嚴(yán)寒地區(qū)支架現(xiàn)澆連續(xù)梁施工技術(shù)研究

張 黎

(中鐵十六局第五工程有限公司)

1 概述

哈爾濱至齊齊哈爾鐵路客運(yùn)專線全長280.879m，設(shè)計(jì)時(shí)速250km。哈齊客專正線新建橋梁30座，總長173.231km，橋梁長度占線路長度的61.67％。沿線地處北緯46～47范圍，最冷月平均氣溫均低于-17℃，極端最低氣溫-39.3，最大凍結(jié)深度2.72m，屬嚴(yán)寒地區(qū)，是我國高緯度嚴(yán)寒地區(qū)第一條鐵路客運(yùn)專線。

大慶特大橋位于大慶市龍鳳濕地自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)分布有湖沼沉積層，主要巖性為黏土、粉土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、軟黏性土及砂類土，厚度0.3～10m，局部地段常年有水，一般水深0.5～2.5m。大慶特大橋全長17956.72m，跨萬寶專用線連續(xù)箱梁跨徑為48.85+80+48.85m，橋下凈空高度5.5m，萬寶專用線要求的最小凈寬4.88m，兩條線平面交角很小只有19°11'。

2 支架施工

2.1 基礎(chǔ)

龍鳳濕地自然保護(hù)區(qū)地表水豐富，凍融現(xiàn)象明顯，為確保支架地基沉降控制在允許范圍內(nèi)，基礎(chǔ)采用Ф400mm、壁厚95mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力高、施工方便、施工受氣候影響小，是嚴(yán)寒地區(qū)常用的基礎(chǔ)形式。地面處預(yù)應(yīng)力混凝土管樁頂，設(shè)C20混凝土條形基礎(chǔ)做橫向連接，條形基礎(chǔ)上預(yù)埋連接法蘭盤，連接鋼管立柱。

2.2 鋼管立柱

鋼管立柱通過法蘭固定在條形基礎(chǔ)上，鋼管立柱和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向?qū)R，確保立柱和管樁只受豎向力，施工時(shí)要求它們定位準(zhǔn)確。

2.3 貝雷梁

大慶特大橋與萬寶專用線斜交角度很小(19°11')、連續(xù)梁梁高變化很大(3m)、橋墩高8m、既有線要求5.5m凈空，這些制約條件增加了現(xiàn)澆支架的布置難度。采用雙層貝雷梁設(shè)計(jì)的滿足了各方面要求。

2.4 滿堂支架

滿堂支架立桿底座落于鋪設(shè)在貝雷梁上的型鋼上，選用不同的高度立桿以滿足貝雷梁和梁底高差的變化要求。支架安裝按相應(yīng)規(guī)范要求辦理。

2.5 外模結(jié)構(gòu)

頂托上面布置橫向15×10cm方木，橫向方木上布置10×10cm縱向方木，橫向方木上放15mm竹膠板作為底模。竹膠板尺寸1.2m×2.4m，每塊面板應(yīng)從一端趕向另一端，以保證面板表面平整。

2.6 內(nèi)模結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁內(nèi)模均采用腳手架支撐，通過可調(diào)頂托調(diào)節(jié)高度，高壓竹膠板作面板。內(nèi)模骨架設(shè)計(jì)盡量少占凈空，以利于箱梁底板混凝土的散料、振搗及內(nèi)模的拆除。

3 支架預(yù)壓

3.1 支架預(yù)壓目的

為保證施工安全、提高現(xiàn)澆梁質(zhì)量，在箱梁支架搭設(shè)完畢，箱梁底模襯板鋪好后，對支架進(jìn)行超載預(yù)壓。預(yù)壓的目的一是消除支架及地基的非彈性變形，二是得到支架的彈性變形值作為施工預(yù)留拱度的依據(jù)。

3.2 支架預(yù)壓方法

支架預(yù)壓采用等載分級預(yù)壓。最大預(yù)壓重量為梁體自重的120％。加載時(shí)分級加載，按照60％、80％、100％、120％設(shè)計(jì)荷載分四級加載，預(yù)壓荷載采用裝滿碎石的噸袋。在預(yù)壓前先對底模的標(biāo)高觀測一次，在每加載一級后預(yù)壓的過程中平均每2h觀測一次，觀測至沉降速度已降到0.5～1.0mm/d為止，將預(yù)壓荷載按加載級別卸載后再對底模標(biāo)高觀測一次，預(yù)壓過程中進(jìn)行精確的測量，測出梁段荷載作用下支架將產(chǎn)生的彈性變形值及基礎(chǔ)下沉值，將此彈性變形值、基礎(chǔ)下沉值與需要設(shè)置的預(yù)拱度疊加，算出施工時(shí)應(yīng)當(dāng)采用的預(yù)拱度，按算出的預(yù)拱度調(diào)整底模標(biāo)高。支架預(yù)壓荷載達(dá)到120％后，再預(yù)壓7d，并記錄觀測數(shù)據(jù)。

3.3 測量方法

基礎(chǔ)頂面、支架頂面和底模頂面設(shè)置測點(diǎn)，懸掛細(xì)鐵絲，細(xì)鐵絲下面懸掛重物。鋼尺定時(shí)的測出重物和混凝土面的距離。測出加載前各測點(diǎn)的高程值，然后在每次加載、卸載時(shí)測量各測點(diǎn)的高程。根據(jù)測得數(shù)據(jù)進(jìn)行列表，分出各對應(yīng)情況下的數(shù)值并和理論計(jì)算值進(jìn)行對照、分析，找出規(guī)律，為支架標(biāo)高即立模標(biāo)高的調(diào)整提供基礎(chǔ)資料。

4 方案比較

4.1 施工安全

連續(xù)梁跨既有專用鐵路，對施工安全性要求較高，相對掛籃施工，支架式現(xiàn)澆施工整體封閉，人員高空作業(yè)及墜物影響行車風(fēng)險(xiǎn)有所降低。

4.2 施工工期

黑龍江省大慶市屬于高緯度嚴(yán)寒地區(qū)，每年的有效施工時(shí)間為4月中下旬至10月中旬，僅有6個(gè)月。掛籃式懸灌連續(xù)梁從樁基礎(chǔ)到墩身、梁體，施工周期約為7-8個(gè)月。支架現(xiàn)澆正常5個(gè)月可以完成，可以避免跨年度施工。

4.3 質(zhì)量控制

由于支架式現(xiàn)澆一次成型，整體性較好，預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)張拉等工藝相對集中，便于控制，對整體質(zhì)量的提高能起到?jīng)Q定性作用。冬季氣溫較低時(shí)，掛籃式懸灌連續(xù)梁施工中間節(jié)段要停止施工，這樣對半成品的保護(hù)、梁面掛籃擺放位置、梁體懸空對整體線型的影響等問題都凸顯出來，不僅增加了冬季防護(hù)措施的投入，而且對質(zhì)量控制尤為不利。

5 結(jié)束語

(1)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，有效的控制了嚴(yán)寒地區(qū)現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)變形;(2)貝雷梁雙層布置形式，解決了線路斜交夾角小、橋墩高度低、既有線凈空要求等布置局限;(3)一定條件下，支架現(xiàn)澆相比掛籃式懸灌方式在安全、質(zhì)量、工期等方面具有優(yōu)勢。

[1] 尚海濤.嚴(yán)寒地區(qū)鐵路客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012，(12).

[2] 夏吉濤.小夾角斜交鐵路連續(xù)梁現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)[J].國防交通工程與技術(shù)，2012，(4).

[3] 朱全泉.跨既有鐵路客專連續(xù)梁現(xiàn)澆施工支架設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑技術(shù)，2011，(5).