淺談鄰近既有線客運專線大跨度簡支系桿拱現(xiàn)澆梁施工技術(shù)

王珣

中鐵九局二公司京沈客專沈陽樞紐 吉林吉林 132001

1 工程背景

1.1 工程概況

跨越鐵路站場并且上跨衛(wèi)工街和衛(wèi)工渠，主梁為雙主縱梁的縱橫梁體系，混凝土標(biāo)號為C50，主縱梁高2.8m，端橫梁梁高2.8m，寬2.25m，中間設(shè)4道小縱梁。

拱肋采用鋼管混凝土疊拱，拱管直徑1m，拱管內(nèi)灌注C50補償收縮混凝土，拱軸線采用二次拋物線，上下拱管之間設(shè)置聯(lián)桿，拱肋之間的橫向風(fēng)撐采用外徑850mm的鋼管，斜向風(fēng)撐采用外徑700mm的鋼管，上下拱肋各設(shè)一道一字型橫撐和一對K型橫撐，全橋共設(shè)11對吊桿，吊桿垂直梁面布置。

1.2 工程重難點

大成特大橋雙線簡支拱，單孔連續(xù)梁分段合攏施工，簡支拱分段吊裝焊接。該橋左上方鄰近秦沈線，而且在既有沈山甲乙線間，主體施工過程中沈山甲乙線經(jīng)過2次線位撥移，施工范圍逐漸減小[1]。支撐體系搭設(shè)、大體積混凝土澆筑和拱肋吊裝焊接灌注混凝土等過程施工條件極大受限。在高密度既有線行車情況下，保證既有線行車安全和施工質(zhì)量為施工重難點。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

本梁采用先梁后拱的施工順序，支撐體系-主梁施工-部分張拉-合攏段施工-剩余全部張拉-拱肋支架-拱肋施工-拱肋灌注混凝土-吊桿施工-支撐體系拆除及附屬。

2.2 具體施工方案

（1）施工準(zhǔn)備。采用無人機航拍技術(shù)大量采集施工現(xiàn)場照片，經(jīng)過軟件處理生成真實的三維場景模型，對施工現(xiàn)場進行合理規(guī)劃，為編制施工方案奠定基礎(chǔ)，提供強有力依據(jù)。利用BIM技術(shù)將平面設(shè)計升級為三維可視化模型，將全橋模型與三維場景模型相融合，對施工的全過程進行模擬，合理調(diào)配資源配備，提高施工效率，降低施工成本，確定最優(yōu)施工方案。

圖1 全橋模型與實景模型結(jié)合

（2）支架基礎(chǔ)處理及搭設(shè)。首先支撐體系方案需要有資質(zhì)的檢算單位計算并出具報告。本次支撐體系重點需考慮下方的公鐵立交橋，主梁支架鋼管立柱有9排，端部2排支架支撐在46#、47#承臺頂部，其余支架全部支撐在條形混凝土基礎(chǔ)上，部分條形基礎(chǔ)位置在既有衛(wèi)工街中橋和衛(wèi)工明渠邊墻上，支架預(yù)壓監(jiān)測時注意墻體變化情況[2]。

支架搭設(shè)重點控制鋼管柱的焊接質(zhì)量和沙箱的標(biāo)高，砂箱標(biāo)高調(diào)整到位后，吊裝橫向主分配梁，然后將貝雷架按一跨支架的長度在場地內(nèi)拼裝好，吊裝安放，檢查位置無誤后用U形卡固定在橫梁上，最后鋪設(shè)分配梁。

（3）支架預(yù)壓。支架搭設(shè)完需對鋼管支架進行預(yù)壓，支架預(yù)壓荷載為設(shè)計梁體自重的1.2倍。支架預(yù)壓采用混凝土塊，采用吊車吊裝。根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)不同部位模擬施工荷載進行分布預(yù)壓分為3級預(yù)壓，分別為60%、80%、100%。預(yù)壓結(jié)束后，根據(jù)觀測結(jié)果計算支架彈性變形和非彈性變形，確定底模標(biāo)高和預(yù)拱度設(shè)置。

（4）模板工程。底模和內(nèi)膜采用竹膠板，外側(cè)模板和翼緣模板采用定型鋼模板，木模在施工現(xiàn)場加工。模板利用25t吊車站在沈山甲線與橋位之間進行吊裝作業(yè)。

主縱梁底模直接支撐在次分配梁槽10頂面，其余底模與支架次分配梁工10之間采用碗扣支架支撐，外模及封端模板采用大型組合鋼模板，采用Φ20拉模筋加固，順橋向75cm一道。

（5）鋼筋施工。主梁鋼筋安裝順序：端橫梁、縱梁底板鋼筋→端橫梁、縱梁底腹板及下倒角鋼筋→端橫梁、縱梁預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)應(yīng)力防崩鋼筋→中橫梁鋼筋→中橫梁預(yù)應(yīng)力管道，預(yù)應(yīng)力防崩鋼筋→吊桿預(yù)埋件→橋面鋼筋→預(yù)埋件（拱腳、防撞護欄預(yù)埋鋼筋）。

（6）混凝土澆筑。主梁混凝土（除合攏段）澆筑宜一次澆筑成型。澆筑時，先對稱澆筑兩側(cè)混凝土，再澆筑跨中混凝土，避免支架出現(xiàn)不對稱變形。梁體端頭段與拱腳一次澆筑成型，混凝土澆筑前，將拱肋鋼管、加勁鋼材等提前安放到位。

澆筑采用水平分層澆筑方式，分層厚度為30cm，施工時采用2臺混凝土泵車連續(xù)灌注，泵車位于橋梁端部位從梁兩端向中間對稱澆筑，混凝土澆筑完成采用塑料薄膜+土工布進行覆蓋灑水養(yǎng)護。

（7）主梁合攏段施工。主梁合攏段設(shè)置在梁跨1/3和2/3處，寬度為1.5m，單個合攏段混凝土方量為22m3。

合攏段設(shè)置勁性骨架，勁性骨架采用雙工36b和雙工25b型鋼制作，主梁現(xiàn)澆段施工時，提前在現(xiàn)澆段端部設(shè)置勁性骨架埋件，勁性骨架與埋件通過焊接固定[3]。

勁性骨架鎖定安排在混凝土澆筑前進行。由于勁性骨架焊縫較多，在合攏前先將勁性骨架單邊進行焊接鎖定，另半邊骨架還剩余20道焊縫，現(xiàn)場安排焊工同時進行焊接，待焊接完畢后，立即澆筑混凝土。

合攏段施工順序和合攏時間按監(jiān)控指令進行，合攏段模板和混凝土施工與主梁現(xiàn)澆段施工相同。

（8）預(yù)應(yīng)力張拉、注漿、封錨。預(yù)應(yīng)力張拉總體順序為：現(xiàn)澆段施工完畢后，先張拉端橫梁預(yù)應(yīng)力束，再張拉每個中橫梁預(yù)應(yīng)力束，然后張拉縱向預(yù)應(yīng)力束；合攏段施工完畢后，張拉剩余預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉在梁砼強度達到設(shè)計強度的95%，彈性模量達到100%后進行，齡期達到10d以上。預(yù)施應(yīng)力采用兩段同步張拉，并左右對稱進行。

預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，應(yīng)立即對預(yù)應(yīng)力孔道進行壓漿，壓漿采用真空輔助壓漿工藝。預(yù)應(yīng)力管道壓漿完成后，清理槽口，澆筑封錨混凝土并養(yǎng)護，封錨混凝土的強度應(yīng)符合設(shè)計要求。

（9）拱肋施工。施工流程：鋼管拱加工、預(yù)拼裝→產(chǎn)品驗收出廠、運輸→在現(xiàn)場按設(shè)計拱肋長度焊接吊裝段→梁上搭設(shè)支架→鋼管拱肋安裝焊接→超聲波檢測→拱肋合攏→拆除拱肋支架→用頂升法壓注鋼管內(nèi)混凝土（先下后上）→吊桿安裝、張拉、調(diào)整內(nèi)力→支架拆除→橋面系施工。

每條拱肋分7段，由于受兩側(cè)既有線影響，采用兩臺25t吊車在梁上吊裝拱段，拱肋施工過程中需要對線形控制進行檢測，拱肋為組合體系橋的主要受力結(jié)構(gòu)，確保拱肋的線形是保證該橋型受力及穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。

鋼管拱肋合攏后采用頂升法灌注拱肋內(nèi)混凝土，按照先下拱肋、后上拱肋的順序依次進行，并對稱灌注。待下拱肋混凝土強度達90%后，再對稱灌注上拱肋。

全橋吊桿采用人工配合吊車安裝，鋼管拱混凝土達到95%強度，彈性模量達到100%后，進行吊桿安裝。吊桿安裝完畢后，將吊桿調(diào)直，按照設(shè)計張拉順序進行吊桿初張拉，然后拆除支架按設(shè)計張拉順序進行第二次張拉，施工中通過對吊桿和拱肋的監(jiān)測，控制拱肋的應(yīng)力與變形均在設(shè)計允許的范圍內(nèi)。

（10）簡支拱梁支架拆卸。吊桿張拉完成后對整體支撐體系進行拆除，受兩側(cè)既有線影響，場地狹小無法正常使用吊車拆卸，因此吊車站在梁上利用預(yù)留孔將貝雷片落地，為確保鄰近既有線施工安全，順橋向沿梁中心方向?qū)⑺袡M向工字鋼切斷1.5m，作為貝雷梁落地通道。施工順序如下：

拆中間處支架頂托→抽離木方→拆木模板→拆中間處腳手架→調(diào)整型鋼位置→打開1.5m下落通道→拆除通道上方貝雷片→拆除主梁中間其余貝雷片→落沙箱→拆除主梁下方木方及模板→拆除主梁下方貝雷片→拆除支架及立柱→運輸出場。

拆除分解完的貝雷片和支架整理完后用鉤機分批運輸至吊裝場地。用25t吊車將鋼管柱和貝雷片吊裝到第45孔現(xiàn)澆梁上，由梁上運輸出場。

3 鄰近既有線施工注意事項

（1）特種作業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格后方可作業(yè)，現(xiàn)場必須保證“一人一機一防護”，施工區(qū)域兩端1200米設(shè)遠端防護員。

（2）吊車支腿位置滿足方案檢算要求承載力，經(jīng)過觸探合格后方可進行吊裝支腿作業(yè)（鋪墊枕木）。

（3）吊裝物體前對鋼絲繩進行檢查，出現(xiàn)損傷及時更換。吊裝時設(shè)纜風(fēng)繩、防止物體擺動侵線。

（4）吊車順線路站位，作業(yè)半徑最大平行于既有線，不得大于180度，并設(shè)專人看管吊車作業(yè)半徑，防止向線路方向傾倒。

（5）五級風(fēng)（含）以上不得使用吊車作業(yè)。

（6）支撐體系頂端四周設(shè)圍欄和密目網(wǎng)。