大跨度框架墩上跨京雄城際鐵路支架現(xiàn)澆施工方法

摘要：隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，大跨度框架墩支架梁的吊裝施工技術(shù)水平越來越高，而采取合理的施工方案則對于控制工程質(zhì)量具有重要的作用。本文以大跨度框架墩上跨京雄城際鐵路支架現(xiàn)澆施工為例，對該施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，希望能夠為類似工程的順利開展提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：大跨度框架墩;支架現(xiàn)澆;施工方法

1" "工程概況

天津至新機(jī)場客專鐵路固安特大橋（勝芳聯(lián)絡(luò)線）為京雄城際鐵路同期實(shí)施工程，設(shè)計最高時速為160km/h，全橋采用預(yù)應(yīng)力單線簡支箱梁，有砟軌道。左右線在京雄城際鐵路固安東站引出后，與京雄城際線間距6.5m，兩線分別位于京雄城際鐵路固霸特大橋左右側(cè)。并行段軌面等高，線間距拉開后，勝芳聯(lián)上行線上跨京雄城際（DK62+516.32），交叉角度16°，勝芳聯(lián)采用3個框架墩（43-45#）跨越。勝芳聯(lián)框架墩上跨京雄正線線路平面如圖1所示。

為保證京雄城際鐵路工期，框架墩需要在正線架梁后采用支架現(xiàn)澆施工。橋梁下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，框架墩兩側(cè)各設(shè)6根樁徑1.25m鉆孔樁基基礎(chǔ)。兩側(cè)承臺尺寸各為5.1m×9.7m×3m，墩柱為矩形墩柱截面尺寸為2.5m×3.4m（墩柱四角為20cm×20cm倒角），43#至45#框架墩門高分別為22.8m、23.3m、23.8m。墩身橫梁為矩形截面，高度3.3m，寬度為3.7m，橫梁與墩柱處連接設(shè)置倒角，跨度為22m。框架墩構(gòu)造如圖2所示。框架墩高度及采用支架形式如表1所示。

2" "支架設(shè)計

支架采用橫向分配梁（I12.6）+加強(qiáng)上下弦桿單層貝雷梁+雙拼橫向工字鋼2I45b+鋼管立柱。支架立面如圖3所示，支架平面如圖4所示，支架側(cè)截面如5所示。經(jīng)驗算，橫向分配梁的強(qiáng)度及剛度均滿足要求。貝雷梁最大變形45.945mm，lt;46.25mm，剛度也滿足要求。

3" "框架墩橫梁施工方案

3.1" "支架搭設(shè)方案

在承臺頂預(yù)埋1m×1m（厚10mm）鋼板，鋼板下方焊接16根Φ22mm鋼筋，鋼筋長度40cm。橫梁支架共設(shè)2排6根鋼管立柱，每個承臺內(nèi)側(cè)頂設(shè)1排3根Φ630×10mm鋼管立柱。鋼管立柱在安裝時，上下兩端與鋼板和加勁焊接緊密，與基礎(chǔ)和沙箱同樣采用焊接方式。在進(jìn)行搭設(shè)過程中，測量人員需要在基礎(chǔ)頂面測量出每個鋼管實(shí)際位置，根據(jù)位置和標(biāo)高確定長度。在安裝時需要使用相關(guān)的儀器保證其垂直度，同時盡量使其保證在同一條直線上。

鋼管柱上橫梁采用2I45b，每根長度為8m，2根工字鋼焊接組合。承重梁為貝雷梁，由標(biāo)準(zhǔn)貝雷片組合而成。橫梁下方設(shè)45cm間距雙片組合貝雷梁5組，橫梁兩側(cè)各設(shè)90cm雙片組合貝雷梁各1組用于施工平臺。貝雷片規(guī)格為300cm×150cm×18cm，采用雙層上下炫桿，每組貝雷片對應(yīng)端頭采用花窗或槽鋼進(jìn)行連接。分階段拼裝后由起重機(jī)吊起，在立柱頂部拼裝成整體桁架。

貝雷梁與雙拼工字鋼橫梁之間設(shè)置U型抱箍緊固，貝雷梁與貝雷梁之間加設(shè)水平連接，用[10槽鋼在貝雷梁上做橫向水平連接。橫梁底部貝雷梁支點(diǎn)位置用豎桿頂緊加固。兩側(cè)貝雷梁支點(diǎn)不在豎桿位置處時，需用豎桿頂緊加固，增加整體穩(wěn)定性。

貝雷梁上橫向分配梁為I12.6工字鋼，長度8m，間距按0.75m均布。I2.6分布工字鋼上面搭設(shè)間距0.6m×0.6m鋼管，鋼管上安裝頂托，頂托上方安放10cm×10cm方木，方木上為橫梁底模，底模為定型鋼板。

3.2" "橫梁支架系統(tǒng)搭設(shè)方案

3.2.1" "支架搭設(shè)施工順序

支架搭設(shè)施工順序：承臺頂預(yù)埋支架鋼板→支架搭設(shè)→支架預(yù)壓→支架立底、側(cè)模→綁扎鋼筋及安裝波紋管→澆注混凝土→混凝土養(yǎng)生→預(yù)應(yīng)力張拉→壓漿→封端→支架拆除。

3.2.2" "支架搭設(shè)

承臺混凝土施工提前安裝支架預(yù)埋鋼板。嚴(yán)格按照圖紙布置位置安裝支架，安裝前先測量所安裝處預(yù)埋鋼板的標(biāo)高，根據(jù)預(yù)埋鋼板的標(biāo)高，計算鋼管柱的高度，根據(jù)高度加工鋼管柱的長度，即可進(jìn)行支架墩柱的吊裝。鋼管立柱吊裝過程中，及時將相鄰的立柱之間用[20槽鋼進(jìn)行連接，之后采用[20槽鋼做剪刀撐，增加立柱整體穩(wěn)定。系桿與立柱之間利用綴板焊接。支墩預(yù)埋件位置及標(biāo)高應(yīng)滿足支墩安裝精度要求。立柱如需接長時，采用加肋焊接，如圖6所示。

應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場吊裝設(shè)備能力和場地條件分節(jié)、分層安裝。鋼管與基礎(chǔ)及鋼管接頭之間應(yīng)連接牢固，接頭空隙采用適當(dāng)厚度的鋼板填塞緊密。下層剪刀撐安裝完成后方可進(jìn)行上層鋼管安裝。剪刀撐安裝之前，應(yīng)采取臨時措施穩(wěn)定鋼管。

支墩預(yù)埋件位置及標(biāo)高應(yīng)滿足支墩安裝精度要求。支墩安裝過程中及時校正，垂直度偏差不得大于支架高度的1/500，且柱頂偏移值不得大于50mm。橫梁與貝雷梁、貝雷梁橫向之間連接牢靠，間距應(yīng)符合設(shè)計要求。

3.3" "支架預(yù)壓與變形觀測方案

3.3.1" "預(yù)壓方案

對支架進(jìn)行預(yù)壓，實(shí)測出支架及地基彈性變形及塑性變形，以便指導(dǎo)后續(xù)現(xiàn)澆框架橫梁的施工。在鋪設(shè)底模后進(jìn)行預(yù)壓，為防止損傷模板面板，需在底模上滿鋪彩條布。鋪模后預(yù)壓宜采用混凝土預(yù)制塊進(jìn)行預(yù)壓。

3.3.2" "預(yù)壓荷載及加載布置形式

橫梁混凝土262.12m3，密度取2.6t/m3，模板質(zhì)量取47t，人工荷載取2.4t，施工機(jī)械荷載取2t。預(yù)壓荷載取值按梁體質(zhì)量的1.2倍取值。預(yù)壓荷載按梁體質(zhì)量80%、100%、120%進(jìn)行三級加載。布載按照梁體的大致等效荷載進(jìn)行布載。

3.3.3" "沉降變形觀測點(diǎn)的設(shè)置

觀測位置設(shè)在每跨貝雷梁的L/2，L/4處及支點(diǎn)部處，每組分左、中、右三個點(diǎn)。在點(diǎn)位處固定觀測桿，以便于沉降觀測。

3.4" "模板制作及安裝

底模、側(cè)模全部采用定型鋼模，根據(jù)測量放樣定出橫梁底板邊緣線。底模鋪在方木上，調(diào)模、卸模采用可調(diào)頂托完成。模板與模板接縫處粘貼海綿膠條防止漏漿。采用竹膠合板按設(shè)計斷面尺寸加工箱子，預(yù)應(yīng)力張拉錨墊板提前安裝在竹膠板箱子上，根據(jù)測量放樣定出準(zhǔn)確位置，將竹膠板箱子固定在端模上。

3.5" "鋼筋加工及安裝

鋼筋由鋼筋加工廠集中加工，運(yùn)至現(xiàn)場由起重機(jī)提升現(xiàn)場綁扎成形。為了避免破壞波紋管，應(yīng)在波紋管施工前進(jìn)行焊接施工。如果波紋管和鋼筋位置出現(xiàn)沖突，要先保證波紋管的位置。先確定模板安裝位置，然后再進(jìn)行綁扎鋼筋施工。

3.6" "混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

3.6.1" "混凝土澆筑

在澆筑前清理模板內(nèi)的雜物，對支架各體系進(jìn)行檢查，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時對使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢測。混凝土采取先中間后兩邊的澆筑方式，采取分層澆筑，每層厚度控制在30cm內(nèi)，實(shí)時關(guān)注混凝土坍落度。混凝土需要采用插入式振搗，應(yīng)與模板保持5～10cm的間距，避免振搗破壞鋼筋。振搗需要在混凝土下層10cm，以不存在氣泡、泛漿為止。

3.6.2" "梁體混凝土養(yǎng)生

本工程混凝土使用土工布覆蓋的方式進(jìn)行養(yǎng)生，保持混凝土表面濕潤14天以上。將用于張拉的混凝土試塊采取同樣條件的養(yǎng)生方式，梁頂面嚴(yán)禁堆放物體，實(shí)時對養(yǎng)生情況進(jìn)行記錄。

3.7" "橫梁張拉及壓漿

拆除端模后進(jìn)行張拉，待梁體處張拉后方可拆除底模。張拉在橫梁混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計規(guī)范值的100%后開始張拉，張拉結(jié)束后48h內(nèi)進(jìn)行管道壓漿。張拉應(yīng)兩端同步、左右對稱進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力張拉后及時壓漿。預(yù)施應(yīng)力采取雙控措施，以油壓表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長值進(jìn)行校核。預(yù)施應(yīng)力過程中，應(yīng)保證兩端的伸長量基本一致。

3.7.1" "預(yù)應(yīng)力筋的張拉

在施工前期，對至少兩孔的位置進(jìn)行摩阻預(yù)應(yīng)力損失測試，保證準(zhǔn)確性。張拉設(shè)備應(yīng)由專業(yè)公司進(jìn)行提前校正。預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)采取對稱張拉的方式，對張拉力和伸長量進(jìn)行精確控制，確保實(shí)際與理論伸長值偏差不大于6%。

3.7.2" "鋼絞線張拉

對于伸長量不足的鋼絞線需要使用補(bǔ)張拉的措施，并避免出現(xiàn)斷絲等質(zhì)量通病，及時做好張拉記錄。

3.7.3" "預(yù)應(yīng)力管道壓漿

壓漿采用一端到另一端的順序進(jìn)行施工。水泥漿28天強(qiáng)度需≥57.5Mpa;水灰比為0.35～0.37，稠度控制在14～18s之間;3h后泌水率不超過2%，收縮率≤2%。

3.7.4" "割束

割束應(yīng)用砂輪機(jī)進(jìn)行切割，可以放在壓漿前后進(jìn)行。割束的余留長度>10cm，高強(qiáng)鋼筋余留長度>35mm。

3.7.5" "封錨

封錨工作在壓漿檢測完畢后進(jìn)行，及時對混凝土梁體進(jìn)行封錨施工。封錨施工需要將錨具清理干凈，按設(shè)計要求布設(shè)鋼筋網(wǎng)，使用C50補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行封錨施工。梁端混凝土面需要進(jìn)行充分均勻的鑿毛處理，同時避免端面及錨穴棱角的破壞。鑿毛處理后對孔洞進(jìn)行清理并濕潤。

在綁扎封錨鋼筋前，需要將墊板和錨環(huán)上的砂漿清理干凈，加強(qiáng)梁體混凝土連接的穩(wěn)固。在鑿毛后，需要及時對錨具部位進(jìn)行防水處理。將聚氨酯防水涂料均勻涂刷在錨具四周，并避免污染梁體混凝土。

防水涂料施工應(yīng)分3遍涂刷，總厚度控制在1.5～2mm。鋼筋網(wǎng)片需要有30mm的保護(hù)層，利用錨墊板上的螺栓孔，擰入帶彎勾螺栓，封端鋼筋與之綁扎形成骨架，然后澆筑C50補(bǔ)償收縮混凝土。

3.8" "支架拆除

張拉施工完成后，即可進(jìn)行底模和支架的拆除。拆除應(yīng)按照跨中到兩側(cè)的順序進(jìn)行，保證同一直線上的托頂勻速降落，直至距離混凝土面層10cm的位置。使用人工的方式抽出底模，移出梁體。然后從上到下拆除支架，拆除過程嚴(yán)禁向下拋擲，應(yīng)由施工人員人工傳遞，保證施工現(xiàn)場安全。

4" "結(jié)語

針對大跨度框架墩上跨京雄城際鐵路支架現(xiàn)澆施工，制定了框架墩橫梁施工方案，經(jīng)過嚴(yán)格的施工控制，最終高質(zhì)量的完成了該項工程。本方案可以廣泛應(yīng)用在穿越既有鐵路的大跨度框架墩支架現(xiàn)澆施工中，具有一定的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 余冬冬.下穿鐵路頂進(jìn)框架涵工作坑開挖施工技術(shù)探究[J].建材與裝飾.2020（8）： 294-295.

[2] 周予啟，劉衛(wèi)未，馬麗麗，等.大跨度框架頂進(jìn)下穿運(yùn)營鐵路施工關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù).2020，49（1）： 113-117.

[3] 魏亞茹.大跨度框架下穿多股道頂進(jìn)施工時鐵路線路加固技術(shù)研究[J].價值工程. 2019，38（19）： 162-165.

[4] 張忠.高速公路下穿既有運(yùn)營鐵路施工關(guān)鍵技術(shù)及安全控制研究[J].住宅與房地產(chǎn).2017（32）： 196.

[5] 雷海斌.大跨度框架頂進(jìn)施工時線路加固設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù)[J].價值工程. 2017，36（31）： 114-116.

[6] 毛坤海.下穿既有昌福鐵路框架頂進(jìn)施工分析[J].海峽科學(xué).2018（11）： 7-10.