大跨度鐵路橋連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)探究

紀(jì)龍

摘要： 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步極大推動(dòng)了橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與更新，大跨度連續(xù)梁已經(jīng)逐漸成為橋梁建設(shè)中的首選結(jié)構(gòu)。鐵路橋梁在建設(shè)期間，為了滿(mǎn)足工程建設(shè)需求，能否合理利用大跨度橋梁連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)尤為重要。以某鐵路特大橋（80+128+80）m 連續(xù)梁工程為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)工程基本情況、施工方法及大跨度鐵路橋連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容展開(kāi)研究，借助關(guān)鍵技術(shù)的相應(yīng)情況，促使其為大跨度橋梁連續(xù)梁建設(shè)提供參考，進(jìn)而滿(mǎn)足工程建設(shè)需求。

關(guān)鍵詞： 大跨度 鐵路橋梁 連續(xù)梁 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）24-0122-04

1 工程概況

某鐵路特大橋，橋梁全長(zhǎng)9 510.81 m，中心里程樁號(hào)為DK34+671，全橋共286 個(gè)墩臺(tái)，其中第133～136 跨為（80+128+80）m 連續(xù)梁采用懸臂澆筑法施工，橋址處為平原地帶，地勢(shì)平緩、植被茂盛，橋址范圍內(nèi)主要為大片農(nóng)田、池塘和村莊，橋址自車(chē)站引出，上跨縣道、高速公路、高速公路匝道、支渠等控制點(diǎn)。（80+128+80）m連續(xù)梁橋址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.2 g，地震動(dòng)反射譜特征周期為0.4 s，橋上采用CRTS I 型雙塊式無(wú)砟軌道，二期恒載為140 kN/m。詳細(xì)的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

本工程研究區(qū)域（80+128+80）m 連續(xù)梁孔跨結(jié)構(gòu)布置形式：起訖里程為DK38+207.68（133#墩）～DK38+497.78（136#墩），采用預(yù)應(yīng)力混凝土1-（80.85+128+80.85）m 的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式，主跨在DK38+350 處跨越某高速公路，凈高7.3 m，線路交角為145°連續(xù)梁全長(zhǎng)289.7 m。

2 大跨度鐵路橋連續(xù)梁施工方法研究

2.1 懸臂法施工

懸臂法施工的工作原理是以墩頂節(jié)段為基礎(chǔ)，促使兩側(cè)能增加節(jié)段，再促使混凝土梁能得以生成。下一節(jié)段的施工，需要對(duì)鄰近階段的承受能力展開(kāi)分析，再施加一個(gè)適宜的預(yù)應(yīng)力，促使其與上一個(gè)節(jié)段成為一個(gè)主體，再繼續(xù)進(jìn)行施工。

使用懸臂法施工，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：施工期間可以有效節(jié)省型鋼、支架和模板等，而且還能適度控制混凝土質(zhì)量，確保滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。懸臂法施工技術(shù)不需要應(yīng)用掛籃，并且還不需要進(jìn)行混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支架就能滿(mǎn)足工作需求。懸臂法施工還能促使節(jié)段預(yù)制工作能與下部構(gòu)造實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行，不僅能加快施工的進(jìn)度，還能減少徐變帶來(lái)的不良影響，并發(fā)揮受力筋的功能作用。另外，節(jié)段安裝要提升機(jī)械設(shè)備的功能，要注意車(chē)流量和通行量的分析，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)計(jì)算工作，如此可以最大限度地排除干擾因素［1-3］。

2.2 頂推法施工

頂推法施工是橋梁施工的關(guān)鍵內(nèi)容，施工時(shí)要按照橋梁縱軸方向進(jìn)行施工，再將后臺(tái)開(kāi)辟出一個(gè)預(yù)制場(chǎng)地，在場(chǎng)地中實(shí)現(xiàn)混凝土梁深的分段預(yù)制，促使預(yù)應(yīng)力筋能成為一個(gè)完整的整體，利用千斤頂實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的添加，再利用不銹鋼板和四氯乙烯劑作用，使滑動(dòng)裝置能發(fā)揮作用。各段位后落架需要安裝在橋底，且在橋梁施工完成后，確保橋梁的建設(shè)效果。在橋梁建設(shè)期間，應(yīng)用頂推法具備如下優(yōu)勢(shì)。

（1）減少設(shè)備的臨時(shí)費(fèi)用，而使用小型模板可提高工程的整體勞動(dòng)水平。（2）使用頂推法，能進(jìn)一步推動(dòng)交通的安全系數(shù)，提升工程的整體服務(wù)水平。（3）在工作中，可在施工平臺(tái)設(shè)置棚蓋，并在這種環(huán)境中完成封閉作業(yè)，使工程建設(shè)不受環(huán)境干擾，進(jìn)而有效推動(dòng)工程建設(shè)質(zhì)量。另外，建設(shè)時(shí)頂推法能使鋼筋配置量相對(duì)增加。

2.3 逐孔施工法

逐孔施工法是一種重要的施工方法，該方法可以用于大跨度連續(xù)梁的建設(shè)工程中。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)能將橋梁劃分為多個(gè)梁段，之后施加一個(gè)預(yù)應(yīng)力，促使其承受自身的重力。利用專(zhuān)用設(shè)備即可完成逐孔施工。在工作中，施工人員要利用機(jī)械化支架和模板，進(jìn)而確保混凝土能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆施工，再在澆筑后，實(shí)現(xiàn)脫模作業(yè)，促使整孔模架能移動(dòng)到下一個(gè)澆筑橋孔之中。使用逐孔施工法要滿(mǎn)足工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

如果設(shè)備周轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)較多，那么逐孔施工法的效益也就相對(duì)較高。在75 m 以下橋梁建設(shè)中使用這種方法，可以達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。這種方法在使用時(shí)不需要設(shè)置地面支架，所以不會(huì)給橋梁的通行帶來(lái)影響，可提升橋梁的安全系數(shù)。同時(shí)，工程建設(shè)時(shí)機(jī)械自動(dòng)化的水平相對(duì)較高，可在作業(yè)期間減少人工作業(yè)強(qiáng)度，合理降低工程建設(shè)周期［4-6］。

2.4 本工程適用方法及主要技術(shù)難點(diǎn)

綜上所述，在3 種施工方法中，本工程更適用于懸臂澆筑法。主要原因如下：考慮到本工程研究（80+128+80）m 連續(xù)梁所在的特大橋上跨縣道、高速公路、高速公路匝道、支渠等控制點(diǎn)，臨邊位置易發(fā)生高處墜落、交叉作業(yè)物體打擊傷害、起重吊裝作業(yè)傷害、觸電傷害等，應(yīng)盡量選擇施工工期較短的施工方法，在縮短工期的前提下規(guī)避一些可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。另外，懸臂澆筑法不需要滿(mǎn)堂加固，也能夠給橋下以較寬敞的凈空，最大限度減少對(duì)現(xiàn)行交通的影響。施工中的主要技術(shù)難點(diǎn)為懸臂澆筑法中0#塊施工，它是控制施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

3 大跨度鐵路橋連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工

連續(xù)梁墩頂現(xiàn)澆段（0#塊）采用鋼管支架法施工；懸灌梁段采用菱形掛籃懸臂施工，在梁面進(jìn)行掛籃安裝、預(yù)壓，對(duì)稱(chēng)進(jìn)行兩側(cè)懸臂段施工；邊跨合龍段、中跨合龍段采用掛籃合龍，本連續(xù)梁先合龍邊跨，再合龍中跨。邊跨現(xiàn)澆段采用鋼管支架法施工。其總體施工工藝流程如圖1 所示。

3.1.1 連續(xù)梁0#塊支架搭設(shè)

連續(xù)梁0#塊支架采用梁柱式支架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自上而下分別為縱向排架、橫梁（雙拼45a 工字鋼）、縱向分配梁（雙拼56a 工字鋼）、翼緣梁墊（3Ⅰ36a 工字鋼）、砂箱、鋼管立柱及柱間連接系和預(yù)埋件。底模采用鋼模板。中支點(diǎn)墩身每一側(cè)（大、小里程橫橋向）布設(shè)3 排Φ 630 mm 鋼管支柱，每排3 根立柱，壁厚為10 mm，其中第一和第二排鋼管立柱基礎(chǔ)設(shè)置于主墩承臺(tái)上，離開(kāi)橋墩橫向中心線分別為3.5 m 和7.5 m，立柱橫向間距3.2 m；左、右側(cè)離開(kāi)橋墩縱向中心線3.2 m，左右側(cè)各1 根；第三排中間鋼管立柱基礎(chǔ)設(shè)置在主墩承臺(tái)上，第三排左右側(cè)鋼管立柱基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，樁直徑為1 m，樁長(zhǎng)18 m。立柱底部連接鋼墊板，通過(guò)預(yù)埋在承臺(tái)（樁基）內(nèi)Φ 25 螺紋鋼與鋼墊板栓接確保支架的穩(wěn)定性。具體如圖2 所示。

3.1.2 連續(xù)梁0#塊支架預(yù)壓、荷載及卸載

（1）0#塊橋墩外支架體系進(jìn)行預(yù)壓，以檢驗(yàn)支架的承載能力、穩(wěn)定性，減少和消除支架的非彈性變形，確定支架的彈性變形。

（2）預(yù)壓重量為支架所承受最大施工荷載：0#塊梁自重（除去墩頂5 m）+模板重量+人員機(jī)具荷載及混凝土澆筑沖擊振搗荷載）110％。采用預(yù)制混凝土塊（單個(gè)混凝土塊容重按2.4 t/m?計(jì)算）壓重荷載，在預(yù)壓前計(jì)算出不同單位橫斷面上荷載分布情況。在本研究段0#塊懸挑墩外梁段重為724.53 t，單側(cè)模板重量為50 t，施工人員及施工機(jī)具設(shè)備載荷G4 為1.0kN/m2，荷載為7.37 t。振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的載荷G5為2.0 kN/m2，荷載為14.74 t。澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載G6 為2.0 kN/m2，荷載為14.74 t。支架預(yù)壓?jiǎn)蝹?cè)總荷載為（724.53+50+7.37+14.74+14.74）×1.1=892.518 t。

（3）支架加載完畢，確認(rèn)支架已經(jīng)穩(wěn)定，即可分級(jí)卸載。

3.1.3 連續(xù)梁0#塊混凝土澆筑

某特大橋預(yù)應(yīng)力混凝土（80+128+80）m 連續(xù)梁0#塊混凝土施工，0#塊梁高為9.6 m，采用對(duì)稱(chēng)連續(xù)澆筑的方式。為確保澆筑過(guò)程中的安全控制，墩頂0#梁段混凝土采用一次澆筑成型工藝，澆筑過(guò)程中進(jìn)行分層分塊澆筑，澆筑順序?yàn)棰佟凇邸埽B續(xù)梁0#塊一次成型澆筑示意圖如圖3 所示。

3.2 掛籃法施工

工程建設(shè)期間，掛籃法施工是一種滿(mǎn)足工程需求的關(guān)鍵施工技術(shù)。具體掛籃懸臂澆筑施工工藝流程如圖4 所示。某鐵路特大橋（80+128+80）m 連續(xù)梁掛籃采用菱形掛籃，掛籃由有資質(zhì)專(zhuān)業(yè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，驗(yàn)收合格后投入使用。設(shè)計(jì)掛籃時(shí)要考慮防護(hù)平臺(tái)并預(yù)留接口。掛籃進(jìn)場(chǎng)后由安質(zhì)部主導(dǎo)，工程部、物資設(shè)備部、試驗(yàn)室配合驗(yàn)收，內(nèi)業(yè)主要檢查掛籃及模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算書(shū)、制作單位資質(zhì)、掛籃探傷報(bào)告、出廠合格證等資料是否齊全；外業(yè)主要檢查各組成部件的規(guī)格、型號(hào)、尺寸等是否按照設(shè)計(jì)圖紙加工，行走軌道、吊桿、模板、連接部位、操作平臺(tái)等是否牢固，線形是否符合施工要求。現(xiàn)場(chǎng)拼裝主要包括主梁系的兩片主構(gòu)架、兩件橫向連接系，還有外模板及模架、內(nèi)模及模架，其余均為散件，現(xiàn)場(chǎng)用塔吊吊運(yùn)構(gòu)件至0#段上拼裝［7］。同一只掛籃的兩主構(gòu)架中心間距誤差不大于10 mm，前支座在順橋向前后誤差不超過(guò)15 mm，主構(gòu)架垂度不大于5 mm。

在掛籃預(yù)壓環(huán)節(jié)，先進(jìn)行加載再進(jìn)行卸載和變形觀測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，然后再進(jìn)行掛籃行走。施工中要先做好準(zhǔn)備工作，再進(jìn)行抄平鎖定、模板脫模、拆除連接等工作。

3.3 懸臂段施工

懸臂段施工要先進(jìn)行模板工程，再做好模板設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足工程需求，提升工程模板質(zhì)量，最后進(jìn)行鋼筋和波紋管道安裝。施工人員需要注意混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)，確保工作中做好混凝土的合理施工。梁體混凝土采用項(xiàng)目部自建拌和站集中拌制，混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，混凝土輸送泵泵送混凝土連續(xù)澆筑。在澆筑時(shí)，要做好振搗工作，混凝土振搗采用插入式振動(dòng)器。使用插入振搗器振搗時(shí)，按區(qū)域分片負(fù)責(zé)，實(shí)行崗位責(zé)任制，采用垂直點(diǎn)振方式。混凝土較黏稠時(shí)，加密振點(diǎn)，特別是腹板根部、橫隔板和人行通道結(jié)合部、拐角點(diǎn)等位置要加強(qiáng)振搗，既防止漏振又要防止過(guò)振。插入振搗移動(dòng)間距不大于振搗器作用半徑的1.5 倍，且插入下層混凝土內(nèi)的深度為5～10 cm，并與側(cè)模保持5～10 cm的距離，不準(zhǔn)插在鋼筋上振搗。如果需要水平移動(dòng)位置，那么邊振邊豎向緩慢提出振動(dòng)棒，不能放在混凝土內(nèi)平拖移動(dòng)。每振點(diǎn)的振搗時(shí)間一般為20～30 s，以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面開(kāi)始泛漿為度。

做混凝土的養(yǎng)護(hù)工作要采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由水泵、定時(shí)器、帶接頭的管道及噴頭組成，在箱室內(nèi)頂板以下1 m腹板位置及底板以上1 m腹板位置設(shè)置噴頭，保證箱室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。在頂板頂面、底板底面及翼緣板下方安裝噴頭，保證箱梁外部養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，對(duì)于大跨度鐵路連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)在逐步探索中，本文以某鐵路特大橋（80+128+80）m 連續(xù)梁工程實(shí)際施工為例，闡述了懸臂澆筑施工在有限空間內(nèi)，且工期短、存在交叉作業(yè)時(shí)的優(yōu)勢(shì)和便捷之外，特別是0#塊施工是關(guān)鍵技術(shù)中控制施工質(zhì)量安全的關(guān)鍵因素。在施工時(shí)，針對(duì)具體問(wèn)題采取針對(duì)性措施，應(yīng)用科學(xué)合理的施工流程，制訂專(zhuān)項(xiàng)施工方案進(jìn)行施工。希望通過(guò)此文能給予讀者一些借鑒，日后能不斷優(yōu)化大跨度連續(xù)梁施工技術(shù)。

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