菏泽市公铁立交现浇箱梁的满堂支架施工质量控制
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摘要：箱梁现浇施工采用满堂支架法具有进度快，不需要进行体系二次转换等优点故采用较多，但在满足火车通行条件下采用满堂支架法施工则较少。本文以竹曲高速兖石公铁立交为例，详细说明火车通行条件下，采用满堂支架施工的思路方法，并对箱梁砼的施工重点控制工序作了阐述。
1、概述
K161+302公铁立交位于竹曲高速公路平邑东互通立交主线与E匝道连接处，上部结构采用斜交变截面预应力箱梁，左幅为单箱单室，右幅箱梁为单箱四室，跨越兖石铁路，火车通行时，对支架影响较大，下部采用扩大基础。
该桥设计要求上部箱梁采用满堂支架法进行现浇施工，由于该桥所处地质情况比较复杂，表层为粘土层，部分夹杂大块卧牛石，地势起伏较大，地基需要慎重处理。
2、满堂支架的施工控制
2.1、设计思路
该桥跨兖石铁路，施工需要在不影响交通的情况下进行，据调查，火车每天通行30对，密度相当大，而火车通行时，震动影响较大，如何保障满堂支架施工的安全性和砼浇筑时的强度稳定性及方便快捷的落架，就成为施工前一个必须考虑的问题。
如何防止火车运行对支架影响，我们采取了两个措施：第一，与临沂铁路公务段联系，采取减速措施，将火车通行时速由100km/h减至30km/h，减速区域确定为桥上、下游各3km。第二，本桥采用碗扣支架底部均采用铁路枕木，钢管底托与枕木之间增设5mm防震橡胶垫片，使之起到一个缓冲作用。
采用这两种措施后，火车通行时水准仪观测不出支架模板跳动，能基本保持稳定。为观测对砼初凝前后影响，我们又进行一个试验，即已搭好支架立模后，我们做了三组砼对比试验，即六组砼试件同时浇筑，三组置于支架模板上，三组置于试验室，经检查试压3d强度基本无影响，且六组试件强度相当接近，试验结果为我们对该桥地基处理、支架搭设及砼浇筑提供了一个可靠的依据。
施工场地地基处理
支架搭设前场必须硬化，由于施工场地处于山坡，必须清除表面粘土，卧牛石缝隙清理后，用浆砌片石找平，桥下利用铁路原有石砌边沟排水。
在地基表面处理后，按支架布置尺寸，下垫5cm，厚20cm宽木板，然后搭设支架，支架立杆纵向步距0.9m，横向步距1.2m，横杆竖直向步距1.2m，底板下1.8m及支架底部1.8m范围横杆竖向步距0.6m，腹板处横杆竖向步距0.6m，扫地杆距地面0.2m，为保证支架稳定性，支架纵、横向每3排增设一道剪刀撑，整个支架宽度应比梁宽大2~4m，以利于卸架等作业，支架顶部u型调节器上放置10×15m方木作为纵向分配梁，为保证梁底平整度及定位竹胶板，其上再铺设间距为0.4m的8cm×8cm的方木作为横向分配梁，竹胶板采用对拉和内、外撑结合加固。侧模采用10×10cm方木钉成框架支撑，框架间距1m，钉5cm厚木板，其上再钉竹胶板。
跨兖石铁路处布置1―9.5m火车通道，支架立杆纵横向步距0.3m，支架横杆步距为0.6m，纵向共布置5排群架，宽度为1.2m，支架顶部横向布置43＃钢轨，通道顶部布置间距为0.35m工40a工字钢，工字钢通道用间距1.0mL75×8角钢上下两层焊接成整体，使其整体受立，并防止工字钢位移，增加稳定性。
2.2模板设计与验算
2.2.1底模
a、荷载计算：模板自重a=0.144KN/m2钢筋混凝土重b=21.158KN/m2
施工荷载c=2.5KN/m2（均布）
p=2.5KN/m2（集中）
振捣荷载d=2.0KN/m2
b、强度验算
当施工荷载均布时：L=0.35m
q1=[1.2(a+b)+1.4(c+d)]×1.0=31.862KN/m
Mmax=qL2/10=0.390KNm
当施工荷载集中于跨中时，按5跨等跨连续梁计算
q2=[1.2(a+b)+1.4d]×1.0=28.362KN/m
集中荷载p=1.4×(2.5/5)=0.7KN
Mmax=qL2/10+pL/6=28.362×0.352/10+0.7×0.35/6=0.388KNm
故均布荷载的弯矩最大
δmax=Mmax/Wx=0.39×103(1×0.0182/6)=7.222MPa
σmax
故强度满足要求
c、刚度验算
按1m宽度计算
q3=1.0×(a+b)×1.0=21.302KN/m
E=7000MPaI=1.0×0.0183/12=0.486×10-6m4
f=qL4/128EI=21.302×103×0.354/(128×7000×106×0.486×10-6)=0.000734m
[f0]=L/400=0.025m f
2.2.2侧模设计与验算
侧模采用5cm厚木板内钉1.8cm厚竹胶板
（计算从略）
δ=4.246MPa
f=0.893mm
故侧模方案、强度、刚度符合要求
2.3支架纵木、横木的强度、刚度计算方法与模板相似，本文不再累叙。
2.4碗扣支架计算、验算
a、荷载计算
模板自重a=0.144KN/m2纵横木自重b=0.28KN/m2
钢筋混凝土自重c=21.158KN/m2施工荷载d=1.5KN/m2
振捣荷载e=2.0KN/m2
q=1.2×(a+b+c)+1.4×(d+e)=30.798KN/m2
每根立杆承受荷载
p=qA=30.798×1.2×0.9=33.262KN
b、立杆验算
按一个竖向步距计算，立杆为Φ48×3.5mm钢管，故
A=4.89cm2 Ix=12.18cm4 Wx=5.078cm3 γx=1.58cm
E=206GPa[σ0]=215MPa
λ=L/γx=1.2/1.58=76查手册得Φ=0.6758
则[N]=ΦA[σ0]=71.05KN
P
2.5兖石铁路通道处40al字钢荷载验算
验算路度按10m考虑，箱梁宽8.5m，I字钢间距ω=0.35m
共布置25根40aI字钢，砼荷载按均布计算
40aI字钢g=67.6kg/m I=21720cm4Wx=1090cm3
E=206GPa
分析1根I字钢受力
P砼=6.594KN/m P自重=0.66248KN/m
q=(6.594+0.66248)×1.2+1.4×[(2+2.5+0.144)×0.35]=10.983KN/m
故Mmax=qL2/10=10.983×102/10/109.83KN/m
δmax=M/Wx=109.83×103/(1090×10-6)=100.76MPa
δmax
f=qL4/128EI=10.983×103×104/(128×206×109×21720×10-8)=0.0192m
[f0]=L/400=0.025m
f
2.6支架预压
支架搭设完成后，铺设底板，即对其进行不小于上部结构1.2倍的砂袋预压，直至稳定为止，至少预压7d，以消除塑性变形，量测弹性变形。同时，检验其刚度、强度、稳定性，为减少支架预压后调整工作量，支架搭设过程中可预留1~2cm的下沉量。测点布置在L/4、L/2、3L/4断面，每断面3个点，加载时测量频率为每6小时对各点观测一次，需要注意的是，加载前，卸载前、卸载后均单独测量记录，根据测量结果，计算出各点位的塑性和弹性变形，为调节底模标高提供依据。
2.7模板及施工预留拱度的计算
为保证梁体的外观，模板不仅要有足够的强度和平整度，而且模板接缝应尽可能减少，并使其在纵横两个方向成为直线。箱梁外模板采用厚为18cm高密度竹胶板，箱室肋板测模采用大块钢模，顶模采用18cm高密度竹胶板。铺设底模时，铁路两侧按设计预留2cm上拱度，跨铁路处按计算值2.5cm设置上拱度，均按二次抛物线布置，并与支架预压弹性变形值叠加计算
2.8钢筋及波纹管施工
2.8.1钢筋施工
该桥箱梁钢筋数量较大，排列紧密，种类繁多，为保证钢筋顶部整体标高，应首先安装箱梁的横梁，并焊接固定，然后注意箱梁底板、腹板钢筋绑扎要与波纹管、钢铰线安装相结合，顶板及翼板钢筋待底板和腹板砼浇筑后强度达75%，精心凿毛后方可进行。钢筋保护层采用塑料垫块。
2.8.2波纹管施工
本桥采用单向预应力结构。波纹管安装前，先根据设计纲铰线坐标位置及设计孔道参数，计算出各孔道的定位筋处坐标。定位筋间距直线段50cm，曲线段25cm，定位筋采用φ8的钢筋作成＃字型，并与骨架钢筋焊接牢固，防止成形管道在施工过程中压扁、偏移、弯曲。
波纹管接长时，先将端头的折角、毛刺处理掉，再用φ80接头管套接严密，并用胶带包裹，保证不渗、不漏。
2.9砼浇筑
本桥箱梁砼共计712.5m3,数量较大，为保证施工质量，加快浇筑速度，确保列车运行安全，我们决定对箱型梁施工采用两次浇筑，第一次浇筑底板和腹板，腹板浇至其顶部，第二次浇筑顶板砼，砼集中拌合由输送泵车泵送入模。箱梁砼分两次浇筑时，在第一次浇筑砼时应沿腹板立模外侧钉一木条，高出腹板顶面2cm，这样能彻底消除砼两次浇筑的工作逢，确保梁体的美观和线条一致。
2.9.1底板腹板砼浇筑
底板、腹板砼按由低到高顺序浇筑，箱室间保持齐头并进，砼层厚度为30cm，砼进入模板时，避免直接冲击波纹管，使其发生偏移和变形。砼浇筑跨径2/3时，从另一侧开始浇筑以消除支架引起裂缝。为保证波纹管的畅通，砼浇筑完毕将钢铰线在孔道内来回拉动，发现问题及时采取补救措施。
砼强度达80%以后，对肋板顶面砼进行凿毛处理，特别注意波纹管下及横隔梁部位凿毛。
2.9.2顶板砼浇筑
为使砼很好结合，顶板砼施工前应先洒水湿润肋板砼面，浇筑时每2m挂线，确保砼表面平整度，砼初凝后即进行拉毛处理。
2.10预应力张拉
箱体砼强度达设计强度90%时，对箱梁进行张拉，张拉采用伸长值和应力双控，严格按照设计规定的张拉程序进行，张拉完毕应及时压浆。
张拉时由于梁体砼的弹性压缩，会对支架产生一定的水平力，同时因梁体反拱的作用，将使支架内力产生重新分布，所以在张拉期间，应对支架进行观测和必要调整，以使支架不约束梁的变形，使预应力顺利施加到梁体上去。
2.11支架卸落
由于该桥跨越兖石铁路，火车正常运行对支架卸落带来了很大的困难，为保证安全，除设专人负责安全保护外，我们为此专门设计两台工字钢小平车。卸架时，首先将连接工字钢的角钢割断，然后将工字钢放置于在支架上方布置43＃钢轨上行走的小平车上，人工推移出箱梁外侧，用吊车吊离，碗扣式支架则拆一根运送出工地一根，不允许放置在铁路附近。
3.0结束语
竹曲路K161+302公铁立交桥在整个施工过程中，始终以安全为主线，在各个工序均采用严密的安全措施，施工中尤其要注意。
（1）、协调好与铁路部门关系，在设置减速区域及减速时间方面，取得铁路部门支持。
（2）、支架必须有足够强度，刚度和稳定性，碗扣式定型支架及采用的扣件螺栓等，必须抽检合格。
（3）、火车通过时由于风力较大，为了减少对支架影响，在支架两侧适当加设缆风绳。
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