跨既有线铁路连续梁桥传送带输送混凝土浇筑悬臂段施工工法

1工程概况

西安地铁5号线二期沣西新城境内的高桥站—东马坊站区间桥梁，上跨红光路、新西宝高速公路、秦皇大道，其中跨新西宝高速公路成为该区段内的重点控制性节点工程，设计采用（59.150+100+57.715）?m的连续刚构桥，采用挂篮悬臂浇筑法施工，该连续刚构顶板宽10.30?m，底板宽6.30?m，中支点梁高5.80?m，跨中及边支点梁高3.20?m，梁底曲线采用二次抛物线，节段长3.50?m、4.00?m、4.50?m三种形式。该连续刚构桥14号、15号墩为主墩，高度分别为20.00?m和21.00?m，由于14号、15号墩均靠近新西宝高速匝道，并与新建秦皇大道同时施工，场地狭 小，施工难度大、风险高。

该连续刚构悬臂段浇筑混凝土拟采用地泵浇筑工艺，后经项目技术部门探讨咨询并深入研究地泵配泵管浇筑悬臂段混凝土与天泵配传送带浇筑悬臂梁段混凝土的优缺点后，拟采用天泵配合传送带浇筑悬臂梁段混凝土，天泵可随用随租。混凝土浇筑过程中，在等待混凝土时，天泵可反泵循环，不易产生堵管情况，同时施工前后设备准备过程较简单，混凝土残渣清理较方便，工程完工后传送带回收利用率比地泵管要高得多，因此最终确定浇筑悬臂段混凝土时采用天泵配传送带浇筑悬臂梁段的施工工艺。

2工法特点

2.1?工艺原理

本工法原理是天泵无法浇筑的梁段（14号墩、15号墩4号梁段）上安装传送带与接料槽，天泵将该梁段混凝土泵送到传送带的接料槽内，接料槽内的混凝土流入传送带，然后通过传动带将混凝土输送到需要浇筑的梁段，浇筑该梁段混凝土。

2.2?工法特点

（1）本工法施工便捷，构件制作、加工、运输、安装方便灵活，单个重量轻，无须大型设备调运安装，施工安全，可靠度高。

（2）构件轻巧，易制作与拼装，可根据需要自由接长，且可多次回收反复周转使用，经济效益明显。

（3）环境影响小，制作、加工、维护等可在施工现场闲暇空间实施，同时制作、加工不需要特殊材料和设备。施工完成后场地清理方便，尤其是混凝土，无须采用压力水冲洗设备，将传送带清扫干净即可，不易产生污水，有利于环境保护。

（4）采用传送带输送混凝土浇筑悬臂梁施工工法，简化了施工工艺，减少了设备和材料的投入，有效解决了跨既有线浇筑悬臂梁段的难度和工效低的问题，此工法应用广泛。

3适用范围

根据施工环境、施工场地、施工工艺、连续梁桥、连续刚构悬臂段浇筑可选择不同的方式施工，但无论采用何种浇筑工艺施工，其主要目的是悬臂段浇筑时荷载平衡，不均衡荷载在可控范围内，保证施工过程中T构安全稳定，同时质量、安全、进度可控，地泵配泵管和天泵配传送带浇筑悬臂段混凝土施工工艺相比较情况下，后者投入的人、料、机相对较少，因此在施工场地狭小且跨既有线路连续梁桥、连续刚构浇筑悬臂梁时，可采用天泵配传动带的施工工艺。

4施工工艺流程及操作要点

4.1?工艺流程

天泵配传送带浇筑悬臂梁段混凝土施工工艺流程如图1所示。

图1?天泵配传送带浇筑悬臂梁段混凝土施工工艺流程

4.2?施工主要机械及材料的选择

传送带输送混凝土浇筑悬臂梁段主要配备的设备机械有：1台39?m天泵、4条15?m简易传送带（可自行加工组装、单条传送带长度可根据现场实际需要取值）、2套接料槽。4条15?m传送带可利用∟50×6的角钢、槽钢[10、数个DGBL?67型电动滚筒、4台4?kW电机和4条输送带组装成15?m传送带；2套接料槽采用5?mm钢板焊接成型，接料槽和传送带利用现场 ??48×3.0?mm钢管、钢筋组焊成输送混凝土支撑装置。传送带输送混凝土浇筑悬臂梁段如图2所示。

图2?传送带输送混凝土浇筑悬臂梁段示意

4.3?施工操作要点

（1）严格按设计、规范要求采用天泵平衡浇筑14号、15号主墩的0号、1号、2号、3号、4号梁段，移动挂篮。同时项目技术部门会同物资设备相关人员收集、整理并绘制接料槽口、异形传送带的相关图纸，经反复研讨论证后，设备物资部着手采购加工传动带、接料槽的相关材料，现场技术人员按照技术部提供的图纸结合现场实际情况加工、组装、调试设备。

（2）浇筑14号、15号主墩的5号梁段时，由于施工场地条件受限，无法停放1台48?m/56?m天泵或提供2台39?m天泵的施工场地，同时39?m天泵无法满足跨新西宝高速公路上方的梁段（5号梁段至合拢处梁段）混凝土的浇筑，且为安全平衡的浇筑5号梁段，现场管理人员将2套接料槽安装在已浇筑的梁段上（1号梁段），之后将成套传送带按大小里程敷设至施工梁段（5号梁段），并调试好传送带的转速和运送方向。浇筑该施工梁段（5号梁段）混凝土时，为了满足主墩T形刚构设计的稳定性、安全性等相关规定，应采取措施严控对称浇筑混凝土，保证主墩T形刚构加载的荷载在可控范围内。

混凝土运输时，按第一车拉运5? m ³ 混凝土至施工现场、计划全部浇筑该T形刚构的施工（5号梁段）一侧，天泵将泵管移动到该侧的接料槽上方、距接料槽的高度不大于2?m位置，垂直运输混凝土至接料槽内，接料槽内的混凝土流入传送带，然后通过传动带将混凝土输送到需要浇筑的梁段，浇筑该梁段混凝土，第一车混凝土泵送完成后，天泵泵管移至另一侧的接料槽的上方等待浇筑另一侧的梁段。从第二车开始，混凝土运输车每车按10? m ³ 运输，周而复始交替地浇筑完成该T形刚构的施工段（5号梁段）。施工过程中混凝土等待时间不宜超过45?min。随后天泵收车，开回拌合站清理混凝土残渣，梁面上作业人员清理传送带、接料槽的混凝土残渣，并集中堆放、集中处理保护环境。以同样的方式浇筑其他梁段混凝土直至全桥安全合龙。此种浇筑工艺关键在于，采用1台天泵竖向运输梁段混凝土，采用传送带横向运输梁段混凝土至施工段，第一车5? m ³ 混凝土是控制梁段浇筑的设计不平衡重20?t关键混凝土量。

                          P = γΩ =2.4×5<20?t                           （1）

式中： P 为混凝土的重量/t； γ 为混凝土的容重，一般为2.35?t/m ³ ~2.4?t/m ³ ，取 γ =2.4?t/m ³ ；Ω为混凝土方量/m ³ 。

5材料与设备

5.1?材料

根据施工工艺要求所需的材料型号具体情况有角钢 ∟ 50×6、槽钢 [ 10、DGBL?67型电动滚筒、宽度为600?mm输送带（皮带）、5?mm钢板以及其他常规材料。

5.2?机械设备  

投入的主要机械设备型号有39?m天泵（拌合站提供）、4台4?kW电机，2台砂轮切割机，2套氧炔焰切割机。

6质量控制

6.1?质量控制标准

按照技术规程、图纸及规范的要求标准，采购原材料、半成品、构件和零部件，并按加工好的成品进行验收。混凝土质量验收标准见TB?10424—2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》。

6.2?施工过程控制

（1）根据设计图纸和规范要求，就工程质量建立质量管控体系，并编制实施性施工组织设计和作业指导书，明确质量目标，按要求配置专业技术人员，定期有针对性地培训作业人员，树立质量意识，强调质量终身制原则，同时物资设备等部门，严把原材设备质量关，从源头上控制施工质量。

（2）对于工序控制而言，严格按施工作业指导书进行作业，对影响工程质量的重要工序和关键工序要严格实行技术人员旁站指导作业，并做好详细的施工记录，质量理念是事事可查、可寻、有根据。

对于工艺控制而言，连续刚构的悬臂浇筑法施工，一是严控平衡浇筑各梁段混凝土量；二是控制张拉力的施加；三是严把孔道压浆关，确保孔道注浆饱满密实；四是控制挂篮走行的每个行程，并严格执行经相关领导审批的专项方案作业指导书。

7安全及环保措施

7.1?安全措施

（1）认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，采取严格的防范措施，做到预防为主，确保施工生产安全可控。

（2）建立强有力的安全保证体系，依据安全保证措施做好安全管理工作，提高安全防范意识。明确分工，责任到人，做到齐抓共管、抓管理、抓制度、抓队伍素质，盯住现场，跟班作业，抓住关键工序。       

（3）加强安全教育，尤其是高空作业和高空坠物安保问题，提高全员的安全生产意识。增强职工的主人翁责任感，树立安全第一的思想，针对本工程的特点，进行岗位培训，对作业人员进行安全知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育，并认真学习施工技术、安全规则、企业施工安全标准，特殊工种作业人员须经考核通过后持证上岗。

（4）正确使用个人防护用品和安全防护设施。按规定使用安全帽、安全带、安全网，定期检查，不合格的严禁施工。 

（5）要经常检查维护施工供电线路，确保施工用电安全，混凝土浇筑梁段布设的电线电缆应按要求支撑架设，应架设稳固，不得采用裸线或麻皮线，电气设备绝缘良好，并设有开关或漏电保护器。

（6）施工机具要合理布局，合乎安全规范，且装有安全装置，操作前要对设备进行检查保养，严禁机械设备带故障运营。

7.2?环保措施

该工法的施工环境主要是混凝土残渣处理，梁段混凝土浇筑完成后派专人打扫清理，集中堆放混凝土残渣，确保既有道路干净整洁。此工法可有效避免以往采用地泵浇筑梁段后任意排放清洗地泵污水的现象，更好地保护施工环境。

8效益分析

采用传送带输送混凝土浇筑悬臂梁段施工工法与常规采用泵管、三通弯管等配合地泵输送混凝土浇筑悬臂梁段施工工法相比，前者相对缩短了梁段浇筑混凝土的准备工作，减少了劳动力及部分工序，降低了泵管堵塞现象，且减少了污水清扫的人力、物力，具有很高的经济效益。同时严格控制悬臂段浇筑的力学平衡，提高悬臂梁段的施工质量，安全可靠的合拢全桥，具有很高的经济效益。

9结束语

新建西安地铁5号线二期高桥站—东马坊站区间桥梁（59.150+100+57.715）m连续刚构上跨新西宝高速，以及文教园站—张旺渠站区间桥梁（49.264+80+50）m连续梁上跨沣河，均采用此工法完成挂蓝桥的施工。两处控制性工程均提前完成了施工任务，取得了良好的经济效益和社会效益。