简支箱梁支架现浇施工技术

宋维侠 陈向伟

(中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450007)

0 引言

近几年铁路客运专线和高速铁路迅猛发展，线路多采用高架桥形式，梁体一般分为预制梁、移动模架和原位支架现浇梁两种施工方法。单片梁体设计重量约900 t，在单段线路较短且梁体架设量少和受地理条件限制不能采用移动模架、运架梁方法施工地段桥梁，为了减少工程造价和保证工期、质量，采用支架现浇施工方法是非常合理的选择。支架现浇比较灵活，多套支架易形成流水作业，可以有效的降低成本，提高功效，线形容易控制，提高了施工速度。

1 工程简介

京沪高速铁路土建三标跨济兖公路特大桥正线起止里程DIK421+053.31～DIK424+626.93，共有32 m 现浇简支箱梁106 孔、24 m现浇简支箱梁12孔、20 m现浇简支箱梁11孔和两孔异形梁。由于数量少和位于城市边缘施工区段不连续，大部分采用支架法现浇，支架法主要是满堂红和贝雷架。

2 支架方案确定

1)箱梁支架主要包括基础工程(地基处理)、支架、分布梁三个部分，方案的设计在考虑安全的同时，也得考虑造价，不能一味的为了安全而过多的投入，但也不能为了减少投入而忽视安全，因此要经过多次优化才能确定更合理、可实施性强的方案。具体为初步建立支架模型，通过计算支架强度、挠度和稳定性，调整支架立杆和横杆间距，再次对支架演算，直到方案调整到既能满足结构承载力要求且支架材料用量最少，同时地基承载力经过简单处理就可满足要求，可实施性才最强。一般要求支架强度安全系数大于1.4，稳定性安全系数大于1.5。

2)根据现场地质情况、桥跨结构，本着施工方便、安全、经济的原则选用支架类型。在地势平坦起伏不大的地方采用满堂支柱式支架，在起伏较大的施工期间桥跨下有通行需要的部位采用贝雷支架(梁柱式)。跨济兖公路特大桥地势较为平坦，故采用满堂支架，根据箱梁现浇整体受力的情况。

3 简支箱梁施工工艺流程

基本施工工艺流程为:

地基处理(三七灰土)→混凝土垫层→放支架定位线→支架搭设→支架校验调整→铺设纵向工字钢及横向方木→安装底模板、侧模板、翼缘板→模板调平→支架预压→支架沉降观测→支架及模板调整→绑扎底板、腹板、翼缘板钢筋→安装波纹管及锚头→安装内模板→安装端模板→绑扎顶板钢筋→混凝土浇筑→混凝土养护→拆除内模板和边模板→预应力张拉→压浆、封堵端头→养护→拆除底模板和支架。

4 地基处理

支架对地基承载力要求一般不小于200 kPa，而自然地面承载力不能达到要求，通过对支架下部地基进行加固处理。地基处理应遵循两个原则:

1)地基处理后顶面应高出周边地面20 cm～30 cm，宽度方向每侧应比支架宽50 cm～100 cm，同时在周边设置排水沟，保证雨季施工时不被雨水浸泡造成基础沉降;

2)既能满足承载力要求，加固处理用料易购买或加工且经济实惠，一般采用粒径不大于30 cm的石碴碎石、石粉等透水性好的材料或三七灰土进行换填压实。而实际施工中，需在换填基础表面满铺浇筑厚度为15 cm强度等级为C20素混凝土，此举可以有效的避免因雨水等浸泡地基表面引起地基的沉降，还可以使地面平整，便于搭设支架，便于在有荷载时对地基是否有大的沉降进行观测，更有利于支架受力均匀传递给下部基础，提高地基的承载能力，确保地基承载力达到满布荷载的要求，避免不均匀沉降的发生，增加支架稳定性。

5 支架搭设及预压

支架搭设前，必须根据方案和每片梁底标高推算出立杆的高度，计算公式为:

(2)由于矿产资源资产评估的特殊性，传统评估使矿产资源资产的市场价值很难在账面上直接计算得到，在各国证券交易所推动下，各国相继出台相关矿产资源资产评估规范标准，主要有澳大利亚的VALMIN、加拿大的CIMVal和南非的SAMVAL，上述标准规范在结构、定义、范围和管辖要求等方面有相似之处，也有差异。

立杆高度=梁底标高－基础顶面标高－模板厚度－纵横向方木(或分布梁)厚度－上下顶托高度。

再依据方案进行逐孔放样，布置立杆和横杆，靠近墩身处，水平横杆一端顶紧墩身，增加支架稳定性。每根立杆上、下部设可调顶托，预压后调整顶托来消除基础变形(塑性变形)或不均匀变形，避免局部受力不均造成失稳，同时方便调整模板浇筑前预拱度，保证梁体浇筑后达到设计线性要求。

为方便固定腹板外模，在腹板外模的底部、中部、顶部的立杆处，增加横撑及斜撑;为防止翼板下顶部支撑产生变形，采用增加斜杆支撑。在钢管支架顶面翼板外缘部分搭设施工、防护平台。

支架搭设完成，铺设纵横向方木后，由测量人员确定并支架两端及中间共三排横向(垂直梁方向)支架顶部高度，支架四角对角拉线调整顶托至横向方木顶面水平。支架验收合格后，用小抓钉从侧面与纵向方木连接，铺设底模，并在底模与方木间出现架空处用准备好的不同厚度的垫片或木手楔进行支垫。

底模铺设完成后，进行预加载试压，确保梁体浇筑时支架稳定和线性。支架预压100%时测量底模沉降量，完全卸载后测量底模沉降量，两值相减即可得出支架弹性变形值，一般支架弹性变形为10 mm，塑性变形为15 mm。设计预拱度值为16.88 mm(反拱)，待张拉完成梁体产生徐变，梁底拱度消除保持顺直。为保证梁体张拉前设计拱度，预压卸载后需根据支架弹性变形计算出底模实际预拱度。

6 箱梁的施工

箱梁钢筋绑扎及混凝土施工关键是提高支架现浇梁的施工质量和施工进度。端模安装要做到位置准确，连接紧密，侧模与底模接缝密贴且不漏浆，安装钢筋时要注意预埋件的安装，确保位置准确，穿波纹管时要注意钢绞线的定位准确，严格按设计图纸施工。尤其要注意混凝土的浇筑顺序和混凝土的坍落度，否则会导致腹板与底板连接处混凝土浇筑不密实，影响梁体质量。箱梁的浇筑顺序如图1所示。

图1 箱梁浇筑顺序示意图

7 预应力张拉

预应力钢绞线是梁体的筋骨，张拉作业关系到梁体的整体质量和使用寿命，因此必须对张拉材料、设备及张拉值进行严格把关。

张拉千斤顶的额定张拉吨位为张拉力的1.5倍，张拉千斤顶校正系数不大于1.05，校正有效期1个月，且张拉次数在200次以内，千斤顶拆修或更换配件需要重新校正。油泵与压力表设备的压力表表面最大读数为张拉力的1.5倍，精度不低于1.0。油表读数计算公式为:油表读数=设计张拉应力/千斤顶活塞截面面积×校正系数。

张拉时，采用两端同时左右对称张拉，4个压力表对应划分若干个阶段，每到一个阶段油表控制者互相通报一次，按整数每增加5 MPa互相通报一次便于调整两端张拉速度，保证在同一时刻两端的伸长值基本一致。如果油表读数不能足以控制两端张拉速度同步，采用伸长值控制，没有张拉过的钢束张拉到张拉力的20%，100%时量测油缸、夹片外露量。张拉至100%后，持荷5 min。持荷阶段若油压稍有下降，须补油到设计张拉力的油压值，然后再卸载，卸载时应两端同时进行，并控制卸载速度，卸载速度不能太快，防止滑丝。卸载后不回油当场计算伸长值，以备伸长值不够进行超张拉。

8 梁体徐变观测

根据规定要求，在现浇梁施工完成后分别在支座及跨中设置桥梁徐变观测点，设置位置如图2所示，观测点采用不锈钢材料。在施工桥面铺装前将观测点移至桥面保护层顶面，作为永久性观测点继续观测，观测频率如表1所示。

图2 预应力简支箱梁徐变观测布点示意图

表1 桥梁徐变观测频率表

在对梁体的上拱徐变观测中，标高采用相对标高进行观测，北京端左1为0.000 00 m，观测其他点位高差。测量过程中实行“人员、仪器、测量方式”三固定。认真建立“零”观测理念。保证数据整理的规范性和数据识别的统一性，确保观测数据的可靠性。梁体徐变上拱，向上为“正”，向下为“负”。有沉降变形观测过程中注意记录荷载的变化，以便帮助分析结构变形变化和数据异常点情况。在沉降变形观测过程中，及时绘制沉降曲线，及时分析验证，并作记录。

预应力简支箱梁终张拉后徐变观测期为10个月～14个月，满足《评估技术指南》的要求。梁体跨中实测徐变上拱量为15.313 mm～17.545 mm，后期徐变变形趋于稳定。

9 结语

实践证明，京沪高速铁路跨济兖公路特大桥工程900 t预应力简支箱梁支架现浇施工技术采用支架现浇施工技术是成功的，我们在地基处理、支架搭设、支架预压、线性控制、混凝土运输浇筑养护、梁体张拉等关键环节方面积累了宝贵的经验和数据，相信在未来高速铁路建设中，900 t箱梁支架原位现浇施工法会得到大面积应用。

[1] [2005]160号，客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S].

[2] [2005]160号，铁路混凝土工程施工质量验收补充标准[S].

[3] TZ 213-2005，客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].