现浇道岔连续箱梁施工技术探索

■姜新杰 ■中铁六局北京铁建公司，北京 海淀 100036

随着铁路建设的快速发展，现浇道岔连续箱梁作为一种较新的结构得到越来越多的应用;该结构形式为等高、变宽异型连续梁，截面形式由单一箱室渐变为多个箱室。

京广货右跨石太铁路特大桥梁全长8453.81m，在其175～180#墩处设置有砟轨道(5 -32m)单线变双线道岔连续箱梁，梁全长163.3m(含两侧梁端至边支座中心各0.75m)。梁体采用预应力混凝土，等高度、变宽的直腹板箱梁结构，箱体由单箱单室过度为单箱双室，梁高3.0m，箱梁顶板宽为7.0～12.314m。

该道岔连续箱梁采用满堂红支架现浇的施工方法。该技术探索是在该连续梁施工的基础上总结形成的。

1 现浇法道岔连续箱梁的施工特点

(1)适用于铺设有砟道岔的预应力钢筋混凝土连续箱梁的施工。

(2)施工采用碗扣式脚手架，脚手架布置方式根据箱梁线形(宽度)以及结构形式(单一箱室至多个箱室)逐渐变化，满堂支架法施工灵活，可以有效保障施工质量与进度;

(3)通过对施工中支架进行预压，进行分析处理，以达到控制连续箱梁线形的目的;在计算分析的基础上，对应力、梁体变形、线形等进行全过程的施工监测监控;

(4)预应力体系施工，张拉设备简单、便于转移、投入劳动力少，效率高，施工质量可靠，安全性能高;

(5)施工方法简便，速度快，可缩短工期，经济效益和社会效益显著。

2 现浇道岔连续箱梁施工流程及操作要点

图1 施工流程图

2.1 施工流程(见图1)

2.2 操作要点

2.2.1 地基处理

支架底座位于承台上的，利用承台作为基础。对于超出承台范围的部分，须将原有地面以下1m 土层采用3:7 灰土夯填整平，承载力不小于150KPa，再浇筑25cm 厚C15 混凝土做支架基础。施工中应保证支架稳定，不发生不均匀沉降。在支架两侧顺桥向设置排水沟。

2.2.2 支架搭设

在进行支架设计时应对各杆件和节点的强度、刚度以及支架的整体稳定性和变形量进行认真验算，还应考虑到风力的影响。

验算时支架弹性扰度值不得超过相应结构跨度的1/4000。

根据设计提供的梁体的宽度、跨径、净空，由测量人员测量放样确定出支架搭设位置，搭设支架宽度应超出桥梁宽度每侧150cm。底层立杆应采用3m 及2.4m 两种不同长度的构件相互交错安装，上部各层均采用3m 立杆接高，避免立杆接头处于同一平面。

2.2.3 支架预压

支架预压是满堂支架法施工中一个重要的步骤，其目的是消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于线形的控制、检查支架的安全性，确保施工安全。预压前一定要仔细检查支架各节是否连接牢固可靠，同时作好观测记录，预压时各点压重要均匀对称，防止出现反常情况，预压重量应≥梁体重量的100%，设计有规定时应按设计要求执行。预压时每隔4h 进行一次沉降观测，直至最后三天的平均沉降值＜3mm 时方可卸载。

2.2.4 箱梁模板

根据道岔连续梁梁体为等高度、变宽的直腹板箱梁的结构，箱体由单一箱室过渡为多箱室，箱梁外侧模板易采用预制钢模板和木模板结合的方式，箱梁外侧拐角部位采用预制钢模板，其余部位采用木模板。主龙骨为15 ×15cm 方木，纵向布置在60cm 高的可调顶托上，间距与支撑体系的横向步距一致，次龙骨为10 ×10cm 方木，横向平铺在主龙骨上，间距30cm，使用前用压刨机刨平，使其截面厚度一致，保证模板平整度。箱梁底、侧模、内模采用12mm 厚覆膜竹胶板。模板对缝纵向平铺，并用圆钉将模板与木板钉牢，模板接缝垫密封条，防止漏浆。

2.2.5 道岔连续梁预应力布置

道岔连续梁梁部预应力体系以纵向预应力体系为主设计，包含腹板、顶板、底板等，桥墩支点处横隔板配横向预应力钢束。双向预应力体系中由于钢筋、管道密集，如管道之间或管道与普通钢筋发生干扰时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，然后是横向预应力钢筋，保持纵向预应力钢筋管道位置不动。

(1)纵向预应力体系。预应力钢束采用公称直径15.2mm，抗拉强度标准值为1860MPa 的高强低松弛钢绞线，其技术条件应符合GB/T5224 -2003 标准。管道形成采用金属波纹管。金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225 -2007 要求。锚固体系采用自锚式拉丝体系，锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》TB/T3193 -2008，张拉设备采用与之配套的机具设备。梁体分为若干段(根据设计)施工，腹板钢束采用连接器连接。

(2)横向预应力体系。预应力钢筋采用公称直径15.2mm，抗拉强度标准值为1860MPa 的高强低松弛钢绞线，其技术条件应符合GB/T5224 -2003 标准。管道形成采用扁型金属波纹管，锚具采用扁型锚具。

(3)预应力筋及波纹管铺设，在钢筋绑扎过程中由于纵横向波纹管与钢筋的交叉较多，如普通钢筋与波纹管位置冲突，可适当移动普通钢筋，保证波纹管顺直，待波纹管准确就位、固定牢固后再安装预应力锚垫板及锚下钢筋网片。锚垫板需牢固地安装在堵头模板上，锚垫板定位孔的螺栓要拧紧，锚垫板按设计角度与孔道严格对中并与孔道端部垂直，不得错位。

2.2.6 预应力体系施工

(1)预应力筋的张拉:①张拉控制应力和张拉力根据设计要求进行控制，预应力张拉需在梁砼强度达到设计要求值，施加应力时，如发现伸长值、滑丝、断丝超限或锚具压坏等情况，应立即停止操作，查明原因，采取有效措施后再重新张拉;②张拉程序:0→初张拉→2 倍初张拉→1.0σcon(持荷2min)→锚固;③预应力筋张拉必须符合设计要求，按先纵向、次横向的顺序进行梁体预应力筋张拉，预应力筋按先腹板后顶板、先上后下、先中后边、左右对称进行张拉，最大不平衡束不应超过1束;④变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备工作。

应力监测监控，通过对比分析理论值和实测值，判断是否可以进行下一道工序施工。在梁体支点和跨中中埋设传感仪器，如钢弦计。

(2)预应力筋孔道灌浆、封锚①孔道压浆:a 终张拉完成后，应在两天内进行管道压浆水泥浆标号不小于M50。b 水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。c 应避免冬季施工，否则应采取可靠的蒸气养生等保温及其它相应措施;②封锚，预应力筋张拉端封锚采用以下步骤:用手持切断机切除预应力筋多余长度，预应力筋外露长度不少于30mm，切除时严禁用电弧切割。锚槽处混凝土应清理干净并凿毛，锚槽处钢筋按设计要求制作绑扎，经检验合格后支设模板。封锚处混凝土采用微膨胀混凝土，浇筑过程中应认真捣实。

3 材料与设备

施工主要机具配备见下表一。

4 质量控制

4.1 基本要求

(1)钢绞线及锚、夹具等预应力材料的各项技术性能必须符合国家现行标准规定和设计要求，经检验合格后方可使用。

表1 大坝工程混凝土配合比

(2)钢绞线应梳理顺直，不得有缠绞、扭麻花现象。张拉时，单根钢绞线不允许有断丝现象。

(3)千斤顶与压力表必须配对校验。

(4)钢筋、电焊条及混凝土的各种组成材料的各项技术性能必须符合国家现行有关标准要求。

(5)箱梁混凝土及孔道灌浆配合比须按有关标准经过计算、试配，施工时按规定配合比进行，使用预拌混凝土需有合格证明。

(6)箱梁混凝土在浇筑前，必须先检查预埋件、锚固螺栓、支座等，须保证位置准确，埋设牢固。

(7)箱梁混凝土应振捣密实，混凝土及孔道水泥桨强度必须满足设计要求。

4.2 实测项目

表2 实测项目标准

4.3 应注意的质量问题

(1)底板翻浆，在浇筑腹板混凝土时，底板混凝土还有较大流动性，为防止混凝土下落流动时，从侧模内翻浆至底板混凝土内，此处混凝土的坍落度应适当降低2 -3cm，振捣时更不宜过振。混凝土卸料时要均匀铺开，严禁集中卸料。

(2)波纹管堵塞，混凝土浇筑前，对波纹管进行全面检查，在振捣过程中加强监督管理，防止振捣棒破坏波纹管。另外，在混凝土浇筑过程中应反复拉通，以防堵管。

(3)混凝土裂缝，应采取合理设计配合比、严格控制原材料质量、加强养护及控制混凝土表面温差等措施控制裂缝出现。

(4)梁体出现裂缝，要保证混凝土供应连续且分层浇筑，覆盖上层混凝土时间不得超过下层混凝土初凝时间。振捣时，振捣棒需插入下层混凝土深度50mm～100mm。

(5)张拉时锚垫板陷入不密实的混凝土中，因锚区钢筋较密，振捣时需人工用钢筋棒配合机械振捣密实。处理时可剔除不密实的混凝土，重新浇筑高强度等级混凝土，达到张拉强度时再张拉。

5 安全措施

(1)施工人员进入现场，必须戴好安全帽和其他必要的防护用品。施工现场和其他有危险的地方要设立明显的示警标志，特别是交通要道和交叉口部位尤为重要，夜间施工，现场要有足够的灯光照明。

(2)支架的外周边须配挂安全网，高空操作人员必须系好安全带，特种高处作业人员应持证上岗。

(3)搭拆支架时地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。支架拆除顺序:护栏—脚手片(板)—剪刀撑—小横杆—大横杆—立杆件，拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业。要做好钢管支架的防电、避雷措施，不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工。

6 技术经济效益等分析

6.1 经济效益

本工程采用满堂支架进行现浇施工，能够有效地缩减工期，节约成本，经济效益明显。其具有范围广泛、材料资源丰富，运输便捷、工艺成熟等优点，能够节约材料的加工、运输时间，随用随到，用完后立即退还出场，节省成本，避免资源浪费。

(1)周转材料节省9 万元;(2)人工费节省3.3 万元;(3)管理费、材料租赁费、机械设备租赁费及其他费用节省2.6 万元;(4)满堂支架预应力箱梁施工的技术已相当成熟，劳动力易掌握其施工的方法，不用特殊工种即可搭设且免于长时间培训。

6.2 社会效益

工序较为简单，施工方便、快捷，易控制，风险较小，可以减少由于交通、拆迁等因素对施工的影响，具有良好的社会效益。

［1］道岔连续梁设计施工图.

［2］《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ203 -2008).

［3］《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204 -2002).

［4］《铁路桥涵施工规范》(TB10203 -2002).

［5］《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210 -2005).

［6］《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424 -2003).