高速铁路简支箱梁的快速施工技术

2019-07-08班玄耀

价值工程 2019年16期

班玄耀

摘要：为了减少施工时间，提高施工区域及其周围的安全性，针对既有桥梁工程的确定性体系，通过对黄河特大桥的施工方案的优化，探索黄河特大桥的施工工艺和施工组织方法，对各个施工阶段进行研究，以缩短工期为目标，最大程度提升工程综合效益。通过对黄河特大桥的混凝土简支箱梁快速施工方案研究，把节段预制胶接方案修改成了支架现浇方案，最大限度的缩短了施工占用的时间，减轻了对周围环境的影响，降低或避免了长时间高空作业，减少了施工危险等，实现了黄河特大桥的快速施工以及提升经济效益。

Abstract： In order to reduce the construction time and improve the safety of the construction area and its surroundings， the construction process and construction method of the Yellow River Bridge are explored by optimizing the construction plan of the Yellow River Bridge for the deterministic system of the existing bridge project. Research on each construction stage is carried out to shorten the construction period and maximize the comprehensive benefits of the project. Through the research on the rapid construction scheme of the concrete simply supported box girder of the Yellow River Bridge， the prefabricated gluing scheme of the section was modified into the stent cast-in-place scheme， which minimized the time occupied by the construction， reduced the impact on the surrounding environment， reduced or avoid long-time high-altitude operations， and reduced construction risks， etc.， so the rapid construction of the Yellow River Bridge is achieved and the economic benefits is improved.

关键词：快速施工;方案优化;工程综合效益;施工组织

Key words： rapid construction;program optimization;engineering comprehensive benefits;construction organization

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章編号：1006-4311（2019）16-0106-03

0 引言

高速铁路建设与发展对我国经济发展起到了重要的纽带和动脉作用，高速铁路运输的低碳、节能功能明显以及产生的同城效应，已经成为我国现代化交通体系的主干。如何在建设期科学评价控制性桥梁工程对工程建设综合效益的影响，优化桥梁工程施工方案和管理[1-2]，组织桥梁工程快速施工，配套先进施工技术和工艺确保工程施工质量[2-3]，采用合理的机械综合配套技术及管理，提高工作效率[4-5]，是当前高速铁路桥梁施工中应重点研究和解决的理论与实践课题，也是促进中国高铁施工技术与管理创新和引领的重要途径。

本文主要通过对项目的工程综合效益分析，以缩短工期来提升综合效益，进行了施工方案和施工技术的优化，采用了新设备，完善了施工组织管理，最后缩短了工期，降低了成本，质量和环境也得到了很好的控制。

1 工程概况

本桥为13孔56米单箱单室预应力混凝土简支梁，位于西北地区，冬季气温零度以下，施工任务重、工期紧张，重点工序多、复杂的技术工艺多、工程接口复杂，环保要求高。

2 施工优化

按照原施工组织（节段预制胶接拼装）安排进行施工，在2017年11月份刚能完成拼装，将会使若干特大桥或特殊结构等的控制性工程进入冬季施工，基于当地的地理特征及气候状况势必会增加工程造价，并且对于工程的质量也难以保证最优。而且由于所需的节段预制的架桥机械供应紧张会影响进场时间。上述情况对工程的成本管理及工期管理会产生副作用，对工程项目综合效益的实现是不利的。

科学合理的施工方案既能满足设计使用功能，又可以减少成本支出，提升经济效益[6]。根据现场实际情况为此提出进行施工方案优化，实现快速施工，结合实践经验进行技术、经济评估，资源有效利用率分析[2]。尽量避开冬季施工，保证工程质量，满足工期要求，工程方案为：某黄河特大桥17#-30#墩原设计为56米节段预制拼装箱梁变更为支架现浇，节约工期及成本。

现浇支架采用墩梁体系，下部结构采用钻孔灌注桩基础、钢管桩立柱，上部结构采用刚度大、跨越能力强的新型组合式桁梁，侧模高空自动纵移，支架的转运采用整孔分组整体拆除、转运、安装。投入支架及底模、外模、内模。箱梁施工从17#向30#墩逐孔施工，28#-29#现浇支架布置图如图1所示。

贝雷梁应用于桥梁快速施工中可实现经济、安全、快速的目的[7]。由于桥墩高度不高，跨度大，采用贝雷梁会减少基础处理，节约工期，故现浇梁支架采用钢管贝雷梁形式，每跨设置4排钢管，靠近桥墩处钢管直接以承台作为基础，跨中两排钢管基础为钻孔桩基础。浇筑模板采用整体式钢模板。

3 项目效益分析

项目综合效益的实现受工程建设工期、投资、质量、安全等多方面因素影响。其中工期因素直接影响综合效益的实现时间，是最直接的影响因素。要在工程整体协调中找到“好”与“快”的平衡，找到合理的工程工期。工期是工程建设的高价资源，工期提前一天，就意味着直接间接的综合效益可以早实现一天。科学合理的时间安排还会影响工程的质量，而高质量又意味着工程的可靠性、耐久性、适用性、安全性和经济性好，以及运营费用会降低。

快速施工中缩短工期能有效提升项目综合效益，但工程建设是多目标的系统工程，科学合理的工期应同时满足工程安全、投资、质量等多个项目管理目标，同时还要充分考虑工程建设本身的技术难点和自然条件。快速施工对项目综合效益的因果关系图如图2所示。

4 项目效益对比

4.1 工期对比

节段预制胶接拼装方案：由于要采购设备和建设梁场需要3个月工期，梁场的建设时间从2016年10月16号开始，根据箱梁拼装施工将于次年11月3日完成，其他控制性工程进入了冬季施工，不能满足总工期要求。而且国内节段拼装架桥机也均被其他工程占用，预计最早下场时间将在2017年2月，进场时间无法满足本工程项目的工期要求。

支架现浇方案：受当地气候条件的制约，尽量避免冬季施工，每孔梁需要15天，一共需要165天工期，将于2017年3月进行第一孔混凝土浇筑，竣工日期在同年7月中旬。

4.2 质量控制

节段预制胶接拼装：根据方案必须在冬季进行节段梁预制施工，虽然可以采取蒸养等冬季施工措施，但是仍需承担质量控制的风险。预计在4月份开始架梁，但在西北地区春季的气温较低影响拼装环氧树脂胶工作性能。

支架现浇方案：避开了冬季施工，质量容易控制。

4.3 环境影响

节段预制胶接拼装：需要建设预制场，占用农田;梁存放过程中碱性水等容易溢出场地外造成污染。

支架现浇方案：不需要建设预制场，不占农田，降低了征用田地的协调难度。

4.4 安全对比

节段预制胶接拼装：提梁机和架桥机均为大型起重设备，施工过程中存在较大的安全隐患;提梁存梁运梁均也存在较大安全隐患，都是重大的危险源。西北地区春季风力较大，对于架桥机工作的安全和效率有很大影响。

支架现浇方案：支架体系为重大危险源。原方案存在三个重大危险源，而本方案只存在一个，也方便了对重大危險源的管控，可以极大的提高施工的安全性。

4.5 成本控制

节段预制胶接拼装：13孔预制梁的制造和架设以及预制场的建设总计3777.73万元。

支架现浇方案：钢材、混凝土、新型组合式桁梁以及模板的费用总计3209.65万元。与原方案比省去了冬季施工成本，不需要预制场建设，减少了征地，节约了前期投入，减少了架桥机等大型设备的投入;但是增加了现浇支架、大型起吊设备等方面的投入。

5 施工组织及方法

5.1 施工工序优化

支架架设进行钢管立柱、柱间连接系及砂筒、柱顶分配梁和贝雷梁安装。支架采用2孔支架循环施工，施工工序是：2孔支架架设，支架架设完成后先在贝雷梁上预压，再利用预压沙袋预压临时墩，统一铺设2孔箱梁底模，同时进行第一孔侧模、内模安装和钢筋绑扎，然后进行混凝土浇筑同时进行第二孔钢筋的绑扎，待混凝土浇筑完成强度达到拆模强度，拆除侧模，前移侧模至下一孔，浇筑后，混凝土达到张拉强度方可进行张拉、压浆，拆除底模及支架，依次循环施工直至13孔箱梁全部施工完成。

5.2 技术措施

①箱梁模板采用整体式钢模板，侧模为移动式液压钢模板（自制），在墩顶设置纵向移动轨道，内模采用可移动的组合式钢模板，在第二孔拼装内模，内模拼装完成后，利用轨道滑移到第一孔，达到了技术设备的创新，节约了每孔模板安装和模板拆除的时间，降低了施工作业时间。钢筋绑扎胎具（自制）的采用，加快了钢筋的绑扎速度，缩短工序过度时间。

②混凝土采用分层浇筑，混凝土要求连续进行，其间歇时间要求小于前一层混凝土初凝时间。振捣采用插入式振捣器进行振捣，振捣时“快插慢拔”，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，确保混凝土质量。

③大体积混凝土水化热比较大，会造成梁开裂，故桥墩和承台施工时采用冷却水管，防止混凝土水化热过大影响混凝土质量和安全，确保下一步施工如期进行。

④确保足够的混凝土及其他原材料的供应，保证不会因为材料供应链断裂造成施工的停滞影响施工进度。

6 结论

①将某黄河特大桥17#-30#墩的13孔原设计56米节段预制胶接拼装箱梁变更为支架现浇的施工方案优化中，将此部分工程工期提前114天，并节约费用568.08万元。同时也有效避免了材料涨价带来的风险。

②施工的组织优化保证了施工过程的连续性，缩短了工期，提高设备利用率，节约额外支出。

③方案优化后，避免冬季施工，提高环氧树脂胶工作性能，并能更好地控制砼工程质量，避免了检测质量不合格后再建时造成的造价及工期浪费。改预制拼装为现浇支架后，不再需要预制场地，减少了征地费用和碱性水污染。施工组织优化方案不仅带来工期效益，也产生造价节约，对工程的综合效益贡献显著。

参考文献：

[1]刘建文，冯亦文.城市高架桥快速施工管理与技术[J].中国建设信息化，2012（08）：120-122.

[2]程志国.西姜村高架桥快速施工技术[J].铁道建筑技术，2013（11）：15-17.

[3]王宏坤.大跨度连续梁桥快速施工技术[J]铁道建筑，2014（2）：36-40.

[4]黄健.李子沟特大刚构-连续梁桥快速施工机械综合配套技术[J].铁道标准设计，2002（2）：16-18.