高速鐵路高架站箱梁利用既有梁場預制架設技術

姚 兵

(中鐵三局集團有限公司，太原 030001)

1 工程概況

京滬高鐵鎮江高架站全長1 882.82 m，為全高架車站，兩臺6線，雙島式站臺，正線為雙線(間距5 m)，到發線為4股道，其中，站內正線標準簡支梁采用預制架設工藝，到發線76孔簡支箱梁原設計采用支架現澆施工。因站區設計工作復雜，方案確定較晚，且施工用地移交滯后，致使施工時間不足3個月，否則將嚴重影響總體工期的實現。若采用支架現澆施工，一次投入模板不少于14套同時施工，且需要大量施工人員方可保證，一次投入的人力和物力相當大。在高架站附近有簡支箱梁預制梁場，且預制箱梁任務已完成。因此，提出預制架設方案的建議。

2 箱梁預制

2.1 箱梁預制總體思路

首先分析到發線簡支箱梁與正線簡支箱梁的區別，以確定可否利用梁場現有工裝及設備。結構外形尺寸確定模板的加工，經比較，到發線箱梁跨中截面與正線標準簡支梁除翼緣板處不同，其它均與標準簡支梁一致，到發線梁端斜交可通過端模調整，因此，可利用現有模板，減少模板加工時間。到發線箱梁鋼筋(含預應力鋼筋)布置均與正線簡支箱梁一致，因此，可利用既有梁場的模板及工裝，經改造后用于到發線箱梁的預制。

2.2 工裝改造方案

2.2.1 模板改造

到發線簡支箱梁與正線簡支箱梁跨中截面不同處見表1。

表1 到發線簡支箱梁與正線簡支箱梁跨中截面尺寸

1)端模板

根據端模制梁圖紙端部截面尺寸和錨穴形式重新加工制作端模板的鋼模型。端模采取側包端形式，端部斜交通過縱向移動側模加以實現。

2)底模板和外模板

因高架站到發線梁底板寬度為4.5 m，現有底模寬度需減小1 m方滿足要求，為不破壞原有底模，采取如下措施:①將兩側外模板分別采用場內門吊進行整體吊裝橫移，固定于底模板上，保證底板寬度4.5 m;②將外模板放置于底板上固定，在不破壞底模板基礎上，將外模靠底板處主支腿全部割除;③將現有底模板用脫模劑進行全面涂刷后，在外模之間采用混凝土進行澆筑，澆筑高度與外模底邊高度差為8 mm，以便于側模的支立，待混凝土凝固后采用厚8 mm鋼板對混凝土進行鋪蓋，與外模底邊焊接固定作為底板使用;④澆筑混凝土前，在既有側模底邊連接口對應處預留通長PVC管，作為縱向連接固定外模螺栓孔道，另在梁端支座板、防落梁位置處單獨預埋鋼模板構件，保證支座板、防落梁的安裝施工;⑤因梁型分為7.69 m，8.40 m(平行、斜交)共計9種，需在既有外模板翼緣板處加工擋塊模具，保證尺寸變化，如圖1所示。

3)內模板

圖1 底外模過渡段連接處截面示意

因內模變化較大，既有鋼內模無法滿足施工尺寸需要，采用鋼質及木質內模進行拼裝。

4)模板數量的確定

梁場正線簡支箱梁已全部預制結束，均可投入模型改造。為減少對通用模板的破壞，按滿足工期需求考慮模板改造。側模與底模采取1∶1模式。此種配置模式冬期蒸汽養護每臺座循環周期約為6 d，總工期90 d，箱梁后期張拉及壓漿齡期按總計23 d考慮，箱梁預制時間為67 d。預制時間除以模板循環周期即為每套模板在預制時間內的預制梁數為67÷6≈11孔，總需要預制梁數除以每套模板的循環次數即為所需改造的模板數量為76÷11≈7套。根據預制任務中32 m與224 m簡支梁比例，確定改造6套32 m到發線箱梁模板、1套24 m到發線箱梁模板。

2.2.2 鋼筋綁扎胎卡具改造

因梁體頂板及底板寬度的減小，需對既有32 m及24 m底腹板、頂板鋼筋綁扎胎具進行改造。

1)頂板及底腹板鋼筋綁扎胎卡具改造:到發線箱梁頂板和底板寬度尺寸縮小，但截面尺寸與既有胎具尺寸相同，改造底腹板綁扎胎具時，將胎具中心線位置向一側移動0.5 m，另一側則相應向中心線整體偏移1.0 m，即可滿足設計鋼筋位置要求。

2)針對梁端與梁縱向“垂直”及“斜交”變化，對頂板和底板胎具單獨加工300 mm段卡槽，根據方向調整單獨段胎卡具的放置位置調整實現“垂直”及“斜交”變化。

梁體鋼筋隨圖紙尺寸相應下料施工。

2.2.3 起、移梁所需工裝改造

既有梁場采用搬運梁機方案，因翼緣板寬度的變化，用于正線簡支箱梁的吊具需進行改造。為解決吊點位置的變化，需根據設計圖紙吊點位置新加工一對扁擔梁裝于原搬梁機勾頭上進行調整。

2.2.4 存梁臺位改造

根據梁型寬度調整。存梁支點發生變化，在既有存梁承臺基礎上保證縱向兩支點不變，按照橫橋向支座間距，重新制作一對存梁墩。放置點與正線箱梁四支撐點相似，確保四支撐點在同一平面。

2.3 其它

到發線箱梁預制按標準簡支梁進行，施工及質量控制嚴格按照設計圖紙、相關規范及標準進行。

3 箱梁架設

為保證正線箱梁的架設，在不引進新的架橋機的情況下，提出將梁場2臺MG450提梁龍門吊改造后用于到發線簡支箱梁的架設。

3.1 架梁設備改造

3.1.1 提梁機改造

圖2 鎮江高架站到發線簡支箱梁架設方案示意

采用梁場2臺MG450提梁龍門吊作為站區架梁設備。因到發線為四股道(5#，3#，4#，6#)，正線(1#，2#)位于到發線中心位置，提梁機跨度不滿足跨正線及到發線架梁，因此，一側支腿需位于原地面，另一側支腿位于站區正線梁面，兩側支腿高度不等，需要將提梁機一側支腿加長，且在長支腿運行的5#線及6#線進行專項基礎處理。簡支箱梁架設過程如圖2所示。

MG450型提梁機起重4 500 kN，起升高度28 m。大車軌跨32 m，小車軌跨2.2 m。MG450提梁機總質量340.5 t，設備總長為 35 m，總寬 18 m，總高 37 m。MG450提梁機安裝思路:主梁、剛性支腿各節段和下橫梁及支腿橫梁橋面組裝好后，再進行吊裝。小車的吊裝用單臺250 t汽車吊進行施工，吊裝后在橋上進行組裝。

3.1.2 運梁車改造

因到發線箱梁與正線簡支箱梁底板寬度不同且需要架設平行四邊形斜交梁，運梁車支點位置需按支座位置進行相應移動。

3.2 架梁軌道走行線

龍門吊一條走行線位于正線梁面上，根據走行位置對架梁工況的荷載進行驗算，經檢算，運梁車可滿足承重梁體受力，當提梁機在承重梁提梁走行時，需在作用于梁上支腿處軌下橫梁用2.8 m寬枕木密排，加固示意如圖3所示。

圖3 加固示意

龍門吊第二條走行線在站場原地面，地基承載力不能滿足架梁工況荷載時，需要進行地基處理，加固后的地基承載力達到180 kPa以上。

3.3 箱梁架設

架梁設備現配置有1臺900 t運梁車，2臺MG450型提梁機。

3.3.1 支座安裝

到發線支座統一在梁場內安裝，改裝后的裝梁支點不會與支座發生沖突。

3.3.2 運梁

運梁車進入提梁區時，梁車中心線要按照所標示的中心線行車，設專人監控。運梁車行駛到提梁機下進行對位時，運梁車前端與梁端的防護網必須保持20 cm以上距離，并設置止輪器。

3.3.3 架梁

運梁車先將3#線箱梁(梁寬7.69 m)運至提梁機下，提梁機從運梁車上定點提梁，箱梁提起后將運梁車退出，返回梁場裝5#線箱梁(梁寬8.4 m)。提梁機吊梁橫移(位置需經設計檢算)到位，走行到前方3#線待架跨、下落并微調箱梁就位后，將箱梁落放到墩頂4個液壓同步千斤頂上，經測量、調整高差無誤，再灌注支座錨栓孔。運梁車將5#線(梁寬8.4 m)箱梁運至提梁機下，提梁機從運梁車上定點提梁，這時將運梁車退出，返回梁場裝3#線梁(梁寬7.69 m)。吊梁橫移到5#線待架跨、下落并微調箱梁就位后，灌注支座錨栓孔。

架完3#及5#線箱梁后，提梁機進行調頭作業，架設4#及6#線箱梁。提梁機拼裝及調頭需編制專項方案評審通過后實施。

4 結語及建議

按此設計方案施工，取得了良好的施工效果，不僅確保工期的實現，而且利用現有設備、工裝，相比支架現澆節約了大量施工成本。此方案在實施前經設計方對運梁車及提梁機走行過程進行了檢算。縱向檢算結果:混凝土正應力、強度、抗裂性、混凝土主應力及支反力均滿足設計要求。橫向檢算表明，當滑輪作用于支點到跨中的過渡截面時，鋼筋應力超限，需在梁內加支撐，以確保頂板和底板能共同受力。

在具體施工中，施工方應根據設計方圖紙的要求，進行詳細的施工組織設計，施工中因走行等與設計受力不一致時，及時由相關設計專業進行檢算。實施過程發現問題時，應及時與設計方聯系。建設方、設計、施工、監理、檢測等單位應加強配合與溝通，及時處理現場發生的各種問題。施工中若出現異常現象，應立即通知建設方、設計方和監理方，確保動態化設計和信息化施工。

［1］中華人民共和國鐵道部.TB10002.3—2005 鐵路橋涵設計規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2006］181號 鐵路架橋機架梁暫行規程［S］.北京:中國鐵道出版社，2006.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵科技函［2004］120號 客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［4］鐵道部經濟規劃研究院.通橋(2008)2322—Ⅱ 時速350 km客運專線鐵路無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁(雙線)［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［5］曾天養，陳立平，張勇.預應力混凝土連續彎箱梁橋抗扭性能試驗分析［J］.鐵道建筑，2009(3):86-88.