四川青南大道跨达成铁路变高度转体桥施工方案优化研究

侯云峰，王 威

（黄河明珠水利水电建设有限公司，河南 三门峡 472000）

四川青南大道跨达成铁路变高度转体桥施工方案优化研究

侯云峰，王 威

（黄河明珠水利水电建设有限公司，河南 三门峡 472000）

四川青南大道跨达成铁路变高度转体桥原设计方案存在工期滞后、质量不易控制等问题，针对工程特殊性和施工特点，采用整体浇筑两次预应力张拉施工优化方案。分析了优化方案预应力施工工序、控制要点，探讨了支架搭设方案比选、整体浇筑时的注意事项、钢束预应力施加及质量控制方法等。

青南大道；达成铁路；变高度转体桥；优化方案；施工控制

0 引言

四川青南大道建设工程位于四川省成都市青白江区，道路全线长13.6 km，途经姚渡、青泉和福洪3个乡。其中，青南大道在公路里程K10+609.637位置跨达成铁路，对应铁路里程为K122+433.976，道路与铁路交角84°。达成铁路为双线快速铁路，线间距为4.2m，通行和谐号动车组。为保证铁路路基安全，列车通行顺利，本桥采用上跨铁路方案，并采用转体法施工。即，在铁路靠龙泉一侧完成桥梁梁体及桥面系施工，待其达到张拉强度以后，施加预应力，脱架转体就位。

青南大道跨达成铁路分离式转体桥位于福洪乡境内，孔跨布置为2×40m，梁体采用变高度预应力混凝土箱梁，为直腹式单箱四室等截面箱梁。梁体根部梁高为4.2m，边支点处梁高为2.0m，梁顶宽为23.0m，梁底宽为18.0m。桥面纵坡为3.42%、横坡为2.0%，桥面横坡通过箱梁腹板变高度实现。根据桥体内钢束的布置和腹板的位置，原设计将其划分为8段，采用分段浇筑、分段张拉的施工方案。该方案每段施工工序相同，整个桥身需重复浇筑、张拉工序8次，工期较长，整体桥身施工的计划工期无法保证。于是，设计单位对原方案进行了优化。优化后的施工方案在保证质量和安全的前提下，减少了重复工序环节，缩短了施工周期，为青南大道建设工程全线贯通争取了时间。笔者对该工程优化方案的施工工序、控制要点及注意事项进行研究，以期为大跨度连续预应力箱梁施工提供参考。

1 原设计方案分析

1.1 原设计方案

原方案中，2×40m变高度预应力混凝土T构箱梁从中墩中心线向两边对称施工。转体前，箱梁需分7段浇筑、张拉。转体后，再进行后浇段的浇筑、张拉。每段施工流程为：支架基础处理→支架搭设→支架预压→底腹板模板安装→底腹板钢筋安装→预应力钢绞线、波纹管安装→混凝土浇筑→顶模安装→顶翼板钢筋安装→预应力钢绞线、波纹管安装→混凝土浇筑→养护→预应力张拉→真空压浆→封锚继续养护→支架模板拆除。

从施工流程可见，搭设分段脚手架、支架预压、钢模安装、绑扎钢筋、布设钢绞线和预埋件、浇筑混凝土、混凝土养护、预应力张拉、压浆、拆模板、拆脚手架等工序需要重复8次。为满足箱梁预应力混凝土相关技术要求，每段浇筑的混凝土需达到设计强度要求方可拆除钢模板及脚手架，由此造成脚手架材料占用时间长、施工周期长。如此施工，每段至少需12 d工期，完成转体桥的工期至少需96 d。

1.2 采用原设计方案产生的影响

1.2.1 工期影响

成都铁路局要求该工程在6个月内完成桩基、承台、桥墩、桥身、脱架转体等施工任务，以确保春运期间铁路的安全运行。由于桩基、承台施工及相关试验完成后已进入11月，施工工期剩余80多天，而原设计方案需要96 d工期，进度无法保障。另外，受铁路局要求春运期40 d内不能施工的限制，将使工程整体工期滞后。

1.2.2 质量影响

按原设计方案实施，将会在桥身产生7道施工缝，对桥身整体刚度、耐久性、使用寿命及整体美观性都产生影响。另外，分段张拉需每次计算钢束伸长量和张拉控制力，对桥身的整体形变量不易控制。

1.2.3 资金影响

由于本工程为BT项目，工期滞后将无法保证资金按期回收，严重影响到公司切身利益。

2 优化方案分析

为了减少重复工序环节，缩短施工周期，经研究，采用整体浇筑、两次张拉的优化施工方案。即，将原设计重复的8段施工调整为将其7段整体浇筑、一次张拉，待其托架转体后，再进行剩余1段的浇筑与张拉。

2.1 工期优化

在转体前，整体现浇箱梁（2×36m），待混凝土强度达到要求后，整体张拉预应力。该段工期需40 d。转体后，进行后浇段（2×4m）施工，再张拉通长束，工期需12 d。采用优化方案后，整个桥身工期只需52 d，大大缩短了施工周期。

2.2 质量优化

在施工过程中，有效地减少了施工缝数量，增加了桥身的整体刚度和耐久性。在钢束通长张拉过程中，也能更好地控制桥身的整体形变量。另外，整体浇筑的外观、线性美观、整体刚度也较好。

3 优化方案预应力施工工序及控制要点

3.1 预应力施工工序

（1）在箱梁混凝土强度达到设计强度的90%且龄期不小于5 d以上时，进行预应力施加。施加预应力时，先逐根张拉纵向预应力束，再张拉横向预应力束，最后张拉竖向预应力束。（2）纵向和竖向预应力及顶板横向预应力管道采用金属波纹管。钢绞线的穿束采用从一端开始人工和卷扬机配合进行穿束。混凝土浇筑后，及时通孔、清孔，将固定封锚端管道密封严密。（3）根据施工情况，浇注的混凝土初凝后，进行钢束穿束。逐段预应力施工完毕后，对波纹管内进行压浆处理。（4）预应力埋设采用定位钢筋控制。定位钢筋采取焊接的方法与其他钢筋进行牢靠固定。在波纹管的曲线段，钢筋网片的间距进行加密。（5）锚具安装时，锚下垫板平面与钢束管道垂直，锚孔中心对准管道中心。钢束管道与锚具端头采用填塞麻絮等措施进行封堵处理。（6）张拉时，在初始张拉力（设计张拉吨位的15%）状态下，注出标记，采用张拉力与伸长量双控的方法实施张拉。钢绞线张拉控制应力值为：顶板采用1 302MPa、腹板采用1 395 MPa，持荷5min。对于直径为25mm的精轧螺纹钢筋，张拉控制强度为269kN，持荷5min。（7）预应力束张拉完毕后，严禁撞击锚头和钢束，以保证锚具与预应力钢绞线的质量。钢绞线多余长度用切割机切除。

3.2 纵向预应力筋张拉施工控制要点

（1）各种管道在张拉之前，根据监测单位测出的管道摩阻力绘出P－S曲线，以校核控制张拉力和确定初始张拉力。（2）混凝土抗压强度必须达到设计锚固强度后，才可进行张拉。（3）要求两端同步施加预应力和控制伸长量。当两端伸长量相差较大时，应查找原因，纠正后再张拉。（4）为确保长束群锚钢绞线受力均匀，在张拉之前，先用小吨位千斤顶将钢绞线逐根预张拉。（5）当张拉束中有一根或多根钢绞线产生滑移时，若能满足设计要求，可采用单根或整束超张拉。否则，应退出全部夹片重新张拉。若钢绞线刻痕较大时，应换束。（6）张拉后发现夹片破碎或滑移时，应在换夹片后，再行张拉。张拉后的回缩量大于设计规定值时，亦应重新张拉。

3.3 竖向预应力筋张拉施工控制要点

竖向预应力钢筋分两级张拉，每级张拉完成后，应及时旋紧螺帽，并采用扭力扳手监测扭矩。第二次张拉到σk时，停止张拉（后次压紧变形值小于1mm）。伸长量计算应根据受力钢筋的实际伸长量进行计算。伸长量不足时，采用多次反复张拉，直至达到设计伸长值。竖向预应力筋张拉施工质量控制要点为：（1）下料后，两端戴帽，在张拉台上逐根预拉，预拉力为100%бk。（2）竖向筋应随用随搬运，不宜在施工现场长期堆放。（3）严禁在受力筋上接电焊地线，严禁使用电切割下料。（4）加强张拉安全防护。竖向预应力筋如不进行预拉检查，其拉断率大致为3%～5%。

3.4 横向预应力筋张拉施工控制要点

（1）严格控制管道安装质量。保证设计要求的空间曲线，避免钢筋挤压管道。接口应严密，不得漏浆。（2）锚垫板定位要准确、安装要牢固，严禁垫板与管道之间出现折角。（3）浇筑时，混凝土不许直接倾倒在导管上。振捣时，严禁振捣器碰撞导管。（4）千斤顶必须按规定进行标定和检查。

4 优化方案需注意的相关问题

4.1 支架搭设方案比选问题

本桥为大体积混凝土现浇梁施工，支架的稳定性和变形量是决定现浇梁施工成功与否的关键［1］。桥体支架方案选择时，通过比较扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架及门式钢管脚手架的适用性、稳定性、承载力等条件，选用了碗扣式钢管满堂脚手架。该脚手架碗扣节点支撑传力方式，承载力较大，稳定性强，并可根据箱梁底部形式任意组装。

在支架施工前，对地基处理的范围与深度、地基承载力、高程及平整度、排水措施等进行检查［2］，并对支撑体系的立杆、横带、纵带、地基承载力之间相互验算，从而制订针对性的地基处理和搭设方案。

4.2 整体浇筑时需注意的问题

（1）整体浇筑连续预应力箱梁时，先浇筑底板和腹板，再浇筑顶板和翼板。为避免浇筑过程引起压力不均匀，导致基底不均匀沉陷或模板侧向压力不匀，再引起支架变形，两次浇筑均应从跨中向两支点对称进行［3］。（2）认真选择混凝土的坍落度，控制好底板与腹板、顶板混凝土的间隔时间，使底板既不“拥起”，避免“掏灰”，腹板又不出现施工缝痕迹［4］。

4.3 钢束预应力施加及质量控制问题

（1）张拉控制力在施工设计图中均有明确要求，但一般指锚下控制应力。为了精确控制锚下应力，应根据钢束的长短和夹片锥度的技术参数，并综合考虑混凝土压缩变形、锚口摩阻预应力损失后，按长度分批确定实施时的张拉控制应力。（2）预应力连续箱梁的张拉顺序恰当与否不仅关系到预应力损失的大小和施工支架搭设的经济性，还影响到箱梁结构安全。桥幅越宽，影响越大。该工程设计的张拉顺序为：腹板束→横梁束→顶底板束→桥面板横向束，并按先长束、后短束的原则进行。经验算后发现，横梁顶面配置的钢筋远不足以抵抗横梁承受荷载所产生的弯矩。所以，将张拉实施的顺序调整为：第一批横梁束→腹板束→第二批横梁束→顶底板束→桥面板横向束→端横梁剩余钢束，并按先长束、后短束的原则进行。调整预应力张拉顺序后的结果满足了设计和规范要求，达到了预期的效果。

5 结语

四川青南大道跨达成铁路转体立交桥为青南大道建设工程的一个重要节点。该桥梁采用整体浇筑、2次预应力张拉的施工方案，在保证质量和安全的前提下，缩短了施工周期，有效解决了春运对工程的施工干扰，为青南大道建设工程全线贯通争取了时间。同时，也大大降低了施工成本。

［1]范兴华，李景玉，王永康.等截面大跨度预应力混凝土连续箱梁整体现场浇筑及张拉施工技术［J］.北方交通，2002（25）：40-42.

［2]王涛，葛燕锋.浅谈某跨铁路预应力混凝土桥转体施工质量控制［J］.中国高新技术企业旬刊，2015（1）：110-112.

［3]JTG TF50-2011，公路桥涵施工技术规范［S］.

［4]陈晓祥.混凝土连续箱梁一次浇注施工［J］.城市建设理论研究，2011（25）：25-26.

[责任编辑 杨明庆]

Sichuan Qingnan Road Dacheng Railway Variable Height Swivel Bridge Construction Scheme Optim ization Research

HOU Yun－feng，WANG Wei
（Yellow Pearl Water Conservancy and Hydropower Construction Co.Ltd，Sanmenxia 472000，Henan，China）

There are some problems of Sichuan Qingnan Road Dacheng Railway variable height swivel bridge original design scheme，such as project delay，quality control.Aiming to the particularity and construction feature of construction，it uses overall pouring twice prestress tension optimization scheme.It analyzes optimization scheme prestress construction procedure，control keypoint，and discusses the stand setup scheme comparison and selection，overall pouring attention matters，steel cable prestress and quality control methods and so on.

Qingnan Road；Dacheng Railway；variable height swivel bridge；optimization scheme；construction control

U445.47+1

A

10.13681／j.cnki.cn41-1282／tv.2017.01.006

2016-06-12

侯云峰（1978-），男，河南三门峡人，工程师，主要从事水利水电工程项目管理工作。