中鐵十二局集團第四工程有限公司 陜西西安 710021

摘要：大西鐵路客運專線侯馬跨汾河特大橋跨汾河大壩60+100+60m連續(xù)梁采用預應力混凝土連續(xù)梁橋型設計，結合現(xiàn)場施工分析了預應力混凝土連續(xù)梁的施工技術，包括0#段施工支架的安裝和預壓；掛籃的安裝和預壓；對稱澆筑段；箱梁預應力、邊跨現(xiàn)澆段施工及箱梁合攏段施工等具體施工技術。

關鍵詞：客運專線；連續(xù)梁；預應力混凝土；施工技術

1 工程概況

大西鐵路客運專線侯馬跨汾河特大橋全長23.94km，包括2處連續(xù)梁施工（跨翼侯高速公路為40+64+40m連續(xù)箱梁，跨汾河大壩為60+100+60m連續(xù)箱梁）?？绶诤哟髩芜B續(xù)梁主橋結構設計類型采用一聯(lián)60+100+60m預應力混凝土雙線連續(xù)箱梁，全長221.5m，一聯(lián)三孔，為變截面預應力混凝土連續(xù)梁；0#塊、邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合龍段采用支架現(xiàn)澆法施工，其它梁段均采用掛籃懸臂澆筑法施工。

主墩0#塊設計施工長度為14m，單側支架支撐梁長為4.75m，墩頂中橫隔板處梁段截面最高為7.85m。邊跨梁長60.75m，分15個梁段；中跨梁長100m，分27個梁段。邊跨支架現(xiàn)澆段，節(jié)段長9.75m，梁高4.85m。合攏段均為2m長，梁高4.85m。箱梁為三向預應力結構，單箱單室截面，箱梁頂板寬度12m，底板寬度6.7m，外翼緣板懸臂長2.65m；整個連續(xù)梁共設5處橫隔板，分別為中跨中和4個墩支點處，截面尺寸如圖1所示。

圖1 截面尺寸（單位：cm）

2 0#塊支架施工

2.1 支架安裝

由于河灘軟弱地基特殊的地質條件，地基處理難度較大；同時由于地基處理厚度的不均勻性，當施加施工荷載時，地基將可能出現(xiàn)不均勻的沉降，從而可能對混凝土的質量造成不同程度的損傷，對工程質量留下隱患；且地基處理為一次性投入，處理費用高，周轉利用率低。所以較一般常見滿堂支架法施工，此支架施工盡可能地利用了既有墩臺基礎，采用鋼管樁替代滿堂支架，減少、避免了處理地基，使支架越發(fā)安全可靠；較常見鋼管樁與貝雷片或滿堂支架組合形式的支架施工，此支架施工工序簡單，支架材料投入較少，重量輕，施工機械化程度高，支架整體性強，節(jié)約成本，節(jié)省時間。

支架采用兩排鋼管支撐立柱分別支立在一級承臺和二級承臺上，鋼管底部位置在承臺上預埋鋼板，將鋼管和鋼板焊接起來，為保證鋼管的穩(wěn)定性，在墩身上預埋鋼板，支立起鋼管后，用槽鋼將鋼管和預埋鋼板焊接起來，以更好的保證鋼管的豎直性和穩(wěn)定性，支架結構如圖2所示。

圖2 支架結構（單位：mm）

鋼管采用φ529-10規(guī)格，鋼管頂部為順橋向墊梁采用雙45b工字鋼4根，順橋向墊梁上為掛籃底模系統(tǒng)，之間焊接連接，保證其成為一體。

2.2 支架預壓

2.2.1 預壓力計算

0#塊混凝土澆筑時支架所承受的荷載包括：0#塊鋼筋混凝土重量、底模重量及施工荷載。經計算單側支架支撐部分混凝土方量為121.03m3，重量為314.68t，考慮5%的模板和施工荷載以及1.2的安全系數(shù)，則平臺堆載總重應為314.68×（1+25%）=393.34t。

2.2.2 觀測點的布置

預壓時支架的變形觀測工作相當關鍵，因此觀測點的布置很重要。為保證測量的準確性，觀測基準點應設在墩頂，支架觀測點應在支架前端左、中、右各設一個點，要保證各點的位移能準確反映該處支架的變形。在加載前先對所有觀測點標高準確測量并做好測量記錄，各個觀測點的布置如圖3所示：

圖3 支架預壓觀測點布置圖

2.2.3 堆載方式

單側支架的計算堆載總重量為393.34t，為準確測得支架變形過程，開始先以每10t為一個級別進行堆載，每加載滿整10t對平臺沉降值觀測一次，并做好觀測記錄。前期支架的變形主要為非彈性變形，所以沉降觀測各組數(shù)據(jù)規(guī)律不明顯，沉降值和加載重量數(shù)值間無明確的線性關系，待觀測沉降值和加載重量值出現(xiàn)明顯的直線比例關系時，證明支架已進入彈性變形階段，此時可以每加載20t觀測一次，直至達到總加載重量，加載完畢后再觀測一次。整個過程必須做好加載記錄和沉降觀測記錄。

支架預壓時間不應小于48小時，在加載完成48小時以后方可卸載。在此期間每隔6小時對支架沉降進行一次沉降觀測以觀察支架持續(xù)受壓后的變形情況，并做好觀測記錄。

經計算0#塊模板各部位的理論加載重量如圖4所示：

圖4 預壓荷載分布示意圖（單位：cm）

為確保預壓能盡量真實的反映混凝土澆筑過程中各部位壓力的變化，單側荷載各部位的加載順序還應合理安排。首先應在整個底板部分均部荷載至92.27t，然后在兩腹板范圍內底板上各加載123.09t，然后在底板中間4.7m范圍內均部荷載21.57t，最后將翼緣板部分所有荷載按上圖所示施加于翼緣板。

2.2.4 卸載

支架卸載時同樣應分級進行，每卸載20t對支架變形觀測一次，直至卸載完成。卸載完成后再對變形觀測一次，將此次變形和加載前的觀測數(shù)據(jù)進行對比，此差量可以較為準確的反映支架的非彈性變形量，用此量可以檢驗加載過程中變形觀測和計算的準確性，對個別數(shù)據(jù)誤差進行合理的修正，為后期的支架施工提供可靠的理論依據(jù)。

3 掛籃施工

3.1 掛籃安裝

掛籃主要有三角主構架及走行裝置、底模架系統(tǒng)、側模系統(tǒng)（內、外）、吊掛調整系統(tǒng)、內側模走行裝置、后錨固系統(tǒng)及前上橫梁組成。

在已經完成的0#塊段上由塔式起重機配合80t吊機（吊裝三角主構架）安裝。安裝順序：測量放線→鋪設軌枕→安裝走行軌道、前后支座滑行裝置及后錨系統(tǒng)→安裝前支座橫梁→安裝三角主構架→安裝主構架聯(lián)結系→安裝前吊帶上橫梁→起吊底模系→穿吊帶→安裝底模板→吊裝內、外模走行裝置→滑移外模、拼裝內模。

3.2 掛籃預壓

掛籃安裝完畢后，立即在橋位現(xiàn)場地面進行預壓試驗，以驗證掛籃系統(tǒng)的強度、剛度和穩(wěn)定性，消除掛籃的非彈性變形。可針對掛籃前端撓度及引起主桁架變形的原因，測出構件和力與位移的關系，以此作為施工時底模板立模和調整標高的依據(jù)。掛籃預壓試驗采取地面預壓的方法來進行，如圖5所示。此種等效預壓方法，較一般常見掛籃吊裝就位后，吊裝砂袋預壓的方法，簡單安全，可操作性強，省時、經濟實用。

圖5 掛籃預壓示意圖（單位：cm）

掛籃懸吊系統(tǒng)是掛籃最薄弱的部分，根據(jù)掛籃設計要求應驗證底模吊點承載力，進行底模橫梁吊點承載力試驗，每套連接件均需進行試驗。將底模橫梁、銷座、吊桿扁擔梁等按下圖6所示方式組裝好，給千斤頂施力，測試吊點承載力。設計總荷載100t，緩慢加載至設計荷載，觀察結構受力情況，遇有異常立即停止加載并查明原因。

圖6 掛籃底模橫梁吊點承載力試驗示意圖

4 對稱懸澆段施工

（1）掛籃前移到位后，調整好底模及外側模，按照底板、腹板、頂板順序綁扎鋼筋及安裝預應力管道，并預留掛籃吊帶孔，安裝預埋件。混凝土的澆筑采用“小循環(huán)”即“縱向分段、水平分層”的方法澆筑，且每次澆筑高度不超過30cm，一次性澆筑完成。此澆筑方法可有效預防、減少由于人為及外界因素引起的施工冷縫等常見混凝土病害的出現(xiàn)。

（2）施工步驟：施工準備→安裝掛籃→測量、調整底模外模、鑿毛清洗混凝土連接面、調直連接鋼筋→底板、腹板鋼筋及預應力管道安裝→內模、端模安裝→頂板鋼筋及預應力管道安裝→復測、調整高程中線→混凝土澆筑、養(yǎng)護→拆端模、穿預應力鋼筋→預應力筋張拉、管道壓漿→落底模、前移掛籃下一塊段。

（3）用掛籃依次懸臂澆筑1#～13#梁段，待13#梁段完成之后，邊跨合攏段采用支架法施工、中跨合攏段采用掛籃施工。各懸臂施工梁段，在澆筑階段、掛籃撤除移動階段均要求保持對稱并屬于同步平衡的施工。

5 箱梁預應力施工

根據(jù)圖紙設計要求，張拉應在梁體混凝土強度達到設計值的95%，彈性模量達到設計值的100%，且必須保證梁體混凝土齡期大于5天后進行；為保證預應力筋的張拉準確，張拉采用張拉力和伸長量雙控，以張拉應力控制為主，伸長值作校核。預應力張拉順序為由外向內，兩端對稱張拉。先張拉縱向預應力束，后張拉豎向預應力筋，最后張拉橫向預應力筋。預應力束張拉完成之后，才可以松動掛籃吊帶，前移掛籃進行下一塊段施工。

（1）準確進行管道定位，嚴格控制位置偏差。波紋管采用鍍鋅金屬波紋管，管道間的連接用長30-40cm，直徑大于設計管道直徑5mm的波紋管連接。直線部分預應力管道每60cm間距設置一道U型定位鋼筋，有彎曲的部分每30cm間距設置一道U型定位鋼筋。確保管道在澆筑混凝土時不上浮、不變位。

（2）預應力管道埋置前完成所有焊接工作，以確保在管道安置之后不影響焊接；也預防由于焊接而燒破預應力管道，澆筑混凝土時水泥漿堵塞管道。

（3）縱橋向預應力管道設置小于設計預應力管道直徑5～8mm的硬塑料內襯管，穿入到位后還應長出預應力管道50～100cm，在混凝土澆筑過程中來回抽動內襯管及初凝后及時拔出內襯管。

（4）管道安裝應平順不能有死彎。管道軸線必須與錨墊板垂直。波紋管應隨機分批次截取4～5m長進行漏水檢查。被接的兩根波紋管接頭應去掉毛刺且相互頂緊。

（5）張拉過程中，如果出現(xiàn)超過規(guī)范允許的滑絲、斷絲（不得超過預應力筋總數(shù)的千分之五，并不得位于結構同一側且每束內斷絲不得超過一根），或伸長值異常超標，應立即停止張拉，分析原因并解決，待查明原因并經過調整后，再重新進行張拉。張拉過程中更不得擅自改變預應力張拉的張拉力。

（6）張拉完成后確定預應力筋無斷絲、滑絲現(xiàn)象，切除多余預應力筋，切割時外露長度不宜小于30mm。封堵錨頭。壓漿時間以張拉完畢不超過24h控制，同一管道壓漿作業(yè)要一次完成不得中斷，且梁體及環(huán)境溫度不得低于5℃，否則應采取保溫措施。壓漿前先清除管道內雜物及積水，水泥漿拌制均勻后，須經2.5mm×2.5mm 的濾網過濾方可壓入管道。壓漿采用真空輔助壓漿工藝，壓漿泵采用連續(xù)式。

6 邊跨現(xiàn)澆段施工

6.1 地基處理

根據(jù)實際地形地質考察，現(xiàn)澆段采用滿堂支架法施工，且對落地支架地基部分采取換填土回填，基底頂層澆筑20cm厚C30混凝土，并做2%的橫向坡排水坡。地基處理范圍應超出支架寬度及長度方向100-150cm，處理長度范圍包括邊跨合龍段支架施工所需的范圍全部進行處理。

6.2 支架布置

在墊層基礎頂面縱橋向放置條形木板，木板上放置底座，在底座上搭設碗扣式腳手架。托架頂部放置橫橋向方木。上面放置順橋向方木托梁，間距25cm-35cm，作為竹膠板（厚度1.5cm）的背楞。

支架搭設過程中剪刀撐沿支架高度連續(xù)設置，支架橫截面和縱截面上每5-7排設一道剪刀撐，縱向兩側和橫向端截面必設一道。支架每道剪刀撐覆蓋面積為5-7根立桿，與地面的夾角為45°-60°，所設置的剪刀撐接長采用搭接，搭接長度不小于1m，三個扣件連接，兩端扣件距鋼管頭不少于15cm。

支架結構必須要進行安全性能驗算，且要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。支架在承重后期彈性和塑性變形應控制在15mm以內。支架部分地基的沉降量控制在5mm以內，地基承載力大于200kPa。

6.3 支架預壓

支架安裝完成后，必須對其進行預壓，預壓方式為實物重載。預壓的重物選用沙袋，總重量為支架上部施工總荷載的1.2倍，分三次加載。在支架預壓前，測量人員分別在支架的竹膠板頂面及混凝土墊層頂面大小里程處沿梁橫截面設置變形觀測點并進行壓前觀測。預壓及觀測方法如同0#段支架預壓，在此不再詳細贅述。

7 箱梁合攏段施工

箱梁合攏段施工是整個箱梁施工重點部位，合攏段混凝土在一日溫度最低時段，在盡可能短的時間內澆筑完成，并及時進行覆蓋養(yǎng)生，在混凝土達到張拉所需設計要求后及時張拉預應力，減少或避免合攏段混凝土產生溫度、收縮等破壞性裂縫。按設計要求，全橋箱梁合攏順序為：先邊跨合攏，然后中跨合攏。邊跨及中跨合攏段臨時鎖定均采用“外勁性骨架+臨時張拉鋼束”的施工方法。

7.1 邊跨合攏段施工

邊跨合龍段采用搭設支架法施工。施工前，除壓重等施工用物體外全部材料清除或移至0#塊頂部，對橋面進行復測。合攏段底模和側模均利用掛籃模板，內模采用木模加固。合龍前連續(xù)48h觀測合攏段兩側所有節(jié)段的溫度、標高變化情況，以獲取最佳的合攏時間。觀測頻率為前24h每2h一次，后24h每1h一次。合龍時間確定后，提前4h進行臨時鎖定施工，在預埋鋼板上單側焊接鎖定45b工字鋼?；炷两K凝后解除縱向活動支座約束。合攏段混凝土達到張拉設計要求后，張拉預應力束T17、B13-B16及橫向、豎向預應力鋼筋。兩側同時拆除主墩臨時固結，落梁，張拉預應力束B11-B12，如圖7所示。拆除邊跨支架。邊跨合龍采用支架法施工，無需配重，既減少經濟的支出又縮短了施工工期。

圖7 梁端結構示意圖（單位：cm）

施工工序如下：施工準備、測量放樣→合攏段搭設支架→模板安裝→底腹板鋼筋、預應力鋼筋施工→內模安裝→頂板鋼筋、預應力鋼筋施工→合龍段鎖定→混凝土的澆筑、養(yǎng)護→解除邊墩支座約束→邊跨合龍縱向、豎橫向鋼束張拉→臨時支墩拆除、落梁→邊跨支架拆除

7.2 中跨合攏段施工

前移掛籃，拆除邊孔支架和掛籃。對橋面進行復測。對T構上的觀測點進行精確測量，確定壓重方案。比較合攏段兩側兩個梁段的頂面高程：如果其高差△<15mm，進行下一道工序。若高差△>15mm則由監(jiān)控單位計算確定使△<15mm的辦法，按照計算使用配重，將砂袋放置在梁上的指定位置，將△降至15mm以內。

施工工序如下：掛籃前移就位→（合攏段配重）→模板安裝→底腹板鋼筋、預應力鋼筋施工→內模安裝→頂板鋼筋、預應力鋼筋施工→合龍段鎖定→混凝土的澆筑→解除主墩支座約束→剩余鋼束張拉壓漿施工。

8 結束語

通過對比分析，對各工序施工工藝進行了優(yōu)化施工組織設計，嚴格按照施工規(guī)范要求，采取合理、科學、規(guī)范的施工技術。使施工工序簡單化，可操作性增強，提高了機械化程度，安全可靠，既節(jié)約了資金，又節(jié)省了時間，且保證了施工質量。

參考文獻：

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[4] 鐵道部經濟規(guī)劃研究院 .通橋（2008）2368A-V鐵路工程建設通用參考圖時速350公里客運專線鐵路無砟軌道現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)梁（雙線）.北京：中鐵工程設計咨詢集團有限公司，2008：2-5.

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經篩選，確定Be’=10°的水玻璃溶液，當按照水泥漿液的體積10%～15%左右的比例添加時，混合漿液的初凝時間為3～5分鐘，能較好的滿足注漿要求。

4.2注漿的工藝流程

施工順序：確定樁位—鉆機就位—下管到設計深度—攪漿—由下而上旋噴作業(yè)到設計樁頂—沖洗—移位—下插補漿管—封孔—補注漿。

4.3注漿孔的布置

現(xiàn)整個場地工程樁均采用注漿，注漿孔施工布置順序先四周后中間的注漿原則。工程樁注漿每樁一孔，布設在樁中心位置，具體樁位和樁數(shù)量以現(xiàn)場為準。

4.4施工的要求

（1）注漿加固深度

注漿深度進入砼樁底以下3～5m，噴漿頭進入鉆孔底部原土層。

（2）注漿材料及配比參數(shù)

普通硅酸鹽水泥，水灰比W/C=1：1，外加劑與水泥漿液的體積比為2～5%，根據(jù)現(xiàn)場試驗樁檢測數(shù)據(jù)，建議注漿水泥用量為5t/樁（其中高壓旋噴注漿水泥用量4t，滲透補漿水泥用量1噸）。

（3）高噴工藝參數(shù)選擇

漿：取P=20～25Mpa，Q泵=96～110L/min?；匦俣龋喝=13～15r/min。上提速度：控制上提速度0.08～0.10m/min。

（4）下插補漿管確定注漿深度，插入混凝土樁底部2m處。

4.5樁身砼離析嚴重缺陷

處理意見：采用高壓旋噴注漿法，樁身砼離析嚴重缺陷部位采用滲透注漿法。

離析部位放一根注漿管，上部放一根出漿管2.5m，共二根注漿管。進行分一次注漿法。

4.6確定工程樁控制標準

工程樁施工標準采用雙控，即注漿水泥量注漿壓力雙控制。

確保注漿總水泥用量≥5t。其中高壓旋噴注漿法，水泥用量為4t/樁，注漿壓力20Mpa；滲透法注漿補漿，注漿量控制在1t/樁，實際施工按照注漿壓力2 Mpa控制。

5.加固注漿（補強）后效果

通過對灌注樁加固注漿前后承載力對比，有效提高樁端承載力25%以上。例舉：單樁設計承載力特征值3200KN，壓樁力6400KN。注漿前靜荷載試驗數(shù)據(jù)5400 KN，注漿后靜荷載試驗數(shù)據(jù)6400KN，總沉降量15mm。

表2 ××工程注漿后靜荷載試驗數(shù)據(jù)表

序號樁號樁徑樁長持力層設計

承載力補強后試驗

承載力試驗沉降量（mm）

1A23160025.611.2m3200KN6400KN15

2B9370024.011.4m3600KN7200KN22

34C180022.971.6m4200KN8400KN25

注漿后靜荷載均符合設計要求。

6.結語

通過樁底高壓旋噴法注漿處理及樁底埋設注漿管滲透注漿法加固。有效的提高了單樁豎向承載力，注漿加固處理后，待28天水泥漿液達到設計強度，通過對單樁靜荷載試驗，滿足樁基礎設計單樁豎向承載力特征值。

參考文獻：

[1]趙云峰，李亞麗.環(huán)氧砂漿處治鉆孔灌注樁質量缺陷[J].科技風，2014（08）

[2]朱志敏，吳愛龍.鉆孔灌注樁典型缺陷產生機理及其處治對策研究[J].科技信息，2010（12）

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（4）注入制冷劑過多

a.表現(xiàn)為：吸排氣壓力、平衡壓力都偏高，壓縮機運行電流也偏高。

b.原理是：制冷劑充注過多。這種情況一般發(fā)生在維修之后。

c.解決辦法是：應在額定工況下根據(jù)吸排氣壓力和平衡壓力以及運行電流放氣，直至正常。

四、建議

針對以上提到的施工要點和常見問題，建議施工中的日常檢查及保養(yǎng)，要做到以下幾個方面：

（一）日常檢查、記錄歸檔

（1）檢查是否有異常聲音和振動；

（2）檢查機組電流；

（3）檢查運行壓力。

（二）定期保養(yǎng)、專人管理

（1）移動熱交換器側阻礙空氣流動的物體，清潔空氣側熱交換器；

（2）將主機表面清潔；

（3）清潔水側熱交換器的管路（由專業(yè)人員完成）。

五、結束語

在現(xiàn)代科學技術發(fā)展迅猛的今天，新技術、新工藝、新產品層出不窮，日新月異。工程施工中，施工時間緊、任務重、技術質量安全要求高；加固工藝多。一個優(yōu)質工程的創(chuàng)建，現(xiàn)場技術人員之間要密切配合，嚴格要求，總結經驗，互相促進、與時俱進。

參考文獻：

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