)他們進(jìn)行安全教育。在施工過程中成立安全監(jiān)控小組，負(fù)責(zé)對(duì)該橋的安全進(jìn)行監(jiān)督。

4.6 施工人員配置

在施工現(xiàn)場(chǎng)成立測(cè)量組、施工組和鋼筋制作綁扎組。測(cè)量組配備標(biāo)高和導(dǎo)線測(cè)量2人；鋼筋制作和綁扎由鋼筋綁扎組完成，配備鋼筋工80人。

每個(gè)施工班組人員配備包括裝吊工4人、木工模板工8人、砼工8人、張拉壓漿人員8人、安全員1人、電工1人。每個(gè)施工班組的工作包括模板安裝、混凝土澆筑、縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉和壓漿等，并負(fù)責(zé)完成一個(gè)現(xiàn)澆段箱梁施工。

每個(gè)班組組長和技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)質(zhì)量、進(jìn)度、安全和文明施工。每個(gè)班組施工時(shí)要服從整體施工安排，服從各項(xiàng)檢查程序。

5 課題研究的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 關(guān)鍵技術(shù)

主要包括以下幾方面：連續(xù)梁的階梯式循環(huán)施工工藝、大體積混凝土施工工藝、鋼絞線穿束施工技術(shù)。

5.2 創(chuàng)新點(diǎn)

5.2.1 創(chuàng)造性地采用階梯式循環(huán)施工方法

此方法的優(yōu)點(diǎn)是：①將大體積梁體混凝土澆筑的施工化解為分段澆注的方法，解決了大體積混凝土施工時(shí)混凝土供應(yīng)困難的問題；②減少了大體積梁體混凝土在澆筑過程中局部提前凝固、突發(fā)事件概率增加和一次性投入資源過多等諸多不利因素。

5.2.2 大體積混凝土施工控制

分段以后的梁體混凝土依然屬于大體積混凝土施工，對(duì)大方量梁體混凝土連續(xù)澆筑的各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，調(diào)整澆筑部位和順序，壓縮整個(gè)澆筑時(shí)間，確定合理的澆注順序，需注意以下兩點(diǎn)：①從本跨施工角度考慮，底板澆筑次序是先內(nèi)后外，先邊后中，先低處后高處，避免砂漿集中而流入支座或兩節(jié)段的接頭處產(chǎn)生收縮裂紋。頂板砼最后澆筑，是為了避免因翼板懸臂較大，模板支架變形而產(chǎn)生裂紋，頂板采取由外向內(nèi)的澆筑次序。②從六跨一聯(lián)的角度考慮，伸入第二跨部分應(yīng)從端頭部分開始，以免第二跨施工造成銜接不順的問題。

5.2.3 鋼絞線的穿束問題

從六跨一聯(lián)的整體角度看，其鋼絞線預(yù)應(yīng)力束通長、起彎角大且多，通長穿束幾乎無法實(shí)現(xiàn)。采用此方法后，使鋼絞線的穿束逐段解決，保證了施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)意圖的完整實(shí)現(xiàn)。

預(yù)應(yīng)力穿束采取的是短束后穿，長束先穿的方法。梁體每節(jié)段需張拉的預(yù)應(yīng)力束連接是靠連接器連接的，通長穿束無連接方式，這樣降低了孔道摩阻力對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響，需提前穿束或在混凝土澆筑完成后穿束。考慮到施工工期和施工條件，采取了先穿束的方案，底板鋼筋完成就可以進(jìn)行底板穿束，腹板鋼筋完成就可以進(jìn)行腹板穿束。鋼絞線穿束與鋼筋施工同時(shí)進(jìn)行，節(jié)約大量的施工時(shí)間。

鋼絞線的張拉時(shí)間只受該段混凝土強(qiáng)度增長的影響，其他段的工序可以正常進(jìn)行，不受限制。

6 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

京滬高速鐵路鎮(zhèn)江西站六跨一聯(lián)連續(xù)梁施工中，優(yōu)化了設(shè)計(jì)施工方案。在施工作業(yè)人員相同的情況下，該技術(shù)采取了階梯式循環(huán)施工，避免各工序產(chǎn)生窩工的現(xiàn)象。正常施工時(shí)，如果支架采用兩跨的方案，只有在第一跨所有工作完成后才能進(jìn)行第三跨施工，這就會(huì)導(dǎo)致施工脫節(jié)。雖然本方案在施工時(shí)所用的支架量比正常施工要多，但是在施工周期上反而與正常施工所產(chǎn)生的費(fèi)用相差不大。此方法采用支架總量為234 t，比正常需求多80 t；該方法施工周期為4個(gè)月，正常施工需要5.5個(gè)月；支架每噸每月租費(fèi)為130元，該方法增加支架的費(fèi)用為11 570元，增加1 220 mm×2 440 mm×15 mm的竹膠板500張，總計(jì)1 488 m2，單價(jià)為55元/m2，費(fèi)用為1 488×55=81 840元；施工人員為76人，額外增加了1.5個(gè)月的工人工資，每人按60元/工日計(jì)算，比正常施工增加費(fèi)用為205 200元。

通過上述分析可知，該施工方案相對(duì)于普通施工，不僅節(jié)約施工成本111 790元，且施工周期短，大大縮短了施工工期，帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2 社會(huì)效益

多跨一聯(lián)連續(xù)梁階梯式循環(huán)施工具有流水化作業(yè)流程，具有易于施工人員掌握、提高施工效率、有效縮短施工周期等特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、合理的施工方法。此方法適用于多跨連續(xù)分段現(xiàn)澆，其預(yù)應(yīng)力束通長、起彎角大且多的連續(xù)梁施工。在施工中，對(duì)安全防護(hù)和周邊環(huán)境的保護(hù)要嚴(yán)格按照京滬高鐵建設(shè)有關(guān)措施和地方環(huán)境保護(hù)措施的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。在施工中，要嚴(yán)格按照京滬高鐵四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化施工，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝，熟練掌握施工工藝流程和施工技術(shù)要求，優(yōu)質(zhì)、高效地完成了施工任務(wù)，樹立了良好的形象，取得了良好的社會(huì)效益。

7 總結(jié)

京滬高速鐵路六跨一聯(lián)施工工藝是以中鐵三局集團(tuán)為主獨(dú)立完成的，是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果。它科學(xué)、合理、簡單、實(shí)用，為優(yōu)質(zhì)、高效地完成京滬高速鐵路橋梁施工任務(wù)提供了可靠的技術(shù)支持，也為今后高速鐵路、客運(yùn)專線的連續(xù)橋梁施工奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡介：陳志軍（1973—），男，工程師，現(xiàn)任職于中鐵三局六公司。

〔編輯：白潔〕

Beijing-Shanghai High-speed Railway Linking the Six Cross One Continuous Beam Construction Process

Chen Zhijun

Abstract： In recent years， the development of high-speed railway construction technology led to the development of the railway bridge. By special high-speed railway standards， strong load determine the specificity of design and construction. Bridge structure tends to large sections， large-span continuous beam， and are bulky， and generous amounts of disposable pouring concrete to complete， especially speed of 300 ～ 350 km of high-speed railway stations， turnouts and erection of prefabricated girder， the whether it is design or construction are not realistic， therefore， cast beam construction technology is widely adopted.

Key words： high-speed rail； bridge construction； situ beam； construction technologyendprint