高速铁路桥梁连续梁工程施工技术

南班河大桥DK415+127.482~DK415+448(3#墩~6#墩)全桥长度318.4m,该桥位于景洪市与勐腊县交界处,其中0#~4#墩台位于景洪市,5#、6#墩台位于勐腊县,该桥距离南班河与澜沧江交叉口约1km。该桥4#墩墩高50.5m,5#墩墩高59.5m,均为连续梁主墩,跨南班河。基础设计采用钻孔灌注桩

2020.12.26

1 工程概况

南班河大桥DK415+127.482~DK415+448(3#墩~6#墩)全桥长度318.4m,该桥位于景洪市与勐腊县交界处,其中0#~4#墩台位于景洪市,5#、6#墩台位于勐腊县,该桥距离南班河与澜沧江交叉口约1km。该桥4#墩墩高50.5m,5#墩墩高59.5m,均为连续梁主墩,跨南班河。基础设计采用钻孔灌注桩、矩形承台、下部结构设计采用空心桥墩,上部结构设计采用(56+96+56)m悬臂浇筑预应力混凝土连续梁。本桥为(56+96+56)m预应力混凝土连续梁,桥梁长209.4m(含两侧梁端至边支座中心各0.7m);连续梁采用挂篮分段悬臂灌注施工。梁体采用C55混凝土浇筑;梁体按全预应力结构设计,纵向、横向、竖向设预应力。

2 挂篮施工

(1)挂篮设计。本桥采用菱形挂篮施工,由专业厂家设计并经专业设计单位计算复核。

(2)挂篮制作。由于本桥所用挂篮结构较大,承受荷载也较大,其加工质量是确保施工安全和施工质量的关键。因此挂篮的加工必须选择质量过关的专业厂家。对底模前后横梁上的吊带、菱形桁架等重要部位的焊接质量必须逐一进行探伤检查并加载试验,合格后方可出厂。

(3)挂篮预压。挂篮加工完成后,采用在场地用精扎螺纹钢反拉预压的方式来检测菱形架的承载能力和加工质量。

(4)挂篮拼装。

主构架安装:①安装垫梁,借助锚具把垫梁锚固定在梁体竖向预应力精轧螺纹钢处;②安装下导梁,用螺栓把限位导轨与限位角轨紧密连接,并保障导梁固定在垫梁上方;③安装主构架。先把前后斜杆、下弦杆和立柱拼接成菱形构架;再将其吊装至0#块桥面上,同时利用挑梁和φ32精轧螺纹钢把菱形构架固定在导梁上;④安装前上横梁;⑤安装主构架横联。

安装底模平台:①用枕木搭设底模组装平台;②在底模平台前后分别进行前后下横梁的安装;③安装前后工作平台。

底模平台就位:①用塔吊把底模施工平台升到图纸设计位置;②安装后下横梁下吊杆;③安装前下横梁前吊杆;④验收检测,检测主构架系统和底模系统是否拼接成一个完整的承重结构。

侧模安装:①在桥下地面位置拼接好外模桁架、外侧模以及桁架各片之间的纵向连接系,确保左、右两侧模板和桁架各自形成一个整体。要求模板表面平整度≤5mm;②再借助塔吊把外侧模吊起并与底模平台固定,安装前工作平台外侧模安全网;③分别安装外滑梁前后拉杆;④挂篮的主要部件安装成功后,依据1#段的设计位置调整挂篮的中线、水平位置和各点标高,同时测量布置预埋件、预留孔位置,最后在模板上涂抹专用脱模剂;⑤安装内模、端模。

外侧模和底模安装完成之后,就可以开始底板钢筋网片的安装工作,主要包括安装底板纵向预应力筋波纹管、捆绑腹板钢筋、通风预留孔模型、腹板纵向预应力筋波纹管以及腹板竖向预应力筋波纹管等。内侧模安装时,借助塔吊将滑梁吊起并与前后滑梁紧密连接。等到所有模板安装结束后必须要有专门的监管部门进行检测,检查合格即可进行混凝土浇筑。

挂篮拼装工艺为:轨道安装、锚固→主桁片安装→后锚杆锚固→主桁前、后横梁桁片安装→主桁上下平联安装→底平台安装→外模系统安装→内模系统安装→悬吊工作平台安装。

图1 合拢段合拢锁定布置示意图

3 混凝土施工

混凝土施工过程需要严格按照规定进行具体操作,其主要施工步骤为:先将混凝土浆液送至拌合站充分搅拌,之后在输送泵内投入模板,最后用插入式振捣器进行振捣环节。在配制混凝土浆液时,需要专业试验人员将浆液报告单送至监管部门,获得监管部门同意签字之后才能具体实施到桥梁施工中。同时在进行模板安装、钢筋安装和预留件安装时,也需要获得监管部门认可才能继续进入下一浇筑环节。为了强化混凝土施工质量,首先需要在施工前期对混凝土的各项指标展开全方位的检测,配制更佳的混凝土浆液比例,其中要求浆液中的碎石、砂料和试验过程的材料完全一致,水泥要出自同一厂家的同一标号;其次在混凝土浇筑时全程要有专业人员在旁监督。

本工程中0#段桥梁的混凝土施工需要进行两次浇灌,第一次是对梁体的底板和腹板浇灌,第二次是对梁体顶板和翼缘板浇灌,注意在浇灌过程中保持先中间后两侧的浇灌顺序。而针对其他梁段的混凝土施工只需进行一次浇灌,且浇灌顺序为先底板后腹板再顶板,在浇灌过程中时刻保持对称浇灌法,确保浇灌的彻底性。在振捣环节时避免出现局部振捣、振捣不足以及过度振捣现象,而且振捣过程不能损坏管道、模板、钢筋和辅助设备。

4 预应力钢绞线施工

我国在建筑行业的发展突飞猛进,同样相关器械设备和设计手段也得到了实质性进步,在高速铁路连续梁修建的过程中往往会遇到很多问题,最棘手的困难就在于地形环境十分复杂,如果在以前会对施工部门带来很大的负担,然而,现如今在预应力钢绞线技术的帮助下,施工人员能够高效开展各种地形复杂的高速铁路修建工作。然而,在具体运用预应力钢绞线技术时,要注意以下两点内容:

(1)严格控制预应力钢绞线技术。针对预应力钢绞线技术的应用标准做出了明确规定,规定使用钢绞线进行捆绑时一定要选取1cm的铁丝由外而内展开;捆绑成功之后还要对成品实施高度保护,避免产品出现任何变形或其他损伤现象。

(2)对钢筋预应力测量时要使用对应张拉装置。针对不同跨度的连续梁,其对应预应力和张拉力也存在差异,因此,在进行钢筋预应力测量时必须使用到张拉设备。张拉设备在使用之前要进行校正,避免出现任何测量误差现象,同时由于连续梁不同位置的张拉力度不同,不同力度的张拉力应该选取对应的张拉设备,进而保障测量结果的性和有效性。

(3)在测量预应力的过程中,还需要考虑以下5点:①必须等到连续梁混凝土凝固定型结束后才能进行钢筋预应力的测量;②钢筋本身具有一定的弹性,为了避免测量误差,应该把钢筋拉到不会产生弹性的状态下再进行具体测量;③要想保障钢筋的对称,需要从钢筋两端同时进行拉伸;④每做完一处测量工作就需要在对应处贴上标签,同时做好数据记录,方便后期复核工作;⑤一旦在拉伸钢筋的时候出现断开行为,需要再次进行测量,直至成功。

5 合拢段施工

在高速铁路连续梁挂篮悬臂法施工过程中为了提高施工过程中的安全性,一定要严格按照顺序开展合拢段的施工。一般情况下应该先对中跨进行合拢,使双悬臂状态变为单悬臂状态,然后对两边跨进行合拢施工,使连续梁形成整体应力。

为了避免合拢段在混凝土浇灌过程中出现裂缝现象,应该临时“锁定”悬臂段与桥梁边跨处,以保障悬臂端的稳固性,在临时“锁定”时要严格依据又拉又撑的原则,同时锁定时间要结合工程情况具体设计。

临时“锁定”的设备类型通常会选择“预埋工字钢+连接工字钢+预埋工字钢”结构,该结构的断面面积和支撑部位依据设计图纸进行布置设计。在合拢段施工时,需要在两个预埋工字钢之间布置连接工字钢,同时借助焊接操作加固把连接钢和预埋工字钢紧密连接成为一个整体。需要注意的是,焊缝应该设置在不同截面位置。合拢段锁定布置工作简图如图1所示。

6 梁体线型控制技术

要想高速铁路连续梁工程达到要求的高质量和高性能目标,需要相关部门聘请专业化的监测单位对连续梁的各施工环节进行质量监控,保障连续梁的材料设备符合标准,施工流程正常无误。专业监测单位在质量监控的过程中会使用到科技化的分析软件,该软件会对连续梁的结构性能进行全方位的检测并同步做出数据记录,同时,专业软件也会为施工部门提供全面详细的施工设计图纸,以供参考借鉴。

7 结语

针对高速铁路连续梁施工技术,为了保障铁路工程的线型、强化大跨度连续梁结构的变形度和保障连续梁的应力方式,需要借助现代科技手段对工程线路应力进行监测。除此之外,在现代化设备和方法的辅助作用下,高速铁路连续梁的施工过程一方面符合施工企业提出的各项要求,另一方面也对后期工程的正常运行带来了便利,该技术值得被广泛推广和运用。