鐵路橋梁工程現(xiàn)澆道岔連續(xù)箱梁施工技術(shù)

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摘要：以某鐵路特大橋工程為背景，根據(jù)現(xiàn)澆道岔連續(xù)箱梁施工要求，提出與之相適應(yīng)的技術(shù)方案，含基礎(chǔ)處理、支架工程、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)，最終取得了良好的施工效果，可以為類似工程提供參考，助力鐵路工程事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；現(xiàn)澆道岔；連續(xù)箱梁

1.工程概況

某鐵路特大橋總長8453.81m，根據(jù)線路走向與列車通行需求，于175-180#墩處設(shè)置雙線道岔連續(xù)箱梁，此段施工梁總長163.3m（除基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外還包含梁端至支座中心的部分，共計(jì)1.5m）。預(yù)應(yīng)力混凝土為主要施工材料，經(jīng)現(xiàn)澆工藝后形成直腹板箱梁結(jié)構(gòu)，具備等高、變寬的特點(diǎn)，梁高3.0m，頂板寬7.0~12.314m。

2.現(xiàn)澆法道岔連續(xù)箱梁的施工特點(diǎn)

（1）為滿足施工要求搭建碗扣式腳手架，根據(jù)箱梁線形變化對(duì)腳手架形式作出調(diào)整，滿堂支架法的優(yōu)勢在于靈活性較強(qiáng)，可適應(yīng)于施工需求。（2）支架預(yù)壓環(huán)節(jié)可實(shí)現(xiàn)對(duì)箱梁線形的精確控制；經(jīng)分析計(jì)算后可圍繞應(yīng)力、變形情況等參數(shù)做全方位的監(jiān)測。（3）實(shí)行預(yù)應(yīng)力體系的施工方式，無須投入過多的張拉設(shè)備，具備成本低、施工質(zhì)量良好的特點(diǎn)。

3.現(xiàn)澆道岔連續(xù)箱梁施工技術(shù)

3.1地基處理

于承臺(tái)上搭建支架底座并將其作為基礎(chǔ)平臺(tái)。部分結(jié)構(gòu)超出承臺(tái)，為提升整體穩(wěn)定性首先對(duì)原地面下方1m內(nèi)的土層加固處理，即使用3：7灰土夯填并提升其平整性，經(jīng)此環(huán)節(jié)后應(yīng)滿足承載力≥150kPa的要求，隨后再澆筑C15混凝土，形成厚25cm的結(jié)構(gòu)層，此部分即為支架基礎(chǔ)。施工過程中支架要維持在穩(wěn)定的狀態(tài)，從而避免出現(xiàn)不均勻沉降。此外排水溝可避免雨水堆積問題，宜設(shè)置在支架兩側(cè)。

3.2支架搭設(shè)

支架驗(yàn)算：鋼筋砼自重8251.3/186.7×26/30=38.3kN/m2模板及方木荷載0.3kN/m2弧形鋼管拱架荷載53×（4.14+1）/2×3.84/3000=0.17kN/m2鋼管支架自重102×12.22/2.4×8.19+30×2×2.7/0.6+53×1×3.86/0.9+107×3.84/3000=1.72kN/m2施工活荷載N5=2.5kN/m2振搗砼產(chǎn)生的荷載N6=2.0kN/m2每根立桿承受的荷載為1.2×（38.3+0.3+0.17+1.72+2.5+2.0）×0.54=29.15kN，滿足要求。經(jīng)上述分析，支架立柱選擇Ф630mm、Ф820mm2種規(guī)格的鋼管且均支立在基礎(chǔ)上，采取單排設(shè)置的方式，鋼管橫橋向?yàn)?根并預(yù)埋至基礎(chǔ)鋼板中?；A(chǔ)施工時(shí)通過穩(wěn)定措施確保鋼管不發(fā)生移動(dòng)。頂面使用特質(zhì)落模砂箱，在結(jié)構(gòu)的上方以橫橋向的方式設(shè)置I63工字鋼，總量為2根，此部分作為橫梁而使用。橫梁上增設(shè)貝雷梁，彼此穩(wěn)定連接形成整體結(jié)構(gòu)。結(jié)束所有貝雷梁鋪設(shè)作業(yè)后在頂部滿鋪I25工字鋼，在各處標(biāo)高保持一致且均與設(shè)計(jì)要求相符后鋪設(shè)方木，再設(shè)置竹膠板將其作為底模。

3.3支架預(yù)壓

支架搭設(shè)完畢進(jìn)行加載預(yù)壓。端橫梁采取水袋堆壓預(yù)壓的方式，以設(shè)計(jì)重量為基準(zhǔn)，施工中最大預(yù)壓量為該值的1.2倍。預(yù)壓分三級(jí)進(jìn)行，分別為50%、100%、120%。觀測點(diǎn)布設(shè)：具體分布在梁端、1/4跨、1/2跨、3/4跨處，所有測點(diǎn)均采取縱向布設(shè)的方式，同時(shí)在斷面底板的邊線及中線處也應(yīng)分布測點(diǎn)。沉降觀測頻率：首次加載結(jié)束后維持該荷載1d，此階段應(yīng)加強(qiáng)對(duì)沉降的觀測；并依次完成第2次、第3次加載。為確保支架預(yù)壓效果在此之前應(yīng)全面觀測斷面；預(yù)壓過程中檢驗(yàn)荷載值，若提升至計(jì)算荷載的50%以及100%時(shí)，均要安排人員進(jìn)行全斷面觀測；當(dāng)預(yù)壓達(dá)到120%時(shí)則標(biāo)志著加載作業(yè)已經(jīng)結(jié)束。后續(xù)4、8、12、24、48、72h依次觀測，獲得實(shí)際沉降值并完整記錄，創(chuàng)建“沉降-時(shí)間”圖形。以實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)，若各點(diǎn)24h沉降在1mm內(nèi)、72d沉降在5mm內(nèi)，并且經(jīng)過連續(xù)3次監(jiān)測后所得結(jié)果的均值在5mm內(nèi)，則滿足卸載條件，可安排人員卸載作業(yè)。此時(shí)依然要進(jìn)行全斷面觀測，具體發(fā)生在卸載至計(jì)算荷載的1/2時(shí)。

3.4箱梁模板

現(xiàn)澆箱梁含多類模板，如底板、外側(cè)板以及翼板等，此類結(jié)構(gòu)的外露部分質(zhì)量必須得到保證，可使用竹膠板對(duì)其拼接。底模下方設(shè)置規(guī)格為10cm×10cm的方木，采取橫橋向布設(shè)方式，超出翼板邊緣的部分需達(dá)到50cm，翼緣板支架搭設(shè)過程中兼并組織底板下支架的搭設(shè)作業(yè)，通過可調(diào)頂托可以靈活調(diào)節(jié)翼緣板底面坡度。外腹板側(cè)模處設(shè)置5cm×10cm的方木背楞，在此基礎(chǔ)上設(shè)置10cm×10cm的方木橫肋，通過翼緣板下支架內(nèi)鋼管扣件頂住該方木，并輔φ18以對(duì)拉桿固定，拉桿間距按照60cm一道梅花形布置。

3.5道岔連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力布置

設(shè)置預(yù)應(yīng)力體系，其構(gòu)成要素較豐富，以縱向預(yù)應(yīng)力體系最為關(guān)鍵，含腹板、底板等多個(gè)部分。雙向預(yù)應(yīng)力體系中考慮到鋼筋與管道數(shù)量多、密度大的特點(diǎn)，因此易出現(xiàn)彼此干擾的情況，此時(shí)可對(duì)局部做靈活調(diào)整，首先調(diào)整普通鋼筋，若不滿足要求則進(jìn)一步調(diào)整橫向預(yù)應(yīng)力筋。（1）縱向預(yù)應(yīng)力體系。選擇高強(qiáng)低松弛鋼絞線，規(guī)格方面為直徑15.2mm，較關(guān)鍵的是抗拉強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)當(dāng)達(dá)到1860MPa。管道方面較為可行的是金屬波紋管。設(shè)置自錨式拉絲體系，使用到連接器裝置以實(shí)現(xiàn)腹板鋼束的穩(wěn)定連接。（2）橫向預(yù)應(yīng)力體系。選擇Ф15.2mm高強(qiáng)低松弛鋼絞線，要求原材料具備1860MPa的抗拉強(qiáng)度；管道所用原材料為扁型金屬波紋管，根據(jù)施工需求還使用到扁型錨具。（3）依次做好預(yù)應(yīng)力筋與波紋管的安裝作業(yè)，較特殊的是縱橫向波紋管，其與鋼筋將產(chǎn)生大量交叉點(diǎn)，易出現(xiàn)位置沖突問題。對(duì)此可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整普通鋼筋位置，主要目的在于使得波紋管保持順直的狀態(tài)，無誤后再設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨墊板，使其穩(wěn)定連接至堵頭模板上，將所有緊固螺栓擰緊。

3.6預(yù)應(yīng)力體系施工

3.6.1預(yù)應(yīng)力筋的張拉（1）以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，嚴(yán)格控制張拉應(yīng)力，在此過程中檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力張拉值，若出現(xiàn)滑絲或是錨具受損等突發(fā)情況需隨即暫停作業(yè)，分析具體成因并采取處理措施，恢復(fù)至原狀后再重新張拉；（2）張拉作業(yè)可分為4個(gè)階段：初張拉→正式張拉（控制值為初張拉的2倍）→持荷2min→錨固；（3）以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)依次做好預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)，優(yōu)先操作對(duì)象為梁體預(yù)應(yīng)力筋，遵循先腹板后頂板的原則，盡可能避免不平衡束，數(shù)量不可超過2束；（4）受施工作業(yè)的影響各段箱梁易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，對(duì)此可從豎向撓度與橫向偏移兩個(gè)方面入手，通過靈活的調(diào)整手段使偏差穩(wěn)定在許可范圍內(nèi)，以便為后續(xù)節(jié)段的施工作業(yè)創(chuàng)造良好條件。通過持續(xù)性的應(yīng)力監(jiān)測工作可評(píng)定實(shí)際值與理論值間產(chǎn)生的差異，對(duì)照工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無誤后進(jìn)入到后續(xù)施工環(huán)節(jié)。傳感器是重要的檢測裝置，鋼弦計(jì)的應(yīng)用較為廣泛，需將其設(shè)置在各支點(diǎn)與跨中處。

3.6.2預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿、封錨（1）灌漿：結(jié)束終拉作業(yè)后，安排人員灌漿（必須在隨后的2d內(nèi)展開此項(xiàng)工作），水泥漿標(biāo)號(hào)至少為M50。充分?jǐn)嚢柙牧希柚仆瓿芍磷罱K壓入管道的間隔時(shí)間需控制在40s內(nèi)。工期允許時(shí)避免冬季施工，若工期較緊則要采取保溫措施，如蒸汽養(yǎng)生等。（2）封錨：預(yù)應(yīng)力筋多余部分要得到有效的處理，可使用手持切斷機(jī)以提升作業(yè)效率，不可采取電弧切割的方式。錨槽若含有混凝土應(yīng)通過鑿毛的方式處理并清理干凈，且完成該處鋼筋的綁扎作業(yè)，無誤后支設(shè)模板。挑選與封錨作業(yè)需求相符的材料，即微膨脹混凝土，通過振搗作業(yè)提升材料密實(shí)性。

3.6.3鋼筋及混凝土施工鋼筋進(jìn)場檢驗(yàn)合格后方可使用。若存在鋼筋接長需求可以選擇雙面搭接焊的方式。鋼筋產(chǎn)生的交叉點(diǎn)應(yīng)得到有效的處理，使用鐵絲綁扎以提升穩(wěn)定性，特殊情況下可點(diǎn)焊。拌制并生成混凝土后需在隨后的60min內(nèi)泵送完畢，在初凝前結(jié)束澆筑作業(yè)。若因特殊情況而中斷施工應(yīng)該盡可能縮短停泵時(shí)間，若停泵時(shí)間超過15min必須安排專員每隔4~5min開泵一次，使其正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，并同步運(yùn)行攪拌器以免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。若停泵時(shí)間達(dá)到45min或更長，必須將管內(nèi)混凝土清理干凈之后再深度清洗。

4.質(zhì)量問題及處理措施

（1）底板翻漿：根據(jù)工藝流程得知，腹板澆筑作業(yè)時(shí)底板混凝土尚未達(dá)到完全凝固狀態(tài)，依然具備較強(qiáng)的流動(dòng)性，為有效避免混凝土下落問題采取從側(cè)模內(nèi)翻漿至底板的方式，對(duì)此要注重對(duì)混凝土坍落度的控制，可在原基礎(chǔ)上降低2~3cm且不可出現(xiàn)過振現(xiàn)象?；炷列读蠒r(shí)必須做到各處均勻。（2）在波紋管周邊進(jìn)行電氣焊操作的過程中，采取合理的措施實(shí)現(xiàn)對(duì)波紋管的保護(hù)，如覆蓋濕麻袋等；全面檢查波紋管并在確保無誤后方可灌注混凝土；施工中要合理振動(dòng)及調(diào)整好振動(dòng)棒的位置，不可出現(xiàn)碰觸波紋管的情況。（3）混凝土裂縫：避免裂縫的關(guān)鍵在于做好各環(huán)節(jié)的施工作業(yè)，如原材料配合、混合料性能、養(yǎng)護(hù)方式等。

5.結(jié)語

綜上所述，本文從工程實(shí)例出發(fā)，總結(jié)現(xiàn)澆道岔連續(xù)箱梁施工的要點(diǎn)，針對(duì)各環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)作出較明確的說明，以期給類似工程提供參考，助力鐵路工程事業(yè)的發(fā)展。

作者：王曉銀 單位：中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司