铁路大跨度现浇预应力混凝土槽型梁施工技术

李光豪/大唐华银攸县能源有限公司

铁路大跨度现浇预应力混凝土槽型梁施工技术

李光豪/大唐华银攸县能源有限公司

本文以跨常德大道铁路特大桥槽型梁施工为例，对其施工要点进行了总结，尤其是钢管桩加工字钢的支架方案较适合既有线上的大跨度桥梁施工，具有一定的推广应用价值。

槽型梁；钢管桩；支架预压；预应力张拉

槽型梁，是一种板梁组合的桥梁型式，虽然结构受力复杂，但在特定的地形和交通环境下，具有其它桥型无法比拟的优势：与上承式的预应力梁相比，可以增加桥下净空，显著降低建筑高度和路基高度，节省土石方工程投资，养护简便， 降低了工程造价；与同跨度钢梁相比，能够节省钢材，减少噪音，抗震性能远超过钢梁，尤为适用市区跨线交通，是中等跨度桥梁中有可能替代钢梁的一种低高度梁型。本文以一座单跨48m的铁路槽型梁为例，介绍大跨度现浇预应力混凝土槽型梁的施工技术。

1.工程概况

湖南华电常德一期2×660MW项目铁路专用线上跨常德大道特大桥5#～6#跨为预应力钢筋混凝土现浇48m槽形梁，跨中梁高4m，支点处纵向1.1m范围内加高至4.65m；梁总宽11.4m，内侧净宽7.2m；挡碴墙高度0.70m，底宽0.25m，顶宽0.2m；顶板厚0.6m，道床板厚0.6m；支点处设置横梁，高0.65m，宽1.1m。全桥在两端支点处隔墙设置1m高进入孔。

常德大道为城市主干道，道路宽29.8m，与铁路线路大里程方向夹角60°，来往车流量大，重车大车多，该桥施工期间需保证原有道路的车辆畅通，施工干扰大；同时，桥梁跨度大，路面距梁底高度只有5.85米，工期要求紧，施工难度高。

该类桥梁施工的关键工序是支架的设计和施工，经过多种技术方案的分析及比较，最终采用钢管桩加工字钢分配梁搭设支架法施工。

2.槽型梁施工方案

2.1总体施工方案

经当地交通管理部门同意，施工路段公路实行半封闭，设置双向门洞行车道6个，门洞车道净宽4.0米，限高4.7米，两侧为超高车道净宽4.0米，限高5.0米。门洞支架采用钢管桩加工字钢分配梁，支架经过计算后保证有足够的刚度、强度、稳定性。正式浇筑梁体混凝土前对支架进行不小于箱体自重120％的荷载预压，以消除支架的非弹性变形。梁体混凝土一次浇筑成型，施工时水平倾斜分层，从中支点处延梁纵向向两侧浇筑，层间间隔时间不超过混凝土的初凝时间。钢束张拉两端及左右同步对称进行。

本工程总体施工流程见图1：

图1 槽型梁施工流程图

2.2基础处理

2.2.1门洞支架部分。

门洞支架基础采用C30素混凝土基础,中间5排钢管扩大基础截面尺寸为100cm×80cm，端部起第2排钢管扩大基础截面尺寸为140cm×80cm，在基础中预埋管桩基础底坐钢板。

由于门洞支架部分的支架为不可调高支架，因此，在门洞基础施工时应依据管柱长度和方木及模板的厚度精确确定基础底座板的标高。

2.2.2槽型梁两端公路路面以外部分。

清除基坑里的软土及杂物，用混碴填筑。当填至承台顶标时高时，挖除承台边至公路边的原状土，填筑较好的A组填料，在填筑前对基底进行试验检测，满足要求后方可进行填筑。填筑后采用20T压路机进行静压，压路机碾压时应考虑对墩身的影响，防止墩身偏压过大。每层填筑最高厚度不大于30cm。填筑完毕后顶面采用15cmC30混凝土硬化，其标高与公路路面一致。

2.3支架搭设

钢管支架共设9组钢管柱，钢管为Φ600×10mm 钢管。单根钢管桩上部横桥向采用2根Ⅰ45b工字钢并连焊接。工字钢焊接在桩顶封端钢板上，并用10mm钢板扣件将封端钢板与Ⅰ45b工字钢焊接，保证工字钢稳定。顺桥向布置Ⅰ56b工字钢，Ⅰ56b工字钢落在Ⅰ45b工字钢上，箱型梁板下间距40cm，轨道板下间距60cm。横桥向每间隔60cm用Φ20螺纹钢将Ⅰ56b工字钢连接。

每排钢管柱之间用[10槽钢 槽钢作剪刀撑（横向联系）焊接，以分散应力。钢管柱采用人工配合16t 吊车进行安装， 钢管柱竖立后，调测垂直度，满足要求后进行柱底焊接固定。柱底完成固定前，吊车不松钩，防止发生意外。当同排钢管柱达到2根以上时，及时焊接槽钢平联及斜撑，然后继续进行下根钢管柱的安装。支架横向布置见图2.

图2 槽形梁支架横断面布置图

2.4安全防护板

在槽型梁板下的纵梁上先铺横向5cm 厚的木板，作为施工时的防坠落物板，四周设防护护栏，高出槽型梁顶面1m，两侧用防抛网形成全封闭施工。

2.5 支架预压

预压目的是检验支架及地基的强度及稳定性，以消除整个支架的非弹性变形，并测量支架的弹性变形。

预压材料为编织袋装砂，预压荷载为槽形梁体自重的120％。分三级加载，第一次50％，第二次100％，第三次120％。

预压观测的测点布置：纵向按架空段和满堂支架段分别设置。在架空距离L的1/2、1/4、1/8、1/16分别布置观测点。加载前，先准确确定各测点位置，用红漆做记号，横向观测点按下图进行布置。

预压加载方法：预压前，先测量各点标高。按混凝土重量的分配情况，分级加载至120％槽型梁自重。砂袋堆放按顺序先底板，后翼板，均要对称进行。为防止砂袋压载时碰上阴雨天气，砂袋吸湿重量增加而引起支架失稳，所以砂袋全部上完后及时用彩条布覆盖防雨。砂袋堆放完毕后，测量各点标高。每天观测两次，待前后两天的测量数据在2mm以内，并报监理工程师签认合格后，确定支架稳定后方可卸栽，卸载前测量各点标高。卸除顺序为先翼板后底板，对称进行。卸载完毕后，测量各点标高。

测量人员用专用表格对每次测量数据进行详细记录，根据现场实测数据及时计算、分析、处理、修正，得出系统变化值。根据实质施工荷载及监测情况，重新计算预拱度值，确定立模高程，做好线型控制。预拱度设置方法为跨中向上16.9mm， 按二次抛物线由中间过度到支点位置。

2.6 模板工程

梁底模板为20mm厚竹夹板,易于控制标高及线形,且底模板支撑较好不易变形。边模板及内模板采用组合钢模,易于控制梁直线线形。槽型梁模板外模板采用木模板。为保证模板安装质量，采取了以下措施：

(1)支架预压结束后，全面检查各部位支撑和梁的底模、外模，梁端变截面处加强模板自身刚度，拼装完成后必定存在平整度、错台、整体尺寸等方面质量问题，为保证梁体混凝土浇筑质量，对其进行修整，保证其满足施工规范要求。

(2)模板要求接缝严密，相邻模板接缝平整，接缝处双面胶密封，防止漏浆，并在模板面板上涂刷专用脱模剂，保证混凝土表面的光洁和平整度，以确保梁体外观质量。在模板安装过程中，必须对模板接缝宽度、错台、平整度进行检查修整，对模型的长度、宽度等几何尺寸进行检查，偏差超限时必须进行改正。支座周边的模型根据施工实际效果，需要改进加固和支撑方式，支座周边的模型和支架模型连成整体，支撑充分考虑混凝土的压力和沉落，防止支座周边的混凝土在拆模后出现错台漏浆等现象。

2.7支座安装

支座采用LPZ-8000系列盆式橡胶型支座，按支座安装图设置梁底预埋件并检查梁体支座加强钢筋网片尺寸。横向及多向活动支座设于曲线外侧，固定支座设于下坡端。安装前，将支座相对滑动面和其它部分用丙酮或酒精擦洗干净，安装支座必须满足设计要求。

支座安装要求：

（1）支座安装应保持梁体垂直，支座上、下钢板水平，不产生偏位。支座与支承垫石间及支座与梁底间应密贴、无缝隙。支座四角高差不应大于2mm。

（2）固定支座安装时，上、下座板应相互对正，上座板中心应对准梁体支承中心，纵、横向允许偏差为3mm，平面扭转不得大于1mm。

（3）活动支座上、下座板横向应对正，纵向的错动量应根据安装支座时的温度与设计温度差及未完成收缩、徐变量进行计算确定，允许偏差为3mm。

（4）支座安装后，锚固支座螺栓，灌浆固定。

2.8混凝土浇筑顺序

混凝土的纵向浇筑顺序是由中间向两侧整体不分段同时进行；现浇混凝土槽型梁横向施工顺序先浇筑底板，养护达到强度要求后再浇筑两侧腹板。

腹板混凝土浇筑：两侧腹板混凝土要同步进行，以保持模板支架受力均衡。开始时分层不宜超过20cm，以确保倒角处混凝土振捣密实，一定要保证混凝土从内倒角处翻出。腹板每层混凝土浇筑厚度不得超过30cm，每层均要振捣密实，严禁漏振和过振现象，振捣器采用插入式振捣器。

底板混凝土浇筑：下料时，一次数量不宜太多，并且要及时振捣，尤其注意边角处与内翻混凝土的衔接振捣。底板不需分层浇筑。

混凝土浇筑采用快速、稳定、连续、可靠的方式一次浇筑成型，过程中随机取样制作混凝土强度和弹模试件，试件数量应符合规定要求，试件应分别从梁的底板、腹板同时取样，留足够数量的试件做同条件养护。

3.结语

对于桥下净空较低的跨线桥采用槽型梁是一种较合理的设计方案，本工程具有单孔跨度大、桥下净空低、施工期需保证桥下车辆通行等特点，采用的钢管桩加工字钢门洞支架方案不但较好的解决了施工安全与桥下通行的矛盾，还节约了施工成本，加快了施工进度，为类似桥梁应用及施工提供了宝贵经验。