高速铁路高架站箱梁利用既有梁场预制架设技术

姚 兵

(中铁三局集团有限公司，太原 030001)

1 工程概况

京沪高铁镇江高架站全长1 882.82 m，为全高架车站，两台6线，双岛式站台，正线为双线(间距5 m)，到发线为4股道，其中，站内正线标准简支梁采用预制架设工艺，到发线76孔简支箱梁原设计采用支架现浇施工。因站区设计工作复杂，方案确定较晚，且施工用地移交滞后，致使施工时间不足3个月，否则将严重影响总体工期的实现。若采用支架现浇施工，一次投入模板不少于14套同时施工，且需要大量施工人员方可保证，一次投入的人力和物力相当大。在高架站附近有简支箱梁预制梁场，且预制箱梁任务已完成。因此，提出预制架设方案的建议。

2 箱梁预制

2.1 箱梁预制总体思路

首先分析到发线简支箱梁与正线简支箱梁的区别，以确定可否利用梁场现有工装及设备。结构外形尺寸确定模板的加工，经比较，到发线箱梁跨中截面与正线标准简支梁除翼缘板处不同，其它均与标准简支梁一致，到发线梁端斜交可通过端模调整，因此，可利用现有模板，减少模板加工时间。到发线箱梁钢筋(含预应力钢筋)布置均与正线简支箱梁一致，因此，可利用既有梁场的模板及工装，经改造后用于到发线箱梁的预制。

2.2 工装改造方案

2.2.1 模板改造

到发线简支箱梁与正线简支箱梁跨中截面不同处见表1。

表1 到发线简支箱梁与正线简支箱梁跨中截面尺寸

1)端模板

根据端模制梁图纸端部截面尺寸和锚穴形式重新加工制作端模板的钢模型。端模采取侧包端形式，端部斜交通过纵向移动侧模加以实现。

2)底模板和外模板

因高架站到发线梁底板宽度为4.5 m，现有底模宽度需减小1 m方满足要求，为不破坏原有底模，采取如下措施:①将两侧外模板分别采用场内门吊进行整体吊装横移，固定于底模板上，保证底板宽度4.5 m;②将外模板放置于底板上固定，在不破坏底模板基础上，将外模靠底板处主支腿全部割除;③将现有底模板用脱模剂进行全面涂刷后，在外模之间采用混凝土进行浇筑，浇筑高度与外模底边高度差为8 mm，以便于侧模的支立，待混凝土凝固后采用厚8 mm钢板对混凝土进行铺盖，与外模底边焊接固定作为底板使用;④浇筑混凝土前，在既有侧模底边连接口对应处预留通长PVC管，作为纵向连接固定外模螺栓孔道，另在梁端支座板、防落梁位置处单独预埋钢模板构件，保证支座板、防落梁的安装施工;⑤因梁型分为7.69 m，8.40 m(平行、斜交)共计9种，需在既有外模板翼缘板处加工挡块模具，保证尺寸变化，如图1所示。

3)内模板

图1 底外模过渡段连接处截面示意

因内模变化较大，既有钢内模无法满足施工尺寸需要，采用钢质及木质内模进行拼装。

4)模板数量的确定

梁场正线简支箱梁已全部预制结束，均可投入模型改造。为减少对通用模板的破坏，按满足工期需求考虑模板改造。侧模与底模采取1∶1模式。此种配置模式冬期蒸汽养护每台座循环周期约为6 d，总工期90 d，箱梁后期张拉及压浆龄期按总计23 d考虑，箱梁预制时间为67 d。预制时间除以模板循环周期即为每套模板在预制时间内的预制梁数为67÷6≈11孔，总需要预制梁数除以每套模板的循环次数即为所需改造的模板数量为76÷11≈7套。根据预制任务中32 m与224 m简支梁比例，确定改造6套32 m到发线箱梁模板、1套24 m到发线箱梁模板。

2.2.2 钢筋绑扎胎卡具改造

因梁体顶板及底板宽度的减小，需对既有32 m及24 m底腹板、顶板钢筋绑扎胎具进行改造。

1)顶板及底腹板钢筋绑扎胎卡具改造:到发线箱梁顶板和底板宽度尺寸缩小，但截面尺寸与既有胎具尺寸相同，改造底腹板绑扎胎具时，将胎具中心线位置向一侧移动0.5 m，另一侧则相应向中心线整体偏移1.0 m，即可满足设计钢筋位置要求。

2)针对梁端与梁纵向“垂直”及“斜交”变化，对顶板和底板胎具单独加工300 mm段卡槽，根据方向调整单独段胎卡具的放置位置调整实现“垂直”及“斜交”变化。

梁体钢筋随图纸尺寸相应下料施工。

2.2.3 起、移梁所需工装改造

既有梁场采用搬运梁机方案，因翼缘板宽度的变化，用于正线简支箱梁的吊具需进行改造。为解决吊点位置的变化，需根据设计图纸吊点位置新加工一对扁担梁装于原搬梁机勾头上进行调整。

2.2.4 存梁台位改造

根据梁型宽度调整。存梁支点发生变化，在既有存梁承台基础上保证纵向两支点不变，按照横桥向支座间距，重新制作一对存梁墩。放置点与正线箱梁四支撑点相似，确保四支撑点在同一平面。

2.3 其它

到发线箱梁预制按标准简支梁进行，施工及质量控制严格按照设计图纸、相关规范及标准进行。

3 箱梁架设

为保证正线箱梁的架设，在不引进新的架桥机的情况下，提出将梁场2台MG450提梁龙门吊改造后用于到发线简支箱梁的架设。

3.1 架梁设备改造

3.1.1 提梁机改造

图2 镇江高架站到发线简支箱梁架设方案示意

采用梁场2台MG450提梁龙门吊作为站区架梁设备。因到发线为四股道(5#，3#，4#，6#)，正线(1#，2#)位于到发线中心位置，提梁机跨度不满足跨正线及到发线架梁，因此，一侧支腿需位于原地面，另一侧支腿位于站区正线梁面，两侧支腿高度不等，需要将提梁机一侧支腿加长，且在长支腿运行的5#线及6#线进行专项基础处理。简支箱梁架设过程如图2所示。

MG450型提梁机起重4 500 kN，起升高度28 m。大车轨跨32 m，小车轨跨2.2 m。MG450提梁机总质量340.5 t，设备总长为 35 m，总宽 18 m，总高 37 m。MG450提梁机安装思路:主梁、刚性支腿各节段和下横梁及支腿横梁桥面组装好后，再进行吊装。小车的吊装用单台250 t汽车吊进行施工，吊装后在桥上进行组装。

3.1.2 运梁车改造

因到发线箱梁与正线简支箱梁底板宽度不同且需要架设平行四边形斜交梁，运梁车支点位置需按支座位置进行相应移动。

3.2 架梁轨道走行线

龙门吊一条走行线位于正线梁面上，根据走行位置对架梁工况的荷载进行验算，经检算，运梁车可满足承重梁体受力，当提梁机在承重梁提梁走行时，需在作用于梁上支腿处轨下横梁用2.8 m宽枕木密排，加固示意如图3所示。

图3 加固示意

龙门吊第二条走行线在站场原地面，地基承载力不能满足架梁工况荷载时，需要进行地基处理，加固后的地基承载力达到180 kPa以上。

3.3 箱梁架设

架梁设备现配置有1台900 t运梁车，2台MG450型提梁机。

3.3.1 支座安装

到发线支座统一在梁场内安装，改装后的装梁支点不会与支座发生冲突。

3.3.2 运梁

运梁车进入提梁区时，梁车中心线要按照所标示的中心线行车，设专人监控。运梁车行驶到提梁机下进行对位时，运梁车前端与梁端的防护网必须保持20 cm以上距离，并设置止轮器。

3.3.3 架梁

运梁车先将3#线箱梁(梁宽7.69 m)运至提梁机下，提梁机从运梁车上定点提梁，箱梁提起后将运梁车退出，返回梁场装5#线箱梁(梁宽8.4 m)。提梁机吊梁横移(位置需经设计检算)到位，走行到前方3#线待架跨、下落并微调箱梁就位后，将箱梁落放到墩顶4个液压同步千斤顶上，经测量、调整高差无误，再灌注支座锚栓孔。运梁车将5#线(梁宽8.4 m)箱梁运至提梁机下，提梁机从运梁车上定点提梁，这时将运梁车退出，返回梁场装3#线梁(梁宽7.69 m)。吊梁横移到5#线待架跨、下落并微调箱梁就位后，灌注支座锚栓孔。

架完3#及5#线箱梁后，提梁机进行调头作业，架设4#及6#线箱梁。提梁机拼装及调头需编制专项方案评审通过后实施。

4 结语及建议

按此设计方案施工，取得了良好的施工效果，不仅确保工期的实现，而且利用现有设备、工装，相比支架现浇节约了大量施工成本。此方案在实施前经设计方对运梁车及提梁机走行过程进行了检算。纵向检算结果:混凝土正应力、强度、抗裂性、混凝土主应力及支反力均满足设计要求。横向检算表明，当滑轮作用于支点到跨中的过渡截面时，钢筋应力超限，需在梁内加支撑，以确保顶板和底板能共同受力。

在具体施工中，施工方应根据设计方图纸的要求，进行详细的施工组织设计，施工中因走行等与设计受力不一致时，及时由相关设计专业进行检算。实施过程发现问题时，应及时与设计方联系。建设方、设计、施工、监理、检测等单位应加强配合与沟通，及时处理现场发生的各种问题。施工中若出现异常现象，应立即通知建设方、设计方和监理方，确保动态化设计和信息化施工。

［1］中华人民共和国铁道部.TB10002.3—2005 铁路桥涵设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2005.

［2］中华人民共和国铁道部.铁建设［2006］181号 铁路架桥机架梁暂行规程［S］.北京:中国铁道出版社，2006.

［3］中华人民共和国铁道部.铁科技函［2004］120号 客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件［S］.北京:中国铁道出版社，2004.

［4］铁道部经济规划研究院.通桥(2008)2322—Ⅱ 时速350 km客运专线铁路无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁(双线)［S］.北京:中国铁道出版社，2008.

［5］曾天养，陈立平，张勇.预应力混凝土连续弯箱梁桥抗扭性能试验分析［J］.铁道建筑，2009(3):86-88.