高速铁路多线变宽道岔连续箱梁施工关键技术程鹏军

高速铁路多线变宽道岔连续箱梁施工关键技术程鹏军

程鹏军

中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司四川成都610000

摘要：依托沪昆客运专线铁路某标段多线变宽道岔连续梁施工工程，通过技术研究分析，结合工程特点和难点，对高速铁路多线变宽道岔连续梁施工关键技术进行总结分析，为类似工程提供借鉴。

关键词：高速铁路；道岔连续梁；施工技术

1引言

随着高速铁路建设的发展，因地形条件和周边环境等限制，高速铁路线路选择在桥梁范围内设置股道转换用道岔的情况越来越多，且目前国内关于道岔连续梁施工技术方面的研究资料很少，本文结合实际施工经验，通过开展相关课题研究，对道岔连续梁施工的模板工程、混凝土工程、预应力钢筋工程、线形控制技术及施工辅助措施等五个方面的关键技术进行了研究总结。

2工程概况

沪昆客运专线铁路上院子变宽多线大桥设计里程为DK437+918.5～DK438+162.65，孔跨结构形式为4×32m+1-（32+40+32）m，该桥0#～4#墩为简支箱梁，采用预制架设；4#～7#墩为（32+40+32）m道岔变宽连续梁，采用钢管立柱加贝雷梁支架现浇和满堂支架现浇法施工，箱梁结构形式为单箱多室、等高、纵向不对称变截面结构，梁高3.05米，箱梁顶板全宽22.04～27.88m，厚35～60cm，腹板为直腹板型式，厚40～60cm，底板宽度16.74～22.58m，厚30～60cm。为改善支点处支座受力，横隔板处底板、顶板、腹板加厚到0.8m。

3主要技术难点

（1）结构复杂，模板设计困难，线形控制难度大。多线变宽道岔连续梁横截面不断变化，内部结构为多箱多室，结构复杂多变，对模板设计提出很严格的要求，如何实现模板的重复利用和可靠加固是核心问题。道岔连续梁有多种纵横坡度，且由于复杂的预应力体系的结构影响，其线形控制难度极大。

（2）施工支撑体系结构承重量巨大，安全风险极高。由于受地形限制，本案中工程采用满堂支架法和膺架法相结合的方法，支撑体系结构承重量达5700t，结构体系设计非常关键，安全风险极高。

（3）预应力体系结构复杂，质量控制难度高。由于道岔连续梁箱梁截面的变化，对应的预应力体系结构也是变化的，施工过程中对张拉控制应力和伸长量的确定难度大。

（4）大体积混凝土裂缝控制难。道岔连续梁属于大体积混凝土，但是在局部区域结构上又属于薄壁结构，该区域易成为裂缝发展的集中区域，如何做好浇筑过程中和浇筑后的相关控制，防止出现大裂缝成为一个难题。

4关键技术要点

4.1施工支撑体系设计及应用

通过对支架结构形式的理论计算，建立模型，选择合适的支架体系结构形式、支架材料，分析施工荷载、模板荷载、箱梁自重荷载、风荷载对支架的影响及各支架构件强度稳定性，进行结构安全检算，检算中必须考虑足够的结构安全冗余。

本文工程实例中4#～６#墩之间连续梁梁体采用单层贝雷梁支架原位现浇施工。支架体系结构自下而上由钢管立柱、贝雷梁、方木及底模、侧模及支撑等构成。6#～7#墩之间连续梁梁体采用满堂支架原位现浇施工。支架体系结构自下而上由碗扣架、顶托、方木及底模、侧模及支架等构成。

支撑体系在使用前必须进行预压，通过预压消除支架及地基的非弹性变形和验证支撑体系是否满足安全要求。

4.2模板设计及应用

4.2.1模板设计及安装

结合变宽道岔梁的结构特点，运用数理统计分析的方法，同时考虑施工安全性要求，对采用钢模板、木模板、塑料模板等三种类型的模板进行了专门分析对比，最终模板选用方案如下：箱梁内模和端模板均采用竹胶板，外模、底模板采用FRTP增强塑料模板。

采用人工配合吊装设备安装。先安装底模，再安装侧模，从中间往两侧依次进行。内模待底板、外腹板和中腹板钢筋绑扎成型后再安装。在模板安装过程中，相邻模板间缝隙采用双面胶对接，必须对模板接缝宽度、错台、平整度进行检查修整。支座周边的模型根据施工实际效果，需要改进加固和支撑方式，支座周边的模型应和支架模型连成整体，支撑应充分考虑混凝土的压力和沉落，防止支座周边的混凝土在拆模后出现错台漏浆等现象。内模采用汽车吊或塔吊吊入模内人工安装。在内模顶部预留灌注孔，灌注底板混凝土。内侧用工字钢焊接的马凳支撑。

4.2.2模板预拱度的调整

预拱度的值的大小主要考虑：（1）支架系统承重后引起的弹性变形值；（2）箱梁结构预应力和自重引起的变形值。预拱度的设置是通过贝雷梁上模板肋带处加不同厚度的钢板垫块来实现。当侧模及底模安装就位后，调整各支点模板纵向标高，使模板处于浇筑混凝土时的正确位置，同时设置好预留拱度。

4.3大体积混凝土施工关键控制技术

4.3.1混凝土浇筑关键技术

浇筑混凝土采用两端向跨中水平分层的方法灌注，每层浇筑厚度不超过30cm。振捣采用插入式振捣器，振动棒避免碰撞模板、钢筋、预应力管道和其他预埋件。混凝土浇注顺序见图：先灌注底板与腹板交接处①、后灌注腹板②、再灌注底板③、最后灌注顶板及桥面混凝土④⑤。底板混凝土厚度严格控制，沿梁长每2m设一厚度控制标记；腹板捣固时若混凝土从内模下冒出底板时，停止振捣，待混凝土浇注完毕后，对内模与底板接触处进行处理和压光。

图4.3.1混凝土浇筑关键技术

4.3.2混凝土养护

（1）混凝土浇注完毕后，用塑料布及时覆盖，防止水分蒸发。暴露面混凝土初凝前收起塑料布，用抹子搓压表面至少两遍，平整后再覆盖，此时注意覆盖物不要接触混凝土表面，洒水养生以保持混凝土面湿润，直到混凝土终凝为止。

（2）混凝土养生期间要采取带模覆膜、浇水、喷淋洒水的措施养护。

（3）混凝土去除表面覆盖物或拆模后，及时用棉毡覆盖洒水并用塑料布包裹，保证内表面有凝结水珠。

（4）混凝土养护期间，对温度进行监控，定时测量混凝土芯部温度、表面温度、环境温度、相对湿度、风速等参数，并根据环境温度变化，调整养护措施，使混凝土的内外温差不大于15度。混凝土浇筑时，要保证模板温度在5℃~35℃，混凝土拌合物入模温度在5℃~35℃。

4.4复杂预应力体系施工技术

预应力按初张拉和终张拉两个阶段进行，梁体带模张拉时，内模不应对梁体压缩造成阻碍。预应力张拉应采用双控制，即以张拉控制应力为主，并以钢绞线伸长量校核，实际伸长量应不超过理论伸长量的6%。孔道压浆在张拉完成后48小时内完成，压浆前，用风泵吹去孔道内的水和灰尘。压浆顺序为：先下层孔道后上层孔道。从拌制到开始压浆，间隔时间不超过40分钟。

4.5线形控制关键技术

线形控制的基本原理：根据计算提供梁体各截面的最终挠度变化值设置施工预拱度，据此调整每块梁段模板安装时的前缘标高。

线形监控的主要内容有：1）使用空间分析软件Midas软件对桥梁结构的各施工阶段及成桥状态通过正装计算，得到准确的理论数据，为倒装计算提供依据。2）以正装计算结果为基础，使用Midas软件对结构进行空间倒装计算，得到各施工阶段的控制数据理论值：梁段立模标高。3）箱梁施工挠度观测与立模标高控制过程为“施工一测量一预测一识别一调整一预告一施工”的循环过程。具体流程为：前期结构分析计算一预告主梁标高一施工一现场数据采集一设计参数误差识别一设计参数误差预测一立模标高分析调整一预告下一段立模标高。4）预拱度的设置应根据挠度的数值确定，影响挠度的数值有：混凝土自重、挂篮自重、挂篮变形、预应力张拉及预应力的损失、混凝土的收缩、徐变等。5）立模标高的确定和调整：大跨度连续梁桥的线型和合龙精度主要取决于施工过程中挠度的控制。当本梁段完成后的前端标高出现偏差时，应在其后的两个梁段内将其消除。处理方法为：先将本梁段的标高偏差反号平分，再将平分值加进两个梁段立模标高中。

合拢线型控制。1）温度线型测量：选择3个阶段连续测量一天不同时段的标高值，观测已浇筑梁段随温度变化的情况，即温度与线型的变化，从中得出规律，整理出温度应力曲线，为合龙高程控制提供设计依据。2）合龙段的高程测量：以下六种工况：f1．临时支撑约束解除后；b．浇筑混凝土前；C．浇筑混凝土后；d．张拉部分预应力钢束后Ie．劲性骨架解除后；f．张拉完所有预应力钢柬后测量合龙段前后各梁段的标高。

5结束语

高速铁路多线变宽道岔梁施工关键重点是解决支架体系、大体积混凝土施工、复杂预应力工程施工等问题，针对以上问题，目前有比较成熟的解决应对措施，但是如何制订既能保证安全，又能保持快速有效施工的方案设计，将成为我们以后需要解决的问题。针对铁路道岔梁的特点，笔者认为我们是否可以参考公路工程采用的节段拼装的方式以消除目前施工中的风险点，从而提高施工质量和降低施工难度。

参考文献：

【1】《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；

【2】《高速铁路建设典型工程案例桥梁工程》卢春房编著中国铁道出版社；

【3】《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）；

【4】《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

【5】《高速铁路设计规范》（TB10621-2014）；

【6】《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）；

【7】《高速铁路桥梁工程施工技术指南铁建设》（铁建设〔2010〕241号）；

【8】《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；

【9】《高速铁路桥梁工程施工质量验收标准》（TB10754-2010）；

【10】《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB-10002.2-2005）；

【11】《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501-98）。

【12】《高速铁路支架现浇连续梁线形控制技术》袁晓春山西建筑（2010年第36卷第25期）。

作者简介：程鹏军（1986-），男，湖北应城人，项目总工程师，工程师，工学学士，从事铁路施工技术与管理工作。