广珠城际新增翠亨站站台梁翼缘板营业线施工技术

（中铁八局集团有限公司，四川 成都 610000）

摘要：本文分析了不同列车时速通过时产生的气动力及共振问题对广珠城际翠亨站站台梁翼缘板模型体系产生的各种影响，从垂直气动力验算、模板系统振动和共振问题、该工艺的具体施工流程（包括钢筋调直及绑扎、模板安装及拆模、混凝土养护要点）等方面介绍了站台梁翼缘板悬挑模型体系及现浇施工工艺，在施工过程中严格把控营业线施工控制要点，为实现在不封锁线路且不影响次日列车运行的情况下完成站台梁后浇带施工，确保铁路行车安全。

关键词：翼缘板；悬挑；气动力；限界

中图分类号： U291" " " " "文献标识码：A" " " " " " 文章编号：

Construction Technology of Platform Beam Flange Plate Business Line of Guangzhou-Zhuhai Intercity Cuiheng Station

GENG Yijian， ZHAO Yong Song， ZI Weigang

（China Railway No.8 Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 610000，China）

Abstract：This paper analyzes the effects of aerodynamic force and resonance problems on the platform flange plate model system of Guangzhou-Zhuhai Intercity Cuiheng Station.From the aspects of vertical aerodynamic checking，vibration and resonance problems of formwork system，concrete construction process of the process （including steel bar straightening and binding， formwork installation and mold removal，concrete maintenance key points），the platform beam flange plate suspension model system and cast-in place construction technology are introduced.The key points of business line construction control are strictly controlled during the construction process.In order to complete the construction of the station beam after pouring belt without blocking the line and not affecting the next day's train operation， the railway running safety is ensured.

Keywords：flange plate;overhang;aerodynamic force;limit

0 引言

广珠城际新增翠亨站位于广珠城际K89+473.17—K89+702.07。站台梁主体已施工完成，翼缘板因涉及营业线未施工，部分钢筋已预留。翼缘板悬挑长度2.3 m，悬臂末端厚度为15 cm，底面斜度为1：10；上层钢筋网为纵向φ18 mm@100 mm、横向φ18 mm@100 mm；下层钢筋网为纵向φ12 mm@100 mm、横向φ12 mm@200 mm。混凝土采用C50高性能混凝土。混凝土成型面距离轨顶标高1 150 mm。由于站台梁翼缘板伸入防撞墙内侧，距行进中列车车体仅200 mm，施工难度大。为避免列车通过时对现浇混凝土的扰动，故全部采用悬挑的形式进行施工。施工横断面详见图1。

1 模板体系及受力分析

底模采用1.8 cm竹胶板，模板背面横桥向采用5 cm×10 cm木方，纵桥向采用钢管，用14 mm螺杆固定在工字钢上。主受力杆件采用20号工字钢，沿行车方向每1.5 m一榀，吊杆直接铺设在站台面之上，站台梁中心线部位采用M14的膨胀螺栓加压板固定，防止吊点左右偏位。为防止吊杆倾覆，吊杆尾端配重采用3组压板扣紧，并用6根M14膨胀螺栓锚固于站台梁上。侧模采用[25槽钢，顶部用螺栓连接在工字钢封头板上，底部用拉杆固定在已浇筑站台梁上，防止浇筑时侧模跑位，变形侵线。

为确保列车通过时模板体系的稳定，采用流体分析软件Fluent获得了高速列车在不同速度通过时作用在翼缘板位置的气动力；并进一步地采用有限元软件Midas/Civil建立模板系统的有限元模型，考察其在气动力作用下的动力响应，具体包括：检算混凝土浇筑前模板系统的动力响应；评估混凝土养护过程中气动力扰动对混凝土力学性能的影响。

1.1 列车通过气动力计算

根据《铁路桥涵设计规范》4.3.14中的规定，垂直气动力QV的计算公式如下：（1）

式（1）中：QV为垂直气动力，kN/m2；Qh为水平气动力，kN/m2；D为作用线至线路中心线距离，m。

从规范4.3.14条附图（见图2）可知，各曲线D的最小值为2.0 m，车速范围为160 km/h～350 km/h；随着作用线至线路中心线距离降低，气动力迅速增大。站台梁翼缘板末端至轨道中心的距离为1.83 m，对应的水平气动力Qh约为0.9 kN/m2（车速200 km/h），0.6 kN/m2（车速160 km/h）。由此得到垂直气动力Qv应为0.77 kN/m2（车速200 km/h），0.51 kN/m2（车速160 km/h）。

进一步选用k～ε两方程湍流模型，采用动态铺层技术模拟列车与站台梁翼缘板的相对运动，计算列车运行时产生的气动力。根据检算，不同车速下气动力为：

1） 车速200 km/h时，最大正压为390 Pa（0.39 kN/m2），最大负压为280 Pa（0.28 kN/m2）。

2） 车速160 km/h时，最大正压为250 Pa（0.25 kN/m2），最大负压为180 Pa（0.18 kN/m2）。

3） 车速120 km/h时，最大正压为142 Pa（0.142 kN/m2），最大负压为100 Pa（0.1 kN/m2）。

4） 车速80 km/h时，最大正压为66 Pa（0.066 kN/m2），最大负压为46 Pa（0.046 kN/m2）。

根据受力模型底模在气动力作用下的上浮状况分析：当车速为80 km/h～160 km/h时，由于底模自重≥气动力，理论上底模不会上浮，但仍建议采用垫块进行处理，以防止底模松动。应在钢筋骨架间设置板凳筋，板凳筋与上下层钢筋连接，同时在下层钢筋下绑扎垫块（4个/m2）用以确保浇筑前模板不上浮。

1.2 模板系统的振动和共振问题

仿真分析结果及实测资料均表明：高速运行列车引起的气动力具有强烈的脉动特性，即一节车厢通过完成一次近似正弦波的脉冲。当模板系统的固有频率值接近高速列车通行的脉动频率时，模板系统易于发生共振，会导致模板系统各部件松动、脱落。高速列车气动力扰动频率公式如下[1]：（2）

式（2）中：f为高速列车气动力扰动频率，Hz；a为修正系统，考虑因列车车厢长度变化、空气阻尼等因素导致的扰动频率变化，一般最低取值0.9，最高取值1.1，以保证能够涵盖列车气动力扰动频率的范围；L为一节车厢的长度，m，由于列车头车的影响最大，因此L可取列车头车的长度进行计算；V为列车运行速度，m/s。

根据式（2），计算200 km/h高速列车气动力的扰动频率介于1.96 Hz～2.39 Hz；车速为160 km/h时，该频率范围为1.57 Hz～1.91 Hz；车速为120 km/h时，该频率范围为1.18 Hz～1.43 Hz；车速为80 km/h时，该频率范围为0.78 Hz～0.96 Hz。经计算，为避免共振，模板系统的自振频率应远离0.78 Hz～2.39 Hz。施工阶段申请列车通过限速为80 km/h。

2 施工工艺

本工艺主要施工流程为：放线定位，钢筋除锈→钢筋调直及绑扎，安装吊杆系统→安装模板→混凝土浇筑→混凝土养护→脱模清理，下一循环。

2.1 放线定位，钢筋除锈

为尽量减少营业线施工内容，提前在桥下将模板按每一单元组装。利用天窗点在站台梁面上放至吊杆位置线，并以墨线进行标识。同时以线路中心线为基准在站台梁面以墨线弹出纵向控制线。控制线距离线路中心线4.8 m，主要用于模板安装的粗调，确保站台限界。对原站台梁翼缘板钢筋打磨除锈，为后续施工进行准备。

2.2 钢筋调直及绑扎，安装吊杆系统

人工将钢筋调直，部分钢筋焊接接长（钢筋焊接前需将电缆槽内用砂填充满，并在上面满铺防火石棉布）。绑扎钢筋骨架。采用吊车将工字钢吊杆吊装至站台梁面，并沿位置线摆放完毕。在站台梁中心线部位采用M16的膨胀螺栓加压板固定吊杆，防止其左右偏位。依次将工字钢压杆吊装上桥并安装。工字钢按1.5 m间距布置，并将尾部锚固系统安装紧固，见图3。

为确保行车安全，钢筋调直、绑扎及吊杆安装后均应采用标定合格的专用站台限界尺按50 cm距离逐点进行检测。

2.3 安装模板

将模板吊装至站台梁面后，人工进行安装。安装时将加工好的木模板整体推入翼缘板下方缓缓升起就位。通过M14螺栓固定在工字钢吊杆上。底模就位后，将侧模槽钢安装就位并紧固，见图4

混凝土浇筑前为避免天窗外行车气动力造成模板上浮，在钢筋骨架间设置板凳筋，板凳筋与上下层钢筋连接，同时在下层钢筋下绑扎垫块（4个/m2）用于固定底模板防止移动。模板安装时，应严格控制站台梁限界，确保列车行车安全。

模板安装时应检查对穿拉杆是否上下均按要求采用双螺帽固定；螺杆是否持力，螺帽有无松动；最外侧拉杆下方是否采用扎丝固定，防止振动时螺帽滑落；工字钢顶面钢管是否采用铁丝与钢筋骨架绑扎牢固防滑移；侧模是否上下均已固定牢固。

2.4 混凝土浇筑

在翼缘板模板下方增设竖向支撑用于辅助抵抗悬挑系统产生的弹性变形，确保施工安全。支撑应与底模板保证1 cm左右的间隙，避免受力过大造成轨道梁偏载。

采用清水对混凝土交界面进行冲洗，将灰尘及浮渣清理干净。在混凝土交界面涂刷界面剂，增强混凝土接茬面的连接质量。混凝土采用泵车直接泵送至滑槽上，滑落至模型内，避免冲击力造成模型变形，同时也确保泵送管与接触网线的安全距离≥2 m。混凝土入模后，采用插入式振动棒进行人工振捣。混凝土浇筑过程中应对模板变形情况及与线路中心线的距离进行监控，振捣完成后及时复查，发现模板变形或超限的及时进行处理。

2.5 混凝土养护

混凝土采用自来水自然养护。在站台梁中部纵向固定φ20 mm的PVC管，每隔1？m在PVC管上开设一个孔，并通过桥下阀门控制。待浇筑完成后定期打开阀门对混凝土进行洒水养护。

2.6 脱模步骤

底模拆除需确保混凝土养护≥10 d，且强度≥设计强度的80%。拆模时先拆除侧模槽钢，再拆除底模[2]。模板拆除以每榀为一施工单元，松除螺丝后必须将模板拆除完毕，严禁将松脱的模板遗留在天窗。拆除侧模时应上下配合，先将侧模与工字钢吊杆的连接拆除，用手锤轻轻向外侧敲击侧模，待与混凝土脱离后将其取下放置于站台梁面，集中吊运至桥下。拆除底模时应先将工字钢压板及模型连接螺栓拆除，随后拆除底部及顶部纵向钢管，再拆除底模，最后拆除工字钢，割断外露的对穿拉杆。

清理天窗点内的全部杂物，将模板、配件等运到指定地点堆放，安全员及时跟进检查清理情况。

3 施工要点控制

为确保施工安全，确保天窗作业能顺利完成当班作业，对天窗各工序施工时间进行分解，施工中应严格把控作业时间，严禁超时施工。

严格按营业线相关规定组织施工，严格遵循“行车不施工，施工不行车”的原则，做到每日报送施工按时完成计划，经批准后方可组织施工。需接触网停电作业的项目，应待供电配合人员确认接触网停电，并做好接地措施后方可组织施工。模板、工字钢、钢筋等工器具及材料搬运过程中应平放，严禁竖立拿放，材料与接触网带电体之间必须保持2 m以上的安全距离。施工过程中应加强对站台限界的监控，定时复测，避免造成模板侵线。

施工过程日安全检查内容：

1） 吊车及吊具：吊车、吊具、吊绳、安全装置是否完好，通话指挥系统是否顺畅，每日吊装前按起吊物最大重量进行试吊。

2） 施工用电及照明：施工用电是否按规范布置、电缆和电线有无破皮、施工照明是否满足施工要求。

3） 施工人员及机具：检查施工人员是否按要求持证上岗；带班人员是否按要求进行上班前安全讲话；作业人员是否正确穿戴劳保用品；作业工机具是否按要求粘贴反光标识并登记[3]；现场盯控防护、配合等关键人员是否就位。

4） 施工过程验收：作业人员是否按要求完成了当日天窗作业；站台限界是否满足要求；模板支撑体系是否稳固、锚固螺栓是否松脱、焊点是否牢固、工字钢横梁是否移位；模板是否存在严重变形影响结构安全；施工区域内轨道中是否有遗落物、站台层是否有小块松动物体、小块及不易固定的物件是否已运送至桥下库房存放、站台层存放的大型施工机具及材料是否码放整齐并固定牢固。

5） 施工巡检：检查施工模板体系是否稳固、锚固螺栓是否松脱、焊点有无脱落、工字钢有无倾斜移位；杆件连接有无松动；混凝土是否存在松动及其他危及列车运行的不安全状态。

4 结语

广珠城际新增翠亨站站台梁翼缘板施工位于高速铁路已开通区间，施工完全在夜间天窗点内进行且不封锁线路，施工次日需正常行车，在国内营业线施工尚属首例。采用本文所述悬挑模型体系及现浇施工工艺，2个月内完成了14榀站台梁翼缘板施工。列车通过后未发生模板、螺栓松动，新旧混凝土联结根部无振动开裂，且未发生一例营业线侵线事故。这为其他类似营业线施工提高了很好参考价值。

参考文献

[1]施洲，杨仕力，蒲黔辉，等.350～400 km·h-1高速列车作用于声屏障的脉动风荷载特性研究[J].中国铁道科学，2018，39（2）：103-111.

[2]廖永忠.底模及支撑拆除时机的选择[J].当代建设，2003（5）：71-72.

[3]实施HSE管理体系建立安全生产长效机制[J].安全、健康和环境，2003（9）：2-5.

编辑：刘 岩

作者简介：耿乙建（1984～），男，江苏省徐州市人，工程师，从事建筑施工方面的工作。