铁路大跨度连续梁结构施工工艺和质量控制要点

常汉明

(甘肃铁一院工程监理有限责任公司，甘肃 兰州 730000)

1 工程概况

兰新铁路第二双线跨兰西高速公路特大桥位于青海省西宁市，该桥中心里程为 DK187+726．835，全长2 708.17 m，76个桥墩，2个桥台。该桥在跨兰西高速公路时采用(80+168+80)m大跨度连续梁、钢桁组合结构。主梁采用单箱双室变高度箱形截面，跨中及边支点处梁高5 m，中支点处梁高11 m，梁高按1.8次抛物线变化。主梁顶板全梁等宽15.2 m，厚度0.5 m。底板宽度11.6 m，底板厚度由0.5 m变化至1.2 m。腹板厚度由0.45 m渐变到0.9 m，并在中支点根部一定范围内加厚到1.5 m。在中跨设置加劲钢桁，钢桁采用无竖杆三角形桁，曲梁曲作。桁高 12 m，桁宽11.2 m，节间长度12 m。上弦杆采用箱型截面，高1 000 mm，内宽800 mm，板厚24～32 mm。腹杆采用H型截面，外宽800 mm，高800 mm，板厚16～20 mm。上弦采用H型钢米字形横向连接，H型截面外宽400 mm，高400 mm，板厚12～16 mm。加劲钢桁的钢材均采用Q370qE。

该桥主要结构的特点为:跨度大(兰新铁路第二双线跨度最大的桥梁)，结构新颖(该结构形式为国内首次采用，并入选《中国高速铁路大桥》画册)，技术难度大，工艺要求高(钢—混凝土组合结构)。

2 悬臂浇筑连续梁支座安装

2.1 支座安装

支座安装前，在支承垫石上放好每个支座的十字线，并测出顶面高程，对支座地脚螺栓预留孔的孔径、深度、垂直度进行检查并清理干净。起吊支座就位经检查合格后，支座锚栓孔采用重力灌浆填充密实，支座重力灌注如图1所示。

2.2 质量控制要点

支座上下座板必须水平安装，固定支座上下座板应互相对正，活动支座上下座板横向应对正。悬臂浇筑连续梁支座安装允许偏差见表1。

图1 支座重力灌浆示意

表1 支座安装允许偏差和检验方法［1］

3 临时支墩安装和墩梁固结施工

3.1 临时支墩安装和墩梁固结

为解决梁部施工时因不平衡荷载产生的弯矩，将0#段梁体与墩身临时固结。墩梁临时固结采用临时支座与墩顶预留锚固拉筋伸入0#梁段的方式，连续梁主墩上设混凝土临时支墩，临时支墩布置在永久支座两侧的箱梁纵肋处。

3.2 质量控制要点

托架(本桥采用托架)安装好后，对其进行预压，以消除非弹性变形，测出弹性变形值，作为底模和侧模预留高度的参数。预压采用水箱注水或堆码砂袋多次加压(不小于施工时最大荷载)［2］。

4 梁段悬灌施工

4.1 梁段悬灌施工

梁段混凝土的悬臂灌筑施工流程为:挂篮设计、加工→挂篮安装、试验→进入悬灌段施工→外模安装、校正→钢筋绑扎、焊接，预应力管道安装→内模、端模安装→混凝土浇筑→纵向预应力张拉→移动挂篮并定位→纵向预应力管道压浆→竖向预应力筋张拉及压浆→横向预应力筋张拉及压浆。

梁段混凝土在浇筑前务必按设计要求，严格控制梁体线型。连续梁段采用泵送混凝土，全断面一次浇筑，混凝土坍落度控制在14～18 cm，并应随温度变化及运输和浇筑速度做适当调整。

4.2 质量控制要点

混凝土配合比、浇筑顺序及振捣方法，严格按施工工艺操作。梁段浇筑应自悬臂端向后分层浇筑振捣。使用插入式振捣器时，不得碰损制孔管道及钢筋骨架。连续梁混凝土浇筑完成后，应对浇筑段混凝土进行检查验收，连续梁悬臂浇筑梁段的允许偏差和检验方法见表2。

表2 悬臂浇筑梁段的允许偏差 mm

5 预应力束张拉、压浆施工

5.1 连续梁预应力束张拉、压浆

该桥连续梁梁体采用三向预应力体系:纵向预应力束均为两端张拉;横向预应力束采用一端张拉;竖向预应力筋采用φ32高强精轧螺纹钢筋，梁顶张拉。除竖向预应力采用 φ32高强精轧螺纹钢筋(fpk=835 MPa，Ey=1.95×105MPa)外，纵向及横向预应力均采用标准强度 fpk=1 860 MPa，公称直径15.2 mm，公称截面积139 mm2，Ey=1.95×105MPa的低松弛高强度钢绞线。梁段预应力张拉时，混凝土强度及弹性模量均应符合设计要求。实践证明，混凝土加载龄期的控制是控制梁体后期徐变的关键因素，因此悬灌梁段的龄期不得少于7 d。

连续梁预应力束张拉完毕后宜在2 d内及时压浆，压浆前管道内应清除杂物和积水。压浆时及压浆后3 d内，梁体及环境温度不得低于5℃［3］。

预应力束张拉、压浆工艺流程如图2所示。

5.2 质量控制要点

1)钢绞线穿放前必须对预应力张拉设备(千斤顶、油压表、传感器等)进行校正，确定其校正系数。

2)预应力筋的张拉控制应力和张拉程序应符合设计要求，应对孔道摩阻损失、扩孔段摩阻损失和锚口摩阻损失进行实际测定，根据实测结果对张拉控制应力作适当调整。应力损失主要有管道摩阻、锚口及喇叭口摩阻和弹性压缩、锚具回缩等。

3)预施应力应采用双控制，即以张拉控制应力为主，并用钢绞线伸长量校核。实际伸长量与理论伸长量的差应控制在±6%以内，每端锚具回缩量应控制在6 mm以内。其中竖向预应力筋实际伸长量与理论伸长量的差应控制在±5%以内，每端锚具回缩量不大于1 mm［4］。

图2 预应力张拉、压浆施工工艺流程示意

4)水泥浆的性能必须满足以下要求:水泥浆体的水灰比应不超过0.34，浆体流动度不宜大于25 s，30 min后不宜大于35 s。压入管道的浆体应密实饱满，体积收缩率＜1.5%。

5)竖向孔道压浆，应由下端进浆孔压入，压力应达到0.3～0.4 MPa，上升不宜太快。待顶部出浆槽口流出浓浆后，堵死槽口，然后关闭压浆阀［5］。

6 悬臂浇筑连续梁合龙及体系转换施工

6．1 连续梁合龙及体系转换

1)连续梁龙口段合龙前应调整中线和高程，并将合龙一侧的临时固定支座释放，同时将两悬臂端间距离按设计合龙温度并考虑弹性压缩值予以锁定［6-7］。

2)合龙的临时锁定措施要安装牢固，合龙温度应满足设计要求。

3)梁跨结构体系转换应在合龙段纵向连续预应力束张拉并完成压浆，在混凝土达到设计要求的强度后，解除另一端支座临时固定约束，完成体系转换。

6．2 质量控制要点

1)连续梁合龙前务必掌握合龙期间的气温预报情况，测试分析气温与梁温的相互关系以及梁体变形规律，为选择合龙口锁定方式提供依据。

2)合龙段混凝土宜比梁体提高一个等级，采用微膨胀早强混凝土，并作特殊配比设计。浇筑时应认真振捣和加强养生，梁顶受日照部分必须加以覆盖。

3)为保证浇筑混凝土过程中，合龙口始终处于稳定状态，要求在各悬臂端加与合龙段混凝土重量相等的配重，卸载要与混凝土灌筑速度相对应。

4)合龙时体系转换严格按照施工顺序进行，注意各临时固结措施的解除顺序及时间。临时固结措施解除后，相关钢筋必须截断。

7 结语

新建客运专线铁路施工中，桥梁工程占线路里程的比例较大，其中大跨度铁路连续梁悬臂浇筑施工工艺将会越来越普遍地被推广应用。因此，掌握和了解客运专线铁路大跨度连续梁悬臂浇筑施工工艺和质量控制要点具有一定的现实意义。

［1］薛吉岗．客专铁路施工质量验收标准应用指南［M］．北京:中国铁道出版社，2005:757-758.

［2］叶澄中．建设工程施工安全技术操作规程［M］．北京:中国建筑工业出版社，2004:21-22.

［3］赵国堂，李化建．高速铁路高性能混凝土应用管理技术［M］．北京:中国铁道出版社，2008:191-192.

［4］中铁九局集团．TB 10301——2009 铁路工程基本作业安全技术规程［S］．北京:中国铁道出版社，2009.

［5］铁道第三勘察设计院．铁建设［2007］47号 新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定［S］．北京:中国铁道出版社，2007:52-59．

［6］姜伟．大跨度连续梁施工和线型控制技术［J］．铁道建筑，2010(1):92-94.

［7］中铁工程设计咨询集团有限公司．TB 10002．3—2009 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范［S］．北京:中国铁道出版社，2009:91-92.