跨西嶺互通特大橋連續(xù)梁上跨復(fù)雜立體交通關(guān)鍵施工技術(shù)

葉德炳

（京福閩贛鐵路客運(yùn)專線有限公司）

跨西嶺互通特大橋連續(xù)梁上跨復(fù)雜立體交通關(guān)鍵施工技術(shù)

葉德炳

（京福閩贛鐵路客運(yùn)專線有限公司）

本文結(jié)合京福鐵路閩贛段跨西嶺互通特大橋的施工過(guò)程，分析了施工難點(diǎn)和重點(diǎn)，制定出完善的施工技術(shù)，詳細(xì)論述了連續(xù)梁上跨復(fù)雜立體交通的關(guān)鍵施工方法，提出了質(zhì)量控制措施，以期為同類型施工項(xiàng)目提供指導(dǎo)和借鑒。

京福鐵路；連續(xù)梁；立體交通

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸取得了飛速的進(jìn)步，交通建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模逐漸擴(kuò)大。在工程建設(shè)項(xiàng)目中難免會(huì)遇到一些難題，例如一些跨越互通的特大橋梁，只要解決了建設(shè)施工中的互通橋梁施工問(wèn)題，項(xiàng)目建設(shè)必定能進(jìn)入新的階段，促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。本文針對(duì)京福鐵路中跨西嶺互通特大橋梁的立體交通施工進(jìn)行了分析。

1　工程概況

京福鐵路閩贛段跨西嶺互通特大橋，采用先梁后拱法施工的主橋（70+136+70）m連續(xù)梁拱，施工場(chǎng)地狹窄，施工條件復(fù)雜，施工難度和安全威脅大，為全線重點(diǎn)控制工程之一。起訖里程為DK805+886.23～DK807+122.36，中心里程DK806+504.295，合計(jì)1236.1m，全橋共設(shè)30個(gè)墩臺(tái)，橋跨組合為雙線[20-32m簡(jiǎn)支箱梁+1-（40+64+64+40）m連續(xù)梁+1-（70+136+70）m連續(xù)梁拱+1-48m簡(jiǎn)支箱梁+1-32m簡(jiǎn)支箱梁]。

圖1　

2　施工難點(diǎn)分析

2.1主橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大

主橋（70+136+70）m連續(xù)梁拱0#段結(jié)構(gòu)尺寸大，長(zhǎng)15m，拱座處頂面寬16m，梁端頂面寬14.4m，支點(diǎn)處梁高7.5m，兩端各伸出墩頂外4.5m；連續(xù)梁拱0#段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量大，約900m3混凝土，采用墩頂托架施工，不僅具有一般連續(xù)梁0#段復(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部普通鋼筋與三向預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且在梁頂設(shè)置了復(fù)雜的鋼管拱肋的拱座結(jié)構(gòu)，為保證0#段與拱座結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密，結(jié)構(gòu)混凝土相互間齡期大致相同，減少拱座因施工工藝因素造成開裂幾率，要求0#段與拱座整體澆筑。

2.2施工環(huán)境復(fù)雜

跨西嶺互通特大橋?yàn)榭缭竭M(jìn)出福州西北門戶的復(fù)雜交通咽喉而設(shè)，上跨福州市繞城公路西嶺互通、福州市三環(huán)路主輔道、銅盤路D匝道、既有營(yíng)業(yè)線外福鐵路、在建向莆鐵路左右線等眾多城市道路、高速公路及鐵路，施工環(huán)境極為復(fù)雜，（70+136+70）m主跨跨越繞城高速左右線高架橋，鋼管拱肋安裝受到諸多的限制，影響施工方案的選擇，需要進(jìn)行方案局部創(chuàng)新。

2.3施工質(zhì)量要求高

連續(xù)梁拱拱肋弦管及綴板內(nèi)采用頂升灌注微膨脹混凝土，要求混凝土具有良好的工作性能和科學(xué)合理的灌注工藝，能進(jìn)行順利的灌注，保證結(jié)構(gòu)安全，拱肋內(nèi)混凝土填充密實(shí)，質(zhì)量滿足要求。

2.4安全風(fēng)險(xiǎn)大

連續(xù)梁拱上跨復(fù)雜立交系統(tǒng)施工，在不具備設(shè)置防護(hù)棚架的條件下，為保證施工安全和下方行車安全，需確定出一整套科學(xué)、合理的安全防護(hù)方案，進(jìn)行安全防護(hù)[1]。

2.5精度要求高

該橋的施工控制計(jì)算除了必須滿足與實(shí)際施工方法相符合的基本要求外，還要考慮諸多相關(guān)的其它因素。連續(xù)梁-拱組合橋的恒載內(nèi)力、撓度與施工方法和架設(shè)程序密切相關(guān)，施工控制計(jì)算前首先對(duì)施工方法和架設(shè)程序做一番較為深入的研究，對(duì)主梁架設(shè)期間的施工荷載給出一個(gè)較為精確的數(shù)值，同時(shí)考慮溫度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力的影響，達(dá)到施工階段安全可控，成橋后達(dá)到設(shè)計(jì)線型要求和內(nèi)力控制要求[2]。

3　施工難點(diǎn)的解決方案

施工安排本著滿足節(jié)點(diǎn)工期、合理配置資源、有效節(jié)約投資的原則，重點(diǎn)和難點(diǎn)優(yōu)先安排施工。施工的難點(diǎn)在于連續(xù)梁拱0#段與拱座整體澆筑施工，大直徑鋼管拱精確加工、原位拼接施工，連續(xù)梁拱高性能鋼管混凝土設(shè)計(jì)及灌注施工，連續(xù)梁拱吊桿安裝張拉施工，連續(xù)梁拱各施工階段線形和內(nèi)力監(jiān)控技術(shù)。

3.1連續(xù)梁拱0#段與拱座整體澆筑施工

制定詳細(xì)的施工方案，重點(diǎn)進(jìn)行支架體系的驗(yàn)算及質(zhì)量檢查；嚴(yán)格控制托架的施工焊接質(zhì)量，對(duì)托架焊縫進(jìn)行檢測(cè)；加強(qiáng)拱座鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的施工質(zhì)量檢查；嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量控制，加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程控制。

3.2大直徑鋼管拱精確加工、原位拼接施工

對(duì)拱肋加工進(jìn)行駐場(chǎng)控制，嚴(yán)格控制拱肋的加工精度及進(jìn)行拱肋的試拼，保證拱肋質(zhì)量。制定詳細(xì)的拱肋原位拼裝方案，重點(diǎn)進(jìn)行支架體系的驗(yàn)算及質(zhì)量檢查。嚴(yán)格控制拱肋的吊裝安裝精度，保證整個(gè)拱肋線型的精度。依據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果制定焊接工藝指導(dǎo)書，減小焊接變形和殘余應(yīng)力。

3.3連續(xù)梁拱高性能鋼管混凝土設(shè)計(jì)及灌注施工

進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)配合比，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量控制，加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程控制。

混凝土施工前檢查進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)量，如用變動(dòng)及時(shí)提出整改；特別是對(duì)外加劑和膨脹劑檢查，外加劑進(jìn)場(chǎng)時(shí)先混凝土試拌驗(yàn)收，滿足要求時(shí)方可使用；膨脹劑主要檢查是否受潮失效，對(duì)受潮和進(jìn)場(chǎng)時(shí)間久的要禁止使用。

混凝土施工時(shí)，試驗(yàn)人員分別安排前艙和后艙同時(shí)把控，出站前前艙試驗(yàn)人員檢測(cè)混凝土各項(xiàng)物理性能指標(biāo)，滿足要求時(shí)發(fā)往施工現(xiàn)場(chǎng)；混凝土到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)再由后艙試驗(yàn)人員檢測(cè)混凝土物理性能指標(biāo)，滿足要求時(shí)方可使用。

根據(jù)拌合站的產(chǎn)能和混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，計(jì)算出需要的運(yùn)輸車輛，同時(shí)并預(yù)計(jì)2臺(tái)備用；混凝土泵車采用工況良好的車載地泵共計(jì)5臺(tái)，一臺(tái)備用，同時(shí)配足其他協(xié)助車輛。

每節(jié)段施工鋼管拱必須多加工一個(gè)。四臺(tái)混凝土泵車在泵送混凝土前，必須先濕潤(rùn)泵管，再泵送砂漿潤(rùn)滑和密封輸送管，準(zhǔn)備工作完成后才能同時(shí)泵送混凝土施工，并配置專門指揮人員調(diào)度每臺(tái)泵車的混凝土施工進(jìn)度，確保鋼管兩端灌注高度不超過(guò)2m，混凝土漿從頂端出口直到排出與進(jìn)口一致時(shí)方可停止混凝土泵送，關(guān)閉進(jìn)、出口閘閥保證混凝土的泵送質(zhì)量。

環(huán)境氣候?qū)︿摴芑炷恋氖┕r(shí)影響比較大，所以在施工時(shí)必須選擇氣溫較低，風(fēng)速較小的陰天最為合適。對(duì)拱肋混凝土澆筑后進(jìn)行檢查、檢測(cè)保證拱肋鋼管混凝土的施工質(zhì)量。

3.4連續(xù)梁拱吊桿安裝張拉施工

制定詳細(xì)的施工方案，編制清晰的施工流程圖，嚴(yán)格按照流程圖進(jìn)行調(diào)索工作；嚴(yán)格控制張拉設(shè)備精度，對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，張拉平臺(tái)的安裝、張拉設(shè)備的連接進(jìn)行嚴(yán)格的檢查制度。做好吊桿的索力監(jiān)測(cè)及采集，嚴(yán)格控制傳感器安裝及標(biāo)定。

3.5連續(xù)梁拱各施工階段線形和內(nèi)力監(jiān)控技術(shù)

制定詳細(xì)的線型及內(nèi)力監(jiān)控方案，嚴(yán)格按方案采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行線型及內(nèi)力分析。準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，嚴(yán)格按照監(jiān)控量測(cè)所給定標(biāo)高施工，做好主梁線形監(jiān)控。

做好吊桿張拉過(guò)程中吊桿張拉力的跟蹤測(cè)試，吊桿張拉完畢后的測(cè)試，包括調(diào)整吊桿張力過(guò)程中的測(cè)試，并做好二期恒載后的吊桿張力測(cè)試，保證吊桿的索力施工質(zhì)量及精度要求。

3.6新技術(shù)的攻關(guān)

設(shè)計(jì)了長(zhǎng)懸臂墩頂現(xiàn)澆三角托架和加固體系，解決了連續(xù)梁拱大結(jié)構(gòu)鉆石型0#段與拱座整體現(xiàn)澆的施工難題。

設(shè)計(jì)了橋面π型大鋼管提升定位支架，解決了跨越復(fù)雜立交系統(tǒng)大跨度連續(xù)梁拱窄橋面拱肋安裝施工難題。

圖2　π型大鋼管提升定位支架

研究了高性能混凝土及其灌注工藝，掌握了連續(xù)梁拱鋼管拱肋混凝土灌注技術(shù)，總結(jié)拱肋的灌注經(jīng)驗(yàn)。

采用全封閉掛籃和高速公路車道臨時(shí)布控措施，解決了在上跨復(fù)雜立交系統(tǒng)連續(xù)梁拱施工無(wú)條件搭設(shè)防護(hù)棚架條件下安全防護(hù)技術(shù)。

圖3　掛籃全封閉施工

4　大跨度連續(xù)梁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）采取高保坍、超緩凝泵送混凝土澆注梁體大體積混凝土及養(yǎng)護(hù)技術(shù)，采取高性能混凝土澆筑，同時(shí)采取混凝土外觀質(zhì)量控制技術(shù)措施。掛籃及0#塊的模架系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，有一定安全系數(shù)，并采取預(yù)壓措施，消除非彈性變形；嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求合攏順序施工；預(yù)應(yīng)力張拉采用張力和伸長(zhǎng)量雙控，孔道封閉采取真空壓漿[3]。

（2）本橋連續(xù)梁跨度大，施工中結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，各種復(fù)雜的因素都可能引起結(jié)構(gòu)的幾何形狀和內(nèi)力改變。盡管在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了施工中可能出現(xiàn)的情況，但由于施工過(guò)程的復(fù)雜性，影響因素多，事先難于精確估計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。通過(guò)在施工過(guò)程中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)施工過(guò)程中的控制參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。并且在已建節(jié)段偏離控制目標(biāo)時(shí)，及時(shí)調(diào)整下一節(jié)段的掛籃定位標(biāo)高，以保證結(jié)構(gòu)線形的平順，并監(jiān)控實(shí)際內(nèi)力分布，使箱梁始終處理于安全受力范圍內(nèi)[4]。

（3）影響施工過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力的因素主要有以下幾方面：混凝土彈性模量、混凝土方量誤差及單T兩側(cè)重量不平衡、混凝土徐變、施工臨時(shí)荷載、溫度影響、掛籃變形、預(yù)應(yīng)力束張拉誤差。當(dāng)上述因素與設(shè)計(jì)不符，而又不能及時(shí)識(shí)別引起控制目標(biāo)偏離的真正原因時(shí)，無(wú)法采取正確的糾偏措施，引起誤差積累。本橋主梁跨度大，施工過(guò)程復(fù)雜，為了保證施工質(zhì)量，對(duì)本橋進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)和控制是十分必要的。

5　結(jié)束語(yǔ)

京福鐵路跨西嶺互通特大橋是京福鐵路客運(yùn)專線全線重點(diǎn)控制工程之一，同時(shí)被列為鐵道部工管中心及鑒定中心重點(diǎn)工程之一，受到建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位和地方政府等各級(jí)主管單位的高度關(guān)注和重視；橋梁施工期間受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注及高度評(píng)價(jià)。通過(guò)采用合理的施工方法，京福鐵路閩贛段跨西嶺互通特大橋順利竣工。通過(guò)這個(gè)施工項(xiàng)目可以總結(jié)出，在建設(shè)項(xiàng)目中，首先要做的是針對(duì)施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行分析，制定完善的施工方案，將施工質(zhì)量控制措施落實(shí)到實(shí)際中，提高項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

[1]郭景琢.大跨度連續(xù)梁施工仿真分析方法與實(shí)例[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012，25（5）：96.

[2]顏志華.大跨度連續(xù)梁橋墩地震反應(yīng)分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011，18 （2）：17.

[3]姜偉.大跨度連續(xù)梁施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2010，22（1）：92.

[4]王煒.淺談大跨度連續(xù)梁監(jiān)控要點(diǎn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，63（23）：77.

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2015-9-20