中铁一局集团第四工程有限公司 陕西咸阳 712000
摘要：新建鄂尔多斯电力冶金铁路专用线跨水管路大桥采用3孔48m预应力混凝土节段拼装箱梁，结合工程实际情况，着重介绍梁段就地预制、交错滑移、节段拼装及预应力控制技术，顺利完成工程施工，对类似工程有借鉴意义。
关键词：48m箱梁；节段拼装；就地预制；交错滑移
1 工程概况
鄂尔多斯电力冶金铁路专用线DK6+371.45跨水管路大桥全长160m，为线路跨越电厂水管而设，桥下有8条供水管道，4条排水管道，管道埋深2.5～3.5m不等，梁底平均略高于原地面0.5～0.8m不等。该桥下部结构基础设计为钻孔桩，钢筋混凝土承台、垫石，“T”形桥台，因地势原因未设桥墩；上部结构梁部设计为3～48m节段拼装预应力混凝土简支箱梁；该桥位于线路直线段上，桥梁段线路纵坡设计为向电厂站方向9‰的下坡。
跨水管大桥设计为3～48m节段拼装箱梁，单孔箱梁分9个节段进行预制，全桥共计27个节段。每孔梁节段布置为：4.05m+3×5.3m+4.3m+3×5.3m+4.05m，总重为773.72t（含湿接缝），混凝土方量为285.4m3，钢筋重量为45.5t，钢绞线数量为14.72t，最重梁段为1#段，重94.4t。
2 施工方案及工艺流程
本方案主要包含就地预制、交错滑移、就位湿接、预应力施工等几个环节，关键点在就地预制和交错滑移部分。预制部分是采用土模结合砖砌体、竹胶板等作为底模，将48m节段拼装梁的2#、4#、6#、8#段置于设计位置，将1#、3#、5#、7#、9#段置于线左位置就地预制；滑移部分是在预制完成后铺设滑轨设施，将线左位置预制的梁段横向滑移至设计位置就位，经与其余梁段统一精调后浇筑湿接缝并进入后续常规施工。
工艺流程：场地平整→设置排水设施→制梁台座施工→模板就位梁段预制→铺设滑轨等滑移准备工作→滑移梁段→就位后精调→浇筑湿接缝混凝土→强度达到后张拉→封锚封端→自检→施工验收。
3 施工准备工作
3.1场地平整
首先将施工场地进行平整，对地基薄弱的地段采用砂砾进行换填，回填时应进行碾压、夯实，以免由于地面不均匀下沉，影响构件质量。在施工前人工开挖探坑确定下埋管路走向及标高，施工过程中，注意管线位置的压实，必要时采用静压或人工夯实。
3.2设置排水设施
由于采用土模进行预制作业，为了防止降雨及地表水对土模本身及地基产生影响，在桥位周围设置排水沟。将场地外侧周边原地面开挖沟槽形成排水沟，沟底宽1m，坡度1:0.5，排水沟底标高及坡度，根据原地面坡度进行设置。在台座之间设置引水沟，确保降雨积水及养生用水不存留，全部能汇集到主排水沟里面。
4 梁段就地预制
4.1制梁台座
4.1.1制梁台座布置
在施工前对台座布置进行了规划，从吊车停放、模板倒运场地及施工安全等方面考虑，而且由于两个1#段均需与大小里程的墩台通过桥梁支座连接，确定了将1#～9#五个单数预制梁段台座设置在线路中心左侧的位置，该部分梁段作为滑移作业的主体，其余2#～8#四个双数预制梁段台座设置在原有设计位置，预制完成后只需进行必要的精调，减少了作业内容。
由于跨水管路大桥线左临近30kv电力线路，线右紧靠棋盘井西环路，施工场地较为狭窄。在布置线路左侧的预制台座时，考虑到吊车等机械停放及操作空间，根据梁段长度、吊车支腿宽度、工作半径等确定机械操作区及模板周转区。将线左的台座置于距线路中线7米的位置，将两列台座之间场地作为机械操作区，这样可以在节省场地的同时，缩短了模板的周转距离及浇筑混凝土的效率。
4.1.2制梁台座施工
按照制梁台座布置设计图纸进行现场放样，确定各个台座的位置，然后开始制梁台座的施工。由于在本方案中无梁体吊装设备，在施工台座的同时，还需要设置垂直起降设施，为后续的横向滑移创造条件。在施工制梁台座时，需要按照如下要求进行：
1）台座处原地面处理：由于节段拼装梁采用分段预制，台座体积较小，处理台座处原地面时，可采用小型挖掘机或人工配合压路机进行填筑，分层填筑层厚不大于20cm，填筑完一层后用环刀法进行检测，要求压实度不小于95%，经检测合格后再进行下一层的填筑。
2）制梁台座基础施工：采用砖砌24墙作为四周框架，高度为0.45米，砖基础中央空隙采用砂砾填筑，并用小型打夯机夯实。在施工过程中应严格控制铺设厚度及填筑质量，及时掌握回填情况，对于压实度不合格的部位及时进行处理。
3）模板加固及梁体顶升预留：节段梁梁段预制模板均为底包帮的设计形式，所以为了模板的整体稳定性，在夯实回填的过程中，在台座中央位置预埋Φ20的PVC管，用于横穿模板加固拉杆；在四个边角位置各预埋一块C55的混凝土块，尺寸为长40cm，宽40cm，厚20cm，预制块的作用为梁体预制完成后，拆除预制块上部砖砌体顶升梁体的过程中，给螺旋支撑及千斤顶的放置提供支座。
4.1.3台座堆载预压及顶面处理
1）预压观测点预埋：在台座基础的两端及中间位置三个断面布设观测点，两端各布设四个观测点，中间两侧位置布设两个观测点，共计10个观测点。将沉降观测点周围用醒目的标示进行标记，并在施工时做好对沉降观测点的保护。
2）堆载预压消除沉降：预压时所用堆载荷载为梁体单位面积最大重量的1.1倍，采用砂袋进行预压。在加载50%、100%、110%时均要测量各观测点的标高，加载110%完毕后需持荷24小时，过程中每隔4小时测量各观测点标高，分析地基沉降情况，直至完全消除非弹性变形后方可进行卸载。卸载完成后分析预压过程中观测数据，后续通过砂浆找平层将模板底标高进行调整保证构筑物的外观及尺寸符合设计要求。
3）制梁台座顶面处理：为了增加土模表面的强度，使表面光滑平整，尺寸准确，同时达到防渗防水的要求，在地基承载力满足要求后，浇注一层10cm厚M10砂浆找平层。为保证表面光滑平整，砂浆找平层初凝前需二次提浆压光，及时用薄膜覆盖，在过程中严格控制顶面高程和平整度，确保将高程误差控制在（-5,2）㎜，平整度误差控制在3mm以内。待砂浆强度到80%以后，在找平层顶部铺设一层竹胶板作为预制梁段所用底模，板缝处采用腻子粉刮平保证预制构件的外观及平整度，顶升预留孔位置需要制作成可活动底模，保证不影响顶升装备的操作。
4.2梁段预制
4.2.1预制梁段模板设置
48m节段拼装梁共有九个节段，1#、2#、3#、4#段各两节，5#段一节，其中1#段为端头段，5#段为中间段。由于在本方案中底模采用了土模的形式，故只需设置内、外、端模即可。1#段共两段，模板设内、外、端模各一套；5#段共一段，模板设内、外、端模各一套；2#、3#、4#段，内、端模各设1套，外模尺寸相同共设2套。根据模板需求情况，原有跨109国道大桥节段梁模板数量及规格完成符合要求，且在施工跨水管路大桥时该桥梁预制工作已全部完成，只需对模板进行整修即可再次利用。
4.2.2制定合理的施工顺序
由于预制台座交错设置，场地较为紧凑，制定出合理的施工顺序就显得尤为重要。综合考虑外模拆除、内模滑动等影响模板周转及吊车、罐车等机械操作空间的因素，制定了如下图的施工顺序。
4.2.3梁段预制施工
当一跨梁的台座制作完毕并经验收合格后，便可以在台座上进行节段梁梁段的施工。整个制梁过程从钢筋工程、模板工程、混凝土工程等方面均需严格控制，保证预制梁段的质量满足设计及规范要求。由于本工艺底模采用土模加木模的形式，与侧模及端模无法进行有效连接，在混凝土作业过程中需要注意浇筑速度，避免由于连接问题导致模板整体上浮。
5梁段滑移
5.1节段梁顶升
待整孔梁段全部预制完成且每个梁段的强度均达到设计强度的90%，即可进行梁段滑移前的准备工作。将之前台座四个边角预埋预制块区域的砖砌体掏空，拆除该位置活动底模，然后将四组千斤顶及螺旋支撑分别放在四个预留孔的预制块与梁体之间顶升梁体。在使用千斤顶顶升梁体的同时需要螺旋支撑的配合，并且在顶升时，四组千斤顶的行程必须一致，避免出现偏压的情况。梁段顶升的高度为20cm，便于从梁底穿入钢轨及设置MGE滑板。
5.2铺设滑轨
每一节梁段在底部设置两组滑轨，每组均由2块MGE板、2根标准50钢轨、若干枕木、32a工字钢纵梁等几部分组成。
1）在铺设滑轨前先要根据设计梁底标高推算出滑移梁底标高，从而确定滑轨的标高。滑轨坡度易设置为平坡或1‰的上坡，防止滑移过程中操作失误导致脱离轨道，滑移梁底标高较设计梁底标高低3-5cm，给后续作业保留一部分的操作空间，待滑移完毕后在精调过程中进行修正。
2）在铺设滑轨之前，将滑移路径区域平整并压实，对于薄弱地段采用砂夹石进行换填，保证地基承载力在250kpa以上。
3）根据滑移轨道标高对原地面进行处理，按照设计标高纵向铺设32a工字钢作为纵梁，间距20cm，在铺设时应铺设平稳并与原地面充分接触。
4）工字钢纵梁上面横向铺设枕木，间距50cm，然后将四根滑轨穿入梁底，台座以外部分的滑轨放置在枕木上面，采用螺纹道钉将其固定。
5）滑轨铺设完毕后，在滑轨表面涂抹黄油，然后在梁底与滑轨之间放置MGE板，这样做的目的是为了降低滑动摩擦阻力，减小滑移所用的顶推力，从而避免滑移过程中损坏梁体。
6）待滑轨滑板等就位后，再次对轨面标高进行复测，确认无误后将梁段下落至MGE滑板上准备滑移施工，
5.3滑移梁段
在滑移梁段时在千斤顶后方放置槽钢与楔子结合的后座装置，然后采用两组电动千斤顶同时进行顶推作业。
1）为了保证千斤顶能够顺利通过后座装置完成滑移作业，安装后座装置时，必须保证与钢轨连接牢固，防止千斤顶顶推操作时出现偏移的情况。
2）后座装置安装完毕后，在后座装置与梁体之间水平安装千斤顶，然后在千斤顶与梁体之间放置木板等缓冲装置，防止在顶推过程中由于受力集中对梁体产生损坏。
3）进行顶推作业时，每次行程控制在10cm，在确定两组千斤顶行程一致而且无偏斜后回顶，在千斤顶与后座装置之间加设钢板作为调节板进行循环作业。
4）待行进5-6个循环时，拆除后座装置、千斤顶及调节板，向滑移前进方向整体移动再次进行安装，并重复上述作业内容，直至将梁滑移至设计位置。
5）梁段滑移至设计位置后，在每个梁段的四个角点设置螺旋支撑作为临时支撑装置，待一孔梁均滑移完毕后统一进行精调作业。
5.4就位后精调
一孔梁的梁段全部滑移完毕后，即可开始每个梁段的精调作业。精调作业需要调节纵向、横向及标高三个数据，采用螺旋支撑配合双坐标千斤顶来完成精调作业。
由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求，调整完成后测量复核。
精调时，以线路中心线、梁段位置、梁底设计标高、预拱度等参数为基准，即要求线路中心线和梁体中心线重合，梁段位置为图纸设计位置，梁段标高符合设计标高及预拱度的要求。
6 湿接缝与预应力施工
6.1湿接缝施工
安装梁段间波纹管，穿钢绞线后绑扎接缝钢筋，支模板浇筑；湿接缝按底板、两侧腹板、顶板的顺序浇筑，中间不能停顿。塌落度应控制在9～12cm之间，初凝时间控制在8小时左右，浇筑混凝土要对称进行，依次从两端向中间进行。整孔梁的所有湿接缝必须一次浇筑完成，中间不得停顿。
6.2预应力张拉
预应力张拉、锚固、灌浆等机具使用前必须校正检测，取得机具参数后计算相应的控制数据。预应力张拉施工须进行两端张拉，按照张拉力和伸长值指标双控，以张拉力控制为主，伸长量作为校核。
预应力筋的张拉应在湿接缝强度达到设计强度90%且不小于7d后进行，张拉程序为：0～0.1σK(测初始伸长值、测工具锚夹片外露) ～0.2σK (测初始伸长值、测工具锚夹片外露) ～σK（测伸长值、测工具锚夹片外露、持荷5min）～回油到0（测总回缩量、工作锚夹片外露量）。
6.3孔道压浆及封端
第二阶段预应力筋张拉完毕后48小时内应进行压浆施工。压浆前应检查预应力筋锚固无异常情况，方可采用砂轮切割机对钢绞线余头切割，切割时外露余头钢绞线按不小于5cm考虑。压浆采用一次真空压浆工艺，在所有的孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行绑轧封端钢筋,立封端模板,浇筑封端混凝土等的施工。
7 结束语
本文中所述方案除就地预制、交错滑移施工技术为根据现场实际情况确定外，其余梁体预制、梁段就位、湿接缝及预应力施工均与正常节段拼装施工相同。在过程中不但要严格两项新技术的过程控制，对梁体预制的质量、梁段就位的精度、湿接缝及预应力张拉、压浆等工序的质量也要严格要求，这对于工程的整体质量有至关重要的作用。
参考文献
[1]向木生，张世飙；大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J]，中国公路学报，2002
[2]许克宾；桥梁施工[M]，北京；中国建筑工业出版社，2005
[3]蒙晓莲；桥梁节段预制拼装技术及其在城市轨道交通中的应用[M]；华南理工大学出版社，2006
[4]TB10002.1-2005，铁路桥涵设计基本规范[S]
[5]TB10415-2003，铁路桥涵工程使用验收标准[S]
论文作者:刘汉宁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/27
标签：台座论文; 标高论文; 滑轨论文; 预应力论文; 作业论文; 千斤顶论文; 模板论文; 《基层建设》2017年第10期论文;