宝兰客专铁路现浇变宽道岔连续梁施工技术

邵春

摘要： 本文结合宝兰客专自身特点，详细介绍了高架车站变宽道岔连续梁钢管贝雷梁柱式支架设计、现浇施工工艺流程、操作要点等，并进行经济社会效益的分析，为以后类似工程施工提供借鉴。

Abstract： Combined with the characteristics of Baolan Passenger Transport Line， this paper introduces the design of the continuous joist steel tube beam column stent of the widen turnout of the elevated railway station， the cast-in-situ construction technological process， key points of operation in detail and analyzes the economical and social benefits to provide the reference for future similar engineering construction.

关键词： 客专；道岔；连续梁；施工；技术

Key words： passenger transport line；turnout；continuous beam；construction；technology

中图分类号：U459.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0085-04

0 引言

目前国内客运专线铁路常规的现浇箱梁支架施工中，一般采用的施工方法有满堂支架法和钢管贝雷梁柱式支架法两种。满堂支架法是对地基进行加固和平整处理，然后搭设满堂支架现浇施工，具有施工简单方便、经济投入少的特点。该方法主要适用于工期较长、地质条件较好，场地较开阔平整的桥梁工程。但对于宝兰客专交川沟特大桥场地狭小、地势高差大、环保要求严、工期紧张以及变宽道岔连续梁结构复杂、支架高度较高等特点，如果采用满堂支架施工不仅地基处理难度较大，安全性降低，而且材料、人员投入也较大，施工的经济成本反而增加很多。经过方案比选，采用钢管贝雷梁柱式支架法施工更为经济、科学、合理。

1 设计概况

交川沟特大桥全长1057.5m。本桥为东岔车站四线桥，本桥设计两联变宽道岔连续梁分别是：2#墩～9#墩为 1联（31.85+5*32.7+31.85）m两线变四线道岔连续梁；28#墩-32#墩为1联（31.85+2*32.7+31.85）m四线变两线道岔连续梁。其中：

1.1 （31.85+5*32.7+31.85）m预应力混凝土连续道岔粱

总重量12277吨，全长228.7m，边跨计算跨度31.85m，中跨计算跨度32.7m，粱体采用等高度、变宽度的斜腹板单箱三室箱形截面，粱中线处梁高2.635m，箱梁顶宽20.5m～24.2m，箱梁底宽13.2m～17.3m，中腹板厚度40cm～110cm，边腹板厚度45cm～110cm。顶板厚度33.5cm～63.5cm，底板厚度30cm～60cm。箱室内顶板设90cm*30cm的倒角，底板设50cm*30cm的倒角。在箱梁支点处设置横隔墙，边、中支点处横隔墙厚度分别为130cm，200cm，每个室横隔墙上均设置100cm*130cm的过人洞，在每个中支点处的底板上预留一个R=40cm的进人洞。箱梁腹板设直径10cm通风孔，底板设直径10cm泄水孔，桥面顶板设置直径12.5cm的泄水孔。

1.2 （31.85+2*32.7+31.85）m预应力混凝土连续道岔梁

总重量为5325吨，全长130.6m，边跨计算跨度31.85m，中跨计算跨度32.7m，粱体采用等高度、变宽度的斜腹板箱形截面，由单箱四室过渡到单箱双室。粱中线处梁高2.635m，箱梁顶宽12.2m～20.42m，箱梁底宽5.3m～13.52m，中腹板厚度35cm～100cm，边腹板厚度45cm～100cm，顶板厚度33.5cm～63.5cm，底板厚度30cm～60cm。箱室内顶板设60cm*30cm的倒角，底板设50cm*30cm的倒角。在箱梁支点处设置横隔墙，边、中支点处横隔墙厚度分别为130cm，200cm，每个室横隔墙上均设置100cm*130cm的过人洞，在每个中支点处的底板上预留一个R=40cm的进人洞。箱梁腹板设直径10cm通风孔，底板设直径10cm泄水孔，桥面顶板设置直径12.5cm的泄水孔。

2 支架设计方案

经设计计算，交川沟特大桥道岔连续梁支架方案为：

支架体系结构自下而上由承台基础、钢管立柱、落模砂箱、钢横梁、贝雷梁、横向分配梁和方木、底模、侧模及支撑等构成。钢管立柱布于两端并支撑在承台上，中间设两排临时钢管支墩，采用1.5m厚混凝土承台基础。如图1所示。

中间临时支墩承台上采用2×9根Φ630mm×12mm钢管柱做支架墩身，桥墩承台上采用1×9根Φ630mm×12mm钢管柱做支架墩身，钢管与承台通过预埋钢板连接，钢管之间采用[28槽钢做连接系。钢管顶部为Φ630砂箱支座，砂箱上横桥向摆放双拼I45b工字钢做横梁。贝雷梁搭设在钢横梁上，贝雷梁采用标准321单层双排加强型。连续梁每侧翼缘板下均匀架设4片贝雷梁，腹板和底板下均匀架设36片单层加强型贝雷梁；地板下贝雷梁间距根据梁截面宽度不同而调整。贝雷梁上部横桥向铺I12.6工字钢作为分配梁，间距50cm，分配梁上面顺桥向铺10cm×10cm方木，用于支撑连续梁底模，方木间距为中-中25cm。现浇梁外侧模采用钢模板，内侧膜为钢木组合模板，整体一次架立。如图2所示。通过对其强度、刚度和稳定性进行检算，满足验标和规范要求。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

道岔连续梁主要施工程序：材料的储备和堆码地基处理基础施工（基础施工的同时进行贝雷梁的拼装）吊装钢管柱铺设钢横梁吊装贝雷梁铺设横梁、底模进行支架行箱梁各工序施工最后拆除支架。

3.2 主要工艺操作要点

3.2.1 临时支墩基础地基处理

由于交川沟特大桥所处的环境较为复杂，为保证箱梁的施工质量，针对不同地基情况，制定不同的施工处理措施，在满足施工要求的前提下做到经济合理。基础处理工程从每联箱梁墩柱施工完成后进行，处理工作连续、一次性完成。

根据现浇梁施工方案计算确定，临时支墩基础地基承载力必须达到200kPa以上，本桥址所在区域设计原地面地基承载力基本在200kPa以上，但局部地段不足200kPa，为保证地基承载力满足要求，临时支墩施工前对地基承载力进行试验鉴定，对不满足要求段进行换填处理。地基处理完成后通知中心试验室对地基承载力进行检测，检测合格后方可施工临时基础，对不合格段进行重新换填。

3.2.2 钢管立柱安装

①在钢管柱施工中，按设计的柱长进行合理配管，配管后进行逐节吊装，吊装时应尽量垂直，垂直度不大于1%（采用吊垂球的方法）。底部与预埋钢板焊接，焊缝必须饱满、密实。钢管与钢管连接处、钢管柱与横向槽钢连接处设法兰盘，进行加固。各钢管柱之间横向、斜向均采用工字钢或槽钢进行连接。并保证焊接质量。

在钢管柱顶部，放置砂箱，用于预压后调整标高以及后期拆除支架时用。铁砂箱的高度一般以 50～80cm 为宜。

②在已有承台安装钢管立柱时，墩身与钢管柱必须进行有效连接，连接采用 I16 的槽钢，墩身面垫钢板（或预埋钢板、预埋螺栓），用膨胀螺丝加固钢板或焊接钢板。

3.2.3 铺设钢横梁

铁砂箱上部铺设钢横梁，结合工程的实际情况，可采用工字钢或贝雷梁，本工程经过验算后采用双拼I45b工字钢做横梁。横横梁可以有效的将上部荷载平均的分配至下部的钢管柱上，避免下部产生受力不均匀。

3.2.4 吊装贝雷梁

钢横梁上架设拼装好的贝雷梁，严格控制贝雷梁与贝雷梁之间的间距，由于道岔梁截面变化，贝雷梁的间距也进行适当调整。为保证支架的稳定，在每跨 1/4、3/4 处的贝雷梁下部，加设一道通长的 I14 的槽钢，将整个支架体系的贝雷梁有效的连接，采用 U 型螺栓将槽钢和贝雷桁架紧固。

3.2.5 铺设横向分配梁及连续梁底模

贝雷梁上部铺设横向分配梁，本工程采用I12.6工字钢。

底模必须根据梁底的截面尺寸进行设计，同时底模的布置，必须经过严格的验算。

3.2.6 支架预压预拱度设置

在支架拼装好，底模安装完成后，对支架进行预压试验，预压荷载取最大施工荷载的 1.1 倍，在支墩附近、1/4 跨、1/2 跨、3/4 跨以及悬臂端部等位置的支架顶面（模板上）和地面上设置观测点，观测沉降量变化，在预压加载之前观测读数作为始读数，在预压加载完成后按 1 次/6h的频率观测支架的变形和地基沉降情况。待沉降稳定后方可卸载。卸载后，及时观测支架沉降量和回弹值，计算出支架的弹性变形与非弹性变形值，非弹性变形值可在预压结束后予以消除，而弹性变形则做为支架箱梁施工预留沉降量的依据。

底模标高控制为：H=h+r+Δ

式中：H-底模立模标高；

h-设计梁底标高；

r-梁跨各断面的设计预拱度；

Δ -预压后各相应断面的弹性变形沉降量。

3.2.7 模板安装

①模板安装时确保接缝严密，侧模与底模采用双面胶进行密封。模板安装后涂刷隔离剂；模板安装时，要确保梁体的各种预埋件安装牢固，位置正确，支座板高差小于1mm。

②在浇筑混凝土过程中安排专人对模板巡视，随时检查模板上易变形或松动的部位，对漏浆或跑模现象即时处理；模板安装各部位允许偏差符合设计图纸与现行施工规范的要求。

③模板拆除时，先将各调节杆松开，然后拆除各部。模板松动时，先松翼缘板后再松底板模板，先松跨中后松墩侧，横向对称进行松动。

3.2.8 钢筋加工及安装

①钢筋加工。钢筋加工基本要求：钢筋加工前，将钢筋表面的油渍、漆污和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。加工后的钢筋在表面上无削弱钢筋截面的伤痕。钢筋平直、无局部折曲。

②梁体钢筋绑扎。

1）按梁段主体钢筋不同的间距制造相应规格的定位卡尺，定位卡尺要有一定的钢度，并经常校正其准确性。

2）钢筋正式绑扎前应根据现浇梁梁段模板的特点，先研究每根钢筋的穿插就位顺序，以减少钢筋绑扎困难。

3）每层钢筋之间要点焊定位钢筋作支撑，确保每层钢筋之间间距符合规范要求，保持每层钢筋在同一平面内不翘曲。绑扎用的铁丝向里弯，不得伸向保护层内。

4）钢筋骨架安装时，为保证梁段梁体各部位保护层厚度，在钢筋与模板之间必须使用垫层支承。混凝土保护层垫块采用的混凝土垫块其强度与梁体设计强度相同，垫块安装后应进行固定，以防止垫块松动灌注混凝土后，影响梁体外观。混凝土保护层垫块应根据不同的保护层厚度和混凝土表面位置设计不同规格的混凝土垫块，安装时垫块应与钢筋固定牢靠，确保钢筋绑扎和吊装时不松动、不移位。

5）为保证预应力管道的平顺，在桥面钢筋与梁体腹板、底板钢筋安装过程中，梁段梁体钢筋与预应力管道（或桥面钢筋）相碰时，依设计可适当移动梁体构造钢筋或进行适当弯折。

3.2.9 混凝土施工

①梁体混凝土浇筑顺序。

混凝土浇筑采用斜向分段、水平分层的方式连续浇筑，先从箱梁两侧腹板同步对称均匀进行。

②混凝土振捣注意事项。

1）以插入式振捣器振捣。要垂直等距离插入到下一层 5～10cm 左右，其间距不得超过 60cm，振捣到砼表面出现灰浆和光泽使砼达到均匀为止，抽出振捣棒时要缓些，不得留有孔隙。

2）振捣时严禁碰撞模板及预埋件。

3）砼养护：混凝土浇筑完毕，立即进行潮湿养护，根据养护期间大气温度及湿度按照规范要求确定潮湿养护天数。定期对梁体进行撒水，保证混凝土表面潮湿，防止出现裂纹。

3.2.10 预应力施工

箱梁混凝土浇注完后，待混凝土初凝后，开始预应力筋的安装。待混凝土强度和弹性模量达到设计强度的100%进行张拉。张拉采用双控，以张拉力为主，用伸长值进行核对。

3.2.11 拆除支架

道岔连续梁拆除支架前先将卸砂孔的砂子放出，为了保证梁体同时下落，应同时放出卸砂孔的砂子。待砂子放出后，整个贝雷梁会随着砂箱沉落与主梁分离。拆除纵向工作平台防抛网、防护栏杆；拆除贝雷梁横向联系结构，再将翼板下的贝雷梁支架分组用卷扬机拖到吊车可吊到的作业范围内，用吊车两点起吊后缓慢吊装在平板车上运至下一孔，底板下的贝雷梁同样先用用卷扬机向两侧横移，用同样办法吊走。横梁和钢管立柱用吊车吊走移位。

拆除及落架遵循全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，从跨中向一侧预留拆梁支架将贝雷梁拖出，然后依次循环拆除。

4 总结分析

宝兰客专东岔车站为高架车站，位于交川沟特大桥上。该桥道岔连续梁由原设计的满堂支架法施工改为采用钢管贝雷梁柱式支架法进行施工，于2015年11月按期顺利合拢。钢管贝雷梁柱式支架法的采用彻底解决了该施工地段场地狭小、地势高差大，环境保护要求严的难题，并取得了良好的技术、经济和社会效益。主要表现为：

①交川沟特大桥工程位于甘肃省天水市麦积区东岔镇立远村交川沟内，沟谷河流湍急，场地狭小，地势高差大，加上道岔连续梁结构复杂，截面积既大又宽（最宽处24.2m），采用钢管贝雷梁柱式支架法施工，占地面积小，且通过调整临时支墩的高度可以适应不同地势高度，通过调整临时支墩基础的长度和钢管立柱间距可以适应不同截面箱梁的宽度，从而减少了大量的场地平整和基础处理的费用，安全性能也得到了更好的保证。

②交川沟特大桥工程地处小陇山国家森林公园，环境保护要求严。与满堂支架施工相比，采用钢管贝雷梁柱式支架法施工，占地面积更少，从而减少了对河道及植被的破坏，场地恢复更快、更环保。

③钢管贝雷梁柱式支架法施工采用的钢管和贝雷片周转速度更快，现场安装更便捷，支架受力结构体系简单明了，与满堂支架相比，更加安全可靠，经济合理（技术指标对比如表5所示）。支架的合理设计和布置，确保了梁体砼浇筑完成后砼的内实外美，同时很好的控制了梁体的线型。

④此支架法施工，对现场的场地规划提供了很大的空间，为更好的进行现场文明施工提供了便利条件。

⑤通过施工过程的控制和方案不断完善，总结形成了一套符合宝兰客专现场施工实际的客运专线铁路道岔连续梁施工技术，对今后类似工程施工具有很好的指导和借鉴意义。

参考文献：

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[2]铁建设[2010]241号，高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].

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