1、1浅谈高速铁路悬臂浇筑连续梁合拢段施工摘要:本文以新建郑州至焦作城际铁路工程为例，介绍了连续梁合拢段关键施工工序、质量控制要点及施工中关于临时刚性锁定等关键技术问题的处理，同时兼顾介绍了冬季施工保温措施，为以后同类连续梁的合拢施工提供了一定的参考。 关键词:连续梁；合拢；锁定；保温 Abstract： This article takes the newly built Intercity Railway from Zhengzhou to Jiaozuo as an example to introduce the critical work process,keypoint of qual
2、ity control of closure section of continuous beam as well as critical technical troubleshooting about temporary locking during construction. It also introduces insulation measures during winter construction which provides certain reference for the same type of closure construction of continuous beam
3、in the future. Keywords: continuous beam;closure;locking;insulation 中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1 引言 合拢段施工是整座桥梁上部构造施工的核心，合拢段质量的好坏直接影响全桥的整体质量，对合拢段进行细致的施工控制，可以有效的保2证桥梁上部构造线形顺畅，受力合理，从而确保工程质量。本文通过新建郑州至焦作城际铁路工程跨郑焦晋高速公路特大桥预应力连续梁合拢段施工的工程实践，指出了合拢段施工一般顺序、关键技术方法，以及施工中质量控制要点。 ，现结合施工情况对合拢段施工来作一简单探讨
4、2 工程简介 新建郑州至焦作城际铁路工程跨郑焦晋高速公路特大桥全长2858.12m。位于河南省焦作市武陟县县城东侧，主要为跨越郑焦晋高速公路而设。本桥共设 87 个墩台，在 21#-24#墩处采用一联（40+64+40）m 预应力混凝土连续梁上跨郑焦晋高速公路。连续梁采用单箱单室、变高度、变截面箱梁。桥面宽度：挡砟墙内侧净宽 9.0 米，线路中心至挡砟墙内侧 2.2 米，桥面板宽 12.2 米，桥梁建筑总宽 12.5 米。桥梁采用双线设计，线间距 4.6m，采用悬臂浇筑施工方法，单“T”构共分 8 个悬臂浇筑节段。桥梁采用纵、横、竖三向预应力体系。 3 合拢段施工工艺及顺序 3.1 施工工艺
5、合拢段施工工艺图图 3-1 33.2 施工顺序 （1）边跨直线段浇筑完成后拆除挂篮（跨中预留一套挂篮用于浇筑跨中合拢段） 。 （2）安装边跨合拢段临时刚性连接构造，浇筑边跨合拢段，达到设计强度后张拉并锚固纵向预应力束 SW1SW3。拆除边孔临时连接、边孔支架，实现边跨合拢。 （3）焊接锁定中孔合拢段临时刚性连接构造，并临时张拉 2H 及 2B1钢绞线束。 （4）解除中墩临时固结。 （5）落梁，将中墩上下支座板水平方向临时约束。 4（6）张拉并锚固纵向预应力束 SB1SB5、T11 及横向、竖向预应力钢束。 （7）跨中两悬臂段配重：中跨合拢段混凝土共计 24.9m3，配重重量为合拢段砼重量即 3
6、2.4 吨，浇筑混凝土过程中边浇筑混凝土边卸载沙袋，混凝土浇筑完毕，沙袋卸载完毕。 （8）用挂篮浇筑中孔跨中合拢段，混凝土达到设计强度后张拉并锚固纵向预应力束 H、B1、B2。 （9）拆除中墩上下支座板水平方向临时约束，张拉并锚固纵向预应力束 T10、W1W4、B3B7 及横向、竖向预应力钢束。 （10）拆除挂篮及跨中临时刚性连接构造，实现中跨合拢。 4 合拢段施工 4.1 施工准备 悬浇 T 构 18#块，支架浇筑边跨直线段均施工完毕后，桥梁合拢前，对中线及标高进行复测，将测量结果提供给线形控制单位，根据线形监控单位提供的调整值进行调整，确保合拢误差满足要求，保证箱梁合拢时的线形与标高。清除
7、箱梁顶面及内箱的材料、机具设备，对不需要的材料设备要全部清理到桥下，尽量最大限度的减少对悬臂端标高的影响。4.2 模板安装 合拢段底模及外侧模利用挂篮钢模板,内侧模和中隔板模板用竹胶板拼装。既有挂篮模板的再利用可使浇筑后的混凝土变形与两端已浇段保持线形圆顺,但要利用挂篮作为吊架,需解决一个挂篮后退和一个挂篮前5移的问题。由于 22 号主墩的施工速度较 23 号主墩要快,故施工中决定 22号墩中跨挂篮向后退,23 号墩中跨挂篮向前移作为中跨合拢段吊架。边跨合拢段采用支架法施工。在浇筑中跨最后一段 T 构时一定要确保预留孔位置准确，不能遗漏，底板的预留孔必须采用长方形，因本工程为菱形挂蓝设计，前吊
8、点主要靠吊带受力，锚固挂蓝底模托架必须采用后锚处的短吊带。 4.3 钢筋、预应力安装 纵向钢筋的接长以搭接焊为主，搭接长度需满足单面焊不少于 10d，双面焊不少于 5d(d 为焊接钢筋直径)，接头错开需满足“同一连接区段”内，同一根钢筋上不得超过一个接头， （“同一连接区段”长度：焊接接头为 35d（d 为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于 500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段）否则必须采取焊接补强。垫块采用定制的混凝土垫块，按每平米 4 个梅花形布设。梁体钢筋绑扎顺序应与预应力束就位相结合以免互相干扰，一般先绑扎底层钢筋然后安装预应力管道最后绑扎顶层钢筋。对于预应
9、力孔道的定位要严格按照设计图纸设置，定位要牢固不得有松动现象。注意钢筋施焊过程中，不要灼伤波纹管和钢绞线。在由于部分合拢束浇注混凝土时不便插入芯棒，故浇注合拢段混凝土前，为防止管道堵塞，所有纵向预应力束必须事先穿入钢绞线，按经验，可以在浇筑完最后一个悬臂段后穿束。 4.4 合拢段临时锁定 合拢段因混凝土浇筑后,气温的变化会引起梁体的伸缩变形,同时梁体左右日照温度不同还会引起梁的扭曲变形,需对合拢段进行临时锁定保6持合拢段无相对变形。合拢段临时锁定要抵抗温度应力、T 构两端不平衡弯矩等多种外力,确保悬臂 T 构施工安全和合拢段混凝土不出现裂纹。 (1)刚性连接骨架 根据我部施工悬臂浇注箱梁桥的经
10、验及设计理论计算，结合本特大桥箱梁截面特点，临时刚性连接具体做法是：在箱梁截面底、顶板与腹板的四个交角位置预埋钢板大小为 85050020mm，钢板下设置型锚固钢筋共 6 排螺纹 20mm 钢筋，预埋锚固钢筋与预埋钢板双面满焊，并在合拢段两侧段浇筑前精确定位预埋。连接材料选用 50#工字钢，每 2 根一组共四组焊接在预埋钢板上形成刚性骨架，每处两根工字钢设三块缀板，尺寸为 40024010mm，四周与工字钢满焊，工字钢两侧翼缘与梁顶板、底板上预埋钢板满焊，焊脚高均不小于 10mm。浇注混凝土前应迅速的将劲性骨架焊接完成，焊接须在一天温度最低时进行。施焊前，应将焊接处梁体用土工布覆盖并洒水润湿，
11、防止焊接过程中灼伤梁体混凝土。 (2)中跨合拢段预应力预张拉 在合拢段临时锁定时，为抵消温度力对合拢段混凝土的影响，减小梁体挠度变形，中跨跨中临时刚性连接构造安装完成后，需对部分纵向预应力钢束进行预张拉，等中跨合拢段浇筑完成以后，再按设计图纸要求对其进行终张拉。边跨合拢时不需预张拉。 中跨合拢段预张拉的具体钢束及张拉力严格按以下设计计算数值进行：对纵向预应力钢束 2H、2B1 进行预张拉，每束张拉力 310KN。 4.5 合拢段配重 7(1)合拢段两端配重的目的: 1)减少混凝土浇筑时的挠度变形,保证混凝土质量； 2)保持 T 构两端的不平衡弯矩小于主墩顶临时固结所能提供的不平衡弯矩。 (2)
12、根据标高测量结果,如果合拢段两端标高偏差在 15mm 以内,则不用配重找平；如果标高差在 15mm 以上,则在 T 构两侧压配重找平。本工程标高偏差在 15mm 以内，所以不需配重找平。 (3)边跨合拢时通过计算（计算略） ，主墩顶的临时固结均可以承受梁体产生的不平衡弯矩，所以不需再增设配重，中跨合拢时工况复杂，须增设配重来平衡弯矩。 (4)为减少混凝土浇筑过程中因 T 构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响,在合拢段两侧加相同配重, 配重重量为合拢段砼重量即 32.4 吨，浇筑混凝土过程中边浇筑混凝土边卸载沙袋（每袋砂袋重1t，每浇筑约 0.4m3 混凝土就卸载一袋） ，卸载采用塔吊
13、或汽车吊直接吊到桥下,混凝土浇筑完毕，沙袋卸载完毕。 4.6 合拢段混凝土浇注 浇注在一天温度最低的时段内进行，一般在 0：00-5：00 之间，合拢段浇注应尽快完成，以 2 个小时内为宜，不得超过 4 小时。收听天气预报,3d 内有大风降温时,不进行合拢段混凝土浇筑。两端的混凝土连接面要充分凿毛、湿润,并冲洗干净。采用新出的合拢段微膨胀混凝土,现场技术负责人确认,利用汽车泵送,入模混凝土坍落度不大于 200mm。混凝土浇筑时拌和站、现场必须有项目部负责人在场进行旁站指挥。混凝土8浇筑后专人进行保湿、保温养生,初凝后覆盖塑料薄膜及土工布棉毡保湿养护,专人进行混凝土测温记录。 4.7 合拢段冬季
14、施工保温措施 钢筋混凝土及砌体工程等，在施工时，当工地昼夜平均气温连续 3d低于+5或最低气温低于-3时，应采取冬期施工措施。本工程正值冬季施工，混凝土原材、拌制、运输，入模温度的控制，钢筋加工，模板工程等均按冬季施工一般要求进行处理，在此不再详细叙述，特别说明一下本工程采取的保温措施。 (1)本连续梁采用喷涂聚氨酯保温材料、搭设暖棚法进行混凝土的保温，暖棚内设置煤炉进行加热，确保棚内温度不低于+5。 (2) 边跨现浇段利用既有支架搭设暖棚架，用篷布或彩条布包裹形成暖棚，顶部采用彩条布和棉毡进行覆盖保温。 (3) 中跨挂篮顶部采用彩条布和棉毡进行覆盖保温，底模及外侧模均喷涂聚氨酯保温材料，厚度
15、为 5-8cm。 (4)混凝土浇筑完成后，每天有专人每隔 4 小时进行测温记录一次，发现不利情况及时上报处理。 4.8 合拢段张拉 合拢段混凝土强度达到设计要求后,放松吊架外侧模及内侧模。然后按顺序进行其他预应力束张拉,张拉完成后方可脱底模。合拢段混凝土灌注前,要将所有的预应力钢绞线全部穿入波纹管内,为防止混凝土浇筑时波纹管道堵塞,除接口处用绞带缠绕密封外,还要注意逐根检查有没有受电火花影响打开的孔洞。同时混凝土浇筑时混凝土口要尽量避开波纹管9位置,并在合拢段每根纵向波纹管顶埋设三通排气孔,以防合拢段发生堵管,影响压浆质量。预应力束的张拉顺序要按照设计要求进行。 5 合拢段施工质量控制要点 (
16、1)必须均衡对称合拢。合拢前清除悬臂梁上不必要的施工荷载，避免在合拢施工时造成相对变形，产生“剪刀差”变位，影响合拢精度。 (2)合拢段混凝土采用比梁段混凝土提高一个等级，采用微膨胀混凝土，并做好捣固和养生。 (3)在合拢前 4 个段对箱梁顶面标高及轴线进行联测，逐步调整中线水平，保证顺利合拢。 (4)合拢段混凝土浇注完毕后加强养护，箱梁内腹板、底板及顶板加强保温，以减少温差引起的箱梁变形。 (5)合拢段预应力筋张拉顺序为先顶板后底板，先长束后短束，并对称张拉。 (6)温度场建立 中跨合拢前 3 天必须建立准确的温度场，派专人（每天每隔 1 小时一次）观测昼夜的温度场变化（每小时记录温度） ，
17、同时密切关注温度与合拢高程、合拢长度变化的关系。记录表格按照表 4-1 进行填写。 合拢段温度监控表表 4-1 (7)浇筑时间选择原则：一天中最低气温，温度变化幅度最小时段，10且在未来的 3 天内均不会有较大的温度变化，温度变化幅度在 10以内。6 结语 预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工中最关键的工序即为合拢段施工，而施工中的主要技术重点就在合理的施工工艺上，在施工过程中要抓住技术要点，严把质量关，确保大桥顺利合拢。跨郑焦晋高速公路特大桥连续梁严格执行本文所提出的技术措施及质量控制要点。经实践检验，合拢段梁体表面混凝土未产生任何裂纹且无冻损情况，梁体高程、位置符合设计要求，证明了合拢方案的正确，临时锁定措施到位，冬期施工保温效果良好。希望对同类工程施工有所帮助。 参考文献： 1铁道部经济规划研究院.铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南Z2010-03-31 2中华人民共和国铁道部.铁路混凝土工程施工质量验收标准Z2010-12-08
