高速鐵路高架車站站臺梁支架施工工藝淺議

張立軍

（中鐵三局集團公司第五工程公司，山西 晉中 030600）

1 施工概況

杭甬客專HYZQ-1標段紹興柯橋站的起訖里程為DK41+800～DK43+600，中心里程為DK47+800.紹興柯橋站站臺梁采用32 m、24 m、26 m 3種長度的預應力混凝土Π型梁體，直、曲線分別設計。本文以直線部分的32 m站臺梁為例進行闡述。32 m直線站臺梁為等高度梁體，全長32.6 m，頂面寬度12 m，頂板厚0.35 m，腹板中心距7.56m，靠正線側懸臂端距腹板中心線2.22m；梁端至支座中心線0.75 m；設防烈度6度及以下,地震動峰值加速度為0.05 g；梁體設計使用壽命為100年。

2 施工方法及工藝

紹興柯橋高架車站站臺梁梁體施工原設計采用滿堂紅支架現澆施工，因紹興柯橋站范圍內主要為淤泥質黏土，最大層厚可達47 m，為保證支架整體強度和穩定性，實際施工時采用鋼管樁支墩基礎+貝雷支架體系的門式支架現澆施工。混凝土采用模筑法澆筑。混凝土為C50高性能耐久性混凝土，在攪拌站集中拌制，混凝土灌車運輸，泵送入模。

支架體系組成：在承臺施工時預埋70 cm×70cm、厚度10mm的預埋鋼板。在鋼板上焊接加強型單層6排貝雷片（采用6孔450 mm支撐架，上下兩排加強弦桿,地面硬化后在貝雷片下方加設寬2 m深1 m的條形基礎），貝雷片頂設置4排I45工字鋼作為支架的分配梁，分配梁頂設置一排Φ529 mm螺旋鋼管支墩、支墩頂安裝雙排橫向分配梁（I45工字鋼）、加強型雙層貝雷片及橫向I18工字鋼，工字鋼頂設置腳手架作為梁體基礎。翼緣板區在簡支梁頂面設置腳手架支撐，腳手架設頂托和底托，頂托上設15 cm×18 cm方木支撐，其上縱向布置12 cm×12 cm方木支撐模板；腳手架橫向、縱向間距0.6 m，步距0.9 m.為確保混凝土澆筑完成后能夠落架，在鋼管支墩上設置砂箱作為落架裝置。

3 支架施工概述

3.1 支架安裝順序

安裝承臺預埋鋼板→鋼板上焊接加強型單層貝雷片（采用6孔450 mm支撐架，上下兩排加強弦桿,地面硬化后在貝雷片下方加設寬2 m、深1 m的條形基礎）→安裝4×I45工字鋼作為分配梁→分配梁上安裝安裝鋼管支墩（并安裝砂箱）→鋼管支墩設置剪刀撐→安裝橫梁→安裝雙層貝雷片→安裝貝雷架之間的橫向連接件→安裝分配梁→安裝翼緣板區腳手架→安裝橫向15 cm×18 cm方木→安裝12 cm×12 cm縱向方木→鋪設竹膠板；在底板區的分配梁上直接安裝Φ48鋼管腳手架后，再鋪設竹膠板。箱梁底板、腹板區在I18工字鋼上直接支撐方木，且不能落架，在每個鋼管支墩上設置砂箱作為落架措施；翼緣板區通過在站臺梁兩側的腳手架支撐，采用松開腳手架立桿頂托的方式進行落架；在橋墩位置設置腳手架，通過松開頂托落架。

支架安裝時，用全站儀測定鋼管支墩的位置及垂直度測工字鋼、貝雷片的位置，用水準儀測量高程。

3.2 鋼管支墩安裝

在承臺施工時預埋70 cm×70 cm、厚度10 mm的預埋件，預埋件頂焊接加強型貝雷片。鋼管支墩安裝時，通過鋼管上焊接的法蘭與貝雷片頂的I45工字鋼連接，支墩采用直徑Φ529 mm×10mm鋼管制作。鋼管支墩全部完成后，用∠63mm×63mm×5mm的角鋼，高度按照3 m設置水平和豎向剪刀撐，將每排5根鋼管支墩連為整體，增強鋼管支墩整體的穩定性。

第一，在承臺預埋鋼板前，采用水準儀對承臺預埋鋼板操平并進行必要的調整，以保證鋼板表面牢固平整。打灰前，將預埋鋼板的錨固鋼筋與承臺鋼筋焊接牢固。

第二，在按墨線位置安裝貝雷片，為保證鋼管立柱的垂直度，采用水平尺和垂球對鋼管進行定位測量。按鋼板頂標高和梁底標高，扣除竹膠板厚度、貝雷架高度、工字鋼高度和砂箱高度，最后計算出鋼管長度。按計算好的長度將鋼管下好料，并將切口打磨平整，鋼管頂、底部法蘭焊接牢固。

第三，鋼管立柱定位完成后，將鋼管立柱法蘭與I45工字鋼頂之間采用滿焊焊接牢固，焊縫寬度≥8 mm，焊縫高度≥5 mm.并用8塊尺寸為15 cm×8.5 cm、厚10 mm的三角鋼板作為加勁肋板，對稱均勻地焊接在鋼板和鋼管之間。承臺上的鋼管安裝好后，用∠63 mm×63 mm×5 mm的角鋼通過焊接將鋼管連接成整體，設置水平、豎向剪刀撐，將其連為整體，增強支墩的穩定性，剪刀撐設置時，按照高度3 m設置一道。

3.3 砂箱安裝

砂箱設置于鋼管立柱頂部和工字鋼橫梁之間，砂箱由8根Φ100 mm鋼管制作而成，應保證砂箱鋼管與立柱鋼管中心軸線重合，以防偏壓。砂箱底部鋼板與鋼管立柱接觸部分采用滿焊焊接，焊縫寬度≥10 mm，焊縫高度≥5 mm.為保證小鋼管的剛度，在鋼管內采用C20混凝土填充密實。支架拆除時，直接割斷鋼管即可。鋼管支墩上安裝的橫梁，與鋼管支墩頂部的法蘭接觸部分滿焊，砂箱上下板與箱身焊接必須滿焊。

3.4 工字鋼橫梁安裝

用2根Ⅰ45a工字鋼并焊作為橫梁，橫橋向放在砂箱頂部，2根并焊工字鋼必須保證上下表面平齊，焊接牢固，避免因局部應力荷載而破壞。將工字鋼與砂箱焊接，以防止工字鋼橫向滑移。為保證橫梁傳力重心線與鋼管立柱及砂箱中心線重合，避免荷載偏壓而造成坍塌，事先在砂箱上表面鋼板上用粉筆標出橫梁工字鋼定位線，按定位線對橫梁進行定位安裝。

3.5 貝雷片安裝

采用單層加強型貝雷片作為梁體的承重平臺，先將貝雷片在地面上按設計片數拼裝，并分組聯結好。施工過程中應注意貝雷片聯結銷是否按要求聯結牢固，對每一片組裝好的貝雷梁應仔細進行檢查，確保聯結銷與聯結桿聯結牢固。為確保貝雷梁位置的準確性，在工字鋼橫梁上按設計間距，將各組貝雷片的位置用油漆標好。然后用吊車將已聯結好的貝雷片按先中間后兩邊的順序吊裝到位，并用自制U型卡將貝雷片固定在橫梁上。貝雷片每片每延米1 kN/m（包括連接器等附屬物）。

鋼管立柱的垂直度控制、受力軸線控制和支架焊接質量控制是貝雷架施工成敗的重要環節，關鍵工序應由專人負責檢查。

3.6 模板支撐系統

貝雷片上部橫向安裝I18的工字鋼形成支撐平臺（間距0.6 m），翼緣板在兩側簡支梁頂上設腳手架和方木支撐（橫橋向方木截面15 cm×18 cm，縱橋向方木截面12 cm×12 cm）。每個鋼管墩間安裝剪刀撐，將鋼管連為整體。

腳手架布置：翼緣板區域縱向×橫向=0.60 m×0.60 m，步距為0.9m；在距支撐平臺20cm處設掃地桿；橫橋、縱橋設置剪刀撐。

3.7 墩身處翼緣板及底、腹板

在承臺間搭設加強型單層貝雷片，貝雷片頂設置4根I45工字鋼作為分配梁，上部設置鋼管支墩進行支撐，并設置斜向剪刀撐增強整體性。每個簡支梁一側的翼緣板支撐采用在簡支梁兩側設置腳手架形成支撐，并設置斜向剪刀撐與梁體連接在一起，增強支架整體穩定性。

4 靜載預壓

4.1 試驗目的

連續梁梁體混凝土325 m3，按2.6 t/m3計算，梁重845 t.梁體的全部重量由模板傳遞到支架承擔。支架、外模安裝完成后，對支架進行預壓，其作用為：①檢驗模板、支架的剛度、強度及穩定性和基礎承載能力；②消除模板、支架之間的非彈性變形，測算出施工荷載作用下的彈性變形值，為箱梁施工時模板的預拱度計算提供依據；③通過預壓檢測支架的穩定，確保施工安全。

4.2 加載方法

支架平臺、箱梁外模拼裝好以后，綜合考慮各種因素，預壓荷載按混凝土重量的120%考慮，確定基準荷載為：845×1.2=1 014 t.堆載預壓采用分級加載的方法進行，壓重的先后順序按照混凝土澆筑順序進行，先澆筑部分先加載、后澆筑部分后加載，荷載分別按設計荷載的60%，100%，120%進行。

加載分級：

4.3 加載順序

預壓順序與混凝土灌注順序一致，預壓時分別從梁體兩端開始，分別向梁體跨中方向進行。

4.4 人員、材料、設備配置

預壓荷載選用大型編織袋裝砂，每袋重量1.2 t左右，稱量出具體重量后標注在袋子外面醒目位置，便于預壓時記錄。預壓時，現場準備型鋼或其他鋼材，腹板用砂袋壓至和跨中荷載相同后，如果加壓數量不足，在其部位使用型鋼及其他鋼材加重。預壓材料裝完稱量后運至現場。

預壓吊裝設備采用汽車吊（設置備用吊車），人員分為兩組、每組人員滿足24 h兩班輪流作業。具體配置如表1，2，3所示。

表1 人員配置

表2 材料配置

表3 設備配置

4.5 測點的布置

預壓前先在底模、翼緣板和下部支架頂端及支架基礎上布設觀測點。測量位置設在梁段虛擬分節的連接處，順橋向共設置9排觀測點，每排橫橋向設置4點，其中底板2個，兩側翼緣板各1個，點位布置后進行編號；主跨支架基礎同時設置沉降點，并進行編號，在加載過程中對鋼管樁基礎和符合地基進行觀測。預壓前，將測量觀測點的原始標高，并作詳細記錄。

4.6 預壓順序及觀測

預壓順序應按照混凝土的澆筑順序進行，先澆筑混凝土的部位先預壓，后澆筑混凝土的部位后預壓，根據本工程的幾何特點及混凝土的澆筑順序，預壓的順序應為：按設計標高調整好底模標高，并對觀測點進行初始觀測。開始預壓時，先從兩端開始，再依次加載跨中排列砂袋。

4.6.1 第一級加載

按60%荷載重進行加載，靜壓6 h，對底模、支架等處的觀測點進行標高測量，作記錄。

4.6.2 第二級加載

按100%荷載重進行加載，靜壓12 h，對底模、翼緣板、支架等處的觀測點進行標高測量，作記錄。

4.6.3 第三級加載

按120%荷載重進行加載，靜壓24 h，預壓至總重量的120%時停止預壓并持荷。在這期間對底模、翼緣板、支架等處的觀測點每6 h進行一次觀測，作好詳細記錄。

預壓時間根據地質情況、梁體重量、支架類型等進行現場預壓試驗后確定，若沉降不明顯趨于穩定可卸載（沉降兩次差值≥1 mm），卸載后繼續觀測1 d.要求預壓時間為2 d.

通過預壓施工，可以消除非彈性變形的影響，在模板的標高控制時加入預拱度數值。對于預應力鋼筋混凝土連續箱梁，考慮到張拉時起拱，預拱度的設置要適當減小或加大。

注意觀察，加載過程中如發現基礎沉降明顯、局部位置和支架變形過大現象，應立即停止加載并卸載，及時查找原因，并采取補救措施。

4.6.4 卸載

按照預壓順序后預壓的先卸載，先預壓的后卸載的順序進行卸載。卸載至總重量的100%，60%及全部卸載完時，對觀測點進行觀測并記錄。

在預壓重物全部卸完后，對現澆支架全面進行測量并作好記錄。砂袋應在橋下不妨礙施工的地方臨時存放，輪流倒運。待該處連續梁預壓作業結束后轉移到下一工點。

4.6.5 觀測成果分析

分級加載試時測量各測點的標高值，用預壓前、預壓期、穩定期、卸載后的標高觀測值，算出模板和支架總下沉值（預壓前—穩定期），計算彈性變形量（卸載后—穩定期）和非彈性變形量（預壓前—卸載后）。

4.6.6 支架預拱度設置

根據測出梁段荷載作用下支架產生的彈性變形值及地基下沉值，將此彈性變形值、地基下沉值、張拉以后的起拱量與施工控制中提出的因其他因素需要設置的預拱度疊加，算出施工時應當采用的預拱度f=f1（設計提供值）+f2（彈性變形），按算出的預拱度重新調整底模標高。以確保成橋后的梁體線形滿足設計要求。

預拱量采用厚度分別為1～10 mm的各種薄鋼板在相應設計位置處水平支墊底模的橫梁。調節預拱度時，測量人員跟蹤測量，確保調模一次到位，采用電子水準儀進行精確測量。

預壓卸載、模板調整完畢后，清理模板表面的雜物，并刷模板漆，在模板漆全部干透后，開始綁扎鋼筋。在橋上施工時，不得亂扔煙頭、煙盒、雜物，上橋必須清理腳下的污泥，在混凝土澆筑前必須進行清理雜物和沖水，清除全部污泥。

5 支架拆除

支架拆除作業前，要對參加作業人員進行技術安全交底。在統一指揮下，按照確定的方案進行拆除作業。

按照先上后下、先外后里、先架面材料后構架材料、先附件后結構件的順序，一件一件地松開跨結、取出并隨即吊下（或集中到毗鄰的未拆的架面上，扎捆后吊下）。

分段整體吊下貝雷片時要加強指揮、相互詢問和協調作業，嚴禁不按程序進行作業，拆除立桿時，在把穩上端后，再松開下端連接取下。

嚴禁將卸下的材料拋下，在存放各類桿件時應分類存放，盡量不使其變形，以增加其周轉次數。

5.1 拆除底模、腳手架及方木

在箱梁全部張拉完成后，割斷砂箱，將底模松開，人工將竹膠板從梁底移到翼緣板下支架上，用吊車吊至橋下存放。拆除底模時同時拆除腳手架和支撐方木，人工轉移到翼緣板下的支架上，用吊車吊至橋下分類存放。

5.2 分配梁、貝雷片拆除

拆除分配梁時解除全部與貝雷片的鎖定，用吊車人工配合吊至橋下存放。分配梁拆除后，解除貝雷片與鋼管支墩上部橫梁的連接，解除貝雷片橫向之間連接，并按照每2個支墩之間將貝雷片分段解體用吊車吊至地面，貝雷片拆除橫向連接件時不能一起全部拆除，應分次進行，防止貝雷片傾覆造成安全事故，每次拆除橫向連接時只能限定為1～2排。

5.3 鋼管支墩、支墩橫梁拆除

貝雷片拆除后，用氧焊切割橫梁與支墩法蘭的連接部分，用吊車將橫梁吊至地面；橫梁拆除后，拆除鋼管支墩之間的剪刀撐，用鋼絲繩通過吊車掛鉤將鋼管支墩固定，防止傾倒，拆除法蘭連接螺栓，吊離放置地面。

6 結束語

該工藝流程經過杭甬客運專線工程的使用，在極短工期內有效地、保質保量地完成了站臺梁的施工，滿足了設計要求及現場施工的需要。此項技術和經驗的推廣對高速鐵路高架車站站臺梁施工工程具有重要的參考價值和實用價值。

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

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

[3]鐵路混凝土工程施工技術指南（鐵建設[2010]241號）[S].

[4]客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213-2005）[S].

[5]鐵路混凝土工程施工質量驗收標準（TB10424-2010J1155-2011）[S].

[6]鐵路橋涵地基和基礎設計規范（TB10002.5-2005J464-2005）[S].

[7]杭甬鐵路預應力混凝土站臺梁技術交底及設計圖紙[Z].