鐵路大跨度連續梁結構施工工藝和質量控制要點

常漢明

(甘肅鐵一院工程監理有限責任公司，甘肅 蘭州 730000)

1 工程概況

蘭新鐵路第二雙線跨蘭西高速公路特大橋位于青海省西寧市，該橋中心里程為 DK187+726．835，全長2 708.17 m，76個橋墩，2個橋臺。該橋在跨蘭西高速公路時采用(80+168+80)m大跨度連續梁、鋼桁組合結構。主梁采用單箱雙室變高度箱形截面，跨中及邊支點處梁高5 m，中支點處梁高11 m，梁高按1.8次拋物線變化。主梁頂板全梁等寬15.2 m，厚度0.5 m。底板寬度11.6 m，底板厚度由0.5 m變化至1.2 m。腹板厚度由0.45 m漸變到0.9 m，并在中支點根部一定范圍內加厚到1.5 m。在中跨設置加勁鋼桁，鋼桁采用無豎桿三角形桁，曲梁曲作。桁高 12 m，桁寬11.2 m，節間長度12 m。上弦桿采用箱型截面，高1 000 mm，內寬800 mm，板厚24～32 mm。腹桿采用H型截面，外寬800 mm，高800 mm，板厚16～20 mm。上弦采用H型鋼米字形橫向連接，H型截面外寬400 mm，高400 mm，板厚12～16 mm。加勁鋼桁的鋼材均采用Q370qE。

該橋主要結構的特點為:跨度大(蘭新鐵路第二雙線跨度最大的橋梁)，結構新穎(該結構形式為國內首次采用，并入選《中國高速鐵路大橋》畫冊)，技術難度大，工藝要求高(鋼—混凝土組合結構)。

2 懸臂澆筑連續梁支座安裝

2.1 支座安裝

支座安裝前，在支承墊石上放好每個支座的十字線，并測出頂面高程，對支座地腳螺栓預留孔的孔徑、深度、垂直度進行檢查并清理干凈。起吊支座就位經檢查合格后，支座錨栓孔采用重力灌漿填充密實，支座重力灌注如圖1所示。

2.2 質量控制要點

支座上下座板必須水平安裝，固定支座上下座板應互相對正，活動支座上下座板橫向應對正。懸臂澆筑連續梁支座安裝允許偏差見表1。

圖1 支座重力灌漿示意

表1 支座安裝允許偏差和檢驗方法［1］

3 臨時支墩安裝和墩梁固結施工

3.1 臨時支墩安裝和墩梁固結

為解決梁部施工時因不平衡荷載產生的彎矩，將0#段梁體與墩身臨時固結。墩梁臨時固結采用臨時支座與墩頂預留錨固拉筋伸入0#梁段的方式，連續梁主墩上設混凝土臨時支墩，臨時支墩布置在永久支座兩側的箱梁縱肋處。

3.2 質量控制要點

托架(本橋采用托架)安裝好后，對其進行預壓，以消除非彈性變形，測出彈性變形值，作為底模和側模預留高度的參數。預壓采用水箱注水或堆碼砂袋多次加壓(不小于施工時最大荷載)［2］。

4 梁段懸灌施工

4.1 梁段懸灌施工

梁段混凝土的懸臂灌筑施工流程為:掛籃設計、加工→掛籃安裝、試驗→進入懸灌段施工→外模安裝、校正→鋼筋綁扎、焊接，預應力管道安裝→內模、端模安裝→混凝土澆筑→縱向預應力張拉→移動掛籃并定位→縱向預應力管道壓漿→豎向預應力筋張拉及壓漿→橫向預應力筋張拉及壓漿。

梁段混凝土在澆筑前務必按設計要求，嚴格控制梁體線型。連續梁段采用泵送混凝土，全斷面一次澆筑，混凝土坍落度控制在14～18 cm，并應隨溫度變化及運輸和澆筑速度做適當調整。

4.2 質量控制要點

混凝土配合比、澆筑順序及振搗方法，嚴格按施工工藝操作。梁段澆筑應自懸臂端向后分層澆筑振搗。使用插入式振搗器時，不得碰損制孔管道及鋼筋骨架。連續梁混凝土澆筑完成后，應對澆筑段混凝土進行檢查驗收，連續梁懸臂澆筑梁段的允許偏差和檢驗方法見表2。

表2 懸臂澆筑梁段的允許偏差 mm

5 預應力束張拉、壓漿施工

5.1 連續梁預應力束張拉、壓漿

該橋連續梁梁體采用三向預應力體系:縱向預應力束均為兩端張拉;橫向預應力束采用一端張拉;豎向預應力筋采用φ32高強精軋螺紋鋼筋，梁頂張拉。除豎向預應力采用 φ32高強精軋螺紋鋼筋(fpk=835 MPa，Ey=1.95×105MPa)外，縱向及橫向預應力均采用標準強度 fpk=1 860 MPa，公稱直徑15.2 mm，公稱截面積139 mm2，Ey=1.95×105MPa的低松弛高強度鋼絞線。梁段預應力張拉時，混凝土強度及彈性模量均應符合設計要求。實踐證明，混凝土加載齡期的控制是控制梁體后期徐變的關鍵因素，因此懸灌梁段的齡期不得少于7 d。

連續梁預應力束張拉完畢后宜在2 d內及時壓漿，壓漿前管道內應清除雜物和積水。壓漿時及壓漿后3 d內，梁體及環境溫度不得低于5℃［3］。

預應力束張拉、壓漿工藝流程如圖2所示。

5.2 質量控制要點

1)鋼絞線穿放前必須對預應力張拉設備(千斤頂、油壓表、傳感器等)進行校正，確定其校正系數。

2)預應力筋的張拉控制應力和張拉程序應符合設計要求，應對孔道摩阻損失、擴孔段摩阻損失和錨口摩阻損失進行實際測定，根據實測結果對張拉控制應力作適當調整。應力損失主要有管道摩阻、錨口及喇叭口摩阻和彈性壓縮、錨具回縮等。

3)預施應力應采用雙控制，即以張拉控制應力為主，并用鋼絞線伸長量校核。實際伸長量與理論伸長量的差應控制在±6%以內，每端錨具回縮量應控制在6 mm以內。其中豎向預應力筋實際伸長量與理論伸長量的差應控制在±5%以內，每端錨具回縮量不大于1 mm［4］。

圖2 預應力張拉、壓漿施工工藝流程示意

4)水泥漿的性能必須滿足以下要求:水泥漿體的水灰比應不超過0.34，漿體流動度不宜大于25 s，30 min后不宜大于35 s。壓入管道的漿體應密實飽滿，體積收縮率＜1.5%。

5)豎向孔道壓漿，應由下端進漿孔壓入，壓力應達到0.3～0.4 MPa，上升不宜太快。待頂部出漿槽口流出濃漿后，堵死槽口，然后關閉壓漿閥［5］。

6 懸臂澆筑連續梁合龍及體系轉換施工

6．1 連續梁合龍及體系轉換

1)連續梁龍口段合龍前應調整中線和高程，并將合龍一側的臨時固定支座釋放，同時將兩懸臂端間距離按設計合龍溫度并考慮彈性壓縮值予以鎖定［6-7］。

2)合龍的臨時鎖定措施要安裝牢固，合龍溫度應滿足設計要求。

3)梁跨結構體系轉換應在合龍段縱向連續預應力束張拉并完成壓漿，在混凝土達到設計要求的強度后，解除另一端支座臨時固定約束，完成體系轉換。

6．2 質量控制要點

1)連續梁合龍前務必掌握合龍期間的氣溫預報情況，測試分析氣溫與梁溫的相互關系以及梁體變形規律，為選擇合龍口鎖定方式提供依據。

2)合龍段混凝土宜比梁體提高一個等級，采用微膨脹早強混凝土，并作特殊配比設計。澆筑時應認真振搗和加強養生，梁頂受日照部分必須加以覆蓋。

3)為保證澆筑混凝土過程中，合龍口始終處于穩定狀態，要求在各懸臂端加與合龍段混凝土重量相等的配重，卸載要與混凝土灌筑速度相對應。

4)合龍時體系轉換嚴格按照施工順序進行，注意各臨時固結措施的解除順序及時間。臨時固結措施解除后，相關鋼筋必須截斷。

7 結語

新建客運專線鐵路施工中，橋梁工程占線路里程的比例較大，其中大跨度鐵路連續梁懸臂澆筑施工工藝將會越來越普遍地被推廣應用。因此，掌握和了解客運專線鐵路大跨度連續梁懸臂澆筑施工工藝和質量控制要點具有一定的現實意義。

［1］薛吉崗．客專鐵路施工質量驗收標準應用指南［M］．北京:中國鐵道出版社，2005:757-758.

［2］葉澄中．建設工程施工安全技術操作規程［M］．北京:中國建筑工業出版社，2004:21-22.

［3］趙國堂，李化建．高速鐵路高性能混凝土應用管理技術［M］．北京:中國鐵道出版社，2008:191-192.

［4］中鐵九局集團．TB 10301——2009 鐵路工程基本作業安全技術規程［S］．北京:中國鐵道出版社，2009.

［5］鐵道第三勘察設計院．鐵建設［2007］47號 新建時速300～350公里客運專線鐵路設計暫行規定［S］．北京:中國鐵道出版社，2007:52-59．

［6］姜偉．大跨度連續梁施工和線型控制技術［J］．鐵道建筑，2010(1):92-94.

［7］中鐵工程設計咨詢集團有限公司．TB 10002．3—2009 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2009:91-92.