大型铁路客站桥建合一结构体系承轨层施工工法secret.docx
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大型铁路客站桥建合一结构体系承轨层施工工法secret
大型铁路客站
桥建合一结构体系承轨层施工工法
XX集团西南分公司
2010年3月
大型铁路客站桥建合一结构体系承轨层施工工法
XX集团有限公司
1、前言
新建XX东客站车场规模为14站台26线，车站建筑面积约22万平方米，站房客运用房面积为10.8万平方米。
车站、桥、棚和地铁一体化且结构合一，共分五层，从上至下分别为屋盖层、高架层、站台层、地下室疏散厅及地铁站台层。
站台层主要承受两大方面的荷载，列车荷载、列车运行（仅为正线）、制动、启动引起的水平荷载和站台面上下列车的人群荷载。
针对其受荷特点，设计横向框架梁板结构与桥结构相结合，形成站台承轨结构和站台面结构。
（详图1-1）
针对此种桥建合一的新的结构设计体系；开发了桥建合一结构体系承轨层施工工法；并在XX东客站施工中应用成功；取得了较好的结果；目前已经开行列车、整体沉降稳定达到了设计要求。
2、工法特点
桥建合一的站台层结构主要有纵横向框架梁、柱、承轨结构和站台面结构构成；纵横向框架结构体系为横向框架梁直接承受上部的承轨结构和站台面结构，是站台层的主要承重构件，，设计成5跨连续梁。
横向框架采用钢筋混凝土结构，柱距为10.75m，梁下柱采用圆柱，断面为Ø2000和Ø1500两种，梁断面为2200X2200。
纵向框架梁主要承受站台面结构和对平面框架的弱连接，柱距为21和24m，梁断面为500*2000、600*2200；承轨结构为13联双线连续承轨梁，跨度组合分别为（21+24+21）m三孔连续梁（8联）（2*21+24+2*21）m五孔连续梁（共5联）。
此项工法的具体特点有：
1、通过采用对承轨层桥梁体系中的机械连接接头进行了规程中所要求的200万次抗疲劳试验和型式检验；解决了桥梁建设中钢筋接头采用焊接连接无法满足施工要求的难题。
2、通过采用对纵横向框架梁体系节点的优化；解决了钢砼组合结构的转换和节点处理。
3、通过对高性能砼的攻关；解决了承轨层体系中耐久性砼、高性能砼、自密实砼的施工难题。
3、适用范围
适用于大型铁路站房建设中类似的多种结构体系组合的承轨层结构的施工；并对钢砼组合结构的施工具有一定的借鉴意义。
4、工艺原理
1、对承轨体系钢筋接头（Φ22、Φ28、Φ32）采取滚轧直螺纹套筒机械连接的方式连接；解决承轨层桥梁体系钢筋连接问题，根据《钢筋机械连接通用技术规程》
（JGJ107-2003）中第3.0.8条的规定，对承轨体系中拟采用的机械连接接头进行了规程中所要求的200万次抗疲劳试验和型式检验，套筒参数确定为：
Φ22套筒原材料：
45#钢；长度：
55.00mm；外径：
34.00mm；螺纹规格：
M22.0*2.5；牙型60度；Φ28套筒原材料：
45#钢；长度：
66.00mm；外径：
41.00mm；螺纹规格：
M28.6*3.0；牙型60度；Φ32套筒原材料：
45#钢；长度：
78.0mm；外径：
47.0mm；螺纹规格：
M33.0*3.0；牙型60度。
经200万次疲劳试验以及型式检验，机械连接接头均正常。
2、纵横向框架梁体系节点的优化：
梁柱节点为梁宽大于柱宽的宽扁梁结构：
梁宽为1500、2200，柱为Ø2000、Ø1500，采用了宽扁梁构造措施并增加了柱托构造方式；承轨层下为钢管混凝土柱，设计中在钢管柱上直接焊接牛腿，横向大梁的在钢管柱范围内的上下钢筋通过牛腿进行焊接，其余直接拉通，并保证50％的通过率。
纵向框架梁由于其梁宽的限制，则通过钢管柱上开洞来保证纵向梁钢筋的50％的通过率
3、梁体采用C50混凝土，柱采用了耐久性砼、梁柱节点采用了自密实砼，高性能砼对各种原材料、外加剂等要求高；采用了调整配合比及双掺工艺；进行砼攻关并通过了专家验收。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1、施工流程如下：
纵横向框架梁及钢结构转换部位施工→施工梁、结构板（施工桥梁支座垫石、支座预留孔以及防落梁托架预埋件、安装放落梁托架）→施工桥梁支座→模板支设→绑扎梁钢筋→布纵向钢束管道→拼装桥面板以下梁侧模→支设桥面板模板→绑扎桥面板钢筋（人行道板支墩预埋钢筋）→支设边梁定型钢模板→浇注混凝土（制作砼试块）→拆模→养护（压砼试块）→施加预应力→孔道灌浆、封锚→拆除梁底模板、封堵面板预留洞口→附属工程施工
5.2、操作要点：
5.2.1、承轨层下钢管混凝土柱及纵横向框架梁施工
承轨层下钢管混凝土柱施工：
施工承轨层下为钢管混凝土柱及横向框架宽扁梁，梁下钢管混凝土柱采用圆柱，断面为Ø2000和Ø1500两种，预埋地脚螺栓与地铁2号线顶板直接浇筑；进行支座预埋地脚螺栓施工；施工支座预埋板；吊装第一段钢柱；绑扎型钢混凝土柱钢筋；采用定型钢模板支设；柱箍采用圆钢管48×3.5围檩，柱箍间距为600mm。
采用M16止水螺栓进行加固，M16止水螺杆水平间距为500mm,竖向间距为600mm斜向支撑采用φ48×3.5钢管斜向加固。
纵横向框架梁施工：
横向框架采用钢筋混凝土结构，柱距为10.75m，；梁断面为2200X2200；搭设纵横向框架梁以下满堂支架；。
承轨层边梁下结构板支架按平行梁跨方向600mm,垂直梁跨方向300mm；步距1200mm；纵向框架梁断面为500*2000和600*2200；面板采用18mm采用可回收M16对拉螺栓进行加固。
梁底采用100×100木方支撑。
承重架采用碗扣式钢管脚手架施工纵横向框架梁结构板。
转换节点部位施工：
在钢管柱上直接焊接牛腿，横向大梁的在钢管柱范围内的上下钢筋通过牛腿进行焊接，其余直接拉通，并保证50％的通过率。
纵向框架梁由于其梁宽的限制，则通过钢管柱上开洞来保证纵向梁钢筋的50％的通过率；梁主筋与加掖板双面焊接固定,梁筋低于加掖板处钢筋，型钢柱穿孔，穿孔直径大小大于钢筋直径3㎜.钢筋主筋施工完成后，孔位与满焊封闭。
5.2.2、施工支座垫石及防落梁托架支座
施工支座垫石，埋设预埋件以及防落梁托架预埋件、安装橡胶隔振支座。
支座垫石以及预埋件连同结构施工；支座四角采用垫块调整标高，支座调整就位后，在下支座板底面与支承垫石顶面之间应留有20～30mm的空隙，以便灌注无收缩高强度灌注材料，灌浆采用重力式灌浆。
预埋防落梁托架支座。
按照设计要求在绑扎垫石钢筋网片时，埋设埋设放落梁托架支座底板，为防止走位，并将底板钢筋锚筋与网片筋点焊在一起。
5.2.2、模板支设
梁体采用满堂支架法施工。
模板支架采用碗扣式脚手架。
纵横距为600mm，步距为1200mm，正式浇筑梁体砼之前对支架进行不小于梁体自重120%的荷载预压，
5.2.3、钢筋接头施工
对承轨体系钢筋（根据统计，拟采用机械连接的钢筋有Φ22、Φ28、Φ32三种）采取滚轧直螺纹套筒机械连接的方式连接；套筒采用高碑店市栋梁实业有限公司生产的直螺纹连接件，参数：
Φ22套筒原材料：
45#钢；长度：
55.00mm；外径：
34.00mm；螺纹规格：
M22.0*2.5；牙型60度；Φ28套筒原材料：
45#钢；长度：
66.00mm；外径：
41.00mm；螺纹规格：
M28.6*3.0；牙型60度；Φ32套筒原材料：
45#钢；长度：
78.0mm；外径：
47.0mm；螺纹规格：
M33.0*3.0；牙型60度。
经200万次疲劳试验以及型式检验，机械连接接头均正常。
5.2.4、埋设波纹管、锚垫板以及预留灌浆孔
波纹管在梁底模及一侧侧模安装完毕、梁主筋及箍筋绑扎完毕后进行预埋，预埋完毕后绑扎梁拉钩及腰筋。
安装侧模以及端模；进行钢绞线下料和穿索：
钢绞线材料满足
设计性能参数要求；钢绞线穿索采用人工穿束的方式。
钢绞线穿束时应编束号，并在钢绞线上标明。
5.2.5、混凝土浇筑
梁体砼浇筑采用连续浇筑、一次成型，灌筑时间不宜超过6h。
施工时水平斜向分层，宜从跨中向两侧浇筑，层间间隔时间不能超过砼的初凝时间；或对先浇筑的砼采用缓凝措施，保证砼在最先浇筑的砼初凝前全部浇筑完毕。
斜向分层位置不宜设于跨中及中支点附近，斜度宜不大于5°，水平分层厚度不得大于30cm，先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间。
5.2.6、模板拆除及养护
侧模及端模拆除：
当梁体混凝土强度达到设计强度的50%，混凝土芯部与表层温度、表层温度与环境温度之差均不大于15℃，且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。
气温急剧变化时不宜进行拆模作业。
梁体混凝土养护时间不少于7d。
当采用自然养护时，梁体表面应采用草袋或麻袋覆盖，并在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应能保持混凝土表面充分潮湿为度。
当环境相对湿度小于60％时，自然养护不应少于28d；相对湿度在60％以上时，自然养护不应少于14d。
当环境温度低于5℃时，梁表面应喷涂养护剂，采取保温措施；禁止对混凝土洒水。
5.2.7、预应力钢绞线的张拉、灌浆、封端
当梁体砼强度达到80%时开始张拉。
边梁张拉控制应力δcon＝0.67fptk＝1246.2N/mm2；中梁张拉控制应力δcon＝0.67fptk＝1246.2N/mm2；梁张拉完成后，宜在48h内进行管道压浆。
压浆前管道内应清除杂物及积水。
压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。
管道压浆水泥浆为：
不低于M40微膨胀水泥浆，并掺入JH-MCI-2005A阻锈剂。
预应力管道压浆应采用真空辅助压浆工艺；压浆泵应采用连续式；同一管道压浆应连续进行，一次完成。
管道出浆口应装有三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。
压浆前管道真空度应稳定在-0.06～-0.10MPa之间；浆体注满管道后，应在0.50～0.60MPa下持压2min；压浆最大压力不宜超过0.60MPa。
张拉、灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的预应力筋，预应力筋的外露长度不应小于30mm。
采用液态JH-MCI-2005A阻锈剂涂刷锚头；用环氧树脂涂封外露预应力筋；用C50收缩补偿砼进行封闭保护；封锚后砼表面采取涂刷防水材料等防水措施。
5.2.8、承轨层桥面施工
施工人行道板支墩：
绑扎支墩钢筋、按照设计要求埋设过水管，支设模板浇筑砼；铺设防水卷材、浇筑防水砼保护层
6、材料与设备
6.1、主要材料
序号
名称
工程量
备注
1
钢筋
296.8t
HPB235
2
钢筋
4683.36t
HRB335
3
钢绞线
482．1t
￠15.2
4
砼
11797.46m
C50
5
纤维砼
608.96m
C40
6
高聚物改性沥青防水卷材
10413.92㎡
7
定型钢模板
800㎡
8
木方
1989m
不可周转
9
覆膜九夹板
530m
不可周转
10
Φ16
50T
不可周转
注：
以上数据包含三跨、五跨联梁，具体工程量以现场实际完成量为准。
6.2、主要设备
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
张拉千斤顶
YCW250B
4台
2
油泵
ZB4-500
4台
3
汽车泵
2台
4
混凝土运输车
HNT5260GPB
8辆
300m
/h
5
电焊机
BX1-300A
5台
6
灌浆泵
1台
7
手提式砂轮切割机
1台
8
手提式搅拌机
2台
9
葫芦
4台
7、质量控制
7.1、梁的模板安装允许偏差应符合下表1的规定
模板安装尺寸允许偏差表1
序号
项目
允许偏差
1
模板总长
±10mm
2
底模板宽
+5mm、0
3
底模板中心线与设计位置偏差
≤2mm
4
桥面板中心线与设计位置偏差
≤10mm
5
腹板中心线与设计位置偏差
≤10mm
6
横隔板中心位置偏差
≤5mm
7
模板倾斜度偏差
≤3‰
8
底模不平整度
≤2mm／m
9
桥面板宽
±10mm
10
腹板厚度
+10mm、0
11
底板厚度
+10mm、0
12
顶板厚度
+10mm、0
13
横隔板厚度
+10mm、-5mm
7.2、梁的钢筋绑扎允许偏差应符合下表2的规定
钢筋绑允许偏差表1
序号
项 目
允许偏差（mm）
1
桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查）
≤15
2
底板钢筋间距及位置偏差
≤8
3
箍筋间距及位置偏差
≤15
4
腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置）
≤15
5
混凝土保护层厚度与设计值偏差
≤5
6
其它钢筋偏移量
≤20
7.3、梁体管道安装位置的允许偏差表3
管道安装位置的允许偏差表3
项次
检查项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
坐标
梁长方向
30
用尺量
梁高方向
6
梁宽方向
6
2
间距
同排
6
用尺量
7.4、梁外形尺寸允许偏差应符合表4的规定
表4 后张梁外形尺寸允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
梁全长
±20
2
梁跨度
±20
3
桥面宽度
±10
4
梁底宽
±5
5
梁高
+10，-5
6
腹板厚度
+10，-5
7
底板厚度
+10,0
8
顶板厚度
+10,0
9
桥面外侧偏离设计位置
≤10
10
梁上拱
±L/3000
11
挡碴墙厚度
±5
12
表面垂直度
每米高度
内偏差3
13
表面平整度
每米长度内偏差≤5
14
支座板每块板边缘高差
≤1
15
支座板螺栓孔中心位置偏差
≤2
16
支座中心线偏离设计位置
≤3
17
螺栓
垂直梁底板
18
桥面上预留钢筋偏离设计位置
≤10
19
接触网支柱预留钢筋偏离设计位置
≤5
7.5、梁外观质量应符合表5的规定
表5 梁外观质量控制标准
序号
项目
允许值（mm）
1
梁体
腹板及底板底面垂直预应力方向的裂缝
不允许
桥面保护层、挡碴墙、横隔墙、边墙和封端等五处的裂缝
≤0.2
2
桥面板
钢筋混凝土结构
正常受力状态下的裂缝
≤0.2
施工荷载下的裂缝
≤0.24
预应力混凝土结构
正常受力及施工荷载下裂缝
不允许
3
蜂窝
麻面
深度
长度
≯5
≯10
4
硬伤
掉角
深度
长度
≯20
≯30
5
石子
堆垒
不允许
8、安全措施
8.1、施工前，根据本工程的技术特点进行安全技术交底和操作注意事项交底。
让施工全体人员明确技术要求及操作注意事项，使全体施工人员树立牢固的安全意识，文明施工。
加强现场安全生产管理，建立、健全安全生产责任制度，完善安全生产条件，确保安全生产。
坚持安全第一、预防为主的方针。
8.2、张拉时，千斤顶后面不准站人，也不得踩高压油管。
8.3、锚具、夹具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。
施工时在终张拉完后按设计文件要求对锚具进行防锈处理。
8.4、各种加工设备必须有地线连接，设备电源必须有漏电保护装置，设备维修必须由专职人员进行，不得私自进行维修。
8.5、现场设置消防设备：
消火栓、铁锨、水桶、钩子、斧子等按规定配备；
8.6、混凝土浇筑前，应对振动器进行试运转，振动器操作人员应穿胶靴。
戴绝缘手套；振动器不能挂在钢筋上，失手不能接触电源开关。
9、环保措施
9.1、注浆封锚过程中，注意浆体的收集防止洒漏，影响环境。
9.2、混凝土施工时的废弃物应及时清运，保持工完料尽场地清，保证现场的整洁、干净。
9.3、认真执行工完料净场清制度，混凝土施工中的每一道工序完成以后，必须按要求对施工中造成的污染进行认真的清理，前后工序必须办理文明施工交接。
9.4、施工现场设置吸烟区，不得在吸烟区以外吸烟。
10、效益分析
10.1、承轨层结构施工工法在本工程的施工中保证了工程质量，加快了工程进度，在类似桥建合一的承轨层结构工程施工中具有推广应用的价值。
10.2、承载承轨体系的站房结构梁以及承轨体系梁主筋连接，经过专家组论证后采用满足200万次抗疲劳试验和型式检验的螺纹套筒，提高施工效率，节约成本，保证工期和质量，有较大的效果，该技术值得总结和推广。
10.3、本工程三跨梁为67.1m,，五跨梁为109.1m，预应力施工难度较大，本工程预应力施工技术为保证预应力施工一次成功有较大的作用；值得进一步总结和推广。
10.4、承轨层体系横向框架梁为寛扁大梁，大梁体系的钢模板支设，大体积砼的浇筑技术也值得进一步总结和推广。
10.5、社会、经济效益
10.5.1、上述重大技术突破保证了桥建合一体系的工程质量，对进度有极大的推动作用，保证了工程工期，给所有到该工程参观的社会各界人士留下了深刻的印象，获得了甲方、监理、设计及质检部门的好评，为企业树立了良好的社会形象。
10.5.2、经济效益方面，提高了施工效率，节约了宝贵的时间，同时降低了施工成本，创造了较大的经济价值。
11.应用实例
XX东客站位于XX市东郊地区，利用既有沙河堡站改扩建；主站房区域内布置地下一、二层地下室，地下二层为轨道交通2号线站台层；地下一层为国铁换乘下穿通道。
建筑面积：
站房总建筑面积：
108009㎡；无站台柱雨棚建筑面积：
70800㎡；结构形式：
地基基础:
大直径钻孔灌注桩；地下二层：
钢筋砼箱形框架结构；地下一层：
钢筋砼框架结构；地面层：
钢筋砼框架结构；高架层：
钢管砼柱、钢桁架梁和砼压型钢板；屋盖：
钢管砼柱、钢桁架结构；建筑总高度达：
39m。
承轨层为桥建合一体系，分为三跨梁和五跨梁。
为简支梁的承轨层主梁通过盆式橡胶支座，架设在-3.6m站房大梁体系上；梁断面成槽型（中部为双线轨道，两侧为站台），桥跨结构分为边纵梁、中纵梁、横梁以及桥面板组成，三跨纵梁全长67.1m，五跨纵梁全长109.1m，边梁高3m；中梁高1.15m；横梁长9.8m、高1.15m。
目前承轨层已全部施工完毕并交付运营；经连续监测整体沉降稳定；因此可以表明此项工法是安全、可靠、经济的；具有进一步推广的价值。
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