淺談高速鐵路48m預應力混凝土簡支梁施工技術(shù)

吉祥君

摘 要：我國高速鐵路雙線箱梁預制施工技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟，但48m預應力混凝土簡支梁的應用較少，48m雙線現(xiàn)澆箱梁的質(zhì)量控制較為復雜。本文以合福鐵路安徽段西溪南特大橋48m預應力混凝土簡支梁為例，對施工過程各工序采用的方法及處理問題的經(jīng)驗進行總結(jié)，得出以下結(jié)論：（1）現(xiàn)澆支架的設(shè)計應綜合考慮地上、地下構(gòu)筑物及管線位置確定。（2）現(xiàn)澆支架采用分段預壓可以加快施工進度、降低工程成本，同時達到整體預壓的效果。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；48m；支架；現(xiàn)澆；箱梁

中圖分類號：U445 文獻標志碼：A

1 工程概況

新建合福鐵路西溪南特大橋位于黃山市徽州區(qū)，橋梁中心里程DK304+674.545，全橋長2784.545m，橋跨布置為：35-32m+（48+80+48）m+2-24m+2-32m+3-24m+1-48m+36-32m。線路與DK304+833.540～DK304+882.840處跨越Y(jié)046旅游公路，設(shè)計為1m～48m現(xiàn)澆簡支箱梁。道路與線路大里程夾角為103°。

梁體預應力體系為單端張拉，截面為等高梁，橫向中心處梁高為3.884m，全橋箱梁頂寬12m，隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。重量為1685t。

2 施工方案

2.1 支撐體系

支撐體系在設(shè)計前應進行現(xiàn)場調(diào)查，摸清楚地下管線，測量現(xiàn)場數(shù)據(jù)。針對現(xiàn)場實際情況設(shè)計支撐體系布置。本橋支撐體系設(shè)計之初設(shè)4簇鋼管柱群（未考慮到綠化帶下有排水涵管），為了避開兩側(cè)綠化帶（綠化帶下有排水涵管）將支撐體系設(shè)5簇鋼管柱群，邊支架位于永久墩承臺上，中間支架共設(shè)3個，每個支架下設(shè)擴大基礎(chǔ)，如圖1所示。

2.2 支撐體系預壓

在進行支架預壓工作時需要按照以下要求進行：支架預壓工作需要在支架架設(shè)并完成驗收之后，同時需要在支架上完成底模模板的鋪設(shè). 支架預壓的重壓體可以使用重量為梁體1.2倍左右的砂袋來替代。支架預壓后需要對支架的變形和下沉情況進行觀測記錄， 支架下沉量在72h之內(nèi)累積下沉量<1.0mm左右方為合格，而后卸去支架預壓載荷并再次對支架的標高進行檢測，通過對支架預壓前和卸載后的標高進行檢測并計算從而可以獲得支架的變形量（包括地基的彈性變形），依據(jù)所得出的支架變形數(shù)據(jù)來設(shè)置預拱度。

結(jié)合工程實際在對支架進行預壓作業(yè)時按照以下方法進行：項目梁體重量1685t，扣除墩頂梁體部分重量后，支撐體系承受的重量為1176t，按照梁體的120%預壓重量達到1411.2t，按照每袋1200kg計算需要1176袋。現(xiàn)場實際條件及預壓材料無法滿足整體預壓，為了達到預壓效果，綜合考慮采用分段預壓。支撐體系為5簇鋼管柱群，每2簇鋼管柱群為一個預壓階段，共分為4段進行支撐體系進行預壓。

在預拱度設(shè)計及箱梁底模標高調(diào)整中需要注意的是：梁體自重產(chǎn)生的彈性變形；支架銷孔撓度、支架梁的彈性撓度；楔木壓縮等非彈性變形。在箱梁底模標高確定上按照以下公式來進行確定。

箱梁底模標高按下式確定：

H=h+y+s

式中：H—底模施工標高；h—梁底設(shè)計標高；y—設(shè)計預拱度；s—支架預壓卸載后的回彈量。

3 模板制作

側(cè)模模板制作按照48m現(xiàn)澆梁設(shè)計，并可以使用到32m及24m現(xiàn)澆梁上，因48m梁端支座位置與32m、24m不同，兩端支座位置側(cè)模板均單獨制作；腹板斜率不同，上下弧板均單獨制作，平板通用；腹板側(cè)模面板采用6mm厚鋼板，橫肋采用[10#槽鋼，邊框采用12mm×100mm扁鋼，弧處采用環(huán)筋，環(huán)筋采用12*100扁鋼，間距600mm一道，桁架采用18#工字鋼、12#工字鋼、][12#槽鋼及120mm×60mm方管組合，剪刀撐采用75mm×75mm的角鋼。桁架與模板采用活連接形式，用連接板相連；桁架間距1m，橫行采用槽鋼相連。

在澆筑混凝土后內(nèi)模會在混凝土浮力的作用下產(chǎn)生上浮進而導致內(nèi)模發(fā)生位移，影響施工質(zhì)量。為做好內(nèi)模的固定通過在箱梁中心位置上以1.5m的間隔來設(shè)置拉結(jié)鋼筋用以完成對于內(nèi)模的固定，拉結(jié)鋼筋的上下部分別與底模、底板相連接，從而固定內(nèi)模用以避免其在混凝土澆筑施工時不會因混凝土的浮力而上浮。

4 梁體施工

4.1 普通鋼筋工程

在進行普通鋼筋工程的施工時需要對項目施工所使用鋼筋的型號、強度進行檢測，確保正確使用鋼筋。在鋼筋綁扎施工中嚴格按照施工設(shè)計進行施工，選用正確的鋼筋型號按照先底板及腹板鋼筋的綁扎，在完成對于底板及腹板鋼筋的綁扎后再對頂板鋼筋進行綁扎，當普通鋼筋綁扎遭遇預應力筋時，普通鋼筋需要通過適當?shù)恼{(diào)整來完成綁扎作業(yè)，避免移動或是碰撞預應力筋。在項目梁段的所有預留孔處應當增設(shè)環(huán)狀鋼筋用以增強預留孔的強度；施工中為確保腹板、頂板、底板鋼筋的位置準確，可采用增加W形或矩形的架立鋼筋等措施。

4.2 預應力波紋管安裝

對于梁體所采用的金屬波紋管在安裝過程中注意做好檢查，避免使用破損、缺陷的波紋管。對于存在缺陷的波紋管要及時進行更換以避免漏漿。對于梁體的錨固端需要采用與之相應配套的支承墊板。梁體中的定位筋需要嚴格按照設(shè)計圖紙進行預設(shè)和定位，確保梁體施工中預應力管道位置的準確性。在波紋管接頭位置處使用長度>30cm且直徑超過波紋管外徑2mm的接頭來進行波紋管的連接，保障波紋管的密封性。在波紋管和固定排氣管的封堵上分別采用高強無收縮砂漿和PE管來進行封堵。

4.3 混凝土施工

在混凝土澆筑施工是采用泵車將混凝土泵送至梁體，梁體混凝土澆筑按照從中間向兩端澆筑的順序進行。混凝土的澆筑采用分層澆筑方式，各層澆筑厚度不得超過30cm，在每層澆筑后及時進行振搗用以確保澆筑的均勻性。在澆筑分層上結(jié)合梁體的結(jié)構(gòu)和尺寸將底板分為一層、腹板按照3層、頂板分為一層進行澆筑。混凝土澆筑作業(yè)中應避免中斷且上層混凝土的澆筑必須在下層混凝土的初凝之前完成。

4.4 預應力張拉

梁體的預應力拉張應在梁體澆筑混凝土強度和彈性模量分別達到預設(shè)值的95%和100%時進行，拉張時混凝土的固化時間應大于5d以上。拉張采用單端拉張方式按照腹板束-底板束的順序進行，按照從外到內(nèi)左右對稱進行拉張作業(yè)，最大不平衡束不超過1束。在預應力拉張的過程中應當確保所需拉張的預應力鋼束以梁體中心線為軸進行左右拉張，確保預應力鋼束的拉張質(zhì)量。預應力拉張時預應力讀數(shù)以油壓表讀數(shù)為準，通過雙控措施來校驗拉伸量。梁體的預應力拉張按照：0→初應力（0.2σcon）→控制應力σcon→持荷5分鐘→錨固的流程進行。

4.5 孔道壓漿

在進行孔道壓漿作業(yè)時，首先采用真空泵將預應力孔道中的空氣抽出使孔道形成-0.06MPa～-0.08MPa的真空度，而后在在孔道的另一端使用以0.7MPa以上的壓力將水泥漿壓入預應力孔道中。孔道壓漿作業(yè)需要在漿體攪拌完成后的40min以內(nèi)完成，且統(tǒng)一孔道的漿體壓入作業(yè)需要連續(xù)一次完成。壓入漿體的溫度控制在20℃±10℃的區(qū)間范圍內(nèi)，壓入漿體后的養(yǎng)護階段應確保梁體溫度>5℃以上，如溫度過低需要采取加溫、保溫措施。高于35℃時應延后或是降溫處理。

5 支架和模板拆除

在混凝土澆筑完成后需要進行良好的養(yǎng)護作業(yè)，用以確保混凝土施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)裂縫等的缺陷。在澆筑混凝土的強度達到預設(shè)85%以上時即可拆除梁側(cè)模及端模，在端模、內(nèi)膜、側(cè)模拆除時應注意灑水養(yǎng)護，拆模時應輕拿輕放保證梁體棱角完整，避免因拆除作業(yè)而導致梁體混凝土表面出現(xiàn)破損、麻面等的缺陷。底模和支架的拆模作業(yè)應在預應力鋼絞束張拉完成，管道壓漿強度達到設(shè)計要求后進行。底模拆除時應按照同步、對稱的原則進行拆模作業(yè)。貝雷梁拆除時，同步打開砂箱底部漏砂孔，貝雷梁整體將緩慢下放，采用汽車吊吊放至地面拆解。

6 結(jié)論與建議

西溪南特大橋48m現(xiàn)澆梁的施工，通過支架方案的比選、模板工程的優(yōu)化等，得出以下結(jié)論：（1）現(xiàn)澆支架的設(shè)計應綜合考慮地上、地下構(gòu)筑物及管線位置確定。（2）現(xiàn)澆支架采用分段預壓可以加快施工進度、降低工程成本，同時達到整體預壓的效果。經(jīng)施工完成后的各種檢測表明，整個現(xiàn)澆梁施工完成后線型、梁體應力等基本與設(shè)計情況相符，達到了順利成橋的目的。

參考文獻

[1]梁兵.48m簡支箱梁現(xiàn)澆組合支架設(shè)計與施工技術(shù)[J].價值工程，2014（11）：97-99.

[2]趙長明，袁明，張志勇.杭南長線東新贛江48m簡支梁設(shè)計研究[J].四川建筑，2012（2）：72-73，76.

[3]胡金光.高速鐵路現(xiàn)澆梁支架及鋼管樁基礎(chǔ)施工控制技術(shù)研究[D].天津大學，2014.