铁路变宽度道岔现浇连续梁支撑体系设计与应用

张素春

摘要：在铁路建设中经常会遇到隧道、路基段以及桥梁等搭配，其建设施工工作具有系统性、复杂性的特点。本文根据上跨毛尖大道大桥3×32m变宽度道岔现浇连续梁，探讨铁路桥梁施工中的现浇梁施工技术，以供参考。

关键词：变宽度道岔；铁路；现浇连续梁

DOI：10.12433/zgkjtz.20240349

近年来，随着铁路建设的迅速发展，变宽度道岔现浇梁施工技术水平越来越高，而采取合理的施工方案控制施工质量对后期运营及工程使用寿命的保障会产生较大影响，因此如何保证铁路变宽度道岔梁施工质量，且合理的发挥现浇梁施工技术应用效果，则成为铁路工程施工中重点关注的问题。

一、工程概况

上跨毛尖大道大桥是新建瓮马铁路南北延伸线五标项目重难点工程，全长229.95m，为（32+48+32）m

连续梁+3×32m连续梁桥。其中，3×32m道岔连续梁，主梁为变宽度梁，采用满堂支架现浇施工，主梁采用单箱双室等高度斜腹板截面，梁高2.8m，顶板宽度为12.3～15.604m，底板宽度为5.74～9.044m。顶板、底板及腹板在支点附近局部向内侧加厚，如图1～图3所示。

二、现浇梁施工技术

3×32m变宽度道岔连续梁其截面宽度多变，跨度大，荷载和结构自重大，对桥梁的刚度和整体性能都要求高，技术含量高，施工难度也随之变大，本桥现浇支架采用重型满堂盘扣脚手支架施工，该支架由盘扣脚手支架系统、底模板、外侧模板、内模板及内模支撑系统组成。

（一）地基处理

桥址区上覆土层为人工填土层、粉质黏土、角砾土，下伏基岩为中风化灰岩、砂岩。在完成桥墩台基础施工后，为了在稳定的支架基础上开展梁体施工，需彻底挖除处于作业地点软塑性黏土、杂填土，保证地基超过100kPa的承载力，然后运用级配碎石回填挖除部分，采用20T振动压路机确保碾压足够密实，使用C20混凝土硬化顶面，硬化厚度为20cm，与翼缘板边缘相比两侧均应超出2m。混凝土面应做成单向横坡，借此将雨水及时排除，防止基础受到雨季雨水的不良影响，在邻近支架的地面应设置排水边沟，确保可顺利完成排水工作。

（二）支架搭设

1.支架布置及材料选择

满堂盘扣脚手支架系统由可调底托、可调顶托、立杆、水平杆、剪刀支撑及纵梁组成。布置时考虑立杆纵向间距，@90/60cm；盘扣式钢管，?4.8×2.5mm斜杆和水平杆，?60×3.2mm竖杆。

支架布置：纵距标准段90cm，近支点段加密成60cm；横矩腹板处60cm，顶底板、悬臂处120cm；竖向标准步距150cm，顶层步距加密成50cm；支架横杆于地面以上0.45m布设一道，以上每1.5m布设一道，顶部位置0.5m布设一道。为确保支架的整体稳定性，对支架高度超过8m的盘扣支架采用全斜杆布设。支架顶、底托采用可调托撑以便调整标高，盘扣式支架如图4所示。

可调底托采用型号为Z-XT-600，可调顶托采用型号为Z-ST-600，立杆采用型号为Z-LG-3000，規格为?60×3.2×2500，材质为Q345a。水平杆采用B系列水平杆，材质为Q235b；剪刀支撑采用?60×2.5材质为Q235b，纵梁搭设在可调顶托上，并确保每个顶托均匀受力。

2.道岔梁梁支架体系安装注意事项

（1）插销外表面与水平杆和斜杆杆端接头内表面吻合，插销连接应保证锤击自锁后不拔脱。

（2）立杆采用铸钢套管形式的立杆连接套长度不应小于90mm，可插入长度不应小于75mm。支架架体高度大于8m，满布竖向斜杆。架体内每隔4个标准步距设置一层水平斜杆或水平剪刀撑。架体外立面设置剪刀撑，与水平面夹角不大于60°。

（3）在搭设支架体系的过程中，需要使用临时爬梯，以此方便人员上下，爬梯踏步应保持35cm以内高度，30°以内坡度，需要将安全网设置在爬梯两侧，使用扣件连接支架和爬梯。

（三） 模板工程

1.底模

在本工程中选用优质胶合板作为箱梁底模，规格为1.22m×2.44m，16mm厚度，在纵向方木上逐块拼装固定。搭建操作平台其宽度需超过1m，需要设置1.2m以上的防护栏杆。在横向I16工字钢主分配梁上搭设纵向方木，宽度和高度均为10cm，纵向保持20～30cm净间距，工字钢设置在钢管支架顶托上，控制0.9m间距，翼缘板下与跨中底板之间为1.20m跨度。底模竹胶板在铺设过程中使用底包侧方式，面板之间必须靠紧，将通长方木安装在底模竹胶板的纵向拼缝下面，为模板拼缝质量提供有效保障，严禁出现面板接头处悬空的情况。

2.翼缘板模板安装

铺设底模后测量确定梁底两边线，之后落实侧模铺设，横向布置10×10方木，纵向布置50mm钢管，进而使侧模变得更加稳固。用厂制钢模板作为翼缘板和外侧模板，逐块拼装固定。

3.腹板内模

选用木模板作为箱梁腹板内模，横向布置肋木，肋木为10×10规格尺寸，方木间控制30cm间距，沿着桥梁方向每侧需设置方木8根，横桥保持90cm间距，使用?48×3.5钢管在下部支撑方木，内侧、外侧对拉?20螺栓。

4.端模安装

当安装端模时，必须准确锁定位置，同时紧密贴合底模和侧模接缝。在模板安装过程中重视安装预埋件的工作，各项操作均以设计图纸为依据，以此保证预埋件足够准确、全面。

（四）支座安装

支座安装前应针对支座垫石高程和桥墩中心距离进行二次检查，确保锚栓孔深度和位置与设计图纸一致。

首先，将预留锚栓孔内的杂物清理干净，在支座垫石表面洒水使其处于湿润状态，实施灌浆用模板安装工作。

其次，在支座四角打入钢楔块，保证支座平整，并根据设计标高调整支座地面，在支承垫石和支座底面间应保持20～30mm空隙，进行灌浆用模板安装工作。

最后，在确认支座标高和中心位置符合规范后，灌入环氧树脂砂浆。

当灌浆材料处于初凝状态后，将四角钢楔块和模板拆除，并向原本钢楔块位置注入环氧树脂砂浆，拧紧支座锚栓。

（五）支架预压

在安装完支架后，开展支架预压和卸载工作，利用砂袋均匀布载，加载体荷载总重为梁体自重和模板重量的1.2倍。在底模和地基上设沉降观测点，在梁端、1/4跨、1/2跨、3/4跨，每排7个点（翼缘板、腹板位置）。

如图5所示，用25t塔式起重机均匀堆码，人工配合摆放。加载顺序为纵向低侧桥台向高侧桥台依次进行，横向断面对称均衡加载，加载顺序横断面为①→②→③→④。避免造成支架偏心受压。采取分次分级进行预压。，在预压重量达设计荷载1.2倍的60%、80%、100%时均进行观测，并做好相应记录。

图5  预压堆载示意

每级加载完成后，应每间隔12h对支架沉降量进行监测，当支架测点连续两次沉降差平均值小于2mm时，方可继续加载。全部加载完毕，每24小时观测

一次，若观测点连续3天累计沉量不超过5mm，即认为支架已经稳定。预压时间不小于7天后方可逐级卸载，卸载顺序与加载顺序相反，分级分批卸载。同时在卸载过程中，每批卸载后都应再次观测一次支架变化。通过加载和卸载变化曲线，对比分析支架弹性变形和非弹变形量。在卸载全部完毕后，在支架顶面上予以调整支架标高，消除非弹性变形，预留弹性变形上拱度。

（六）满堂盘扣支架结构计算

采用大型结构计算软件Midas/Civil进行整体空间内力分析。按允许应力法进行检算。

1.满堂盘扣支架最大综合变形为3.9mm。

2.满堂盘扣支架竖杆最大应力值σ=148.1MPa＜[ f ]=300MPa，满堂盘扣支架竖杆的强度储备足够。

3.盘扣脚手满堂支架水平杆最大综合应力值σ=33.4MPa＜[ f ]=205MPa，满堂盘扣支架水平杆的强度储备足够。

4.盘扣脚手满堂支架斜杆最大综合应力值σ=40.2MPa＜[ f ]=205MPa，满堂盘扣支架水平杆的强度储备足够。

5.纵梁最大综合应力值σ=39.1MPa＜[ f ]=205MPa，纵梁的强度储备足够。

6.方木最大综合应力值σ=6.8MPa＜[ f ]=10.0MPa，方木的强度储备足够。

7.混凝土用竹材胶合板最大综合应力值σ=3.9MPa＜[ f ]=100MPa，混凝土用竹材胶合板的强度储备足够。

8.立杆底座最大支反力N=72.0kN，底座下部基础为200mm厚钢筋混凝土基础，最大支反力所占混凝土面积为1200×900=1080000mm2，基础最小承载力为66.7kPa，回填后地基承载力不小于100kPa。

（MPa）=66.7（kPa）

（七）钢筋、预应力管道及锚具安装

钢筋加工以设计图纸为依据确定每種型号钢筋的下料长度，使用双面搭接焊的方式，控制0.8d以内焊缝宽度、5d以内焊接长度、0.3d以内焊缝厚度，呈现出水纹状平整外观，严禁存在气泡、夹渣等情况。在结束钢筋制作工作后需要根据用途分类存放，并设置标识牌。

铺设波纹管根据设计曲线制作管道，运用坐标法进行控制，并在钢筋骨架上沿箱梁纵向以100cm设置形状为“井”字形?10钢筋定位网片，在曲线段应将间距控制为50cm。密封波纹管接头部位，避免在浇筑混凝土时渗入水泥浆。使用一次压浆的方法建设预应力孔道，必须在预应力孔道上布设排气孔。

在安装完预应力管道后且安装锚垫板前，应仔细检查各项参数，严禁灌浆管伸入喇叭管内。锚垫板安装在模板上后必须足够牢固，拧紧定位孔螺栓，孔道中心应与垫板中心保持一致，防止出现错位。在模板与锚垫板之间布设一层泡沫塑料或橡胶垫，在连接波纹管和喇叭口的位置缠上塑料胶布，避免漏浆堵孔的情况。

（八）混凝土施工

本梁采用全预应力体系，钢筋、管道密集且变截面处都应注意加强振捣，采用?50mm与?30mm插入式振捣棒。在使用插入式振捣棒的过程中应遵循快插慢拔的原则，同时应将振捣作业半径的1.5倍作为最大的移动距离，每点都应控制30s以内振捣时间。在确定梁体混凝土振捣时间时，应以无气泡溢出、表面泛浆、混凝土不再下沉、取得良好密实度为准，预防过振、漏振、欠振等不良问题。

（九）预应力张拉及模板支架拆除

在本工程预应力张拉中采取的是数控张拉技术。预应力钢索预先下料、编束，在同一钢束的两头对称张拉的情况下，同时均匀地施加载荷。张拉程序为0→初始应力（10%～25%σcon）→2×初始应力→σcon（持荷5min后锚固），采用张拉应力与伸长量双项控制。张拉完成后，孔道必须在48h内开展注浆，避免出现预应力松懈及腐蚀现象。根据设计要求，水泥浆强度不低于M50，试件在标准养护条件下，7d龄期的抗压强度不低于40MPa，28d的抗压强度不低于58MPa。

三、结语

本文根据新建瓮马铁路南北延伸线上跨毛尖大道大桥实际情况探讨了现浇梁各个施工环节以及需要掌握的施工要点，保证了工程施工的安全性、稳定性和高效性，从而提升桥梁施工的整体效益，进一步提高铁路桥梁现浇梁施工水平和质量。

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