麥捷

(廣州鐵路(集團(tuán))公司廣州新客站工程建設(shè)指揮部，廣東廣州516100)

武廣高鐵廣州南站站房橋V構(gòu)連續(xù)梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制*

麥捷

(廣州鐵路(集團(tuán))公司廣州新客站工程建設(shè)指揮部，廣東廣州516100)

結(jié)合武廣高鐵廣州南站站房橋工程實(shí)例，介紹V構(gòu)連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工的支架搭設(shè)、模板安裝、預(yù)應(yīng)力施工、混凝土施工工藝和質(zhì)量控制措施。實(shí)踐證明，V構(gòu)連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)變形、標(biāo)高、應(yīng)力控制達(dá)到設(shè)計(jì)要求，成橋線形與設(shè)計(jì)吻合，滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)的要求。

武廣高鐵;V構(gòu)連續(xù)梁;施工技術(shù);質(zhì)量控制

一、工程概況

武廣高鐵廣州南站為站房與橋梁一體的大型客運(yùn)站，車站為四層結(jié)構(gòu):地上三層為高架侯車層，地上二層為軌道及站臺(tái)層，地面層為侯車及各種交通工具換乘層，地下引入地鐵與車站正交，并與車站中心線重合，地鐵兩側(cè)地下一層為停車場(chǎng)及設(shè)備層。車站主站房、軌道、站臺(tái)及雨棚全部設(shè)置在橋梁上，站房橋由并排的14座橋梁組成，每座橋全長(zhǎng)576m，孔跨布置為3×32m連續(xù)梁+3×32連續(xù)梁m+(2×32+64+2×32)m V構(gòu)連續(xù)梁+3×32m連續(xù)梁+3×32m連續(xù)梁。

5～11軸V構(gòu)連續(xù)梁孔跨布置為2×32+64+2×32m，5、11軸兩端懸臂6．8m，全長(zhǎng)205．6m，為變截面V構(gòu)連續(xù)梁，支座處梁高5．4m，跨中梁高3．5m，7、9軸為V構(gòu)墩，其V型結(jié)構(gòu)斜腿和橋墩為矩形實(shí)體截面。V構(gòu)連續(xù)梁分三種形式:正線雙線V構(gòu)連續(xù)梁、到發(fā)線雙線V構(gòu)連續(xù)梁、到發(fā)線并置單線V構(gòu)連續(xù)梁。

到發(fā)線雙線V構(gòu)連續(xù)梁(B1、C2、D1、D2、E1、F1、F2軸)梁寬13．1m，梁高較大梁段為魚腹式三腹板單箱雙室箱槽型結(jié)構(gòu)，梁高較小梁段為魚腹式槽形實(shí)體結(jié)構(gòu)，頂板厚0．503m，底板厚0．5m，中腹板厚1．5m，邊腹板厚1．2m。高架站房結(jié)構(gòu)柱固結(jié)在連續(xù)梁5軸、6軸、7軸兩側(cè)16m、9軸兩側(cè)16m、10軸、11軸處中腹板上。

正線雙線V構(gòu)連續(xù)梁(E2、C1軸)與到發(fā)線雙線V構(gòu)連續(xù)梁外形一致，但為了高速通過的列車振動(dòng)力不影響高架站房，讓其受力分開，高架站房結(jié)構(gòu)不與V構(gòu)連續(xù)梁相連。

并置單線V構(gòu)連續(xù)梁(C、D、E、F、G軸)由兩單線V構(gòu)連續(xù)梁對(duì)稱并置組成，兩單線梁間凈空3m，采用系梁連接兩單線梁，單線梁寬6．9m，為魚腹式槽型單箱單室槽型結(jié)構(gòu)，梁高較小梁段為魚腹式槽形實(shí)體結(jié)構(gòu)，頂板厚0．532m，底板厚0.5m，腹板厚1．3m。高架站房結(jié)構(gòu)柱固結(jié)在5軸、6軸、7軸、9軸、10軸、11軸橋墩上，以及連續(xù)梁7軸兩側(cè)16m處、9軸兩側(cè)16m處系梁上。

二、施工方案選擇

武廣高鐵廣州南站站房橋V構(gòu)連續(xù)梁線形及受力復(fù)雜，每片V構(gòu)續(xù)梁線形分7個(gè)或8個(gè)施工段，且由于站橋一體的原因，各施工段差異很大。根據(jù)武廣高鐵廣州南站工程總體施工組織設(shè)計(jì)的安排，綜合考慮個(gè)方因素，V構(gòu)連續(xù)梁采用滿堂支架現(xiàn)澆施工。

三、施工工藝與質(zhì)量控制

(一)支架搭設(shè)

1．地基處理與基礎(chǔ)

V構(gòu)連續(xù)梁采用碗扣式滿堂支架施工，根據(jù)總體施工安排，滿堂支架支承在已完成的地下室底板或地鐵頂板上，地下室底板或地鐵框架結(jié)構(gòu)作為支架的基礎(chǔ)，因V構(gòu)連續(xù)梁自重很大，在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)已按地下室底板或地鐵底板承受V構(gòu)連續(xù)梁的施工荷載，但地鐵框架未考慮承受V構(gòu)連續(xù)梁的施工荷載，因此，地鐵框架的施工支架在V構(gòu)連續(xù)梁完成后才可拆除。另外，對(duì)于地下室與地鐵框架之間的7、9軸承臺(tái)基坑范圍，回填時(shí)應(yīng)作加固處理，使其地基承載力滿足V構(gòu)連續(xù)梁的施工荷載的要求。

2．碗扣支架布置

碗扣支架采用φ48mm壁厚3．5mm鋼管滿堂布置，立桿縱向間距為0．6m，斜腿范圍內(nèi)加密至0．3m;立桿橫向間距為腹板下0．6m，底板下0．9m，斜腿范圍內(nèi)加密至0．3m，個(gè)別實(shí)體梁段適當(dāng)進(jìn)行加密;橫桿步高1．2m;縱、橫向每3m設(shè)置一道剪刀撐。為抵抗斜腿水平推力，在支架縱向加設(shè)斜撐桿，斜撐桿水平傾角45°，縱向間距1．2m，橫向間距0．3m;斜桿應(yīng)每步與橫桿扣接，扣接點(diǎn)距碗扣節(jié)點(diǎn)的距離宜≤150mm，斜桿底端與地面頂緊。立桿頂托上設(shè)置橫向、縱向I14分配梁或放三角支架。支架布置如下圖。

3．斜腿臨時(shí)拉索

斜腿上部梁段雙線梁段混凝土為1144．5m3，單線梁段混凝土為786．5m3，是在已完成的斜腿上搭設(shè)支架，其施工荷載要通過支架傳遞到斜腿上，產(chǎn)生較大水平力。僅靠在滿堂支架上固結(jié)水平撐桿、斜桿撐不能確保斜腿的變形和位移。因此在施工斜腿上部梁體時(shí)，單線梁在斜腿上部施加4根臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索，雙線梁在斜腿上部施加5根臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索，使其與滿堂支架固結(jié)的水平撐桿、斜桿撐共同承受上部梁體施工荷載所產(chǎn)生的水平力，增加斜腿承受水平力的能力，以防止斜腿變形開裂。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索采用12－φj15．24，在澆注斜腿混凝土前預(yù)埋臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索管道及預(yù)埋鋼板，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后張拉預(yù)應(yīng)力，每根索張拉力為120t。

4．支架預(yù)壓

梁體施工前對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，以消除支架非彈性變形以及為設(shè)置預(yù)拱度提供依據(jù)，并保證支架具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。預(yù)壓采用C15混凝土預(yù)制塊堆載法，堆載重量不小于結(jié)構(gòu)自重的120%，堆載時(shí)采用模擬梁體自重的荷載分布進(jìn)行。

預(yù)壓方法如下:

(1)采用水準(zhǔn)儀測(cè)量、倒尺計(jì)數(shù)的方法，分別測(cè)量加載前讀數(shù)。加載時(shí)，按照加壓荷載的0%、10%、40%、70%、100%、120%分級(jí)進(jìn)行，加載完成后12，24，36和48h讀數(shù)，直至最后的平均沉降值＜3mm并滿足24h以上時(shí)方可卸載。然后逐級(jí)卸載至50%，100%。待總體沉降量穩(wěn)定后，最后再測(cè)量一次卸載后讀數(shù)。

(2)分別觀測(cè)，記錄數(shù)據(jù)。觀測(cè)按加載前、加載完、加載后不再沉降的時(shí)間、卸載后四次進(jìn)行。得出支架卸載后的回彈量。加載前和加載后的測(cè)量值比較，得出彈性變形值。

(3)在壓載過程中采用水準(zhǔn)儀實(shí)施全天候跟蹤觀測(cè)支架的變形情況并作好記錄，待支架不再發(fā)生沉降，預(yù)壓過程即告結(jié)束。在進(jìn)行壓載施工中，要邊進(jìn)行壓載，邊觀測(cè)支架的變形情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止壓載作業(yè)，及時(shí)查找原因，處理正常后再進(jìn)行壓載。

(4)支架標(biāo)高調(diào)整:架體預(yù)壓前，支架按照設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整，確保支架各桿件和支架各豎向桿件的間隙等非彈性變形。通過預(yù)壓，觀測(cè)計(jì)算得出支架彈性變形數(shù)值，調(diào)整梁底標(biāo)高。梁底立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)梁底標(biāo)高+支架彈性變形值。

(5)根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果確定地基是否需加固，以及支架預(yù)拱值。

(二)模板施工

1．模板結(jié)構(gòu)

外模板采用專業(yè)廠家制作的大塊模板，模板表面平整，尺寸形狀準(zhǔn)確，有足夠的強(qiáng)度和剛度。內(nèi)模板采用木模板。

V構(gòu)連續(xù)梁及斜腿外模板由側(cè)模、底模、頂模、背架及精軋螺紋鋼組成，模板與模板之間采用螺栓連接。

側(cè)模由面板、橫向槽鋼、豎向筋板、豎向背坊和橫向背架五個(gè)主要構(gòu)件組成。面板為6mm鋼板;橫向小肋采用［12槽鋼，間距≯400mm;豎向筋板采用δ8×120的鋼板，間距≯400mm;豎向背坊采用［25a槽鋼雙拼組成，間距≯1400mm;橫向背架采用［16槽鋼雙拼、［12槽鋼和I16工字鋼組成。

底模和頂模由面板、橫向槽鋼、豎向筋板、豎向背坊和橫向背架五個(gè)主要構(gòu)件組成。面板為6mm鋼板;橫向小肋采用槽鋼［12，間距≯400mm;豎向筋板采用δ8×120的鋼板，間距≯400mm;豎向背架采用I16的工字鋼組成，間距≯800mm。

2．模板安裝

(1)模板安裝前先按照?qǐng)D紙計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平面位置放樣，再按照預(yù)壓計(jì)算的結(jié)果，求出支架的彈性變形和地基的彈性變形，按照梁體各截面的設(shè)計(jì)標(biāo)高再加上支架和地基的彈性變形，對(duì)支架頂托按控制標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。

(2)由于受現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制，模板安裝采用汽車吊與塔吊相結(jié)合的方式進(jìn)行。

(3)模板與混凝土接觸面應(yīng)平整光滑，清理干凈并涂刷隔離劑。

(4)相互連接的模板，模板面要對(duì)齊，連接螺栓不要一次緊到位，整體檢查模板線形，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)校正模板，然后再鎖緊連接螺栓及扣件，固定好支撐桿件。

(5)模板安裝必須穩(wěn)固牢靠，拼縫嚴(yán)密，不得漏漿。連接縫間距大于2mm應(yīng)用灰膏類填縫或貼膠帶密封。

(6)模板安裝完成后，應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，確保其平面位置、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

(三)梁體混凝土施工

1．防止開裂，降低水化熱的措施

垂直段、斜腿、梁體各施工段混凝土標(biāo)號(hào)均為C50高性能混凝土，垂直段、斜腿、箱梁實(shí)心截面混凝土體積較大，水化熱不容易散發(fā)，澆注前需采取降低水化熱及溫控措施，在混凝土配比設(shè)計(jì)時(shí)，盡量減少水泥用量，摻加礦物質(zhì)降低水化熱，另外在混凝土攪拌時(shí)，在粗骨料中添加冰塊，降低混凝土的入模溫度，在澆注施工時(shí)，預(yù)先布置冷卻水管，混凝土澆注后及時(shí)通水散發(fā)熱量，采取多種措施降低水化熱，并加強(qiáng)養(yǎng)生，避免出現(xiàn)大體積混凝土因溫差而開裂。因垂直段、斜腿、實(shí)心截面梁體斷面尺寸不盡相同，布設(shè)冷卻水管不相同，在施工過程中可按照實(shí)際情況具體進(jìn)行布設(shè)。

2．溫控

梁體各段混凝土澆注后不但要采用措施加強(qiáng)養(yǎng)生，更要加強(qiáng)溫度控制，在梁體中埋設(shè)測(cè)溫元件，進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，避免混凝土溫度過高，對(duì)梁體造成破壞。

3．混凝土外觀質(zhì)量要求

根據(jù)設(shè)計(jì)聯(lián)合體下發(fā)的《新廣州站飾面清水混凝土建筑表面質(zhì)量及施工技術(shù)要求》5－11軸之間的橋梁結(jié)構(gòu)為精細(xì)光滑清水飾面混凝土。其表觀要求為:

在進(jìn)行施工前，應(yīng)根據(jù)其混凝土配比準(zhǔn)備不同顏色的樣品，待設(shè)計(jì)進(jìn)行顏色確認(rèn)后才能進(jìn)行試拌。對(duì)試拌進(jìn)行評(píng)估和完善，直至混凝土滿足強(qiáng)度、耐久性、顏色和飾面可修整性要求。

精細(xì)光滑清水飾面混凝土表觀質(zhì)量要求:

(1)混凝土結(jié)構(gòu)表面必須光滑、平坦、顏色均勻。

(2)外觀和精確的定位和表面均勻是最重要的考慮因素。

(3)表面清潔，不應(yīng)有隔離劑污染、銹斑。不應(yīng)用有明顯色差。

(4)顏色為統(tǒng)一暖灰白色。

(5)使用鋼模板制作出光滑均勻的飾面，采用盡可能大的板件，并按照經(jīng)認(rèn)可的規(guī)則圖案進(jìn)行布置，以作為表面特征。不得更換部分模板板件，否則會(huì)導(dǎo)致混凝土顏色改變。

(6)模板各接縫標(biāo)記應(yīng)對(duì)齊、均一，收合于相同的視覺空間內(nèi)。收邊的寬度不得大于1．5mm。

(7)可允許因使用不透性襯材而造成的顏色變化，但表面不得出現(xiàn)因污染或漏漿而造成的變色。

(8)3D曲面的所有弧線、弧面和總體尺寸均應(yīng)精確、平滑。混凝土工程的陰陽(yáng)角應(yīng)做到交角、交線清晰，弧線、弧面圓滑平順。

4．混凝土澆注

各施工段混凝土一次澆筑連續(xù)澆筑成型，施工過程中應(yīng)對(duì)其線形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保混凝土質(zhì)量和梁形流暢圓順。合攏段施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)頂和采用型鋼進(jìn)行鎖定，混凝土澆筑應(yīng)選擇當(dāng)天溫度最低時(shí)進(jìn)行，合攏溫度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

混凝土采用拌合站集中拌合，用運(yùn)輸車運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，水平和垂直泵送入模?；炷敛捎梅謱訚仓?，分層澆筑厚度不超過30cm，插入式振搗器振搗?；炷潦┕?yīng)注意以下事項(xiàng):

(1)混凝土澆筑要選在每天的最低溫度時(shí)進(jìn)行，并作好入模溫度的控制。

(2)混凝土運(yùn)輸過程中，采取措施保證混凝土和易性和規(guī)定的坍落度，不出現(xiàn)漏漿、失水、離析等現(xiàn)象。

(3)采用輸送泵將混凝土泵送至待澆工作面，溜槽、串筒等配合向模板內(nèi)澆筑混凝土，使混凝土自由落差在2m以內(nèi)。

(4)混凝土采用插入式振搗器振搗，振搗時(shí)移動(dòng)間距不超過振動(dòng)器作用半徑的1．5倍;與側(cè)模應(yīng)保持5～10cm的距離;插入下層混凝土5～10cm;每一處振動(dòng)完畢后應(yīng)邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒;應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件;對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止，密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面出現(xiàn)平坦、泛漿。

(5)振動(dòng)棒不得觸及波紋管，以防波紋管破損、接頭脫節(jié)，造成孔道堵塞，位移，彎曲或出現(xiàn)局部凹陷等事故。

(6)混凝土澆筑過程中，設(shè)專人跟蹤檢查模板支撐加固、鋼筋骨架及預(yù)埋件等的加固情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、位移時(shí)要及時(shí)處理。并對(duì)支架的沉降進(jìn)行觀測(cè)，以核對(duì)設(shè)置的預(yù)拱度是否合理。

(7)混凝土澆筑時(shí)，隨時(shí)檢查定位筋和墊塊情況，確保保護(hù)層厚度。

(8)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度，以利于降低混凝土的水化熱和降低混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力。

(9)混凝土澆筑完成后，對(duì)混凝土的裸露面及時(shí)進(jìn)行修整、抹平。

(10)設(shè)專人進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。

(四)預(yù)應(yīng)力施工

1．預(yù)應(yīng)力管道、錨具的安裝及穿束

在綁扎鋼筋的同時(shí)安裝預(yù)應(yīng)力管道、錨具以及單端張拉的預(yù)應(yīng)力鋼束。

預(yù)應(yīng)力管道用10mm鋼筋每隔0．5m設(shè)一道定位，并且焊接牢固，保證其位置準(zhǔn)確，管道暢通，沒有死彎。預(yù)應(yīng)力管道如與普通鋼筋相碰時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋。

穿束前應(yīng)全面檢查錨墊板和孔道。錨墊板應(yīng)位置正確，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無水分和雜物，孔道應(yīng)完整無缺，制好的鋼絞線束應(yīng)檢查其綁扎是否牢固，端頭有無彎折現(xiàn)象;鋼絲束按長(zhǎng)度和孔位編號(hào)，穿束時(shí)核對(duì)長(zhǎng)度，對(duì)號(hào)穿入孔道，穿束工作一般采用人工直接穿束，較長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力筋可借助一根5mm的長(zhǎng)鋼絲作為引線，用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行穿束，預(yù)留孔按設(shè)計(jì)規(guī)范或需要預(yù)留排氣孔、排水孔和灌漿孔。

對(duì)于雙線梁邊腹板W1－4、W2－1、W2－3、W3－2、W3－4，中腹板F1－1、F3－1、F3－2，頂板T1，和底板B1、B2、B3、B4、B5、B6等通長(zhǎng)束，單線梁高腹板F1－F4、F1b、F3b，低腹板F5－F8、F6b、F8b，頂板T2、T2＇，和底板B3a、B3a’、B3b等通長(zhǎng)束，鋼絞線長(zhǎng)度在178m－210m之間，如果由一端向另一端穿束難度較大。施工時(shí)可在第六梁段綁扎鋼筋時(shí)由中部向兩端穿束以減小穿束長(zhǎng)度。

2．張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線

張拉齡期按設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)和彈性模量指標(biāo)雙控。在兩個(gè)指標(biāo)均滿足后才可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

V構(gòu)連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力按設(shè)計(jì)分階段進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力張拉采用張拉力與伸長(zhǎng)量雙控，以張拉力為主，伸長(zhǎng)量校核為輔。當(dāng)實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量不相符且超過±6%時(shí)停止張拉，查找原因并采取措施。預(yù)應(yīng)力保持兩端同步，左右對(duì)稱進(jìn)行。

每梁段張拉完成后要進(jìn)行梁體變形量測(cè)，若與設(shè)計(jì)不符需進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確定實(shí)測(cè)拱度值與設(shè)計(jì)值相符，預(yù)應(yīng)力的錨下控制應(yīng)力與鋼鉸線的伸長(zhǎng)量達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3．預(yù)應(yīng)力管道壓漿及灰漿指標(biāo)

預(yù)應(yīng)力張拉完畢，及時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道壓漿。壓漿應(yīng)采用真空輔助壓漿，灰漿達(dá)到下列指標(biāo):采用與梁體同標(biāo)號(hào)同牌號(hào)的水泥，水灰比為0．29－0．35;漿體泌水率:水泥漿在拌和3h后，其泌水率應(yīng)小于2%，且泌水應(yīng)在24h內(nèi)被漿體完全吸收;

漿體溫度:水泥漿攪拌及壓漿時(shí)溫度應(yīng)小于35℃;

綢度:13s－18s，在45min內(nèi)，灰漿的綢度變化不大于2s;緩凝時(shí)間:初凝時(shí)間不小于3h，終凝時(shí)間大于17h;

膨脹率:小于5%;

密度:不小于2g/cm3;

抗壓強(qiáng)度:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，7d齡期的強(qiáng)度不小于40MPa，28d齡期的強(qiáng)度不小于50MPa。

夏天盡可能選擇在氣溫較低的時(shí)段進(jìn)行壓漿作業(yè)。

四、結(jié)語

武廣高鐵廣州南站站房橋的施工精度要求高，現(xiàn)場(chǎng)施工控制、施工組織和管理良好，施工中V構(gòu)連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)變形、標(biāo)高、應(yīng)力控制達(dá)到設(shè)計(jì)要求，成橋線形與設(shè)計(jì)吻合，表明觀感效果較好，滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。

［1］中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．新廣州站工程施工圖［S］．2007－2009．

［2］鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范(TB10002．1－2005)［S］．

［3］鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002．3－2005)［S］．

［4］鐵路橋涵施工規(guī)范(TB10203－2002)［S］．

2011－03－20

麥捷(1964－)，男，廣東高州人，工程師。