中铁广州工程局集团第三工程有限公司 526020
摘要：高速铁路高平顺性、高稳定性、高精度特点决定了大量以桥代路的建设方案，建桥成为高速铁路施工中极为重要的环节，因此本文对高速铁路梁桥施工技术与质量控制进行了探讨。
关键词：高速铁路；梁桥；施工技术；质量控制
近年来，我国高速铁路建设取得很大成就。截至2017年底，我国高速铁路里程数已达到2.5万公里，占运营铁路里程的20%左右。高速铁路对线路平顺性、稳定性、精度、残变等有很高的要求，所以大量采用以桥代路的建设方案，据统计桥梁结构占线路里程的50%以上[1]。梁桥因其具有结构受力合理、技术成熟等特点而成为高速铁路桥梁的主要桥型。由于高速铁路梁桥行车速度、运输量以及对平稳性、舒适性、耐久性等要求超过了普通铁路梁桥和公路梁桥，故对施工技术和质量控制提出了更高要求，因此本文对这方面内容进行了探讨。
1 高速铁路梁桥施工概述
1.1 梁桥结构类型及特点
高铁梁桥主要采有简支梁桥、连续梁桥两种桥型。简支梁桥受结构形式限制，跨度一般不超过50m，采用现场预制、架桥机架设较为便捷，我国已形成以32m 跨度为主、24m调跨的双线整孔预应力混凝土简支箱梁桥的标准化施工模式。连续梁桥属超静定结构，伸缩缝少，整体性好，适于跨度40～200m，多用于跨河、谷路段。
1.2 梁桥施工
根据《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR 9603-2015），高铁梁桥施工一般分为施工准备、施工测量、地基基础施工、墩台施工、预应力混凝土桥梁施工、桥面附属设施施工等部分。本文主要讨论预应力混凝土桥梁的施工。
简支梁桥施工分为预制架设法和支架浇筑法。预制架设法是在预制场预制整孔箱梁，然后用架桥机安装就位，适于长大的多孔预应力混凝土简支梁施工，施工高效，质量易于保证。支架浇筑法又分为满堂支架法和移动模架法。满堂支架法适于桥墩高度较低的桥梁，需使用较多膺架材料，并且由于膺架变形不易控制，所以质量难保证。移动模架法采用定型模架逐孔拼装和浇筑混凝土梁，故无需在地面设置支撑，但模架设备投入较高。
连续梁桥施工分为支架浇筑法和分段施工法。支架浇筑法施工方法同简支梁桥。分段施工法是指将连续梁分解为长度不同的梁段，各段施工后再湿接缝成连续梁，所以这种方法也称为先简支后连续法。根据所采用的工艺，分段施工法又分为悬臂浇筑法、悬臂拼装法、顶推法、浮吊法、旋转施工法等。悬臂浇筑法利用挂篮在桥墩两侧对称施工，最后合龙，适于跨越江河、山谷的连续桥，施工设备简单，施工不受外界因素影响。悬臂拼装法先在预制场预制梁段，再在桥墩两侧对称起吊、拼装和接缝。顶推法等应用不如悬臂浇筑法和悬臂拼装法广泛，不过在特定条件下也有其优势，例如顶推法用于曲线连续桥施工，可以缩短工期，节约施工费用[2]。
下面以连续梁桥悬臂浇筑法为例分析高铁梁桥施工技术与质量控制。
2 高速铁路梁桥施工技术与质量控制
2.1 工艺流程
基础、墩台施工→0#块施工→1#节段施工┄（包括边跨施工）┄→n#节段施工→合龙段施工。
2.2 基础、墩台施工
基础和墩台用于支撑桥梁上部结构，它们的施工方法与一般桥梁的基础、墩台施工无异，只是因为高铁荷载稳定性要求更高，质量控制更加严格，限于篇幅本文不做详细叙述。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 0#块施工
0#块是连续梁桥上部结构施工的起点，由于混凝土体积大、钢筋密布、预应力管道集中，所以也是整个悬臂浇筑法中最复杂的节段。
一般利用支架或托架进行施工，支架适用于墩高较低、地势较平坦处的桥墩，托架适用于高桥墩或地势落差较大处。一般托架不用落地，拼装简单快捷，相应的临时支撑采用在墩顶预埋钢筋（伸入梁底部）后浇筑混凝土形成支撑，施工简便，故应用较广。托架的材料为型钢、万能杆件等，利用墩身上的预埋铁焊接临时托架的纵横梁，通过螺栓连接各杆件。为了保证托架的安全性，应建立托架空间模型，再利用有限元软件分析承载力并验算稳定性。托架搭建好后必须经过预压，以验证托架设计的可靠性以及消除安装时的非弹性变形、重载下的弹性变形。预压可采用砂袋预压、水箱预压和千斤顶预压中的任一种方式，并且由小到大逐级加载，例如30%→50%→80%→100%→120%，至120%后稳压不小于24小时才能卸载，卸载也需由大到小逐级卸载。预压前在牛腿支点、纵横梁交叉点等处设置测点标记，加载时利用精密水准仪测量各测点的高程变化，计算非弹性变形、弹性变形，以调整底、侧模的安装尺寸，保证立模标高的准确性。
模板、钢筋及预应力管道安装。模板分内、外模及端模，先安装外模，再安装内模和端模。外模分底模、侧模和人洞模板。人洞模板采用木夹板和背衬木方制成，其他模板为钢模。钢模安装时需涂刷脱模剂。因为混凝土分次浇筑，所以模板不是一次就安装到位的，同样钢筋也需分次安装。预应力管道一般采用波纹管，应一次安装到位，并且在运输、安装时需避免挤压变形和碰撞损坏。
高铁梁桥混凝土采用高强混凝土，利用泵送方式入模。浇筑顺序应由悬空端到两墩间，从底板到腹板、再到顶板。浇筑时应两侧对称进行，保证两侧重量大致相当。在混凝土浇筑同时留取试件，以便掌握混凝土强度发展情况。因0#块为大体积混凝土，可通过设在底部的冷却水管进水冷却。浇筑完成12h后开始浇水养护，应保持混凝土表面湿润，若冬季施工温度较低应采用蒸汽养护。混凝土强度及弹性模量达到100%拆除内模及端模后可穿预应力筋并张拉，张拉完成才能拆除外模、底模。
张拉预应力筋采用穿心千斤顶，先张拉纵向筋，再张拉横向筋和竖向筋。加载从0%到100%分5次完成，在每一加载点持荷2min以上，100%处持荷5min。张拉完成后48小时内，预应力管道要及时进行压浆、封锚，以免应力损失。
2.4 悬臂段施工
安装挂篮。挂篮是可移动的施工平台，要求足够的强度和稳定性，并且装拆简单、施工快捷，目前倾向于自重与悬浇重量比更小的挂篮，如菱形挂篮、滑动斜拉式挂篮等。挂篮的装卸由具有相应资质的安装单位完成，经检测机构检查验收合格再交付施工单位使用。挂篮使用前要像托（支）架那样进行预压，目的也是为了检验挂篮的可靠性及消除安装后的非弹性变形、加载后的弹性变形。加载及测点布置类似托（支）架。后面的模板、钢筋、预应力管道安装以及混凝土浇筑、预应力筋张拉、压浆、封锚等操作与0#块施工大同小异。完成一个循环后移动挂篮到新位置，开始下一个循环，挂篮行走时必须两侧同步，不得造成偏压。每节段梁体施工前后都要进行线性测量，并且委托具有相关资质的单位进行验算，用以指导下一节段梁体的线性控制。
2.5 合龙段施工
合龙是连续梁悬浇施工的关键环节，合龙效果直接关系到成桥内力和线型。合龙顺序应先边跨合龙，再中跨合龙，而且应对称合龙，例如两侧边跨同时合龙，这样内力和结构变形较小[3]。中跨合龙时，挂篮行走至合龙段位置，然后挂篮提升锚固，并对悬臂段进行压重。可采用水箱压重，较易控制配重。校正模板后类似0#块那样安装钢筋、预应力管道。中跨合龙临时联接前应解除0#块上的临时支座固结，锁定合龙后加水箱配重，锁定应选择一天中气温最低时段。浇筑合龙段混凝土时同步卸载。预应力筋张拉、压浆、锚固后，可拆除挂篮。
3 结语
预应力混凝土梁桥是高速铁路建设中应用最广泛的一种桥型，该桥施工方法与普通铁路梁桥和公路梁桥相差不大，但因为高铁对列车行驶的安全性、平稳性要求很高，相应地桥梁整体结构抗冲击性和耐久性要求更好，所以桥梁施工精度更考究，质量控制更严格，因此对高速铁路梁桥施工技术与质量控制的研究更具现实意义。
参考文献
[1] 刘勇，戴公连，康崇杰.中国高速铁路简支梁综述[J].铁道科学与工程学报，2015，12（12）：242-249.
[2] 张勇，马宏亮.高速铁路曲线连续梁桥顶推施工关键技术研究[J].铁道建筑，2015（7）：16-18.
[3] 徐天良.预应力混凝土连续梁桥合龙施工关键技术[J].铁道建筑，2017（4）：37-39，55.
论文作者:王宏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/9
标签：挂篮论文; 预应力论文; 混凝土论文; 悬臂论文; 高速铁路论文; 托架论文; 预压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;