耿立祥 GENG Li-xiang

（北京鐵城監(jiān)理建設責任有限公司，北京 100855）

0 引言

目前我國高速鐵路建設正處于蓬勃發(fā)展的時期，相比與普速鐵路，高速鐵路建設要求更為嚴格，尤其高速鐵路橋梁的施工質(zhì)量對后期鐵路運營安全至關重要。當高鐵線路上跨復雜交通或較寬河流時，一般多采用連續(xù)梁橋，該橋型優(yōu)點是結構簡單受力明確，采用懸臂法施工時對周邊環(huán)境影響較小，可滿足較大跨徑的橋梁需求，在后期運營中維護簡單；缺點是施工工藝較為復雜，當橋梁跨度越大時對梁體線形要求越為嚴格，同時高空作業(yè)時間較長，對施工人員及下方交通存在較大的安全隱患，因此如何保證大跨度連續(xù)梁施工的安全以及梁體成型后的質(zhì)量及線形滿足要求是連續(xù)梁施工中的重難點也是關鍵點。在新建鐵路宜昌至鄭萬高鐵聯(lián)絡線YXZQ-2 標橫溪河大橋（72+120+64）m 連續(xù)梁施工中，由于該連續(xù)梁跨度較大且采用懸臂法進行施工，不但存在很高的安全風險，而且對梁體施工質(zhì)量及線性控制也提出了很高要求。為此項目部對該連續(xù)梁施工方案認真規(guī)劃，同時對連續(xù)梁施工中的各項工序進行嚴格把控等一系列措施，不但安全順利的完成了該大跨度連續(xù)梁施工，而且成形后的梁體質(zhì)量及線性也滿足相關要求。通過現(xiàn)場實際應用，該高速鐵路大跨度懸臂連續(xù)梁施工所涉及的相關技術在施工中取得很好的效果。

1 工程概況

新建宜昌至鄭萬高鐵聯(lián)絡線楊家塝至興山段橫溪河大橋位于湖北省宜昌市夷陵區(qū)樂天溪鎮(zhèn)孫家河村附近，橋址區(qū)處于山區(qū)，地勢較為陡峭，橋址范圍內(nèi)植被茂密、灌木叢生。橋梁起止里程起終點里程DK32+818.45～DK33+222.64，橋全長404.19m，橋梁孔跨布置為：（32+48+32）m連續(xù)梁+1-32m 簡支箱梁+（72+120+64）m 連續(xù)梁。其中（72+120+64）m 連續(xù)梁里程起訖為DK32+964.84～DK33+222.54（4#墩～興山臺），全長257.5m，中心里程為DK33+093.69，其中5#墩～6#墩之間120m 主跨跨越207 縣道，道路與線路大里程夾角為98.29°。5#墩高40m，墩頂設計標高為376.419m，6# 墩高35m，墩頂設計標高為377.968m。5#、6#橋墩采用空心型橋墩。4#墩為雙線圓端形實體橋墩；興山臺置于隧道仰拱上。

（72+120+64）m 連續(xù)梁為單箱單室、變高度、變截面箱梁，全橋共設5 道橫隔梁，分別設于在端支點、中支點處和中跨跨中截面，橫隔板設置孔洞，供檢查人員通過。梁全長257.5m，截面中心線處梁高8.8m，梁底下緣圓曲線半徑436.933m，梁縫邊界線至梁端0.15m，邊支座橫橋向中心距6.2m，中支座橫橋向中心距6.2m。梁體混凝土等級C55，封錨C55 干硬性補償收縮混凝土，其余梁面附屬混凝土強度等級C40，鋼筋材質(zhì)HRB400 及HPB300。梁體平面位于曲線，縱坡+20‰，梁體按照曲線梁曲做布置。橋面防護墻內(nèi)側凈寬9.0m，橋梁寬12.6m，底板寬7.0m。梁體頂板厚度50cm，腹板厚度45～120cm，底板厚度由跨中的48.5cm 按圓曲線變化至中支點梁根部的123.8cm。梁體在0#塊邊跨底板處設?0.8m 進人洞，作為梁部橋墩檢查通道。梁體分5#、6#墩2 個對稱掛籃，單個掛籃分15 個懸臂澆筑段，M1（S1）#節(jié)段～M6（S6）#節(jié)段長3.0m，M7（S7）#～M9（S9）#節(jié)段長度3.5m，M10（S10）#～M10（S10）# 節(jié)段長度4.0m，S16#邊跨合龍段、M16#中跨合龍段節(jié)段長度均為2.0m。（圖1）

圖1 橫溪河大橋（72+120+64）m 連續(xù)梁結構圖

2 連續(xù)梁總體施工方案

連續(xù)梁施工采用三角掛籃，掛籃主梁長11m，0#塊總長13m，0#塊施工完成后安裝掛籃進行懸臂施工。主要施工程序為：先采用墩頂托架法施工0#段，然后采用掛籃平衡懸臂灌注M1（S1）#～M15（S15）#段混凝土，同時安裝支架施工邊跨現(xiàn)澆段，接著采用掛籃合龍邊跨M16#梁段，然后拆除中墩臨時固結，再采用掛籃合龍中跨S16#梁段，最終拆除掛籃，張拉剩余預應力束。興山臺邊跨使用盤扣支架法施工，4#墩邊跨使用梁柱式支架法施工，合龍段S16#塊采用掛籃施工合龍。

3 主要施工工藝

3.1 總體施工工藝流程

總體施工流程：

施工準備→掛籃安裝→底外模板調(diào)整→底、腹板鋼筋及預應力管道安裝→內(nèi)、端模安裝→頂板鋼筋、預應力管道安裝→混凝土澆筑、養(yǎng)護→拆端模板、穿預應力筋→預應力筋張拉→落底模、掛籃前移、管道壓漿。

3.2 掛籃安裝及調(diào)試

澆筑0 號塊混凝土時，在箱梁上預埋的豎向φ32 精軋螺紋鋼，作為懸臂澆筑過程掛籃的后錨梁錨固點及走行時掛籃的后端點。掛籃澆筑時，通過后錨系統(tǒng)進行錨固；掛籃通過走行輪連接滑道上，保證掛籃在走形時，滑道始終錨固于箱梁預埋的φ32 精軋螺紋鋼上。

掛籃進場后由技術先仔細核對、檢查有無缺少的部件，然后再用塔吊按順序垂直吊上，安裝。掛籃由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、側模系統(tǒng)、走行系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)五大部分組成。首先安裝主梁，主梁與前支腿用銷軸組裝，之后將主梁吊裝在滑道上，前支腿中心距離梁端距離不小于300mm。將后支腿從滑道后端套入滑道，推移至距離梁端5155mm，后支腿銷板套入主梁銷孔后穿入連接銷并插入保險銷。主梁安裝后將立柱與主梁螺栓緊固后，用手動葫蘆三向拉固在梁面上，保持立柱垂直。先將4 件后上橫梁單件用M32 螺栓組拼為2 拼整體構件。之后吊裝到位，安裝時，控制對接接頭位于橋中線上。之后安裝與立柱接觸的后上橫梁連接小橫梁，穿入PSB8303232 精軋鋼筋，兩端用雙螺母緊固，使后上橫梁和立柱可靠連接。（圖2）

圖2 掛籃結構設計圖

3.3 掛籃驗收

掛籃拼裝后，由項目技術負責人、專項施工方案編制、項目專職安全生產(chǎn)管理員、監(jiān)理單位項目總監(jiān)理工程師及專業(yè)監(jiān)理工程師以及掛籃加工單位技術負責人掛籃進行使用前的質(zhì)量驗收，驗收合格后，方可投入使用。

掛籃施工過程中，每道工序完成后，現(xiàn)場技術必須對該工序的完成情況進行詳細檢查，特別是掛籃走行到位后標高控制、焊接質(zhì)量、銷軸連接情況按照標準進行驗收，組織施工隊伍完成“三檢制”記錄工作。

3.4 掛籃靜載試驗

在掛籃正式使用前，通過對掛籃加載消除掛籃的非彈性變形；驗證掛籃的承載力。實測掛籃的彈性變形，并與理論值進行比較，為計算掛籃立模標高提供依據(jù)；卸載后，測定掛籃的回彈量，回彈量即彈性變形量；總沉降量減去彈性變形量即為實測非彈性變形量，并與計算的變形量進行對比修正；在混凝土澆筑時按彈性變形量計算相應待澆節(jié)段的預拋高值，進行標高的控制。

由于該連續(xù)梁最重節(jié)段為1#段，因此在1#塊施工前采用在掛籃上逐級加載的辦法消除非彈性變形，測定掛籃的彈性變形量，根據(jù)測定值設置預拱度。加載方法采用混凝土預制塊進行堆載，預制塊標號為C20，加載總荷載為最大施工荷載的1.2 倍（即1# 節(jié)段72.99m3，模板自重20.56t，施工人員及施工機具荷載（2.5kN/m2），振搗混凝土荷載（2kN/m2），則單側預壓總重為：

掛籃預壓時，掛籃加載及卸載應分級進行。加載分級宜為懸臂澆筑節(jié)段重量的10%、50%、100%、120%；卸載分級宜為懸臂澆筑節(jié)段重量的100%、50%、10%、空載。加載時嚴格按照荷載布置圖的重量堆放預制塊。在堆放預制塊時將觀測點空出，以便水準尺能夠豎直插入進行測量觀測。

3.5 掛籃走行

掛籃走行是連續(xù)梁施工過程中極其重要的環(huán)節(jié)，由于此時無后錨對掛籃進行固定，僅依靠走行輪與走行軌道之間的作用力做為支撐，因此走行過程安全風險較高。掛籃走行工序流程主要為：掛籃走向前準備→脫內(nèi)?！搨饶！摰啄！獬箦^吊桿→頂推前移→安裝錨固→調(diào)節(jié)標高→整體檢查。

在掛籃走行前，需安排專人檢查各千斤頂及各手拉葫蘆、卷揚機、保險繩等，要求技術性能良好。同時檢查導滾動架與導梁之間的是否有空隙，如有應進行調(diào)整。各關鍵部件設置的保險裝置（如前托梁、后托梁的保險鋼絲繩等）必須加設，任何人不得擅自取消。

在滑道安裝條文安裝滑道墊梁，將手拉葫蘆固定在已澆筑完成的梁端位置，然后將掛籃軌道梁移動至梁體上，在將軌道梁固定后松開千斤頂將掛籃桁架慢慢落在軌道梁上。在檢查桁架與軌道梁完全接觸且無懸空后將掛籃后錨與梁體固定。

3.6 懸澆灌注施工

掛籃拼裝或走行到位完成后，便可進行懸澆灌注施工。梁體鋼筋在加工場統(tǒng)一加工然后運抵現(xiàn)場進行安裝，鋼筋安裝后安裝預應力管道，預應力管道施工必須嚴格按設計曲線要素定位，波紋管安裝以底模為基準，按預應力曲線坐標直接量出相應點的高度，標在已扎箍筋上并用井字架按設計位置固定波紋管。波紋管要內(nèi)襯PVC 塑料管，在波紋管的最高點處設置壓漿排氣孔，排氣孔嘴用PVC塑料制作，相接部位用防水膠帶裹緊。

待梁體鋼筋、預應力管道及模板驗收無誤后方可進行梁體澆筑，砼灌注順序為先底板，再腹板，后頂板。砼采用泵送，輸送泵采用高壓泵，砼澆筑遵循左右、前后對稱原則，確保對稱灌注。澆筑完成后及時覆蓋養(yǎng)護。

3.7 懸澆段線形控制

為確保連續(xù)梁線形滿足要求，在整個施工過程中需要持續(xù)性的對梁體線形進行控制，梁體線形控制主要包含兩方面，分別是平面線形和縱向線形控：

平面線形控制是在每一現(xiàn)澆段掛籃走行完成后，用全站儀對掛籃中線進行調(diào)整，模板加固完成后，對掛籃中線進行復核；縱向線形控制的關鍵是分析每一施工階段、每一施工步驟的結構撓度變化狀態(tài)，控制立模標高。先計算出各梁段的立模預拱度，結合前一梁段的撓度實測值，修正預拱度值后，在下一梁段灌注施工中預以調(diào)整立模標高，以便成橋后與設計標高接近。

4 掛籃受力計算

4.1 起重機選擇計算

根據(jù)設計圖紙和實際情況，對掛籃的主要構造進行了空間建模，掛籃驗算采用有限元方法，使用大型有限元軟件Midas 建立該掛籃的有限元模型。利用有限元方法可以計算出各部件的內(nèi)力、位移等，并能方便直觀的顯示出掛籃的位移和應力。

4.2 掛籃受力計算

以1#塊澆筑完混凝土時為最不利工作狀態(tài)進行計算，作用在掛籃上的荷載有：模板自重+1#塊混凝土重量+超載+動力附加荷載+人群及施工荷載。掛籃自重由軟件自動生成，對應有限元模型見圖3。

圖3 掛籃組合應力圖

①由圖3 可知，在最不利荷載組合作用下，主桁架最大拉應力為45.58MPa＜200MPa，滿足要求；主桁架最大壓應力為47.29MPa＜200MPa，滿足要求。

②由圖4 可知，在最不利荷載組合作用下，前下橫梁最大彎曲應力為46.58MPa＜210MPa，滿足要求。

圖4 掛籃前橫梁應力圖

5 安全質(zhì)量保障措施

①梁體在澆筑前需對其中心線、邊線、前后端標高等進行測量復核，同時安排專人檢查預應力孔道位置、錨墊板連接、掛籃錨固、前后橫梁與吊桿連接等關鍵部位進行檢查，確認無誤后方可進行施工。②掛籃立模標高的控制點選擇在待澆箱梁節(jié)段底板前端底模上，標高的確定應考慮箱梁底面設計標高、設計預抬量、掛籃的彈性變形等參數(shù)。③施工中必須按施工方案的要求設置各種安全防護設施，臨邊設置防護欄桿，孔洞要進行封堵，對四周做安全封閉，在危險部位根據(jù)現(xiàn)場實際增設防護設施，并設置警示標識。

6 結束語

通過對橫溪河大橋連續(xù)梁施工方案認真規(guī)劃，同時對連續(xù)梁施工中的各項工序進行嚴格把控等一系列措施，不但安全順利的完成了該大跨度連續(xù)梁施工，而且成形后的梁體質(zhì)量及線性也滿足相關要求。通過現(xiàn)場實際應用，該高速鐵路大跨度懸臂連續(xù)梁施工所涉及的相關技術在施工中取得很好的效果，也為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。