严寒地区支架现浇连续梁施工技术研究

2014-08-15张黎

黑龙江交通科技 2014年5期

张黎

(中铁十六局第五工程有限公司)

1 概述

哈尔滨至齐齐哈尔铁路客运专线全长280.879m，设计时速250km。哈齐客专正线新建桥梁30座，总长173.231km，桥梁长度占线路长度的61.67％。沿线地处北纬46～47范围，最冷月平均气温均低于-17℃，极端最低气温-39.3，最大冻结深度2.72m，属严寒地区，是我国高纬度严寒地区第一条铁路客运专线。

大庆特大桥位于大庆市龙凤湿地自然保护区，保护区分布有湖沼沉积层，主要岩性为黏土、粉土、粉质黏土、淤泥质土、软黏性土及砂类土，厚度0.3～10m，局部地段常年有水，一般水深0.5～2.5m。大庆特大桥全长17956.72m，跨万宝专用线连续箱梁跨径为48.85+80+48.85m，桥下净空高度5.5m，万宝专用线要求的最小净宽4.88m，两条线平面交角很小只有19°11'。

2 支架施工

2.1 基础

龙凤湿地自然保护区地表水丰富，冻融现象明显，为确保支架地基沉降控制在允许范围内，基础采用Ф400mm、壁厚95mm的预应力混凝土管桩。预应力混凝土管桩承载力高、施工方便、施工受气候影响小，是严寒地区常用的基础形式。地面处预应力混凝土管桩顶，设C20混凝土条形基础做横向连接，条形基础上预埋连接法兰盘，连接钢管立柱。

2.2 钢管立柱

钢管立柱通过法兰固定在条形基础上，钢管立柱和预应力混凝土管桩竖向对齐，确保立柱和管桩只受竖向力，施工时要求它们定位准确。

2.3 贝雷梁

大庆特大桥与万宝专用线斜交角度很小(19°11')、连续梁梁高变化很大(3m)、桥墩高8m、既有线要求5.5m净空，这些制约条件增加了现浇支架的布置难度。采用双层贝雷梁设计的满足了各方面要求。

2.4 满堂支架

满堂支架立杆底座落于铺设在贝雷梁上的型钢上，选用不同的高度立杆以满足贝雷梁和梁底高差的变化要求。支架安装按相应规范要求办理。

2.5 外模结构

顶托上面布置横向15×10cm方木，横向方木上布置10×10cm纵向方木，横向方木上放15mm竹胶板作为底模。竹胶板尺寸1.2m×2.4m，每块面板应从一端赶向另一端，以保证面板表面平整。

2.6 内模结构

预应力连续箱梁内模均采用脚手架支撑，通过可调顶托调节高度，高压竹胶板作面板。内模骨架设计尽量少占净空，以利于箱梁底板混凝土的散料、振捣及内模的拆除。

3 支架预压

3.1 支架预压目的

为保证施工安全、提高现浇梁质量，在箱梁支架搭设完毕，箱梁底模衬板铺好后，对支架进行超载预压。预压的目的一是消除支架及地基的非弹性变形，二是得到支架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据。

3.2 支架预压方法

支架预压采用等载分级预压。最大预压重量为梁体自重的120％。加载时分级加载，按照60％、80％、100％、120％设计荷载分四级加载，预压荷载采用装满碎石的吨袋。在预压前先对底模的标高观测一次，在每加载一级后预压的过程中平均每2h观测一次，观测至沉降速度已降到0.5～1.0mm/d为止，将预压荷载按加载级别卸载后再对底模标高观测一次，预压过程中进行精确的测量，测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及基础下沉值，将此弹性变形值、基础下沉值与需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。支架预压荷载达到120％后，再预压7d，并记录观测数据。

3.3 测量方法

基础顶面、支架顶面和底模顶面设置测点，悬挂细铁丝，细铁丝下面悬挂重物。钢尺定时的测出重物和混凝土面的距离。测出加载前各测点的高程值，然后在每次加载、卸载时测量各测点的高程。根据测得数据进行列表，分出各对应情况下的数值并和理论计算值进行对照、分析，找出规律，为支架标高即立模标高的调整提供基础资料。

4 方案比较

4.1 施工安全

连续梁跨既有专用铁路，对施工安全性要求较高，相对挂篮施工，支架式现浇施工整体封闭，人员高空作业及坠物影响行车风险有所降低。

4.2 施工工期

黑龙江省大庆市属于高纬度严寒地区，每年的有效施工时间为4月中下旬至10月中旬，仅有6个月。挂篮式悬灌连续梁从桩基础到墩身、梁体，施工周期约为7-8个月。支架现浇正常5个月可以完成，可以避免跨年度施工。

4.3 质量控制

由于支架式现浇一次成型，整体性较好，预应力管道埋设张拉等工艺相对集中，便于控制，对整体质量的提高能起到决定性作用。冬季气温较低时，挂篮式悬灌连续梁施工中间节段要停止施工，这样对半成品的保护、梁面挂篮摆放位置、梁体悬空对整体线型的影响等问题都凸显出来，不仅增加了冬季防护措施的投入，而且对质量控制尤为不利。