武广高铁广州南站站房桥V构连续梁施工技术及质量控制*

麦捷

(广州铁路(集团)公司广州新客站工程建设指挥部，广东广州516100)

武广高铁广州南站站房桥V构连续梁施工技术及质量控制*

麦捷

(广州铁路(集团)公司广州新客站工程建设指挥部，广东广州516100)

结合武广高铁广州南站站房桥工程实例，介绍V构连续梁支架现浇施工的支架搭设、模板安装、预应力施工、混凝土施工工艺和质量控制措施。实践证明，V构连续梁的结构变形、标高、应力控制达到设计要求，成桥线形与设计吻合，满足设计和运营的要求。

武广高铁;V构连续梁;施工技术;质量控制

一、工程概况

武广高铁广州南站为站房与桥梁一体的大型客运站，车站为四层结构:地上三层为高架侯车层，地上二层为轨道及站台层，地面层为侯车及各种交通工具换乘层，地下引入地铁与车站正交，并与车站中心线重合，地铁两侧地下一层为停车场及设备层。车站主站房、轨道、站台及雨棚全部设置在桥梁上，站房桥由并排的14座桥梁组成，每座桥全长576m，孔跨布置为3×32m连续梁+3×32连续梁m+(2×32+64+2×32)m V构连续梁+3×32m连续梁+3×32m连续梁。

5～11轴V构连续梁孔跨布置为2×32+64+2×32m，5、11轴两端悬臂6．8m，全长205．6m，为变截面V构连续梁，支座处梁高5．4m，跨中梁高3．5m，7、9轴为V构墩，其V型结构斜腿和桥墩为矩形实体截面。V构连续梁分三种形式:正线双线V构连续梁、到发线双线V构连续梁、到发线并置单线V构连续梁。

到发线双线V构连续梁(B1、C2、D1、D2、E1、F1、F2轴)梁宽13．1m，梁高较大梁段为鱼腹式三腹板单箱双室箱槽型结构，梁高较小梁段为鱼腹式槽形实体结构，顶板厚0．503m，底板厚0．5m，中腹板厚1．5m，边腹板厚1．2m。高架站房结构柱固结在连续梁5轴、6轴、7轴两侧16m、9轴两侧16m、10轴、11轴处中腹板上。

正线双线V构连续梁(E2、C1轴)与到发线双线V构连续梁外形一致，但为了高速通过的列车振动力不影响高架站房，让其受力分开，高架站房结构不与V构连续梁相连。

并置单线V构连续梁(C、D、E、F、G轴)由两单线V构连续梁对称并置组成，两单线梁间净空3m，采用系梁连接两单线梁，单线梁宽6．9m，为鱼腹式槽型单箱单室槽型结构，梁高较小梁段为鱼腹式槽形实体结构，顶板厚0．532m，底板厚0.5m，腹板厚1．3m。高架站房结构柱固结在5轴、6轴、7轴、9轴、10轴、11轴桥墩上，以及连续梁7轴两侧16m处、9轴两侧16m处系梁上。

二、施工方案选择

武广高铁广州南站站房桥V构连续梁线形及受力复杂，每片V构续梁线形分7个或8个施工段，且由于站桥一体的原因，各施工段差异很大。根据武广高铁广州南站工程总体施工组织设计的安排，综合考虑个方因素，V构连续梁采用满堂支架现浇施工。

三、施工工艺与质量控制

(一)支架搭设

1．地基处理与基础

V构连续梁采用碗扣式满堂支架施工，根据总体施工安排，满堂支架支承在已完成的地下室底板或地铁顶板上，地下室底板或地铁框架结构作为支架的基础，因V构连续梁自重很大，在施工图设计时已按地下室底板或地铁底板承受V构连续梁的施工荷载，但地铁框架未考虑承受V构连续梁的施工荷载，因此，地铁框架的施工支架在V构连续梁完成后才可拆除。另外，对于地下室与地铁框架之间的7、9轴承台基坑范围，回填时应作加固处理，使其地基承载力满足V构连续梁的施工荷载的要求。

2．碗扣支架布置

碗扣支架采用φ48mm壁厚3．5mm钢管满堂布置，立杆纵向间距为0．6m，斜腿范围内加密至0．3m;立杆横向间距为腹板下0．6m，底板下0．9m，斜腿范围内加密至0．3m，个别实体梁段适当进行加密;横杆步高1．2m;纵、横向每3m设置一道剪刀撑。为抵抗斜腿水平推力，在支架纵向加设斜撑杆，斜撑杆水平倾角45°，纵向间距1．2m，横向间距0．3m;斜杆应每步与横杆扣接，扣接点距碗扣节点的距离宜≤150mm，斜杆底端与地面顶紧。立杆顶托上设置横向、纵向I14分配梁或放三角支架。支架布置如下图。

3．斜腿临时拉索

斜腿上部梁段双线梁段混凝土为1144．5m3，单线梁段混凝土为786．5m3，是在已完成的斜腿上搭设支架，其施工荷载要通过支架传递到斜腿上，产生较大水平力。仅靠在满堂支架上固结水平撑杆、斜杆撑不能确保斜腿的变形和位移。因此在施工斜腿上部梁体时，单线梁在斜腿上部施加4根临时预应力索，双线梁在斜腿上部施加5根临时预应力索，使其与满堂支架固结的水平撑杆、斜杆撑共同承受上部梁体施工荷载所产生的水平力，增加斜腿承受水平力的能力，以防止斜腿变形开裂。临时预应力索采用12－φj15．24，在浇注斜腿混凝土前预埋临时预应力索管道及预埋钢板，当混凝土强度达到90%后张拉预应力，每根索张拉力为120t。

4．支架预压

梁体施工前对支架进行预压，以消除支架非弹性变形以及为设置预拱度提供依据，并保证支架具有足够的强度、刚度和稳定性。预压采用C15混凝土预制块堆载法，堆载重量不小于结构自重的120%，堆载时采用模拟梁体自重的荷载分布进行。

预压方法如下:

(1)采用水准仪测量、倒尺计数的方法，分别测量加载前读数。加载时，按照加压荷载的0%、10%、40%、70%、100%、120%分级进行，加载完成后12，24，36和48h读数，直至最后的平均沉降值＜3mm并满足24h以上时方可卸载。然后逐级卸载至50%，100%。待总体沉降量稳定后，最后再测量一次卸载后读数。

(2)分别观测，记录数据。观测按加载前、加载完、加载后不再沉降的时间、卸载后四次进行。得出支架卸载后的回弹量。加载前和加载后的测量值比较，得出弹性变形值。

(3)在压载过程中采用水准仪实施全天候跟踪观测支架的变形情况并作好记录，待支架不再发生沉降，预压过程即告结束。在进行压载施工中，要边进行压载，边观测支架的变形情况，发现异常应立即停止压载作业，及时查找原因，处理正常后再进行压载。

(4)支架标高调整:架体预压前，支架按照设计标高调整，确保支架各杆件和支架各竖向杆件的间隙等非弹性变形。通过预压，观测计算得出支架弹性变形数值，调整梁底标高。梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值。

(5)根据沉降观测结果确定地基是否需加固，以及支架预拱值。

(二)模板施工

1．模板结构

外模板采用专业厂家制作的大块模板，模板表面平整，尺寸形状准确，有足够的强度和刚度。内模板采用木模板。

V构连续梁及斜腿外模板由侧模、底模、顶模、背架及精轧螺纹钢组成，模板与模板之间采用螺栓连接。

侧模由面板、横向槽钢、竖向筋板、竖向背坊和横向背架五个主要构件组成。面板为6mm钢板;横向小肋采用［12槽钢，间距≯400mm;竖向筋板采用δ8×120的钢板，间距≯400mm;竖向背坊采用［25a槽钢双拼组成，间距≯1400mm;横向背架采用［16槽钢双拼、［12槽钢和I16工字钢组成。

底模和顶模由面板、横向槽钢、竖向筋板、竖向背坊和横向背架五个主要构件组成。面板为6mm钢板;横向小肋采用槽钢［12，间距≯400mm;竖向筋板采用δ8×120的钢板，间距≯400mm;竖向背架采用I16的工字钢组成，间距≯800mm。

2．模板安装

(1)模板安装前先按照图纸计算结果进行平面位置放样，再按照预压计算的结果，求出支架的弹性变形和地基的弹性变形，按照梁体各截面的设计标高再加上支架和地基的弹性变形，对支架顶托按控制标高进行调整。

(2)由于受现场施工条件的限制，模板安装采用汽车吊与塔吊相结合的方式进行。

(3)模板与混凝土接触面应平整光滑，清理干净并涂刷隔离剂。

(4)相互连接的模板，模板面要对齐，连接螺栓不要一次紧到位，整体检查模板线形，发现偏差及时校正模板，然后再锁紧连接螺栓及扣件，固定好支撑杆件。

(5)模板安装必须稳固牢靠，拼缝严密，不得漏浆。连接缝间距大于2mm应用灰膏类填缝或贴胶带密封。

(6)模板安装完成后，应对模板进行测量复核，确保其平面位置、标高符合设计要求。

(三)梁体混凝土施工

1．防止开裂，降低水化热的措施

垂直段、斜腿、梁体各施工段混凝土标号均为C50高性能混凝土，垂直段、斜腿、箱梁实心截面混凝土体积较大，水化热不容易散发，浇注前需采取降低水化热及温控措施，在混凝土配比设计时，尽量减少水泥用量，掺加矿物质降低水化热，另外在混凝土搅拌时，在粗骨料中添加冰块，降低混凝土的入模温度，在浇注施工时，预先布置冷却水管，混凝土浇注后及时通水散发热量，采取多种措施降低水化热，并加强养生，避免出现大体积混凝土因温差而开裂。因垂直段、斜腿、实心截面梁体断面尺寸不尽相同，布设冷却水管不相同，在施工过程中可按照实际情况具体进行布设。

2．温控

梁体各段混凝土浇注后不但要采用措施加强养生，更要加强温度控制，在梁体中埋设测温元件，进行温度监测，避免混凝土温度过高，对梁体造成破坏。

3．混凝土外观质量要求

根据设计联合体下发的《新广州站饰面清水混凝土建筑表面质量及施工技术要求》5－11轴之间的桥梁结构为精细光滑清水饰面混凝土。其表观要求为:

在进行施工前，应根据其混凝土配比准备不同颜色的样品，待设计进行颜色确认后才能进行试拌。对试拌进行评估和完善，直至混凝土满足强度、耐久性、颜色和饰面可修整性要求。

精细光滑清水饰面混凝土表观质量要求:

(1)混凝土结构表面必须光滑、平坦、颜色均匀。

(2)外观和精确的定位和表面均匀是最重要的考虑因素。

(3)表面清洁，不应有隔离剂污染、锈斑。不应用有明显色差。

(4)颜色为统一暖灰白色。

(5)使用钢模板制作出光滑均匀的饰面，采用尽可能大的板件，并按照经认可的规则图案进行布置，以作为表面特征。不得更换部分模板板件，否则会导致混凝土颜色改变。

(6)模板各接缝标记应对齐、均一，收合于相同的视觉空间内。收边的宽度不得大于1．5mm。

(7)可允许因使用不透性衬材而造成的颜色变化，但表面不得出现因污染或漏浆而造成的变色。

(8)3D曲面的所有弧线、弧面和总体尺寸均应精确、平滑。混凝土工程的阴阳角应做到交角、交线清晰，弧线、弧面圆滑平顺。

4．混凝土浇注

各施工段混凝土一次浇筑连续浇筑成型，施工过程中应对其线形进行监测，以确保混凝土质量和梁形流畅圆顺。合拢段施工应按设计要求进行预顶和采用型钢进行锁定，混凝土浇筑应选择当天温度最低时进行，合拢温度应控制在设计范围内。

混凝土采用拌合站集中拌合，用运输车运送至现场，水平和垂直泵送入模。混凝土采用分层浇筑，分层浇筑厚度不超过30cm，插入式振捣器振捣。混凝土施工应注意以下事项:

(1)混凝土浇筑要选在每天的最低温度时进行，并作好入模温度的控制。

(2)混凝土运输过程中，采取措施保证混凝土和易性和规定的坍落度，不出现漏浆、失水、离析等现象。

(3)采用输送泵将混凝土泵送至待浇工作面，溜槽、串筒等配合向模板内浇筑混凝土，使混凝土自由落差在2m以内。

(4)混凝土采用插入式振捣器振捣，振捣时移动间距不超过振动器作用半径的1．5倍;与侧模应保持5～10cm的距离;插入下层混凝土5～10cm;每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件;对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面出现平坦、泛浆。

(5)振动棒不得触及波纹管，以防波纹管破损、接头脱节，造成孔道堵塞，位移，弯曲或出现局部凹陷等事故。

(6)混凝土浇筑过程中，设专人跟踪检查模板支撑加固、钢筋骨架及预埋件等的加固情况，当发现有松动、变形、位移时要及时处理。并对支架的沉降进行观测，以核对设置的预拱度是否合理。

(7)混凝土浇筑时，随时检查定位筋和垫块情况，确保保护层厚度。

(8)应严格控制混凝土浇筑速度，以利于降低混凝土的水化热和降低混凝土对模板的侧压力。

(9)混凝土浇筑完成后，对混凝土的裸露面及时进行修整、抹平。

(10)设专人进行混凝土养护。

(四)预应力施工

1．预应力管道、锚具的安装及穿束

在绑扎钢筋的同时安装预应力管道、锚具以及单端张拉的预应力钢束。

预应力管道用10mm钢筋每隔0．5m设一道定位，并且焊接牢固，保证其位置准确，管道畅通，没有死弯。预应力管道如与普通钢筋相碰时，可适当移动普通钢筋。

穿束前应全面检查锚垫板和孔道。锚垫板应位置正确，孔道内应畅通，无水分和杂物，孔道应完整无缺，制好的钢绞线束应检查其绑扎是否牢固，端头有无弯折现象;钢丝束按长度和孔位编号，穿束时核对长度，对号穿入孔道，穿束工作一般采用人工直接穿束，较长的预应力筋可借助一根5mm的长钢丝作为引线，用卷扬机进行穿束，预留孔按设计规范或需要预留排气孔、排水孔和灌浆孔。

对于双线梁边腹板W1－4、W2－1、W2－3、W3－2、W3－4，中腹板F1－1、F3－1、F3－2，顶板T1，和底板B1、B2、B3、B4、B5、B6等通长束，单线梁高腹板F1－F4、F1b、F3b，低腹板F5－F8、F6b、F8b，顶板T2、T2＇，和底板B3a、B3a’、B3b等通长束，钢绞线长度在178m－210m之间，如果由一端向另一端穿束难度较大。施工时可在第六梁段绑扎钢筋时由中部向两端穿束以减小穿束长度。

2．张拉预应力钢绞线

张拉龄期按设计要求的混凝土强度指标和弹性模量指标双控。在两个指标均满足后才可进行预应力张拉。

V构连续梁预应力按设计分阶段进行张拉。预应力张拉采用张拉力与伸长量双控，以张拉力为主，伸长量校核为辅。当实测伸长量与理论伸长量不相符且超过±6%时停止张拉，查找原因并采取措施。预应力保持两端同步，左右对称进行。

每梁段张拉完成后要进行梁体变形量测，若与设计不符需进行及时调整，确定实测拱度值与设计值相符，预应力的锚下控制应力与钢铰线的伸长量达到设计值。

3．预应力管道压浆及灰浆指标

预应力张拉完毕，及时对预应力管道压浆。压浆应采用真空辅助压浆，灰浆达到下列指标:采用与梁体同标号同牌号的水泥，水灰比为0．29－0．35;浆体泌水率:水泥浆在拌和3h后，其泌水率应小于2%，且泌水应在24h内被浆体完全吸收;

浆体温度:水泥浆搅拌及压浆时温度应小于35℃;

绸度:13s－18s，在45min内，灰浆的绸度变化不大于2s;缓凝时间:初凝时间不小于3h，终凝时间大于17h;

膨胀率:小于5%;

密度:不小于2g/cm3;

抗压强度:标准养护条件下，7d龄期的强度不小于40MPa，28d龄期的强度不小于50MPa。

夏天尽可能选择在气温较低的时段进行压浆作业。

四、结语

武广高铁广州南站站房桥的施工精度要求高，现场施工控制、施工组织和管理良好，施工中V构连续梁的结构变形、标高、应力控制达到设计要求，成桥线形与设计吻合，表明观感效果较好，满足设计和运营要求，达到了预期的效果。

［1］中铁第四勘察设计院集团有限公司．新广州站工程施工图［S］．2007－2009．

［2］铁路桥涵设计基本规范(TB10002．1－2005)［S］．

［3］铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB10002．3－2005)［S］．

［4］铁路桥涵施工规范(TB10203－2002)［S］．

2011－03－20

麦捷(1964－)，男，广东高州人，工程师。