张裕银
中国铁路上海局集团有限公司徐州铁路枢纽工程建设指挥部
摘要 随着铁路建设的快速发展,连徐梁的修建也越来越多。现浇道岔变宽连续梁作为一种较为复杂的异型结构梁，其基础处理、支架工程、混凝土浇筑等环节存在较多技术难题，,本文结合夹北线大山一二号特大桥6-32m道岔连续梁施工，对于支架现浇道岔连续梁施工的关键技术进行了探究,明确了各项关键技术的施工要点
关键词： 道岔连续梁； 碗扣支架 模板施工
1 工程概况及结构特点
新建夹北线大山一号、二号特大桥位于徐州枢纽夹北线周宅子～徐州北区间，设计速度80km/h。线路情况：双线变三线，正线为双线，线间距4.05m。本梁体为等高度变宽度单箱双室截面，箱梁顶宽11.60～18.20m，底宽6.6～13.21m，梁高2.8m；顶板厚37～60cm，腹板厚45～75～100cm。全桥共设7道横隔梁，端隔板厚1.5m，中间隔板厚2.0m。线路中心至档砟墙内侧2.225m，轨底枕以下道砟厚0.30m。本桥桥跨布置为（31.85+4*32.7+31.85）m预应力混凝土连续梁，梁全长196m（含两侧梁端至边支座中心各0.75m）。分A、B、C三个节段支架分段现浇施工。
2 盘扣式支架及模板施工
2.1盘扣式梁模板支架设计和检算
本项目支架体系采用盘扣式脚手架体系，脚手架立杆钢管强度采用300N/mm2，水平杆钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为7.8m，梁截面 B×D=200mm×2800mm，立杆的纵距(跨度方向) l=0.30m，脚手架步距 h=0.6m，立杆钢管类型选择：A-LG-3000(Φ60×3.2×3000);横向水平杆钢管类型选择：A-SG-900(Φ48×2.5×840);纵向水平杆钢管类型选择：A-SG-900(Φ48×2.5×840);横向跨间水平杆钢管类型选择：A-SG-900(Φ48×2.5×840);梁底增加2道承重立杆。面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方100×100mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量8333.33N/mm2。梁底支撑木方长度 0.3m。梁底顶托横梁采用150×150mm木方。梁底按照均匀布置承重杆2根计算。模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值1.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.00kN/m2。
地基承载力标准值170kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数0.40。
扣件计算折减系数取1.00。钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。
2.1.1 梁模板支架整体稳定性计算
依据盘扣式规范JGJ 231-2010 和混凝土施工规范GB 50666-2011：
盘扣式梁模板支架应按混凝土浇筑前和混凝土浇筑时两种工况进行抗倾覆验算。
支架的抗倾覆验算应满足下式要求：
MT<MR
式中： MT－支架的倾覆力矩设计值；
MR－支架的抗倾覆力矩设计值。
支架自重产生抗倾覆力矩：
MG1 = 0.9×1.087/0.300×6.000×6.000/2 = 58.2866kN.m
模板自重产生抗倾覆力矩：
MG2 = 0.9×0.200×0.300×0.300×6.000/2 = 0.0486kN.m
钢筋混凝土自重产生抗倾覆力矩：
MG3 = 0.9×25.500×0.200×2.800×0.300×6.000/2 =11.5668kN.m
风荷载产生的倾覆力矩：
wk = 0.300×0.600×0.600 = 0.108kN/m2
Mw = 1.4×0.108×0.300×10.0002 / 2 = 2.2735kN.m
附加水平荷载产生倾覆力矩(附加水平荷载取永久荷载的2%)：
永久荷载(包括支架、梁模板、钢筋混凝土自重)为 71.40kN
附加水平荷载：Fsp = 71.4×2% = 1.428kN
Msp = 1.4×1.428×10.000 = 19.992kN.m
工况一：混凝土浇筑前
倾覆力矩 MT=1.000×2.2735=2.27358kN.m
抗倾覆力矩 MR=58.28660+0.0486=58.3352kN.m
浇筑前抗倾覆验算 MT < MR，满足整体稳定性要求！
工况二：混凝土浇筑时
倾覆力矩 MT=1.000×19.992=19.992kN.m
抗倾覆力矩 MR=58.2866+0.0486+11.5668=69.902kN.m
浇筑时抗倾覆验算 MT < MR，满足整体稳定性要求！
2.1.2 基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
其中 p —— 立杆基础底面的平均压力 (kN/m2)，p = N/A；p = 17.79
N —— 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 4.45
A —— 基础底面面积 (m2)；A = 0.25
fg —— 地基承载力设计值 (kN/m2)；fg = 68.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg = kc × fgk
其中 kc —— 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.40
fgk —— 地基承载力标准值；fgk = 150.00
地基承载力的计算满足要求!
2.2 支架系统及模板安装施工
依据连续梁放线的要求，对本处连续梁进行测量放样：根据结构控制点坐标，设置便于现场操作的各点与相近控制点的距离、位置及高程，包括箱梁底板内外边线，翼板内外边线以及中心线，点间距离不应超过2m。
利用全站仪采用极座标法，将箱梁中心线放出于地面上，作为支架搭设的依据，将提供支架搭设的控制高度。
2.2.1支架基础施工
根据检算资料对硬化路面基础进行放样，挖除表面浮土及多余土方，在满足检算承载力要求后（≥150Kpa），进行浇筑20cm厚C25混凝土支架基础。
测量人员用全站仪放样出梁板在地基上的竖向投影线，用墨盒弹出标志线，由中心线向两侧对称布设盘扣支架。根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。下部先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆。再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，按照步距设置水平剪刀撑，安装时自下而上进行顺接。斜撑通过扣件与支架连接。沿架体外侧纵向每5跨每层应设置一根竖向斜杆或每5跨间应设置扣件钢管剪刀撑，端跨的横向每层应设置竖向斜杆。扫地杆设置在地面以上20cm处。架体外侧满设竖向斜杆。 安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。
支架顶部U型支托与铝梁底侧用螺栓拧紧。其螺杆伸出钢管顶部不得
大于30cm。螺杆外径与立杆钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同
心。
支架搭设应与墩柱连接紧固，形成固结点。为保证不损伤墩柱表面，
可用方木楔紧。架顶顶托逐个顶紧，达到所有立杆均匀受力。
2.2.2 底模安装
底模面板采用15mm竹胶板，面板下铺150×150mm方木，方木纵向间距0.3m。卷扬机吊装至施工平台进行安装，安装过程中对标高、轴线及平面位置进行严格控制和精确定位，在标高有偏差的位置用在方木上进行加垫楔木或部分进行刨花的方法处理直至达到设计标高要求。
2.2.3 翼板支架及模板安装
本连续梁梁底至翼板底高度在2.175～2.56 m范围，翼板支架同样选用盘扣支架支架与主梁体施工支架搭设方式一样。支架间距为90cm×60cm、90cm×90cm。
2.3 支架预压
支架预压是满堂支架法施工中一个重要的步骤，其目的是消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于线形的控制、检查支架的安全性，确保施工安全。预压加载前，先在地基和底模上布设观测点，纵向布置自跨中向两边按5米间隔设置。预压采用1.5t砂袋分级堆载的方式。四次加载重量以浇筑砼底板、腹板、顶板重量为准，最后一次累计加重至设计跨度砼重量的120%。加载位置与梁体砼底板浇筑、腹板浇筑及顶板浇筑位置重叠，每次加载完成后，均观测下沉量直至稳定，在最后一次加载完成后至少观测48小时，直至支架和地基稳定。每级加载后均静载3小时后分别测设支架和地基的沉降量，做好记录。加载全部完成，等到支架及地基沉降量稳定后进行卸载。卸载应分级进行，按加载逆方向进行卸载。
2.4 调整底模及线型
预压完成后，根据底模标高和预压数值调整底模的平面位置和底模边线，详细检查底模接缝处，详细测定腹板侧模。内模、悬臂板下底模的拼缝、垂直度、线型，确保满足设计要求后。
3 预应力管道安装
预应力管道安装定位按梁部施工参考图。管道安装顺穿束方向套接，波纹方向与穿束方向一致，波纹管接长采用大一号的波纹管套接，套接长度约50cm。钢束管道位置用定位筋固定，定位筋牢固焊接在钢筋骨架上，管道定位误差应小于5mm，确保管道位置正确。
4侧模腹板内模模板施工
侧模用大块竹胶板做侧模，外侧坚向支撑采用100×100mm方木，外侧水平支撑为10cm×10cm方木，并与内模用直径10mm拉杆螺丝对拉。
内模及支撑系统为15mm厚竹胶板，支撑在方木框架上，方木截面为100mm（高）×100mm（宽），方木框架内设置100mm（高）×100mm（宽）竖向支撑，支撑布置间距50cm，内框架布置形式为顺桥向间0.5m。内框架与外侧支撑间、内框架与另外一侧箱式内框架间采用10mm拉杆螺丝对拉，顺桥向间距采取0.6m。
5 混凝土施工
⑴混凝土灌注
本连续梁共分为A、B、C三个节段浇注施工。现场采用砼输送泵送入模，按照A、B、C顺序逐段施工，各节段浇筑过程中，先浇小里程侧墩顶筑梁部砼，墩顶两侧对称浇筑完成后，再往大里程侧水平分层一次浇筑成型。混凝土入模导管安装间距为5m左右，导管底面与混凝土灌注面保持在1m以内。在钢筋密集处拉开个别钢筋留作导管入口，待混凝土灌注到断开部位时，将钢筋焊接恢复。混凝土灌注采用斜向分段、水平分层法，由一端向另一端灌注，斜度为30°~45°，底板中钢筋布置不多，灌注混凝土宜采用振动力较大的插入式震捣器捣固，这样，混凝土易于振实。混凝土分层灌注厚度控制在30cm以内。斜向分段长度为4m（腹板底部及上层为5m）。先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间。底板砼先对称浇注靠近腹板两侧砼，砼从腹板进入，将混凝土由底部挤向底板中心，完成部分底板混凝土浇筑；中间不足部分砼从顶模预留孔中下料补足。顶板由于纵向预应力管道密集，在混凝土入模过程中，要随时保护管道不被碰瘪。混凝土未振实前，切忌操作人员在混凝土上面走动，否则，不但会引起管道下垂，还会促使混凝土“搁空”、“假实”现象的发生。
混凝土灌筑时首先将腹板承托处灌筑平整，而后从顶板翼缘板两侧向桥轴线同时推进，混凝土振捣采用插入式振捣器，灌注完成后，停留一段时间（约２～3小时）收浆后，再予抹平拉毛。
⑵混凝土灌注注意事项
①灌注腹板时，从顶板下料，往往有些松散混凝土留在顶板模板上，待灌注顶板时，这些混凝土已初凝，很容易使顶板出现蜂窝，所以在灌注腹板时，把进料口两边用卸料钢板盖住。
②腹板的振捣用插入式震捣器，在腹板与底板倒角的地方，注意振捣密实，腹板灌注混凝土之后，不得再振捣底板混凝土，防止腹板脚下混凝土下沉，上部悬空，出现空洞。
③灌注混凝土时，要防止锚垫板位移和倾斜，防止管道踩扁和移动。
④顶板或底板的上、下层钢筋之间，要有足够的联结筋，并且焊牢，以免钢筋网变形。
⑤在炎热气温条件下，混凝土温度高，水泥水化作用快，导致混凝土坍落度损失大、早凝，需要采取降温措施。同时采用缓凝或减水缓凝的外加剂，以消除在高温环境中灌注混凝土的一些不良因素。另外混凝土作业要尽量避开在炎热的中午进行。在浇筑时梁体两端及中心预埋测温线，浇筑完成后用测温器测取混凝土内部温度及表面温度、环境温度的差值，温差均不得大于15℃。
⑥砼浇筑时对波纹管的保护
为了防止在砼浇筑时堵塞波纹管，影响穿束，在施工时采取以下措施：
a、在浇筑砼时，禁止将砼堆积在预应力管道上；
b、禁止施工人员踩踏管道，铺设木踏板，以保证预应力的孔道的位置不变；
c、在浇筑砼前，在每个纵向预留孔道内根据管道直径插入一根比管道直径小1cm的塑料管，长度大于浇筑节段长，在浇筑时应经常转动；
d、砼浇筑完毕后，抽出塑料管，用通孔器检查波纹管是否畅通，若有漏浆，除用通孔器带出外，再用高压水枪及时冲洗；
e、在砼振捣时振捣棒严禁碰到波纹管。
⑶混凝土施工缝质量控制措施
连续梁施工缝的位置应设置在结构受剪力较小和便于施工的部位, 且应留垂直缝。 施工缝应留置在梁跨度中间1/3 的范围内。
在施工缝处继续浇筑混凝土时, 应符合下列规定:
1)已浇筑的混凝土, 其抗压强度不应小于1.2 MPa。
2)在已硬化的混凝土表面上, 应清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层, 并加以充分湿润和冲洗干净, 且不得积水。即要做到: 去掉乳皮, 微露粗砂, 表面粗糙。
3)浇筑前, 水平施工缝宜先铺上10 mm～15 mm 厚的水泥砂浆一层, 其配合比与混凝土内的砂浆成分相同。
4)混凝土应细致振捣密实, 以保证新旧混凝土的紧密结合。
5)防水混凝土结构设计, 其钢筋的布置和墙体厚度均应考虑方便施工, 易于保证施工质量。
6 预应力施工
预应力施工前，对预应力材料（包括钢绞线、钢筋、锚具、波纹管等），设备（包括千斤顶、电动油泵及压力表等）委托有相应资质的检查单位定期进行检验及校验，检验其是否合格。钢绞线标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105Mpa。
（1）预应力筋的张拉。施工中，若出现滑丝以及锚具损害等异常现象，应随即暂停施工，寻找到其中的原因并采取针对性措施，由此再次进行张拉作业。严格遵循指定的张拉顺序进行施工，工程中以先纵向后横向的原则为宜，此外需要先对腹板进行处理，在此基础上方可对顶板进行处理，整个张拉过程应遵循对称的原则，允许的最大不平衡束为1束；在作业过程中应注重对变形的控制工作，具体涉及到箱梁竖向挠度以及横向偏移两大指标，当超出允许的偏差范围时则需要进行误差调整，以便后续节段施工的顺利进行。
（2）预应力筋孔道灌浆、封锚。关于孔道压浆的具体内容有：首先应进行终拉处理，当结束此环节后应在2d内进行压浆处理，所使用的水泥标号至少应达到M50水平。严格控制水泥浆搅拌与压浆环节之间的间隔时间，即需要稳定在40min以内。在工期允许的情况下应尽可能避免冬季施工，如果需要在冬季低温环境下施工，则需要采取蒸汽养生等保温措施。在进行封锚处理时，应严格遵循如下工序进行：使用手持切割机对预应力筋进行处理，要求外露部分至少达到30mm，在切割过程中不允许采用电弧切割的方法进行。对锚槽处残留的混凝土进行清理，做好凿毛工作，严格控制好锚槽处钢筋绑扎质量，当达到工程标准后方可支设模板。封锚部分以微膨胀混凝土为宜，在浇筑过程中应进行持续振捣作业。
7.结结语
综上所述，本文从新建夹北线大山一号、二号特大桥工程实例出发，总结现浇道岔连续箱梁施工的要点，针对各环节的注意事项作出较明确的说明，以期给类似工程提供参考，助力铁路工程事业的发展。
参考文献 ：
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