王文超
(中鐵十四局集團第四工程有限公司,山東 濟南 250000)
市域鐵路是一種介于城際鐵路與城市軌道交通之間新型快捷的軌道交通系統(tǒng),主要服務于中心城區(qū)與郊區(qū)或中心城區(qū)與衛(wèi)星城,承擔以大城市通勤客流和衛(wèi)星城與大城市中心間購物、旅游、休閑為主的短途旅客運輸。溫州市域鐵路S2線地處溫州市東部沿海,線路為東北—西南走向,北起樂清雁蕩鎮(zhèn),南至瑞安市區(qū),區(qū)間為高架現澆梁,因此現澆梁質量控制對工程總體質量顯得尤為重要。
中鐵十四局集團第四工程有限公司承建的溫州市域鐵路S2線一期工程土建SG7標段全長8413.74m,區(qū)間和車站均為高架,區(qū)間共有預應力混凝土簡支箱梁197孔,現澆連續(xù)箱梁8聯(lián),混凝土69000m3,鋼筋20054t,鋼絞線2893t,簡支梁主要跨度采用30m、35m,主要配跨采用25m、40m,箱梁跨度類型較多。在“寸土寸金”的溫州市,占用大面積土地建設預制梁場顯然不經濟,所以,區(qū)間所有預應力箱梁設計院在設計時采用原位現澆法施工。
為了確保中鐵十四局集團第四工程有限公司承建的溫州市域鐵路S2線一期工程土建SG7標段現澆梁在施工期間“安全、質量零事故”目標的實現,項目部確定現澆箱梁施工過程中的關鍵工序主要包括支架搭設、支架預壓、混凝土澆筑、預應力鋼絞線張拉。
溫州市域鐵路S2線地處溫州市東部沿海,項目位于沖海積平原區(qū),廣泛分布軟弱土,土質在很大深度范圍內均為未固結淤泥質土層,地基承載力很差,搭設滿堂支架需要很大的費用處理地基,顯然不經濟,因此,項目部現澆梁支架全部采用梁柱式支架,即“鋼管立柱(Φ630×8mm鋼管)+雙層加強型貝雷梁”的結構形式。施工之前編制《高架區(qū)間現澆梁安全專項施工方案》,報監(jiān)理和業(yè)主審批,并經專家論證。以跨度35m現澆箱梁為例,利用承臺作為支架基礎,在承臺頂面預埋螺栓與鋼管立柱的法蘭盤連接,連接時要調整鋼管立柱的垂直度。鋼管柱法蘭連接前還應先按承臺頂標高和梁底標高扣除模板厚度、分配梁高度、貝雷架高度、工字鋼高度及砂箱高度,最后計算出鋼管長度。鋼管立柱頂均設置砂箱作為模板卸落裝置,其上放置雙拼I56a作為柱頂分配梁,貝雷梁橫橋向步距為2×90cm+14×45cm+2×90cm。貝雷梁上橫梁采用I10工字鋼,間距75cm,縱肋采用10cm×10cm方木,間距20cm,底模板采用18mm厚竹膠板。支架搭設完成后我項目部組織工程部、安質部對支架進行驗收,自檢合格后報監(jiān)理進行驗收(見圖1)。
圖1 支架搭設
支架驗收合格后對支架進行預壓,預壓選用預制混凝土塊作為加載材料,這樣預壓重量穩(wěn)定,易于計量和裝卸,易控制,操作性強。支架預壓加載和卸載應按照對稱、分層、分級的原則進行,嚴禁集中加載和卸載(見圖2)。
圖2 支架預壓加載示意圖
為了掌握加載后地基和支架的變形情況,在預壓前先布設好沉降觀測網。梁柱式支架監(jiān)測斷面設置在預壓區(qū)域的邊支墩和縱梁跨中位置,支墩的基礎、橫梁頂面和縱梁跨中對稱梁體中心線各布置5個以上監(jiān)測點。按照等效壓重的原則,主要在箱梁底板范圍內布置壓重區(qū)間,即在箱梁底板范圍內布置測點,根據要施加的預壓重量反算預壓材料的重量。測點沿縱橋向分別在墩中心線處、L/4、L/2、3L/4跨處布設,橫橋向則在跨中和2個外腹板處設點,從而形成一個立體沉降觀測網(見圖3)。
圖3 支架預壓監(jiān)控量測
支架預壓完成后向監(jiān)理工程師報送支架預壓監(jiān)測資料及梁體預拱度設置計算資料,待監(jiān)理工程師審核簽認后方可卸載,卸載過程沿混凝土結構縱橫向對稱進行。當支架加載完成后,連續(xù)觀測12h位移平均值之差不大于2mm時,認為支架穩(wěn)定,可以開始卸載,卸載應按照對稱、分層、分級的原則進行,第一級卸載至設計值的100%,第二級卸載至設計值60%,最后一級全部卸載,支架卸載完成6h后,再次監(jiān)測記錄各監(jiān)測點位移量。支架預壓完成后,應根據監(jiān)測數據計算分析基礎沉降量和支架彈性變形量、非彈性變形量及平面位移量,評價支架安全性和確定立模標高,形成支架預壓報告。
頂板鋼筋綁扎完、預埋件安裝完后通知監(jiān)理工程師驗收,驗收合格后澆筑梁體砼。箱梁混凝土強度等級為C50,采用混凝土運輸攪拌車運輸,運距及運輸時間滿足規(guī)范要求。采用Ф50mm插入式振搗棒,在鋼筋密集處用Ф30mm插入式振搗棒。插入式振搗棒要快插慢拔,對于鋼筋密集的支座頂部、預應力錨墊板周圍和橫隔梁等區(qū)域,應加強其混凝土搗固質量控制。簡支箱梁砼澆筑順序順橋方向按“斜向分段,水平分層”的方法,由跨中向兩端依次對稱澆筑,斜向分段長度宜為4~5m,分層厚度根據混凝土生產供應能力合理安排澆筑速度,分層澆筑高度為30cm。橫向應按“先底板與腹板倒角,再底板,后腹板,最后頂板”的順序進行澆筑,兩腹板混凝土的高度應保持基本一致。混凝土澆筑過程中,檢查其坍落度、和易性,如不合適則及時調整(見圖4)。
預應力張拉前準備工作及注意事項:(1)張拉應力與千斤頂油表讀數、鋼絞線伸長量理論值對應計算工作已完成;(2)千斤頂和油表已配套標定;(3)梁體混凝土強度、彈性模量和齡期已達設計要求;(4)檢查千斤頂和油壓表在校正期內,無異常現象。
預應力鋼絞線采用智能張拉,并兩端對稱進行。張拉順序嚴格按照施工圖中要求順序進行。預施應力應按預張拉、初張拉和終張拉三個階段進行,預張拉應在梁體混凝土強度及彈性模量達到設計值的60%后進行,初張拉應在梁體混凝土強度及彈性模量達到設計值的80%后進行,初張拉后方可拆除底模及支撐。終張拉須在梁體混凝土強度及彈性模量達到設計值的100%且齡期不小于10d后方可進行。張拉過程由張拉力和鋼絞線伸長值雙重控制,以油表讀數(即張拉力)控制為主,以預應力筋伸長值進行校核,張拉過程中應保持兩端的伸長量基本一致,實際單側伸長值與理論值相差大于6%時,應查明原因或與設計聯(lián)系后再行張拉?,F澆梁帶模預張拉時內模應松開,不應對梁體壓縮造成阻礙。張拉過程中符合三同心原則,即孔道中心與錨墊板中心和千斤頂中心同心(見圖5)。張拉順序按圖紙要求進行[0→10%σcon→20%σcon→100%σcon(持荷5min)]。
圖4 現澆梁砼澆筑
圖5 現澆梁鋼絞線張拉
文章詳細闡述了溫州市域鐵路現澆梁施工過程中支架搭設、支架預壓、混凝土澆筑、預應力鋼絞線張拉等關鍵工序的質量控制措施,總結出現澆梁施工質量控制要點,加快了施工進度,取得了良好的經濟效益和社會效益,對于類似工程的施工具有借鑒作用。