中铁建工集团有限公司
1、前言
俗话说遇水搭桥，桥梁从古至今都在交通系统中占有重要地位。桥也由原本的单一跨河沟、江流逐步引入到陆地交通中，使城市交通越来越立体化。跨公路、铁路桥梁不仅大大缩短了空间距离，也合理有效的节约了土地资源。跨线桥已成为交通基础设施的重要组成部分。但跨线桥工程往往面临着施工工期紧张，发生安全事故概率大的双重考验。这就要求我们制定一个切实可行的施工方案。
2、工法特点
本工法施工设施常规、可操作性强，劳动强度低，施工工期短，很好节省了人力、物力。跨线桥上部结构施工采用贝雷梁门洞+满堂架的方式，保证了桥下路基、轨道工程、四电及附属等工程施工的顺利实施，确保了整个工程进度目标。
3、适用范围
本工法适用于新建铁路工程中有跨轨道桥梁、跨河涌桥梁等工程。
4 工艺原理
广州枢纽佛山西站SG2标段长岗南立交桥主要分为下部结构和上部结构，其中下部结构包括桩基、承台、桥墩，上部结构包括箱梁、桥面及附属。由于长岗南路立交桥位置较特殊其中：城际所C3、C10、C11股道穿过Z14-Z15和Y14b-Y15桥跨；客专所CW1、CW2、CW3综合维修线穿过Z15-Z16和Y15b-Y16桥跨（如图桥址与铁路线路平面关系图）。本工程城际场先行通车，桥下铺轨、路基、四电及站场附属等工程与桥梁结构施工存在交叉作业，因此需对桥梁上部结构施工的模板支撑体系进行专项特殊设计。经技术经济比选，综合考虑施工进度及模板支撑体系的安全等因素，最终确定：Z14～Z15跨、Y14b～Y15跨采用贝雷梁+满堂支架现浇、其他跨采用满堂支架现浇的方案。其中，Z14～Z15跨、Y14b～Y15跨贝雷梁布设时，留设门洞，以便该区域的其他专业施工能同时进行。
5.2下部结构施工操作要点
5.2.1桩基施工操作要点
（1）、钢筋笼制作及安装
钢筋笼在加工车间下料，分节同槽制作。根据运输、起重设备性能，确定单节钢筋笼长度。主筋采用直螺纹套筒连接，每个断面接头数量不大于50％，相邻接头断面间距不小于1.5m。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号堆存。
为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将支撑割除。
为检测成桩质量，在钢筋笼内侧四周均匀设置通长超声波检测管，检测管接头顺直牢靠，与钢筋笼的主筋焊接固定。为确保混凝土灌注后管道畅通，检测管安装后，在检测管内注水，其上、下端口用钢板密封，严禁泥浆或水泥浆进入管内。
钢筋笼制作好后，用平车运至各桩位，拟采用汽车吊起吊就位。
钢筋笼的主筋与加强箍筋要全部焊接。钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块。同时把声测管固定在钢筋笼上，随钢筋笼送入桩底。
沉放时要采用逐段吊装逐段沉放的方法，已插入的钢筋笼，利用钢管或型钢通过其架立筋将该段承托临时固定。上段钢筋笼由吊车临时吊住呈悬吊状态，上下两段对中使其成为一条直线后，找正主筋位置并利用吊坠由前后左右控制垂直度，调整完成后进行临时焊接，焊缝长度为10d。焊接时间不超过2h，必要时，采用多人对称同时进行焊接。电焊工要持证上岗，严禁漏焊。
为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆，支撑系统应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动。同时当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部1米左右时降低混凝土灌注速度。当混凝土拌合物上升到距钢筋笼底口4m以上时提升导管，使底口高于骨架底口2m以上，即可恢复灌注速度
（2）、混凝土灌注
①安放导管及二次清孔
在灌注桩基混凝土时使用Φ300mm直径的导管，导管连接要直，密封性好，不漏气，不漏水，配以适当短节。导管使用前进行气密性试验，合格后方可投入使用。安装导管时，底口距孔底控制在25～40cm之内。导管要放置密封圈，分节上紧，并做好详细的管节长度和安装顺序记录，防止拔错导管，导致断桩、夹泥或导管埋深过小。
混凝土浇筑前采用ZX-500型泥浆分离设备进行二次清孔。清孔时注意保持孔内水头高程，不得小于1m并不大于3m。
②水下混凝土灌注步骤
第一步、成孔和清孔后的质量检查，包括孔深、孔径、孔的垂直度、沉渣厚度等方面。
第二步、计算一次连续灌注混凝土的容量，混凝土的首次灌注应满足使导管一次埋入混凝土表面以下1.0m，本工程通过计算批混凝土为1.72m3，按2m3实施灌注。先拌制0.1-0.2m3水泥砂浆，置于隔水栓上部，然后向漏斗内泵入混凝土，混凝土量满足要求后，打开隔水栓，将首批混凝土灌入孔中，即为混凝土首冲灌注。
第三步、采用自制三角架配置卷扬机提升导管，并连续不断的进行灌注，观察管内混凝土下降和孔口返水情况，及时测量孔内的混凝土面高度，采用吊车提升导管并进行导管的拆除，确保导管埋深始终在2-6m之间。
第四步、灌注过程中，当导管内混凝土不满，导管上段有空气时，后续混凝土应缓慢灌入，防止在导管内形成高压气囊。
第五步、混凝土面到达钢筋笼时应防止钢筋笼上浮。施工环节必须紧凑，检查必须仔细。孔口固定，可用钢管垂直地卡压住钢筋，钢管点焊在孔口上，但须注意位置的垂直，否则会使管架变形。
混凝土面接近钢筋笼时，保持较大埋深，放慢灌注速度，以减小混凝土的冲击力，混凝土面进入钢筋笼4m以上后，适当提升导管减小埋深（但不小于2m），以增加钢筋笼在导管底口以下的埋深，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力。
混凝土灌注要均匀连续不断，严格控制和易性。
第六步、灌注快结束混凝土上升困难时，可向孔内加水，并掏渣或增加漏斗高度，拔最后一节导管时应慢，防止泥浆挤入产生泥心。
第七步、灌注后的混凝土面应超出设计标高1.0m。以便清除浮浆并消除测量误差，保证桩头混凝土的质量。
5.2.2承台施工操作要点
（1）、凿除桩头、桩基检测
桩头采用人工风镐凿除，上部采用风镐凿除，下部留有20～30cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。
将埋入承台的桩身钢筋整修成设计形状，复测桩顶高程，进行桩基检测。
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（2）、模板安装
模板采用大块钢模拼装，用钢管、型钢、方木与基坑四周坑壁撑实，模板间用拉杆固定，确保模板稳定牢固、尺寸准确，模板内刷脱模剂。首先确定组装钢模板方案：应先制定出承台组装钢模板的方案，并经计算确定对拉螺栓的直径、长度、位置和纵横龙骨、连杆点的间距及尺寸，遇有钢模板不符合模数时，可另加木模板补缝。
安装组合钢模板：组合钢模板由平面模板、阴、阳角模板拼成。其纵横胁拼接用的U形卡、插销等零件，要求齐全牢固，不松动、不遗漏。模板安装后，应对断面尺寸、标高、对拉螺栓、连杆支撑等进行预检，均应符合设计图纸和质量标准的要求。
拆除组合钢模板：当混凝土强度能保证模板拆除时其表面及棱角不至损坏时方可拆除模板，根据规范要求混凝土强度达到2.5MPa前不得拆模，具体拆模时间可由试验室根据试验确定。拆模时先割断拉杆，然后按先支后拆的顺序进行拆除，在拆除模板过程中严禁使用猛烈敲打及强扭地方法。
5.2.3墩柱施工操作要点
（1）模板
为保证桥墩达到内实外光，线条流畅、棱角分明的效果，采用精加工钢模板一次浇筑成型，不设对拉杆。桥墩模板委托专业模板公司进行制造，每节模板的高度，考虑同一截面形式的不同墩身高度的模数进行确定，一般为1.5m、2.0m、3.0m节，组合成墩身高度。模板的设计和制造做到“组合合理，互换性好，刚度足够，安拆方便”。
（2）墩柱混凝土施工
浇筑混凝土使用的脚手架采用扣件式钢管支架，按便于人员与料具上下且必须保证安全的原则搭设。混凝土采用混凝土输送泵灌注，漏斗串筒入模，混凝土分层浇筑，层厚不超过30cm，插入式振捣器捣固，振捣定人定位。在模板内部画线，浇筑时控制混凝土表面标高与设计一致。过渡墩墩帽先浇筑台阶下整体墩帽混凝土，并注意相应钢筋的预埋，然后再浇筑台阶混凝土。灌注支撑垫石小石子混凝土前，先把盖梁、台帽混凝土表面凿毛并清刷干净。
3 上部构造施工操作要点
5.3.1 地基处理
首先平整施工场地，清除地表杂土，采用静力触探法检测地基承载力不得低于558Kpa。根据施工需要，现场浇筑20cm厚C25的素混凝土将满堂架场地硬化处理，同时在场地外侧挖好排水沟，做好地表排水。
5.3.2测量放样
测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线，并用白灰撒上标志线，现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线，同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。
5.3.3留设门洞处贝雷墙+满堂架搭设
在Z14～Z15跨、Y14b～Y15跨搭设两排贝雷支架门洞，门洞通行宽度设计为：Y14b～Y15跨分别为6m、10m，Z14～Z15跨分别为4.7m、11.2m，限高满足7.5m。门洞支柱采用5层支撑架贝雷桁架叠置形成3面贝雷墙，每层1.5m，高度7.5m。在贝雷墙上部顺桥方向布置一层贝雷梁，在该层贝雷梁顶分配梁采用I25a工字钢，间距60㎝；工字钢上搭设满堂碗扣支架至梁底。基础采用断面宽120cm×高60cm的C30砼条形基础。
5.3.4碗扣支架安装
立杆、水平杆布置：采用φ48×3.5mm碗扣架搭设，在立杆底部按照立杆间距布设50mm厚的木垫板，使立杆处于木垫板中心，木垫板须放置平整、牢固，底部无悬空现象。
箱梁普通梁段、端横梁、中横梁底板范围底板下立杆间距600mm×600mm，翼板下立杆间距600mm×900mm，箱室顶板下支架立杆间距600mm×600mm；满堂支架横杆步距采用1.2m。
根据立杆及横杆的设计组合，杆底部设底托，顶部设顶托。从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于木垫板中心，先全部装完一个作业面的底部立
杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。
5.3.5设置剪刀撑
剪刀撑：为保证支架稳定性，用不小于6m普通钢管和活动扣件搭设剪刀撑，角度控制在45°～60°。纵向剪刀撑（顺桥方向）设置7道，即每道箱梁腹板处、箱室中间和支架最外排各1道；横向剪刀撑（垂直桥方向）4.0m设置一道；每根钢管与立杆交接处均采用扣件连接，剪刀撑接长时，搭接长度不小于1m，搭接段不少于3个扣件。
斜杆每步应与立杆扣接，扣接点距碗扣节点的距离宜≤150mm；当出现不能与立杆扣接的情况时亦可采取与横杆扣接，扣接点应牢固。斜杆的搭接长度不小于1m，搭接处设3个扣件，两端扣件位置距端头不小于100mm。
5.3.6顶托安装
为便于在支架上作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制在300mm以内为宜。
5.3.6预压方案
（1）、支架预压
为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响，在底模安装完毕对支架进行预压施工，预压荷载为所压孔内箱梁的施工总荷载的120%，编织袋灌装砂作预压材料，用吊车吊运到支架上，砂袋堆放要根据现浇箱梁混凝土的分布情况进行布置。整孔范围内分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求，且不得分块小范围集中堆码，以免产生不均匀沉降；沙袋堆码整齐，不乱堆放。按照施工总荷载的120%进行加载，预压荷载分期加到支架顶部。加载卸载顺序为：按施工总荷载的0→50%→75%→120%→75%→50%→25%→0进行分期加载及分期卸载，并测得各级荷载下测点的变形值。
为获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形，应进行预压时的沉降观测。加载前需对支架基础顶、支架底和底模顶进行标高测量，线路纵向测量点设在支点、梁跨的1/6、1/3、1/2、2/3和5/6处，每个断面分左、中、右布置三个监测点，观测点布置在地面以及模板底的方木上，预压时逐日对其进行沉降观测，做好记录。观测时间为预压前测一次，加载50%测一次，满载时测一次，满载后每24h测一次。只有当沉降稳定后，才能停止预压。一般认定连续三天沉降不超过2mm，一般观测时间不小于7天，卸载后再观测一次。根据测量结果，计算变形量并绘制支架变形曲线，然后分析计算出支架、方木及模板的弹性变形量和非弹性变形量，根据支架卸载后的恢复情况，计算出地基沉降量，以这些数据为依据，再考虑梁张拉起拱量（3mm～10mm），进行调整模板预拱度，以确保达到梁体的设计线。
10 效益分析
经济效益：虽然跨线桥不会影响线路的正常开通，但一旦线路开通后，则会造成既有线施工，从而造成大量的人力、物力的投入，贝雷架会比满堂架成本略高，但相比既有线施工增加的施工成本确是九牛一毛，故我部综合考虑，采用贝雷梁门洞形式，大大节约了施工成本。
社会效益：大型铁路站场跨线桥的快速施工，既确保了路基、轨道、四电工程的施工，又避免了既有线施工，大大节约了人工成本及工期成本。同时，业主、监理、设计单位也对我司的施工质量及进度表示赞扬，也为公司在广铁集团中赢得了荣誉。
论文作者:高耀
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/21
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 导管论文; 支架论文; 预压论文; 模板论文; 标高论文; 《基层建设》2017年第23期论文;