高速鐵路大跨度現澆連續梁施工技術

聶 磊

(中鐵十七局集團第三工程有限公司，河北 石家莊 050081)

高速鐵路連續梁多采用懸臂澆筑法進行施工，懸臂澆筑施工工藝成熟，0#塊采用支架現澆，節段施工采用掛籃懸臂澆筑，完成后通過合龍段完成各T構體系轉換，施工工藝成熟，整體施工質量可控[1]。通過懸臂澆筑工藝實踐與推廣，目前高速鐵路連續梁主跨從60～128 m均采用此工藝方法?，F澆連續梁施工在60 m以內跨度中較為常見，現澆支架法施工橋梁整體線形控制較好，施工周期短，但在80 m以上連續梁施工中較少采用支架現澆。懸臂澆筑施工與支架現澆施工各有優缺，懸臂澆筑法施工工藝成熟，0#塊澆筑完成后，各節段施工工期平均為10 d，整體工期時間較長；支架現澆施工工法可以以5～6個節段為一個階段，最后通過邊跨段澆筑與合龍段張拉完成體系轉換，施工周期短，但工裝投入成本較高。在鐵路建設工程中，連續梁作為關鍵線路中的重難點工程，尤其是大跨度連續梁施工其施工周期及施工質量成為制約項目能否按照既定工期目標保質保量完成的重要因素[2]。本文通過懸臂澆筑工法變更為支架現澆施工技術應用，比選懸臂工法與支架現澆方案，制定連續梁現澆支架工裝方案，結合現澆連續梁施工工序及合龍順序，優化支架結構，總結現澆支架大跨度連續梁施工中支架變形加固、體系轉換經驗，為類似工程提供參考。

1 工程概況

圖1 連續梁與206國道位置關系

連續梁全長221.5 m，計算跨度為(60+100+60)m，中支點處梁高7.535 m，邊支點梁高4.535 m，邊支座中心線至梁端0.75 m，梁縫分界線至梁端0.10 m。邊支座橫橋向中心距5.3 m，中支座橫橋向中心距5.6 m。梁底下緣按圓曲線變化，圓曲線半徑為309.667 m。

2 大跨度連續梁施工方案比選

(60+100+600)m連續梁施工設計采用懸臂澆筑法進行，由于邊墩位于居民房內，現場受征地拆遷影響，連續梁施工工期滯后于總體施工組織安排3個月，影響最終線路開通，因此由懸臂澆筑施工改為現澆支架法施工。

根據懸臂澆筑施工工期安排，0#塊澆筑施工周期35 d，各節段工期根據設計強度及彈性模量雙控原則平均按10 d計算，主跨100 m連續梁加合龍段共計13個節段，考慮支架預壓、地基處理等工序，理論計算工期為185 d；支架現澆施工周期，支架搭設25 d，分為4個階段進行施工，理論計算周期105 d，從工期方面可比懸臂澆筑法提前80 d。懸臂澆筑工程投入設備包括掛籃2臺套，邊跨直線段支架2套；支架現澆施工支架體系共計5.5萬m3，工裝投入鋼材較大。

由于整體施工組織安排，若連續梁不能按照既定節點完成，對整個項目制約性較大，工期成本高，嚴重影響先架段及關鍵線路上工程施工，因此由懸臂澆筑改為支架現澆施工，工期滿足要求。支架現澆施工均在整體支架上進行，可以有效的解決大跨度連續梁0#塊澆筑質量缺陷、線形控制難度大等難題。支架現澆施工方案混凝土澆筑梁段采用一次澆筑法，底板、腹板、翼板一次澆筑成型，混凝土澆筑由低向高進行澆筑，按先后順序進行預應力施工。連續梁共分為9段，按要求分4個階段進行施工。

第一階段：橋墩施工完成后，安裝中墩支座，搭設支架，并對支架進行預壓，預壓重量不小于最大施工荷載的110%，消除彈性變形，施工C、E號梁段，待設計強度及彈性模量達到100%，且混凝土齡期不小于7 d后張拉。施工過程見圖2。

圖2 第一階段支架搭設及節段澆筑

第二階段：澆筑合龍段B、D號梁段，待設計強度及彈性模量達到100%，且混凝土齡期不小于7 d后張拉。施工過程見圖3。

圖3 第二階段支架搭設及節段澆筑

第三階段：邊墩上安裝永久支座，澆筑邊跨A號梁段，待設計強度及彈性模量達到100%，且混凝土齡期不小于7 d后張拉。施工過程見圖4。

社會福利政策質量評價的結果往往取決于社會福利政策質量評價主體的選擇。由于社會福利政策的評價主體過于單一且依附性較強，因而我國的社會福利政策質量評價具有普遍的片面性?？陀^公正的社會福利政策質量評價必須朝著實現政策質量評價主體多元化的方向發展，實現社會福利政策的內部評價和外部評價相結合，實現政府的內部評價者能夠真正敢于評價且善于評價不同的政策，實現利益相關人能夠真正參與社會福利政策的評價全過程，實現社會福利政策參與評價的人員與公眾、與專家相結合。

第四階段：拆除所有支架，進行橋面鋪裝作業。

圖4 第三階段支架搭設及節段澆筑

3 連續梁施工支架方案設計

3.1 支架方案

連續梁施工場地跨越G206國道，兩側地勢平坦，地基承載力高，具備由懸臂澆筑變更為支架現澆施工的條件，現澆支架設計方案結合連續梁澆筑順序及節段劃分進行，現澆連續梁施工分5節段劃分。現澆連續梁施工中臨時支座、節段澆筑溫度、合龍體系轉換等施工控制方面與懸臂澆筑略有不同，混凝土澆筑過程以及澆筑荷載引起的不平衡力矩均由連續梁支架承擔，因此連續梁施工支架方案除了要考慮梁段澆筑荷載以外，還要結合合龍順序考慮連續梁合龍對支架的影響。另外施工過程中大體積混凝土澆筑引起的溫度應力及澆筑溫差引起的梁體溫度應變，也影響現澆梁支架變形及結構穩定性，因此在設計中應予以充分論證和方案預控[3]。

由于連續梁地形條件、地質條件較好，橋下無障礙，地基承載力較高，因此采用盤扣支架現澆法施工，材料較碗扣式腳手架強度高、承載能力大、穩定性好，且能承受一定的水平力?？缰辛憾斡捎谠贕206正上方跨越，設計為鋼管支架施工以保障G206國道正常通車。現場支架設置如圖5所示。

圖5 跨206國道支架施工

跨206國道澆筑截面支架結構從上向下依次為1.5 cm竹膠板、10 cm×10 cm縱向方木、上I10工字鋼分配橫梁、盤扣支架、下I10工字鋼分配橫梁、貝雷梁、工字鋼橫梁、鋼管墩。貝雷片橫向布置22榀，10 cm×10 cm縱向方木橫向間距翼板下0.3 m、腹板下0.15 m、底板下0.2 m，見圖6。

邊跨澆筑段支架結構從上向下依次為1.5 cm竹膠板、10 cm×10 cm縱向方木、I10工字鋼分配橫梁、盤扣支架、15 cm×15 cm橫向方木。10 cm×10 cm縱向方木橫向間距翼板下0.3 m、腹板下0.15 m、底板下0.2 m。

圖6 跨206國道支架斷面

3.2 支架結構計算

現澆連續梁支架計算主要對其中盤扣式立桿穩定性、貝雷梁撓度及組合應力、螺旋管鋼管穩定性進行控制，其余各結構部件按照常規設計原則進行。

3.2.1 腹板位置盤扣支架立桿穩定計算根據計算結果認定組合風荷載時腹板位置盤扣支架立桿穩定性計算工況為最不利荷載工況。

盤扣支架立桿穩定性滿足要求。

3.2.2 腹板位置貝雷梁計算

以腹板下最不利貝雷梁進行受力驗算，計算模型及計算結果如圖7、圖8所示。

圖7 貝雷梁計算模型

圖8 貝雷梁計算結果

從計算結果得知，貝雷梁最大組合應力284.2 MPa<310 MPa，貝雷梁最大剪應力89.7 MPa<[τ]=180 MPa，貝雷梁最大變形23.1 mm

3.2.3 螺旋鋼管穩定性計算

4 現澆連續梁混凝土質量控制

連續梁混凝土澆筑質量對外觀質量、使用壽命、行車平順性起到關鍵的作用。近年來我國高速鐵路建設過程中80 m以上跨度連續梁0#塊設計高度均在5 m以上，隨著跨度的增加0#塊及各節段截面高度也相應增高。本文100 m主跨連續梁，0#塊7.52 m，其混凝土澆筑質量控制是整個連續梁施工的關鍵控制點。由于懸臂澆筑改為現澆后，節段澆筑方量最大為942.3 m3，連續梁截面為箱形截面，底板澆筑及腹板底部澆筑由于放料高度及振搗難度，往往成為混凝土質量控制的薄弱點，因此在大體積混泥土澆筑前必須制定詳細的混凝土澆筑方案，方案中包括：原材料質量控制、混凝土拌合質量控制、現場澆筑及振搗質量控制，另外人員現場組織及質量管理人員的全過程盯控也尤為重要[4]。

4.1 原材料指標要求

根據以往連續梁混凝土澆筑經驗，必須從源頭控制混凝土質量，把控原材料質量，從進場驗收開始嚴控混凝土半成品質量，包括混凝土外加劑、粗細骨料含泥量，在混凝土拌合站駐試驗人員，檢查拌制設備、使計量裝置經常保持良好狀態，并嚴格按配合比計量，各種攪拌材料的配量偏差為：水泥不大于±1%，粗、細骨料不大于±2%，水和外加劑不大于±1%，采用的原材料必須為經試驗合格的指定原材料。采用攪拌運輸車將砼運至現場后泵送入模，其攪拌、運輸砼至全部砼卸出時間不超過90 min。卸料時出料口與接料面之間的距離不超過1.5 m，0#塊底部澆筑必須采用溜槽，防止因自由落體造成的粗細骨料分離，最終形成表面質量缺陷。

4.2 澆筑順序及分層厚度

梁體混凝土分節段整體一次澆筑底板、腹板、頂板砼，采用汽車輸送泵直接泵送入模。為保證大體積混凝土施工質量，嚴格控制混凝土入模溫度及內外溫差，尤其是合龍段混凝土澆筑，要求混凝土入模溫度不宜大于30 ℃，也不低于5 ℃。同時入模溫度以溫差控制，混凝土的表面溫度與大氣溫度的差值不得大于15 ℃，混凝土的表面溫度與中心溫度的差值不得大于15 ℃。

混凝土縱向采用斜向分段、水平分層法澆筑，其斜度在30～45°，縱向分段長度取10 m左右，水平分層厚度不大于30 cm，且前后兩段、上下兩層混凝土的澆筑間隔時間不得超過混凝土的初凝時間?；炷翙M向澆筑采用分區澆筑，首先進行①、②區混凝土澆筑，該區混凝土直接沿著外側模板邊流至底板，高度大于1.5 m采用溜槽澆筑，腹板澆筑至圖9所示高度后，從頂板天窗位置將泵管伸入底板澆筑③區，再進行④、⑤、⑥區的混凝土澆筑。

圖9 混凝土澆筑順序

混凝土澆筑前在頂板中央每隔3 m開一天窗用于底板混凝土的澆筑及通風用，澆筑底板③區時，泵管直接由天窗處伸入澆筑底板，天窗在腹板混凝土澆筑完成后封上。由于高度最大為7.5 m，腹板混凝土澆筑時腹板內側要開設振搗窗口，混凝土澆筑至該位置后關閉窗口。

施工不允許有施工冷縫，混凝土的振搗要密實、注意搗固器的插入位置、深度，避免出現漏搗及過搗現象。上層混凝土必須在下層混凝土初凝之前覆蓋。澆筑頂板砼，按照測量標高嚴格控制頂板平整度及橋面標高控制，及時整平、抹面收漿。梁的腹板與底板及頂板連接處、預應力筋及其他鋼筋密集處，要加強振搗，確保砼密實，在整個砼灌注過程中，安排專人檢查支架模板、孔道、預埋件等，保證其位置符合設計要求。嚴格控制每次搗固時間及位置，不許欠搗、漏搗和振搗過度，頂板砼澆筑完成后及時進行整平、抹面收漿[5]。

保持混凝土表面濕潤，養護時間不少于14 d；用于養護的水，其溫度與混凝土表面的溫度差不得超過15 ℃。

4.3 質量控制成果

通過對現場混凝土質量控制，混凝土澆筑質量良好，拆模后，表面無蜂窩麻面等質量缺陷，局部出現氣泡，判定為混凝土振搗引起的表面質量缺陷，通過第1個節段澆筑控制，后續4段連續梁混凝土通過調整引氣劑摻量、提高混凝土和易性及控制混凝土出料至澆筑的時間等措施，達到了良好的效果。混凝土從開盤澆筑至最后節段澆筑完成，共計106 d，圓滿完成了100 m主跨現澆連續梁施工任務，現場情況如圖10所示。

圖10 混凝土澆筑

5 結束語

通過(60+100+60)m連續梁懸臂澆筑變支架現澆施工，重點介紹了連續梁現澆施工過程中的關鍵技術，通過對支架設計、混凝土澆筑、支座預偏量設置等關鍵技術的運用，順利完成了連續梁的施工。

本連續梁作為重難點項目，又處在項目推進的關鍵線路之中，其方案的變更，尤其是整體施工方案的變更，必須對工期、成本、物資供應、材料供應等方面進行充分論證，根據現場實際情況，合理調整變更思路。方案比選的數據詳實程度，從根本上決定了施工變更的可行性及現場施工質量的可控性。