郑机城际铁路道岔异型连续梁施工技术

郑机城际铁路道岔异型连续梁施工技术

王广周

王广周

（中铁十五局集团第五工程有限公司河南洛阳471013）

摘要:郑州至新郑机场城际铁路设计运营速度高、使用寿命长，采用高铁标准修建，对箱梁施工要求严。本文从地基处理、支架搭设预压、模板安装、钢筋制作和安装、混凝土浇筑、预应力筋安装和张拉、孔道压浆及封锚等施工工序详细的介绍了4×32m道岔异型连续梁施工技术。为今后同类工程施工提供了一些有益的参考。

关键词:城际铁路外模模具松放装置张拉工装

1工程概况

郑机城际铁路经开站特大桥位于郑州市经济开发区境内，全长2.76714Km。4×32m道岔异型连续梁位于经开站前后咽喉位置，为单箱双室等高度变截面结构的有砟轨道预应力混凝土双线变四线连续道岔梁，全长130.6m，混凝土总方量1747m3，为C50高性能混凝土全桥位于直线上，梁体为单箱双室等高度，变截面结构。箱梁高2.69m，梁面采用两列排水（部分梁面采用三列排水），箱梁顶宽12.2～9.64m，底宽5.7～13.14m，顶板厚度35cm，边腹板厚度50～130cm，底板厚度30cm，在支点附近局部加厚。在端支点、中支点共设7个横隔板，隔板设有进人孔，供检查人员通过。

2总体施工方案

地基处理采用水泥改良土进行换填处理，达到承载力要求后再浇筑20cm厚C20混凝土。基础处理好后在上面搭设碗口式满堂支架，支架顶铺设方木，做为底模肋板，最后铺箱梁底模，经预压合格后再进行外模安装。箱梁外模采用一种现浇梁外模模具。箱梁钢筋在钢筋加工场集中制作，现场绑扎。预应力管道采用金属波纹管。混凝土在拌合站集中拌合，搅拌运输车运输，输送泵泵送入模，利用插入式振捣棒进行振捣。纵向预应力采用一种现浇梁钢绞线张拉工装两端对称张拉，用伸长量和张拉应力双控制。

3施工工艺流程

道岔异型连续梁施工工艺流程如图1。

4施工方法

4.1地基处理

异型现浇连续梁采用满堂支架。根据道岔异型现浇连续梁现场的地质情况、试验承载力和支架承载力的要求，对原地基做如下处理：首先把施工区域内的淤泥、杂物及泥浆池中的泥浆清理干净，然后回填水泥改良土至地面基本相平，分层回填，压路机分层碾压，分层厚度不大于0.3m，确保沉降量不大于5mm；然后正常地段地基采用水泥改良土换填处理，换填厚度1.2m，压路机分层碾压，表面浇筑20cm厚C20混凝土做为支架基础。处理完毕后的地基表面要高于原地面，并与施工便道顺坡连接，地基两侧设置排水沟，随时排走积水，防止破地基。

图1道岔异型连续梁施工工艺流程图

4.2支架搭设

本支架设计根据梁体自重的分部情况，以满足受力为原则，对梁体进行划分、设计并计算支架的受力情况。具体设计如下：支架立杆：底、腹板横桥向间距为0.6×0.6m，翼缘板下横桥向间距为0.9m，纵桥向间距为0.6m，支架横杆：竖向间距均为1.2m，支架设计宽度不小于梁的总宽度。剪刀撑：在纵、横桥向每隔4排设1道剪刀撑，剪刀撑水平倾角应在45°到60°之间；在支架顶部和底部各设一道水平剪刀撑，水平剪刀撑设置间距应不大于6m；剪刀撑搭接接长时，搭接长度应大于1m，搭接处应等间距设置3个旋转扣件。扫地杆：在脚手管底部顺桥向两侧各设1道通长扫地杆，横桥向每隔5排设1道通长扫地杆。[4]

在地基处理完成后，根据自行设计的支架布置图纸进行支架搭设。

4.3支架预压

支架体系采用满堂式支架承力结构，结构简单，受力明确。在满堂支架和临时底模安装完成后，用砂袋作为预压荷载。根据预压结果确定施工预拱度，并对底模标高进行调整。预压加载前，在底模设置沉降观测点，观测点横向布置5处（在箱梁线路中心线、各侧腹板及翼缘板各设置1处），纵向布置在1/2

跨、1/4跨、3/4跨及距梁端2m处，采用钢丝绳做为垂线，将观测点引至支架下方进行观测。加载时采用分级加载方式：0→30%→60%→100%→120%四级加载，采用磅秤精确计量，模拟梁体的荷载布置进行加载。在堆载过程中按照箱梁混凝土布置位置进行砂袋的堆码。支架预压完成后，整理观测记录，计算、分析观测结果，确定支架的弹性变形和非弹性变形，计算支架预拱度，评价支架安全性和确定立模标高，形成支架预压报告，对箱梁底高程进行调整。通过计算本工程设置的预拱度为20.12mm。

4.4模板安装

底模：在顶托调整好后铺设横向15×10cm方木,在横向方木上布置箱梁底模次肋10×10cm方木,其布置间距为20cm，铺设纵向方木时注意使其两纵向接头处于横向方木上，根据放样出的中线铺设竹胶板作为箱梁底模。外模：采用一现浇梁外模模具，如图2。外模模具的支架由立杆和横杆连接构成，立杆包括立Ⅰ和立杆Ⅱ，立杆Ⅰ高度相同，立杆Ⅱ由远箱梁翼板端到近箱梁翼板端呈高度逐渐降低的阶梯状分布；立杆Ⅱ的顶端设置有平行排列的双拼钢管，双拼钢管的形状由弯管机进行弯制成型，有现浇箱梁的箱梁翼板设置、由远箱梁翼板端到近箱梁翼板端呈高度逐渐降低、平滑过渡的水平段、现浇箱梁的箱梁翼板与箱梁腹板之间位置的弧形过渡段和对应所需现浇箱梁的箱梁腹板设置的竖直段，弧形过渡段的圆弧半径为750mm、圆弧长度为871mm；双拼钢管的上面连接有与双拼钢管垂直设置的方木，方木的上面设置有竹胶板，竹胶板的下端连接有钢模板，钢模板为箱梁腹板与箱梁底板之间位置设置的弧形板，钢模板的圆弧半径为300mm、圆弧长度为398mm；支架内设置有起加强作用的斜支撑。内模：内模先用10cm×10cm方木制作竖肋，竖向布置，骨架间距为30cm，在骨架上钉0.015m厚的竹胶板，竖肋外侧加横肋，横肋采用10cm×10cm方木，间距为25cm。内模加固采用“内拉外撑”加固，“内拉”就是在腹板设置对拉筋。“外撑”就是在顶板底模支撑设置自锁式扣件，纵向间距60cm，横向间距60cm，在竖向钢管顶装顶托；纵横向沿竖向设置上下两道间距为60cm的横支撑，横支撑和竖支撑形成组合“＃”字架，支撑架横向两边顶在腹板内模横肋上。该加固方法保证内模板位置的准确、稳固，混凝土浇筑时不变形。

4.5钢筋加工及安装

钢筋半成品下料与制作在钢筋加工场完成，骨架绑扎在现场进行，钢筋加工表面必须洁净。钢筋加工前,必须将钢筋表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。

先进行底板普通钢筋绑扎、底板内纵向波纹管的安装。再进行腹板钢筋的绑、腹板内纵向波纹管，确认各个环节无误后开始穿预应力钢绞线，安装内模。内模安装完成并经测量调整后开始进行顶板普通钢筋的绑扎、顶板内纵向波纹管，确认各个环节无误后开始穿预应力钢绞线。钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中高程包括设计、施工所设的预拱度，无误后方进行钢筋绑扎。

4.6预应力筋安装

4.6.1、预应力管道安装

波纹管的安装按设计图纸提供的预应力钢绞线竖曲线坐标直接量出相应坐标点，定出波纹管的位置，采用每隔50cm一道的“井”字型定位钢筋进行固定，并在管道弯转位置适当加密布置,间距30cm，定位筋设置必须同钢筋骨架的主筋进行固定焊接,使波纹管在浇注砼时不上下左右移动，保证波纹管位置准确性。在管道的高点设置排气孔，以PVC管引出顶板30～40cm并封口，防止杂物进入。[3]

4.6.2、钢绞线穿束

钢绞线运至现场首先需要松放，采用一种钢绞线松放装置进行松放。在打开成捆的钢绞线之前，将钢绞线放入松放装置的矩形框架内，对其施加约束力，然后打开钢绞线，钢绞线顺出线孔安全抽出，进行穿束施工。钢绞线由卷扬机整束进行穿束[3]，为了减小钢绞线的穿束阻力，保证穿束工作的顺利进行，制了钢绞线钢束头。

4.7混凝土浇注

4.7.1、砼浇筑前的准备工作

混凝土浇筑前应按照有关规定和检查表进行工序检查，重点检查以下几项：安全检查、预埋件检查、波纹管检查及其它检查。

4.7.2、混凝土浇筑

本连续梁混凝土共1747m3，采用连续浇筑，一次成型。混凝土的浇筑原则为：纵向分段、横向对称、水平分层、一次成型。混凝土纵向浇筑顺序：泵车在作业区内沿顺桥方向循环水平分层布料，每层30cm。横向浇筑顺序：浇筑先从箱梁下倒角开始，从腹板直接下料；待腹板混凝土高于下倒角约50cm后，从顶板混凝土浇筑临时窗口进行底板补料；最后进行腹板上部分、顶板及翼缘板混凝土浇筑。[1]

4.7.3、混凝土的养护

混凝土最后一次收面后，试验人员应该仔细观察混凝土表面，发现其表面水分蒸发后，要立即补充水分，采用喷雾器进行喷雾养生，在混凝土表面强度极低的情况下，不可采用洒水养生。待混凝土表面达到一定强度时，采用土工布覆盖，洒水养护，保持混凝土表面有充分的湿度，养护期不小于7d。[2]

4.8预应力张拉

预应力采用一种现浇梁钢绞线张拉工装两端、左右对称张拉，张拉顺序按照工图纸要求进行，预应力采用双控措施，以油压表读数为准，以钢绞线伸长量校核。钢绞线张拉工装包括工装骨架、滑轮组件、手拉葫芦和张拉千斤顶组成，工装骨架为顶板与底板的框架式结构，并在工装骨架内设置配重块，工装骨顶板的一端伸出工装骨架，并在其上设置滑道和滑轮组件，滑道的一端固定在工装骨架的顶板上，另一端伸出工装骨架的顶板，滑轮组件包括上滑轮、下滑轮和滑轮支架，上滑轮、下滑轮均固定在滑轮支架上，上滑轮安装在滑道的滑槽内，下滑轮通过钢丝绳与手拉葫芦连接，张拉千斤顶通过钢丝绳与手拉葫芦连接。钢绞线张拉工装在所需张拉钢绞线的箱梁顶面进行

作业。

4.9管道压浆、封锚

管道压浆应在预应力筋终拉完成后48h内进行，压浆材料采用高性能孔道压浆剂。压浆时应连续进行，同一管道压浆一次完成，并确认管道出浆孔的浆浓与进浆孔的浆浓度一致后，方可封闭保压。压浆前先清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经3×3mm的滤网过滤方可压入管道。利用梁端截面预留钢筋和锚垫板安装孔连接一端带钩的短钢筋，与封端钢筋网绑扎在一起。在浇筑封端混凝土前，应将梁端混凝土表面凿毛，确保后浇筑混凝土与梁体混凝土之间的紧密结合。

5施工控制

5.1质量控制措施

严格控制模板平顺度、拼缝大小和错台；严格控制钢筋制作，确保钢筋的正确下料；准确控制预应力筋位置，保证管道预埋位置准确，杜绝对预应力管道进行“手术”。

5.2梁面平整度控制措施

为保证梁面标高和平整度，在梁体顶面横向变坡点，沿顺桥方向安装∠30×30×3mm角钢，其顶面标高比浇筑混凝土的梁面控制标高略低3mm。角钢通过间距40cm的钢筋和垫块支撑于下方模板上。支撑钢筋与顶板上下层钢筋点焊，以增加其稳定性。采用刮尺沿角钢顶面收面，刮除多余混凝土，既可将梁面平整度控制在5mm/1m之内，也可将梁面标高误差控制在±10mm之内。[1]5.3线形控制措施在现浇梁混凝土浇筑前，设置支架沉降观测点及位移监控点，并

做好标志。沉降观测点布设在每跨墩顶、1/2跨、1/4跨、3/4跨共计17道，每道观测断面2个观测点，布置在距箱梁纵向边沿0.2m位置。观测点在混凝土浇筑开始时进行观测，直到混凝土浇注结束，在混凝土浇注过程中每2小时进行一次观测，并收集观测数据和预压时对模板的预抬量进行对比，如出现偏差及时分析原因。[2]位移监控点布设在每跨墩顶、跨中共计9道，每道观测断面2个监控点，位移监控点布置在箱梁纵向边沿竖模板上。监控点在混凝浇筑开始时进行观测，直到混凝土浇注结束，在混凝土浇注过程中每2小时进行一次观测，并将观测数据与设计数据进行对比，出现位移偏差及时分析原因。[2]

6结束语

道岔异型连续梁是铁路连续桥梁的一种特殊结构形式，通过本工程的实施，制一种现浇梁外模模具和一种钢绞线张拉工装。现浇梁外模模具制作成本低，应用广泛；张拉工装解决了小空间内钢绞线的张拉困难的问题。同时，该桥已经顺利完成，以上所述的施工技术可为后续同类工程施工提供了参考。

参考文献

[1]王海云许传波.京沪高铁连续箱梁混凝土现浇施工关键技术[J].铁道建

筑技术,2012（8）：25-27.

[2]中铁二局集团有限公司,中铁二十局集团有限公司.TB10110—2011铁

路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2012：24-27.