淺談客運專線分段支架現澆連續箱梁施工技術

李學意

（中鐵三局集團第六工程有限公司 山西 晉中 030600）

淺談客運專線分段支架現澆連續箱梁施工技術

李學意

（中鐵三局集團第六工程有限公司 山西 晉中 030600）

石武客專某特大橋跨省道一聯32+48+32連續箱梁采用支架分段現澆工藝，大大節約項目建設周期，分段現澆工藝一次所需混凝土方量相對較少，降低施工風險，實現了安全，快速，優質完成連續梁施工，可為類似工程施工提供經驗借鑒。

連續箱梁；支架法；分段現澆；施工

1.引言

我國鐵路客運專線雙線整孔連續箱梁大多采用現澆施工，鑒于體積大、鋼筋含量高，預應力體系復雜，多采用懸臂分段澆筑法；在場地條件許可時，采用滿堂支架法是經濟、快速的一種施工方法，但缺點是一次投入大，一次性施工強度大；支架法分段澆筑是在這兩種方法的基礎上衍生出來的。

2.工程概況

石武客專某特大橋一聯 32+48+32連續箱梁斜跨 S303省道，跨越處凈高為9.7m，斜交角度為105°39 54"，省道路面寬9m。全聯為三向預應力混凝土結構箱梁，梁體為斜腹板、變高度、變截面結構，箱梁頂面寬12m，底面寬5.0～5.5m，標準斷面梁高3.078m，主跨墩頂梁高4.078m，梁底下緣按二次拋物線設置。全聯在端支點、中跨跨中及中支點處共設5道橫隔板。該處連續梁原設計為懸臂澆筑法施工，因考慮橋下行車凈空及工期影響，經設計變更為支架現澆施工。

3.工程控制要點

3.1 跨越省道處梁式支架的設計與縱橫向分配梁的布置計算;

3.2 支架法支撐部位地基承載力的安全性的檢測及處理方案確定;

3.3 支架體系預壓后線形調整控制和分段澆筑后張拉、接縫處理，保證梁體施工完成后外觀質量;

3.4 在不干擾正常行車的條件下施工，跨越省道處安全防護及現場安全管理。

4.工藝概述

在充分考慮施工現場情況，跨省道兩側及路面中間利用既有公路做基礎，立模澆筑鋼筋混凝土基礎，然后支立鋼管樁做立柱、管頂縱橫向用工字鋼做支撐梁體荷載的“梁式支架”方法外，其余均采用滿堂紅碗扣支架現澆施工。全聯分段成主墩處2個29.7m第一現澆段a，邊墩處2個16.4m第一現澆b，跨中處1個15.3m第一現澆c，2個邊跨和2個中跨長度均為1.5m合攏段。通過“梁式支架”方法既可保障交通正常通行，最大限度的降低對周圍環境的影響，同時又減少征用耕地做便道使用，縮小成本投入。全聯支架及外模一次安裝成型后只需安裝底腹板鋼筋內模即可澆筑混凝土，大大節約項目建設周期，分段現澆工藝一次所需混凝土方量相對較少，降低施工風險，較好的控制施工質量。

5.施工方法及操作要點

5.1 施工準備

5.1.1 對承臺基坑采用二八灰土換填。

5.1.2 對既有省路進行測量，計算鋼管樁位置及數量。

5.1.3 對鋼管柱、碗扣支架、模板進行進場檢查。

5.1.4 對各種梁體施工所需地材、鋼筋、鋼絞線等進行檢測。

5.1.5 完成泵送混凝土配合比。

5.2 地基處理方案

滿堂支架法部分表層地基土以粘土、粉質粘土為主，地基承載力120KPa。為保證全聯（除跨路處）地基的整體性，在對原地面土進行挖除后用壓路機進行碾壓，承載力經過試驗檢測在200KPa以上，然后分兩層換填三七灰土50cm，壓實后在其頂面澆筑15cm厚的C25混凝土。支架范圍以外50cm，挖縱向排水溝（50cm ×50cm）做好地基排水。對于承臺施工的基坑，分層回填，分層厚度不大于20cm，小型沖擊夯實機械分層夯實回填至頂面，壓實度不小于90% 。

跨線處兩側及省道路面中間采用梁式支架搭設M門洞，支架立于截面尺寸為1.0m×1.0m，高0.6 m混凝土底座上。為了較少對路面的破壞，混凝土底座與瀝青路面之間鋪墊一層油毛氈。

5.3 支架搭設

5.3.1 梁式支架搭設

跨線處兩側及省道路面中間M門洞采用外徑為529mm、壁厚10mm、長為5.05m的螺旋鋼管做立柱。每根立柱底部鋼板與鋼筋混凝土底座預埋2cm厚鋼板焊接，管柱頂部橫向采用2根對扣I32a型工字鋼做橫梁，縱向采用I32a做橫跨結構。門洞縱向荷載總長11.4m，門洞基礎內側凈間距4.21m，門洞基礎中心間距5.21m，門洞高5.95m，門洞與支架斜交75度。施工時先檢查并找平預埋鋼板，在鋼板頂面用墨線彈出立柱外輪廓線；用吊車吊著立柱緩緩落到輪廓線處，焊接對稱的兩點，檢查立柱垂直度并調整到滿足要求時止，然后四點焊接固定，最后與預埋鋼板單面滿焊。橫向柱間采用Φ200mm壁厚6mm的鋼管做剪力撐，剪力撐與立柱間焊接固定，加強梁式支架橫向穩定。在縱梁上鋪設10×15cm方木，在方木上支立帶頂托的碗扣式腳手架。

5.3.2 滿堂支架搭設

在混凝土墊層上支立外徑4.8cm,壁厚3.5mm的碗扣式腳手架。支架搭設在腹板處橫向間距0.6m,縱向間距0.6m,步距1.2m;中間空心梁段處橫向間距0.9m、縱向間距0.6m,步距1.2m;兩側翼緣板處橫向間距0.9m、縱向間距0.6m,步距1.2m。

剪刀撐斜桿采用扣件式鋼管。斜桿與地面夾角為45～60度并成對交叉布置。斜撐與相交的立桿采用活動扣件相連接。斜桿布置在支架的四個側面，縱橫向每隔3～4m布置一排。

5.3.3 剛性過渡段的設置

在分段處的支架先后兩次承受混凝土的施工荷載，產生兩次沉降變形，變形量的大小決定梁底錯臺的大小，過大的錯臺對梁體的線型和受力體系產生不利的影響。為了減小甚至消除這一影響，在分段處支架頂部以下三排，豎向兩端各三列設置剪力撐進行了加強，經過頂壓模擬，克服了分段施工造成支架變形對混凝土外觀的影響。

5.4 模板安裝

模板安裝分兩個階段進行，預壓階段只拼裝外模，預壓觀測完成后重新調整外模及拼裝芯模。

箱梁腹板側模上下兩圓弧倒角之間采用廠制定型鋼模，翼緣板外模、部分底模采用竹膠合板作面板。模板底上分配梁方木上采用截面尺寸為10cm×10cm的方木，橫橋向布置間距0.3m。

5.4.1 底模拼裝

底模考慮采用標準竹膠板尺寸拼裝，剩余部分采用鋼模補充，在有支座部分底模進行特殊處理。支架底模鋪設后，測放箱梁底模中心及底模邊角位置和梁體橫斷面定位。底模標高為設計梁底加支架變形預估量，來控制底模立模。支架預壓后重新調整模板標高。

5.4.2 側模板安裝

側模全部采用定型鋼模，各圓弧部分直接成型，保證整體外觀質量。側模安裝時應先使側模吊裝到位，與底模板的相對位置對準，用頂拉桿調整好側模垂直度，并與端模聯結好。側模安裝完調整其它緊固件后檢查整體模板的長、寬、高尺寸及不平整度等，并做好記錄。

5.5 支架靜載預壓

5.5.1 預壓材料：用編織袋裝砂對支架進行預壓。預壓荷載為梁體自重的120%。加載順序與混凝土澆筑相同，即先鋪設底板部分，然后分層在腹板部位上砂袋預壓，根據計算腹板重量達到要求后再進行頂板部位的預壓。

5.5.2 預壓范圍：現澆梁段全幅范圍。為了縮短施工工期，采用逐孔預壓的方式。

5.5.3 沉降觀測：支架沉降及變形觀測采用水準測量觀測方法，在每一孔的端部2m處、1/2、1/4斷面分別布設觀測斷面，每斷面在底板布設3個點，左右翼緣各2個點，及每斷面7個點位，在原地面同一截面位置設觀測點，觀測地基壓縮變形量。在加卸載整個預壓觀測過程及時按照觀測所取得的數據繪制沉降—時間曲線，并根據數據分析最終調整支架的標高，以保證梁體混凝土施工后的線形。

5.6 鋼筋綁扎及預應力筋的安裝

5.6.1 鋼筋綁扎

鋼筋工程嚴格按圖紙施工，鋼筋彎鉤、焊接尺寸及接頭符合規范和設計要求。在底模上按設計間距彈墨線首先綁扎底板鋼筋，然后綁扎腹板鋼筋，待底、腹板鋼筋及預應力管道完成后，安裝內模，再綁扎頂板鋼筋。

5.6.2 鋼絞線安裝

鋼絞線分為頂板束、底板束、腹板束，采用波紋管制孔，錨具錨固。施工中必須先穿束，后澆筑砼。在綁扎完成第一層底板鋼筋和進行腹板鋼筋綁扎時安裝縱向波紋管并穿束。待底、腹板鋼筋及預應力管道完成后，安裝內模，再綁扎頂板鋼筋及預應力管道。波紋管嚴格按照設計要求準確布設，每隔50cm一道的定位筋進行固定。

5.6.3 預應力鋼筋安裝

精軋螺紋筋在廠內按設計長度加工成型。按設計位置進行定位及加固。在精軋螺紋筋下錨處須穿設壓漿三叉管，用塑料管連接至梁底模肋角處，以便壓漿之用；在精軋螺紋頂部安裝3mm厚鋼板加工的倒臺型模具預留封錨槽。

5.7 內模板安裝

內模在腹板鋼筋綁扎完成后進行拼裝。一次性全部拼裝完成，在梁底板處不封閉。內模采用竹膠板，框架定位采用方木與鋼管結合。

5.8 梁體混凝土澆筑

5.8.1 砼澆筑采用汽車泵泵送，澆筑順序采用水平分段，豎向分層方式進行。混凝土按2段a段、2段b段、1段c段順序進行澆筑，待各段強度滿足要求并張拉壓漿完成后先進行邊跨合龍段的施工，最后進行中跨合龍段施工。

5.8.2 混凝土澆注完成終凝后立即進行覆蓋灑水養生，保證混凝土外露面始終處于濕潤狀態，養生期不小于14天。

5.9 預應力張拉及孔道壓漿

5.9.1 預應力張拉

當箱梁砼強度達到設計強度的95%、彈性模量達到100%之后，齡期不小于7天時，就可以進行預應力束張拉。各階段施工完成后注意張拉相應的預應力鋼束，每束預應力鋼束一次張拉完成，各節段預應力張拉順序按縱向、豎向、橫向順序張拉。最后進行全聯通長預應力筋張拉。

5.9.2 壓漿、封錨工藝

張拉施工完成后，切除外露的鋼絞線，進行封錨。封錨采用無收縮水泥砂漿封錨，封錨時必須將錨下墊板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度大于15mm，封錨后24～48小時之內完成灌漿。

5.10 模板的拆除

當梁體混凝土強度達到設計強度的 60%，混凝土芯部與表層、箱內與箱外、表層溫度與環境溫度之差均不大于15℃，且能保證構件棱角完整時方可拆除內模和端模。

5.11 支架拆除

碗扣式鋼管支架拆除應按順序從跨中向支座，按照護欄→腳手板→剪刀撐→小橫桿→大橫桿→立桿件由上而下，逐層拆除，縱向對稱均衡卸落，所有配件一步一清，不準上下同時作業。

6.設備配置與勞動力組織

表1 分段支架現澆連續梁施工機具設備表

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6.1 主要設備配備見表1。

6.2.勞動力組織

分段支架現澆連續梁人員組織見表2。

表2 分段支架現澆連續箱梁施工人員組織分工表

7.質量控制

7.1 碗扣式鋼管進場時要進行壁厚等初次驗收，對于損壞或彎曲的鋼管挑出，集中堆放或返回廠家；安裝支架前，對支架二次仔細檢查，殘次、損壞或彎曲的桿件不得使用。支架搭設中控制好立桿位置（±5mm）和垂直段（≤2%）是保證質量的最關鍵工序。在安裝模板以前，對支架平面位置、頂部高程、節點聯接及縱、橫向穩定性進行全面檢查。

7.2 在縱橫木上安裝箱梁底模板時，應避免竹膠板單側懸空現象。在調節標高時，加強檢查由于標高的調整易引起其它部位頂托松動。

7.3 為保證鋼模與木模結合良好，在鋼模加工時在結合部位焊鋼帶，高度低于鋼模面板15mm，鋪設竹膠板時直接靠在鋼帶上與鋼模面順接，每道縫隙之間加密封條，保證混凝土不漏漿。

7.4 混凝土拌和原材必須按規范要求進行檢驗。必須嚴格控制底板混凝土澆筑完成后的暫停時間，腹板混凝土澆筑時底板混凝土不得出項初凝。對鋼筋密集的橫格板處加強振搗，必要時設置混凝土搗固孔。

7.5 腹板鋼索張拉應現場進行管道摩阻、錨圈口摩阻試驗，以保證有效應力值。所有縱向預應力鋼絞線均為兩端張拉，左右對稱進行。

7.6 壓漿應由低處往高處進行，且壓漿一般在張拉結束后2天內完成。為檢驗壓漿效果，必要時設置帶閥門的觀測孔。

8.安全措施

8.1 在距施工現場上下行各500m、300m、200m處省道上設置明顯施工警示標志；在距減小段兩端設置30m的減速段，設置醒目的警示牌和標示牌，在路面上埋設減速裝置，并豎立明顯的限速標志。

8.2 在鋼管柱前后15m范圍加設隔離防撞墩。鋼管柱涂刷紅白相間顏色以示提醒，并在施工地段兩側做好紅白相間的防護欄桿，夜間加設紅色燈光警示等。

8.3 施工期間，24小時有專人對道路進行防護、疏導交通，確保公路的暢通無阻。

8.4 在現澆梁支架與省道立交段落部分采用高強防護安全網全部圍護，支架上搭設木板進行防護，防止上部落下物體阻礙交通。

9.結束語

分段支架現澆施工連續箱梁工藝既避免了通常的支架一次現澆工藝的施工風險，又比懸灌施工工藝節約了施工工期，各種施工工序流水作業，節約勞動力資源，較好的控制施工質量，是一種比較先進的連續箱梁施工工藝，可以應用具備支架施工條件的鐵路及公路各種大跨度連續箱梁的施工。

［1］王常才，橋涵施工技術（第二版），北京：人民交通出版社，2007.6

［2］鐵建設[2010]241號.高速鐵路橋涵工程施工技術指南.北京：中國鐵道出版社，2011.4

［3］汪正榮，建筑施工計算手冊，北京：中國建筑工業出版社，2001.7

TU75

B

1007-6344（2016）03-0235-02

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李學意，男，1978年11出生，湖南臨湘縣人，2002年畢業于湖南城市學院公路與城市道路工程專業，工程師，現任中鐵三局六公司渝萬項目經理部總工程師