耿立祥 GENG Li-xiang

（北京鐵城監(jiān)理建設(shè)責(zé)任有限公司，北京 100855）

0 引言

目前我國(guó)高速鐵路建設(shè)正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期，相比與普速鐵路，高速鐵路建設(shè)要求更為嚴(yán)格，尤其高速鐵路橋梁的施工質(zhì)量對(duì)后期鐵路運(yùn)營(yíng)安全至關(guān)重要。當(dāng)高鐵線路上跨復(fù)雜交通或較寬河流時(shí)，一般多采用連續(xù)梁橋，該橋型優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單受力明確，采用懸臂法施工時(shí)對(duì)周邊環(huán)境影響較小，可滿足較大跨徑的橋梁需求，在后期運(yùn)營(yíng)中維護(hù)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是施工工藝較為復(fù)雜，當(dāng)橋梁跨度越大時(shí)對(duì)梁體線形要求越為嚴(yán)格，同時(shí)高空作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)施工人員及下方交通存在較大的安全隱患，因此如何保證大跨度連續(xù)梁施工的安全以及梁體成型后的質(zhì)量及線形滿足要求是連續(xù)梁施工中的重難點(diǎn)也是關(guān)鍵點(diǎn)。在新建鐵路宜昌至鄭萬高鐵聯(lián)絡(luò)線YXZQ-2 標(biāo)橫溪河大橋（72+120+64）m 連續(xù)梁施工中，由于該連續(xù)梁跨度較大且采用懸臂法進(jìn)行施工，不但存在很高的安全風(fēng)險(xiǎn)，而且對(duì)梁體施工質(zhì)量及線性控制也提出了很高要求。為此項(xiàng)目部對(duì)該連續(xù)梁施工方案認(rèn)真規(guī)劃，同時(shí)對(duì)連續(xù)梁施工中的各項(xiàng)工序進(jìn)行嚴(yán)格把控等一系列措施，不但安全順利的完成了該大跨度連續(xù)梁施工，而且成形后的梁體質(zhì)量及線性也滿足相關(guān)要求。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，該高速鐵路大跨度懸臂連續(xù)梁施工所涉及的相關(guān)技術(shù)在施工中取得很好的效果。

1 工程概況

新建宜昌至鄭萬高鐵聯(lián)絡(luò)線楊家塝至興山段橫溪河大橋位于湖北省宜昌市夷陵區(qū)樂天溪鎮(zhèn)孫家河村附近，橋址區(qū)處于山區(qū)，地勢(shì)較為陡峭，橋址范圍內(nèi)植被茂密、灌木叢生。橋梁起止里程起終點(diǎn)里程DK32+818.45～DK33+222.64，橋全長(zhǎng)404.19m，橋梁孔跨布置為：（32+48+32）m連續(xù)梁+1-32m 簡(jiǎn)支箱梁+（72+120+64）m 連續(xù)梁。其中（72+120+64）m 連續(xù)梁里程起訖為DK32+964.84～DK33+222.54（4#墩～興山臺(tái)），全長(zhǎng)257.5m，中心里程為DK33+093.69，其中5#墩～6#墩之間120m 主跨跨越207 縣道，道路與線路大里程夾角為98.29°。5#墩高40m，墩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為376.419m，6# 墩高35m，墩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為377.968m。5#、6#橋墩采用空心型橋墩。4#墩為雙線圓端形實(shí)體橋墩；興山臺(tái)置于隧道仰拱上。

（72+120+64）m 連續(xù)梁為單箱單室、變高度、變截面箱梁，全橋共設(shè)5 道橫隔梁，分別設(shè)于在端支點(diǎn)、中支點(diǎn)處和中跨跨中截面，橫隔板設(shè)置孔洞，供檢查人員通過。梁全長(zhǎng)257.5m，截面中心線處梁高8.8m，梁底下緣圓曲線半徑436.933m，梁縫邊界線至梁端0.15m，邊支座橫橋向中心距6.2m，中支座橫橋向中心距6.2m。梁體混凝土等級(jí)C55，封錨C55 干硬性補(bǔ)償收縮混凝土，其余梁面附屬混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，鋼筋材質(zhì)HRB400 及HPB300。梁體平面位于曲線，縱坡+20‰，梁體按照曲線梁曲做布置。橋面防護(hù)墻內(nèi)側(cè)凈寬9.0m，橋梁寬12.6m，底板寬7.0m。梁體頂板厚度50cm，腹板厚度45～120cm，底板厚度由跨中的48.5cm 按圓曲線變化至中支點(diǎn)梁根部的123.8cm。梁體在0#塊邊跨底板處設(shè)?0.8m 進(jìn)人洞，作為梁部橋墩檢查通道。梁體分5#、6#墩2 個(gè)對(duì)稱掛籃，單個(gè)掛籃分15 個(gè)懸臂澆筑段，M1（S1）#節(jié)段～M6（S6）#節(jié)段長(zhǎng)3.0m，M7（S7）#～M9（S9）#節(jié)段長(zhǎng)度3.5m，M10（S10）#～M10（S10）# 節(jié)段長(zhǎng)度4.0m，S16#邊跨合龍段、M16#中跨合龍段節(jié)段長(zhǎng)度均為2.0m。（圖1）

圖1 橫溪河大橋（72+120+64）m 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)圖

2 連續(xù)梁總體施工方案

連續(xù)梁施工采用三角掛籃，掛籃主梁長(zhǎng)11m，0#塊總長(zhǎng)13m，0#塊施工完成后安裝掛籃進(jìn)行懸臂施工。主要施工程序?yàn)椋合炔捎枚枕斖屑芊ㄊ┕?#段，然后采用掛籃平衡懸臂灌注M1（S1）#～M15（S15）#段混凝土，同時(shí)安裝支架施工邊跨現(xiàn)澆段，接著采用掛籃合龍邊跨M16#梁段，然后拆除中墩臨時(shí)固結(jié)，再采用掛籃合龍中跨S16#梁段，最終拆除掛籃，張拉剩余預(yù)應(yīng)力束。興山臺(tái)邊跨使用盤扣支架法施工，4#墩邊跨使用梁柱式支架法施工，合龍段S16#塊采用掛籃施工合龍。

3 主要施工工藝

3.1 總體施工工藝流程

總體施工流程：

施工準(zhǔn)備→掛籃安裝→底外模板調(diào)整→底、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝→內(nèi)、端模安裝→頂板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝→混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→拆端模板、穿預(yù)應(yīng)力筋→預(yù)應(yīng)力筋張拉→落底模、掛籃前移、管道壓漿。

3.2 掛籃安裝及調(diào)試

澆筑0 號(hào)塊混凝土?xí)r，在箱梁上預(yù)埋的豎向φ32 精軋螺紋鋼，作為懸臂澆筑過程掛籃的后錨梁錨固點(diǎn)及走行時(shí)掛籃的后端點(diǎn)。掛籃澆筑時(shí)，通過后錨系統(tǒng)進(jìn)行錨固；掛籃通過走行輪連接滑道上，保證掛籃在走形時(shí)，滑道始終錨固于箱梁預(yù)埋的φ32 精軋螺紋鋼上。

掛籃進(jìn)場(chǎng)后由技術(shù)先仔細(xì)核對(duì)、檢查有無缺少的部件，然后再用塔吊按順序垂直吊上，安裝。掛籃由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、側(cè)模系統(tǒng)、走行系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)五大部分組成。首先安裝主梁，主梁與前支腿用銷軸組裝，之后將主梁吊裝在滑道上，前支腿中心距離梁端距離不小于300mm。將后支腿從滑道后端套入滑道，推移至距離梁端5155mm，后支腿銷板套入主梁銷孔后穿入連接銷并插入保險(xiǎn)銷。主梁安裝后將立柱與主梁螺栓緊固后，用手動(dòng)葫蘆三向拉固在梁面上，保持立柱垂直。先將4 件后上橫梁?jiǎn)渭肕32 螺栓組拼為2 拼整體構(gòu)件。之后吊裝到位，安裝時(shí)，控制對(duì)接接頭位于橋中線上。之后安裝與立柱接觸的后上橫梁連接小橫梁，穿入PSB8303232 精軋鋼筋，兩端用雙螺母緊固，使后上橫梁和立柱可靠連接。（圖2）

圖2 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

3.3 掛籃驗(yàn)收

掛籃拼裝后，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、專項(xiàng)施工方案編制、項(xiàng)目專職安全生產(chǎn)管理員、監(jiān)理單位項(xiàng)目總監(jiān)理工程師及專業(yè)監(jiān)理工程師以及掛籃加工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人掛籃進(jìn)行使用前的質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，方可投入使用。

掛籃施工過程中，每道工序完成后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)必須對(duì)該工序的完成情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，特別是掛籃走行到位后標(biāo)高控制、焊接質(zhì)量、銷軸連接情況按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，組織施工隊(duì)伍完成“三檢制”記錄工作。

3.4 掛籃靜載試驗(yàn)

在掛籃正式使用前，通過對(duì)掛籃加載消除掛籃的非彈性變形；驗(yàn)證掛籃的承載力。實(shí)測(cè)掛籃的彈性變形，并與理論值進(jìn)行比較，為計(jì)算掛籃立模標(biāo)高提供依據(jù)；卸載后，測(cè)定掛籃的回彈量，回彈量即彈性變形量；總沉降量減去彈性變形量即為實(shí)測(cè)非彈性變形量，并與計(jì)算的變形量進(jìn)行對(duì)比修正；在混凝土澆筑時(shí)按彈性變形量計(jì)算相應(yīng)待澆節(jié)段的預(yù)拋高值，進(jìn)行標(biāo)高的控制。

由于該連續(xù)梁最重節(jié)段為1#段，因此在1#塊施工前采用在掛籃上逐級(jí)加載的辦法消除非彈性變形，測(cè)定掛籃的彈性變形量，根據(jù)測(cè)定值設(shè)置預(yù)拱度。加載方法采用混凝土預(yù)制塊進(jìn)行堆載，預(yù)制塊標(biāo)號(hào)為C20，加載總荷載為最大施工荷載的1.2 倍（即1# 節(jié)段72.99m3，模板自重20.56t，施工人員及施工機(jī)具荷載（2.5kN/m2），振搗混凝土荷載（2kN/m2），則單側(cè)預(yù)壓總重為：

掛籃預(yù)壓時(shí)，掛籃加載及卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行。加載分級(jí)宜為懸臂澆筑節(jié)段重量的10%、50%、100%、120%；卸載分級(jí)宜為懸臂澆筑節(jié)段重量的100%、50%、10%、空載。加載時(shí)嚴(yán)格按照荷載布置圖的重量堆放預(yù)制塊。在堆放預(yù)制塊時(shí)將觀測(cè)點(diǎn)空出，以便水準(zhǔn)尺能夠豎直插入進(jìn)行測(cè)量觀測(cè)。

3.5 掛籃走行

掛籃走行是連續(xù)梁施工過程中極其重要的環(huán)節(jié)，由于此時(shí)無后錨對(duì)掛籃進(jìn)行固定，僅依靠走行輪與走行軌道之間的作用力做為支撐，因此走行過程安全風(fēng)險(xiǎn)較高。掛籃走行工序流程主要為：掛籃走向前準(zhǔn)備→脫內(nèi)?！搨?cè)?！摰啄！獬箦^吊桿→頂推前移→安裝錨固→調(diào)節(jié)標(biāo)高→整體檢查。

在掛籃走行前，需安排專人檢查各千斤頂及各手拉葫蘆、卷揚(yáng)機(jī)、保險(xiǎn)繩等，要求技術(shù)性能良好。同時(shí)檢查導(dǎo)滾動(dòng)架與導(dǎo)梁之間的是否有空隙，如有應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。各關(guān)鍵部件設(shè)置的保險(xiǎn)裝置（如前托梁、后托梁的保險(xiǎn)鋼絲繩等）必須加設(shè)，任何人不得擅自取消。

在滑道安裝條文安裝滑道墊梁，將手拉葫蘆固定在已澆筑完成的梁端位置，然后將掛籃軌道梁移動(dòng)至梁體上，在將軌道梁固定后松開千斤頂將掛籃桁架慢慢落在軌道梁上。在檢查桁架與軌道梁完全接觸且無懸空后將掛籃后錨與梁體固定。

3.6 懸澆灌注施工

掛籃拼裝或走行到位完成后，便可進(jìn)行懸澆灌注施工。梁體鋼筋在加工場(chǎng)統(tǒng)一加工然后運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，鋼筋安裝后安裝預(yù)應(yīng)力管道，預(yù)應(yīng)力管道施工必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)曲線要素定位，波紋管安裝以底模為基準(zhǔn)，按預(yù)應(yīng)力曲線坐標(biāo)直接量出相應(yīng)點(diǎn)的高度，標(biāo)在已扎箍筋上并用井字架按設(shè)計(jì)位置固定波紋管。波紋管要內(nèi)襯PVC 塑料管，在波紋管的最高點(diǎn)處設(shè)置壓漿排氣孔，排氣孔嘴用PVC塑料制作，相接部位用防水膠帶裹緊。

待梁體鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及模板驗(yàn)收無誤后方可進(jìn)行梁體澆筑，砼灌注順序?yàn)橄鹊装?，再腹板，后頂板。砼采用泵送，輸送泵采用高壓泵，砼澆筑遵循左右、前后?duì)稱原則，確保對(duì)稱灌注。澆筑完成后及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.7 懸澆段線形控制

為確保連續(xù)梁線形滿足要求，在整個(gè)施工過程中需要持續(xù)性的對(duì)梁體線形進(jìn)行控制，梁體線形控制主要包含兩方面，分別是平面線形和縱向線形控：

平面線形控制是在每一現(xiàn)澆段掛籃走行完成后，用全站儀對(duì)掛籃中線進(jìn)行調(diào)整，模板加固完成后，對(duì)掛籃中線進(jìn)行復(fù)核；縱向線形控制的關(guān)鍵是分析每一施工階段、每一施工步驟的結(jié)構(gòu)撓度變化狀態(tài)，控制立模標(biāo)高。先計(jì)算出各梁段的立模預(yù)拱度，結(jié)合前一梁段的撓度實(shí)測(cè)值，修正預(yù)拱度值后，在下一梁段灌注施工中預(yù)以調(diào)整立模標(biāo)高，以便成橋后與設(shè)計(jì)標(biāo)高接近。

4 掛籃受力計(jì)算

4.1 起重機(jī)選擇計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際情況，對(duì)掛籃的主要構(gòu)造進(jìn)行了空間建模，掛籃驗(yàn)算采用有限元方法，使用大型有限元軟件Midas 建立該掛籃的有限元模型。利用有限元方法可以計(jì)算出各部件的內(nèi)力、位移等，并能方便直觀的顯示出掛籃的位移和應(yīng)力。

4.2 掛籃受力計(jì)算

以1#塊澆筑完混凝土?xí)r為最不利工作狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，作用在掛籃上的荷載有：模板自重+1#塊混凝土重量+超載+動(dòng)力附加荷載+人群及施工荷載。掛籃自重由軟件自動(dòng)生成，對(duì)應(yīng)有限元模型見圖3。

圖3 掛籃組合應(yīng)力圖

①由圖3 可知，在最不利荷載組合作用下，主桁架最大拉應(yīng)力為45.58MPa＜200MPa，滿足要求；主桁架最大壓應(yīng)力為47.29MPa＜200MPa，滿足要求。

②由圖4 可知，在最不利荷載組合作用下，前下橫梁最大彎曲應(yīng)力為46.58MPa＜210MPa，滿足要求。

圖4 掛籃前橫梁應(yīng)力圖

5 安全質(zhì)量保障措施

①梁體在澆筑前需對(duì)其中心線、邊線、前后端標(biāo)高等進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，同時(shí)安排專人檢查預(yù)應(yīng)力孔道位置、錨墊板連接、掛籃錨固、前后橫梁與吊桿連接等關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行施工。②掛籃立模標(biāo)高的控制點(diǎn)選擇在待澆箱梁節(jié)段底板前端底模上，標(biāo)高的確定應(yīng)考慮箱梁底面設(shè)計(jì)標(biāo)高、設(shè)計(jì)預(yù)抬量、掛籃的彈性變形等參數(shù)。③施工中必須按施工方案的要求設(shè)置各種安全防護(hù)設(shè)施，臨邊設(shè)置防護(hù)欄桿，孔洞要進(jìn)行封堵，對(duì)四周做安全封閉，在危險(xiǎn)部位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際增設(shè)防護(hù)設(shè)施，并設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。

6 結(jié)束語

通過對(duì)橫溪河大橋連續(xù)梁施工方案認(rèn)真規(guī)劃，同時(shí)對(duì)連續(xù)梁施工中的各項(xiàng)工序進(jìn)行嚴(yán)格把控等一系列措施，不但安全順利的完成了該大跨度連續(xù)梁施工，而且成形后的梁體質(zhì)量及線性也滿足相關(guān)要求。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，該高速鐵路大跨度懸臂連續(xù)梁施工所涉及的相關(guān)技術(shù)在施工中取得很好的效果，也為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。