宋維俠 陳向偉

(中國水利水電第十一工程局有限公司，河南鄭州 450007)

0 引言

近幾年鐵路客運專線和高速鐵路迅猛發(fā)展，線路多采用高架橋形式，梁體一般分為預制梁、移動模架和原位支架現(xiàn)澆梁兩種施工方法。單片梁體設計重量約900 t，在單段線路較短且梁體架設量少和受地理條件限制不能采用移動模架、運架梁方法施工地段橋梁，為了減少工程造價和保證工期、質(zhì)量，采用支架現(xiàn)澆施工方法是非常合理的選擇。支架現(xiàn)澆比較靈活，多套支架易形成流水作業(yè)，可以有效的降低成本，提高功效，線形容易控制，提高了施工速度。

1 工程簡介

京滬高速鐵路土建三標跨濟兗公路特大橋正線起止里程DIK421+053.31～DIK424+626.93，共有32 m 現(xiàn)澆簡支箱梁106 孔、24 m現(xiàn)澆簡支箱梁12孔、20 m現(xiàn)澆簡支箱梁11孔和兩孔異形梁。由于數(shù)量少和位于城市邊緣施工區(qū)段不連續(xù)，大部分采用支架法現(xiàn)澆，支架法主要是滿堂紅和貝雷架。

2 支架方案確定

1)箱梁支架主要包括基礎工程(地基處理)、支架、分布梁三個部分，方案的設計在考慮安全的同時，也得考慮造價，不能一味的為了安全而過多的投入，但也不能為了減少投入而忽視安全，因此要經(jīng)過多次優(yōu)化才能確定更合理、可實施性強的方案。具體為初步建立支架模型，通過計算支架強度、撓度和穩(wěn)定性，調(diào)整支架立桿和橫桿間距，再次對支架演算，直到方案調(diào)整到既能滿足結構承載力要求且支架材料用量最少，同時地基承載力經(jīng)過簡單處理就可滿足要求，可實施性才最強。一般要求支架強度安全系數(shù)大于1.4，穩(wěn)定性安全系數(shù)大于1.5。

2)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況、橋跨結構，本著施工方便、安全、經(jīng)濟的原則選用支架類型。在地勢平坦起伏不大的地方采用滿堂支柱式支架，在起伏較大的施工期間橋跨下有通行需要的部位采用貝雷支架(梁柱式)?？鐫鷥脊诽卮髽虻貏葺^為平坦，故采用滿堂支架，根據(jù)箱梁現(xiàn)澆整體受力的情況。

3 簡支箱梁施工工藝流程

基本施工工藝流程為:

地基處理(三七灰土)→混凝土墊層→放支架定位線→支架搭設→支架校驗調(diào)整→鋪設縱向工字鋼及橫向方木→安裝底模板、側模板、翼緣板→模板調(diào)平→支架預壓→支架沉降觀測→支架及模板調(diào)整→綁扎底板、腹板、翼緣板鋼筋→安裝波紋管及錨頭→安裝內(nèi)模板→安裝端模板→綁扎頂板鋼筋→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→拆除內(nèi)模板和邊模板→預應力張拉→壓漿、封堵端頭→養(yǎng)護→拆除底模板和支架。

4 地基處理

支架對地基承載力要求一般不小于200 kPa，而自然地面承載力不能達到要求，通過對支架下部地基進行加固處理。地基處理應遵循兩個原則:

1)地基處理后頂面應高出周邊地面20 cm～30 cm，寬度方向每側應比支架寬50 cm～100 cm，同時在周邊設置排水溝，保證雨季施工時不被雨水浸泡造成基礎沉降;

2)既能滿足承載力要求，加固處理用料易購買或加工且經(jīng)濟實惠，一般采用粒徑不大于30 cm的石碴碎石、石粉等透水性好的材料或三七灰土進行換填壓實。而實際施工中，需在換填基礎表面滿鋪澆筑厚度為15 cm強度等級為C20素混凝土，此舉可以有效的避免因雨水等浸泡地基表面引起地基的沉降，還可以使地面平整，便于搭設支架，便于在有荷載時對地基是否有大的沉降進行觀測，更有利于支架受力均勻傳遞給下部基礎，提高地基的承載能力，確保地基承載力達到滿布荷載的要求，避免不均勻沉降的發(fā)生，增加支架穩(wěn)定性。

5 支架搭設及預壓

支架搭設前，必須根據(jù)方案和每片梁底標高推算出立桿的高度，計算公式為:

(2)由于礦產(chǎn)資源資產(chǎn)評估的特殊性，傳統(tǒng)評估使礦產(chǎn)資源資產(chǎn)的市場價值很難在賬面上直接計算得到，在各國證券交易所推動下，各國相繼出臺相關礦產(chǎn)資源資產(chǎn)評估規(guī)范標準，主要有澳大利亞的VALMIN、加拿大的CIMVal和南非的SAMVAL，上述標準規(guī)范在結構、定義、范圍和管轄要求等方面有相似之處，也有差異。

立桿高度=梁底標高－基礎頂面標高－模板厚度－縱橫向方木(或分布梁)厚度－上下頂托高度。

再依據(jù)方案進行逐孔放樣，布置立桿和橫桿，靠近墩身處，水平橫桿一端頂緊墩身，增加支架穩(wěn)定性。每根立桿上、下部設可調(diào)頂托，預壓后調(diào)整頂托來消除基礎變形(塑性變形)或不均勻變形，避免局部受力不均造成失穩(wěn)，同時方便調(diào)整模板澆筑前預拱度，保證梁體澆筑后達到設計線性要求。

為方便固定腹板外模，在腹板外模的底部、中部、頂部的立桿處，增加橫撐及斜撐;為防止翼板下頂部支撐產(chǎn)生變形，采用增加斜桿支撐。在鋼管支架頂面翼板外緣部分搭設施工、防護平臺。

支架搭設完成，鋪設縱橫向方木后，由測量人員確定并支架兩端及中間共三排橫向(垂直梁方向)支架頂部高度，支架四角對角拉線調(diào)整頂托至橫向方木頂面水平。支架驗收合格后，用小抓釘從側面與縱向方木連接，鋪設底模，并在底模與方木間出現(xiàn)架空處用準備好的不同厚度的墊片或木手楔進行支墊。

底模鋪設完成后，進行預加載試壓，確保梁體澆筑時支架穩(wěn)定和線性。支架預壓100%時測量底模沉降量，完全卸載后測量底模沉降量，兩值相減即可得出支架彈性變形值，一般支架彈性變形為10 mm，塑性變形為15 mm。設計預拱度值為16.88 mm(反拱)，待張拉完成梁體產(chǎn)生徐變，梁底拱度消除保持順直。為保證梁體張拉前設計拱度，預壓卸載后需根據(jù)支架彈性變形計算出底模實際預拱度。

6 箱梁的施工

箱梁鋼筋綁扎及混凝土施工關鍵是提高支架現(xiàn)澆梁的施工質(zhì)量和施工進度。端模安裝要做到位置準確，連接緊密，側模與底模接縫密貼且不漏漿，安裝鋼筋時要注意預埋件的安裝，確保位置準確，穿波紋管時要注意鋼絞線的定位準確，嚴格按設計圖紙施工。尤其要注意混凝土的澆筑順序和混凝土的坍落度，否則會導致腹板與底板連接處混凝土澆筑不密實，影響梁體質(zhì)量。箱梁的澆筑順序如圖1所示。

圖1 箱梁澆筑順序示意圖

7 預應力張拉

預應力鋼絞線是梁體的筋骨，張拉作業(yè)關系到梁體的整體質(zhì)量和使用壽命，因此必須對張拉材料、設備及張拉值進行嚴格把關。

張拉千斤頂?shù)念~定張拉噸位為張拉力的1.5倍，張拉千斤頂校正系數(shù)不大于1.05，校正有效期1個月，且張拉次數(shù)在200次以內(nèi)，千斤頂拆修或更換配件需要重新校正。油泵與壓力表設備的壓力表表面最大讀數(shù)為張拉力的1.5倍，精度不低于1.0。油表讀數(shù)計算公式為:油表讀數(shù)=設計張拉應力/千斤頂活塞截面面積×校正系數(shù)。

張拉時，采用兩端同時左右對稱張拉，4個壓力表對應劃分若干個階段，每到一個階段油表控制者互相通報一次，按整數(shù)每增加5 MPa互相通報一次便于調(diào)整兩端張拉速度，保證在同一時刻兩端的伸長值基本一致。如果油表讀數(shù)不能足以控制兩端張拉速度同步，采用伸長值控制，沒有張拉過的鋼束張拉到張拉力的20%，100%時量測油缸、夾片外露量。張拉至100%后，持荷5 min。持荷階段若油壓稍有下降，須補油到設計張拉力的油壓值，然后再卸載，卸載時應兩端同時進行，并控制卸載速度，卸載速度不能太快，防止滑絲。卸載后不回油當場計算伸長值，以備伸長值不夠進行超張拉。

8 梁體徐變觀測

根據(jù)規(guī)定要求，在現(xiàn)澆梁施工完成后分別在支座及跨中設置橋梁徐變觀測點，設置位置如圖2所示，觀測點采用不銹鋼材料。在施工橋面鋪裝前將觀測點移至橋面保護層頂面，作為永久性觀測點繼續(xù)觀測，觀測頻率如表1所示。

圖2 預應力簡支箱梁徐變觀測布點示意圖

表1 橋梁徐變觀測頻率表

在對梁體的上拱徐變觀測中，標高采用相對標高進行觀測，北京端左1為0.000 00 m，觀測其他點位高差。測量過程中實行“人員、儀器、測量方式”三固定。認真建立“零”觀測理念。保證數(shù)據(jù)整理的規(guī)范性和數(shù)據(jù)識別的統(tǒng)一性，確保觀測數(shù)據(jù)的可靠性。梁體徐變上拱，向上為“正”，向下為“負”。有沉降變形觀測過程中注意記錄荷載的變化，以便幫助分析結構變形變化和數(shù)據(jù)異常點情況。在沉降變形觀測過程中，及時繪制沉降曲線，及時分析驗證，并作記錄。

預應力簡支箱梁終張拉后徐變觀測期為10個月～14個月，滿足《評估技術指南》的要求。梁體跨中實測徐變上拱量為15.313 mm～17.545 mm，后期徐變變形趨于穩(wěn)定。

9 結語

實踐證明，京滬高速鐵路跨濟兗公路特大橋工程900 t預應力簡支箱梁支架現(xiàn)澆施工技術采用支架現(xiàn)澆施工技術是成功的，我們在地基處理、支架搭設、支架預壓、線性控制、混凝土運輸澆筑養(yǎng)護、梁體張拉等關鍵環(huán)節(jié)方面積累了寶貴的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，相信在未來高速鐵路建設中，900 t箱梁支架原位現(xiàn)澆施工法會得到大面積應用。

[1] [2005]160號，客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準[S].

[2] [2005]160號，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標準[S].

[3] TZ 213-2005，客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南[S].