1、京沈高鐵桃花站特大橋 100m簡支拱施工摘 要：大跨度橋梁比中小橋梁施工更復雜、工期更 長、造價更大，因而建造大跨度橋梁施工技術和要求更高， 文中介紹了作者所參與的京沈高鐵桃花站特大橋100m簡支拱施工技術與控制方法，并結合大跨度拱橋的施工特點對關 鍵技術進行闡述。關鍵詞：京沈高鐵 大跨度簡支拱施工技術1工程概況京沈高鐵地處華北地區的北京市、河北省和東北地區的 遼寧省，線路自北京星火站始，至沈陽站至，全長 696.8km, 設車站20座，設計時速350km/h。京沈高鐵TJ-9標段為新 建北京至沈陽高鐵的一部分，全長36.556km,標段內含路基11.967km,橋梁13座18.579km,預

2、制架設梁 546孔，隧道 4 座 6.01km o工程范圍本方案為桃花站特大橋 100m下承式無昨雙線簡支拱橋 混凝土現澆施工。該橋位于遼寧省阜新市阜蒙縣沙拉鎮，簡 支拱跨預留新義鐵路擴能右線及左線，斜角角度：152 0800。施工地質條件橋址區表覆第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）及上更新統坡殘積（Q3el+el）粘土、粉質粘土、粉土、砂土及角礫土、 圓礫土、碎石土，下伏侏羅系上統（ J3）頁巖、砂巖、礫巖 等，產狀185 20 o工程特點1、結構特點本橋跨徑L=100m,矢高f=20m ,支座中心距梁端各 1.35m,梁長102.7m。系梁橫截面為單箱三室截面，斷面高 2.8m,梁端加

3、高至3.0m,頂板及底板厚0.35m,邊腹板厚 1.2m,中腹板厚0.4m。吊點橫隔板厚0.5m,端橫隔板厚3.5m, 梁端設進人孔，吊點橫隔板設過人孔，底板設泄水孔，邊腹 板和中腹板每箱室設兩個通氣孔。梁寬 18.6m,采用C50混 凝土。圖1簡支拱梁結構斷面圖2施工方案施工總體思路綜合考慮了桃花站特大橋主橋的工程結構形式、施工條 件以及工期要求，對桃花站1-100m鋼管提藍拱橋的上部結構安裝施工采用“先梁后拱”施工方案；即系梁現澆支撐架 采用貝雷桁架梁+鋼管支撐柱式鷹架結構。施工工藝流程簡支拱支架現澆混凝土梁施工工藝流程圖圖2施工工藝流程圖3施工方法及措施支架基礎處理支架基礎為條形基礎、樁

4、基礎兩種形式；根據支架承載 力計算結果得由，條形基礎 3#8#支柱基底承載力不小于 250kPa。樁基礎植入基本承載能力a o=400kpa 土層（砂巖、頁巖）不少于4m長。1、條形基礎C30鋼筋混凝土條形基礎寬 3/3.5m （5#、6#、7#、8#/4#） 厚1m長22m,上部配置？16間距15cm鋼筋網片，下部配置？20 間距15cm鋼筋網片；基坑按基礎尺寸垂直開挖，采用原槽 土模一次澆筑成型，條形基礎施工時在上部自基礎中心每隔 3m預埋一塊800 x 800mm厚16mm方形鋼板為鋼管立柱預 埋件。2、樁基礎根據地質情況（2#、3#、9#、10#、11#）樁基礎樁長均 為20m；樁基礎

5、采用直徑1.0mC25素混凝土；樁基礎施工完 后破除樁頭，測量放線鉆孔安裝？25HRB400螺紋鋼，錨固深 度為35D且* 500mm,將預先加工的鋼墊板（730X 730 X20mm）套入，在基礎強度達到設計強度的80%后，進行支架安裝施工。貝雷梁支架搭設橋支架采用鋼管柱及貝雷梁組合支架。貝雷梁跨度為（2X 9+6+4 X 9+6+3 X 9） m全長93m,共12排支墩，兩端支墩不作地基處理支承在 1#、2#墩承臺加臺上。中間支墩采用 3/3.5m寬1m厚鋼筋混凝土條形基礎及直徑1.0mC25素混凝土樁基礎。基礎達到設計強度 80%后，進行支架安裝施工； 澆筑條形基礎時預埋方形鋼板，在預埋

6、鋼板上立63cm鋼管柱，鋼管柱頂部搭設 2根I45工字鋼橫梁，橫梁上搭設貝 雷梁網架。樁基礎達到設計強度 80%后，進行支架安裝施工；在預埋鋼板上安裝鋼管柱及落梁裝置，落梁裝置上方搭設3根I45工字鋼橫梁，橫梁上搭設貝雷梁網架。貝雷梁網架呈 2排一組（1X0.9m）和3排一組（2X 0.45m）布置，共14 組34排，每組貝雷梁用相應花架拼裝；貝雷梁上橫向分配間距100cm鋪I12.6工字鋼橫梁，上部間距 30cm鋪設10X 10cm方木，方木上鋪設1.8cm厚竹膠板做為簡支拱梁底模。100m簡支拱支架立面布置圖見圖3;100m簡支拱典型支架橫斷面布置圖見圖4 ;圖3簡支拱支架立面布置圖圖4簡

7、支拱典型支架橫斷面布置圖1、鋼管支柱鋼管立柱采用內徑為 630mm壁厚10mm鋼管。鋼管立 柱下部與條形基礎及樁基礎預埋鋼板焊接。條形基礎立柱上 部通過800 x 800mm厚16mm方形鋼板與沙箱焊接；鋼管立 柱橫梁采用10槽鋼，斜撐采用16槽鋼。樁基礎上部通過730 x 730mm厚20mm方形鋼板與落梁裝置鏈接。2、沙箱沙箱高度基本相同，下部尺寸比鋼管頂板尺寸小 40mm , 填充標準石英砂后進行預壓（壓力2169KN）,預壓后保證卸載空間為300mm o制作時在下桶側面下部設高50mm寬100mm的流砂口，并在外側設一牢固蓋板，用于放砂卸架。 砂箱安裝時與下部鋼管焊接牢固并在外側架約束

8、鋼板；根據 現場預壓數據分析將 4、5、6、7、8號沙箱底部切小孔注漿， 桶內空隙采用混凝土封堵；2、3、9、10、11號采用3組10雙拼焊接槽鋼。圖5鋼管頂砂箱構造圖墩頂支架搭設墩頂與貝雷梁處支架搭設橋支架采用鋼管柱貝雷梁支架，距墩身1m。采用兩根1.5m20槽鋼雙拼作為立柱，立柱與墩身側I45工字鋼焊接，立柱間距與貝雷梁間距一致，上部采用20槽鋼雙拼做22m長橫梁。橫梁上部順橋向布置 1.5m長I12.6工字鋼與墩身連 接，上部設置 48鋼管立柱，立柱高 30cm,間距30cm。立 柱上部設置頂托，頂托上部為I12.6工字鋼橫向分配梁，間距30cm,橫梁上部鋪設10 x 10cm方木縱向分

9、配梁，間距 10cm,方木上部鋪設簡支拱底模。3.3.2墩頂支架搭橋墩頂支架采用滿堂支架搭設，采用高 30cm48鋼管 作為立柱，下鋪 8mm鋼板，立柱間距 60 x 60cm。上部設置 頂托及I12.6工字鋼縱向分配梁，縱梁上間距 10cm鋪48 鋼管橫向分配梁，橫梁上部鋪設簡支拱底模并用方木固定。支架預壓主梁施工前對貝雷主梁的強度、剛度、斜撐的抗剪力， 鋼管柱的承載能力進行驗算并檢驗支架的整體穩定性及支 架基礎的實際承載能力，避免混凝土澆筑過程中支架不均勻 沉降而生現裂縫，現澆支架在澆筑箱梁前進行壓載試驗。一 是消除非彈性變形；二是根據預壓結果，得由與設置預拱度 有關數據對理論計算數值進行

10、修正以確定更加合適的預拱 度。在系梁底模鋪設完畢后進行預壓，采用沙袋作為預壓體 均布在模板上，預壓重量等于梁體重量及梁上部鋼管拱和支 架重量總和的1.2倍，加壓順序與澆筑混凝土順序一致。圖6貝雷梁之間加載預壓布置圖在預壓前進行第一次觀測，記錄好各點位原始標高，作 為沉降觀測的基準。加載過程中，分三級進行（60%、80%、100%的加載總重均為梁部及拱肋全部荷載的1.2倍重量）每級加載后靜載1h,測量各階段的支架沉陷量，堆載完成后再測量一次，其余為每日 9時、18時左右進行測量，連續 3d觀測支架沉降，繪制沉降曲線并計算由支架沉降量。沉降穩定位移變化值小于 2mm時進行卸載。完全卸載后，觀測支架

11、及地基彈性變形直至回彈穩定， 穩定狀態以在卸載后12d內連續觀測3次，數據基本不變 后綁扎鋼筋及支立模板。預壓過程中根據加載重量和壓載時間進行觀測記錄并 分析，作為調整模板標高的有效數據。支架頂部的標高值最 后調整為設計標高值+設計預拱值+預壓回彈量。鋼筋綁扎及預應力鋼絞線安裝鋼筋綁扎梁體鋼筋分兩次安裝，先安裝底板和腹板部分，待內模 安裝后，再安裝頂板和翼緣板鋼筋。鋼筋與預應力束有干擾 的，對有干擾的鋼筋進行位置上的調整，不得割斷或割除該 處鋼筋。預應力鋼絞線安裝在安裝前根據相應規范及要求對預應力鋼材、錨具、夾 具和張拉設備進行檢驗，合格后進行使用。 預應力管道的放樣、安放鋼筋安放完成后，對預

12、應力鋼材的平面和高度（相對底 模板）進行放樣，放樣完成進行穿波紋管，波紋管連接處縫 隙包纏牢靠，防止水泥漿滲入并制作滿足設計圖紙要求的角 度和端頭模板，將錨墊板用螺栓固定于端頭模板上。預應力管道采用“井”字型定位網鋼筋固定，定位鋼筋 橫筋與豎筋點焊在鋼筋骨架上，如與骨架鋼筋相碰時，保證 管道位置不變，將鋼筋稍加移動。在鋼束直線段定位鋼筋間 距為60cm,在鋼束曲線段（包括底板鋼束呈凸曲線段）加 密到30cm,并保證管道位置正確。鋼絞線下料、編束及穿束嚴格按照圖紙提供長度下料，同時考慮千斤頂張拉工作 長度。下料使用砂輪切割機。下料后在地坪上進行編束，每 束內各根鋼絞線編號并順序、平直擺放，每隔1

13、.01.5m用22號鐵絲按照相應設計根數扎成一束，形成預應力束。編束要緊，根與根之間不扭絞。預應力束孔道呈曲線狀，人工穿束較困難，使用高強鋼 絲導入，人工將高強鋼絲拉過孔道，然后將鋼絲繩頭用半圓 鋼環與鋼束頭焊接在一起，開啟卷揚機將鋼束徐徐拉過孔 內，在鋼束頭進孔道時，人工協助入孔。鋼束穿進過程中堵 塞，立即停止，查準堵塞管位置，鑿開混凝土清除管道內的 堵管雜物后繼續用卷揚機將束拖過孔道。穿束完成后，將管 道口封堵，并將裸露在外的鋼絞線進行包裹，防止水泥漿漏 入波紋管或污染張拉端，影響預應力束的張拉。模板安裝 系梁底模采用優質竹膠板制作，外模采用定型鋼模板，端模采用木模，內模采用 1.8cm厚

14、竹膠板制作，模板強度及剛度滿足要求。在支架上鋪設系梁底模，中心線施工時節點坐標值按施 工圖紙要求設置預拱度。考慮到由貝雷架的彈性變形所產生 的支架變形，鋪設底模時將變形量按二次拋物線分段考慮在 內。安裝外模時，外模下部、拱腳模板采用定型鋼模板，下 部采用對銷螺栓與底模連接，上下部均采用小16圓鋼對拉鋼筋與梁體鋼筋骨架焊接固定。內腹板使用竹膠板，為保證側模穩固，在箱梁主筋和腹 箍筋上，設置一定數量的定位鋼筋。準確確定模板位置，并 在箱梁腹板上設置 小16圓鋼對拉鋼筋。內模腹板肋條間距為 25cm,頂板和翼緣底板的肋條間距為40cm,頂板和底板之間設立縱向間距為100cm、橫向間距為160cm的鋼

15、管支撐， 橫向設置上下兩道豎向間距為100cm的橫支撐，橫支撐和豎支撐形成組合“ #字架。便于人工安裝每塊內模設計重量 在50kg以下，支架采用碗扣式鋼管腳手架，安裝方便快捷。安裝模板時梁端與橫梁預應力錨頭位置和支座處模板， 按設計要求和支座形狀做成規定的角度與形狀，并保證錨頭 位置混凝土面與該處鋼絞線的切線垂直。梁體混凝土澆筑預埋件安裝施工過程中張拉端錨墊板，所有排氣孔、壓漿孔、泄水孔的預埋管及橋面泄水管按設計圖紙固定到位；拱腳端部預 埋鋼管；吊桿固定端錨墊板，焊接在系桿鋼筋并且錨固在模 板上，在澆筑混凝土的前后分別對其平面位置及垂直度精確 測量。混凝土澆筑：系梁施工的分段因系梁斷面大，混凝

16、土方量多，為保證混凝土質量，加 快施工進度，根據施工實際情況將系梁分3段進行施工，先施工中間A節段再施工B節段，拱腳與B節段一同澆筑。 具體系梁分段見下圖：圖7系梁澆筑分段圖線性監控系梁在施工全過程對每一施工梁段的中心線、高程及預 拱度等，進行嚴格檢測和控制，以保證成橋線性與內力狀態 符合設計要求。澆筑施工前，根據結構設計參數和每一梁段計劃施工進度、施工環境溫度、混凝土齡期和支架 結構類型及重量等施工技術參數，進行梁段施工預拱度計 算，作為每一梁段立模高程計算依據和全橋橋梁線性控制依 據。系梁段施工澆筑采用泵送混凝土，先澆筑底、腹板再澆筑頂板。澆 筑時豎向分層，縱向分段，按壓載順序進行澆筑，分

17、段長度控制在4-6m ,分層厚度不超過 30cm,采用插入式振動器振 搗，連續均勻灌注。圖8混凝土分層澆筑示意圖施工縫處理鑿除接縫表面松弱層并清理干凈接縫面及鋼筋和模板 上黏附的水泥漿。鑿毛時混凝土強度不低于：人工鑿毛 2.5MPa,機械鑿毛10MPa。鑿毛清理完畢后進行下道工序。 澆筑前接縫面混凝土充分濕潤無積水。拱腳施工拱腳與主梁部整體現澆。根據拱肋坐標，在系梁上預埋 定位支架固定拱腳段施工，保證混凝土澆筑過程中骨架不下 沉，下部支承不跑位，不損壞，同時混凝土振搗時，振動棒 盡量不碰撞定位骨架和拱肋鋼管，避免拱肋鋼管因振動跑 位。混凝土澆筑施工澆筑對稱均衡進行，為防止系梁芯模上浮，用對拉

18、螺栓固定在系梁下部支架上，同時在支架基礎上設觀測點， 隨時監測支架沉降、變形情況。拱腳處配筋密集，使用附著式振動器和插入式振動 器振搗的同時采用鉗式振動器加強振搗，確保混凝土密實； 預埋鋼管、吊桿預埋件與鋼筋連接牢固防止澆筑過程中發生 位移。混凝土養生澆筑完成在初凝后采用土工布覆蓋混凝土表面進行灑水養護，保持混凝土表面濕潤為佳，養護的時間為7do預應力束張拉：張拉鋼束在梁體混凝土強度達到設計強度的95% ,彈性模量達到設計強度的100%后進行分階段一次張拉完成，且 張拉梁體混凝土養護齡期不小于5d o預應力采用梁端從外到內、左右對稱同步張拉，最大不 平衡束不超過1束，張拉順序為先腹板束后頂板束

19、。各階段 鋼束張拉順序為先縱向后橫向再壓漿，采用雙控措施，應力 值以油壓表計數為主，以伸長值進行校核，過程中保證兩端 的伸長值基本一致。每束鋼束張拉程序為：0f初應力0.10a con （作伸長量標記）- 0.20 cr conf持荷5minf補拉錨 固，錨固回縮量滿足施工規范要求。初張拉時使鋼絞束略為拉緊，同時調整錨圈及千斤頂位 置，使孔道、錨具和千斤頂三者軸線互相吻合，使每股鋼絞 線受力均勻，鋼絞束初應力10% 6 con時兩端作伸長量標記， 并觀察有無滑絲現象。張拉采用逐級加壓的方法進行，當張 拉達到設計控制應力（100% 6 con）時，維持張拉力不變， 持荷5min ,同時在兩端分別測量實際伸長量，比較是否與計算值相符（計算伸長量和實測量誤差小與土6%）,當實測值與計算值不符合要求時查明原因，調整計算伸長量再進行張預應力孔道壓漿預應力張拉完24h內進行孔道壓漿。檢查壓漿口內是否有雜物，并將壓漿管接好，用高標號 砂漿封堵錨頭。待封錨砂漿強度達到50%設計強度后，進行壓漿作業。用清水對管道內進行沖洗后用空壓機將水份清 除。壓漿水灰比為 0.40.45,為了防止收縮摻入 1/10