造橋機(jī)節(jié)段拼裝56 m鐵路雙線箱梁施工技術(shù)

劉春和

(太中銀鐵路有限責(zé)任公司，太原 030006)

近年來(lái)我國(guó)鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，從秦沈鐵路客運(yùn)專線到京津城際鐵路的建成通車，實(shí)現(xiàn)了從準(zhǔn)高速鐵路到高速鐵路質(zhì)的跨越。隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高使平縱斷面曲線要素對(duì)選線、設(shè)計(jì)影響加大，高平順性使上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)沉降非常敏感，加之節(jié)約耕地、環(huán)境保護(hù)方面的要求，鐵路設(shè)計(jì)中的橋梁比例大大增加。如京津城際鐵路橋梁所占比例為88%，京滬客運(yùn)專線為80%，京石客運(yùn)專線為77%，廣珠客運(yùn)專線為94%。

鐵路建設(shè)實(shí)踐中，跨度適中的簡(jiǎn)支梁由于存在對(duì)地基沉降要求相對(duì)較低、受力簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而被鐵路橋梁廣泛采用，主要以標(biāo)準(zhǔn)跨度的簡(jiǎn)支T梁或箱梁為主。箱梁具有抗扭性能好、縱橫向剛度大、整體穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)普遍采用。在目前的鐵路橋梁中，簡(jiǎn)支箱梁大部分采用20 m、24 m、32 m和40 m幾種跨度，但是在跨越深谷、通航江河時(shí)出于施工可行性、經(jīng)濟(jì)比選及通航的考慮，小跨度已經(jīng)不能滿足要求，大跨度的簡(jiǎn)支梁越來(lái)越多被運(yùn)用于鐵路橋梁中。由于受到現(xiàn)有架橋設(shè)備的制約，整跨預(yù)制架設(shè)的施工方法難以實(shí)現(xiàn)，在此情況下，出現(xiàn)了新的施工配套技術(shù)——利用橋機(jī)整孔拼裝預(yù)制節(jié)段施工連接技術(shù)。

利用橋機(jī)整孔拼裝預(yù)制節(jié)段施工技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)有:①箱梁分節(jié)段在專業(yè)的預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，可保證箱梁制作質(zhì)量，從而保證上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)的整體線形得以有效控制;②施工作業(yè)可采用流水化施工，使上下部的施工同時(shí)有序進(jìn)行，互不干擾，加快工期;③對(duì)于長(zhǎng)大型橋梁，可以集中機(jī)械設(shè)備，有效利用，提高機(jī)械化施工程度;④上下部施工的流水作業(yè)可使節(jié)段預(yù)制提前進(jìn)行，從而增加節(jié)段的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，使拼裝成橋后梁體徐變反拱更加穩(wěn)定，同時(shí)彈模增加使預(yù)應(yīng)力后期損失減小;⑤有利于橋位的環(huán)境保護(hù)，減小對(duì)橋下既有交通的影響。

1 工程概述

太中銀鐵路陽(yáng)石小東川大橋位于山西省呂梁市境內(nèi)，是太中銀鐵路控制工程之一。橋梁位于直線上，全橋縱坡1.3%，為雙線橋。設(shè)計(jì)橋跨布置為14×56 m簡(jiǎn)支箱梁+2×32 m簡(jiǎn)支T梁，最高墩高88 m的變截面矩形橋墩，1.25 m、1.50 m、2.00 m等三種樁徑的樁基礎(chǔ)。14跨56 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁采用分節(jié)段預(yù)制，橋機(jī)整孔懸拼現(xiàn)澆濕接縫連接后進(jìn)行整體張拉的方法施工。于2008年7月30日開工，至2009年9月28日完成最后一跨的第一期張拉，整個(gè)施工持續(xù)一年多，施工進(jìn)度主要受下部結(jié)構(gòu)影響。在實(shí)際施工中，順利時(shí)單孔成孔施工時(shí)間為15 d。橋位處于深谷中，一半的橋墩高度超過(guò)80 m，同時(shí)處于風(fēng)口上，對(duì)施工方法的選擇有較大影響。

2 施工工法

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況梁部施工采用下行式橋機(jī)，橋機(jī)為雙主梁，采用多道橫梁連接而成，最大架設(shè)跨度60 m，橋機(jī)全長(zhǎng)135.8 m，由8 m后補(bǔ)梁+65.8 m主鋼箱梁+62 m前導(dǎo)梁三部分組成。

箱梁節(jié)段預(yù)制場(chǎng)地設(shè)在橋臺(tái)前方的橋位軸線上，節(jié)段預(yù)制完成后，由龍門吊吊運(yùn)至橋面運(yùn)梁車，然后由運(yùn)梁車運(yùn)至橋機(jī)尾部后的補(bǔ)梁下方，此時(shí)由橋機(jī)天車吊上節(jié)段吊具并連接好預(yù)制節(jié)段后按設(shè)計(jì)順序懸掛于橋機(jī)主鋼箱梁上，直至節(jié)段精確定位、澆筑濕接縫和張拉完成。詳細(xì)施工步驟如下所述。

2.1 支座安裝

1)支座墊石復(fù)核。對(duì)支座墊石高程以及平面位置進(jìn)行復(fù)核，平面位置復(fù)核主要針對(duì)支座地腳螺栓預(yù)埋孔，在確認(rèn)能滿足規(guī)范要求后進(jìn)行墊石表面以及孔壁的鑿毛處理。若支座地腳螺栓預(yù)埋孔位有偏差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正，以保證其豎直度及孔徑。

2)支座安裝。在端梁節(jié)段塊吊裝上架橋機(jī)之前先在梁底預(yù)埋鋼板上連接安裝好支座主體，使其與梁段整體吊裝，此時(shí)不安裝地腳螺栓。支座與預(yù)埋鋼板連接時(shí)應(yīng)保證活動(dòng)支座位移方向正確、固定支座安裝位置正確、支座上鋼板與預(yù)埋鋼板密貼。

3)支座灌漿。地腳螺栓孔中采用細(xì)石混凝土，找平層采用高流動(dòng)性砂漿。在端梁節(jié)段塊吊裝到位下落過(guò)程中安裝好支座地腳螺栓，然后待節(jié)段塊按設(shè)計(jì)位置固定于架橋機(jī)主梁上后進(jìn)行支座灌漿。支座灌漿主要采用重力式灌漿，即利于砂漿的重力產(chǎn)生壓力差進(jìn)行灌漿，同進(jìn)利用鋼筋進(jìn)行插搗，使其密實(shí)。

2.2 梁段安裝

梁段在起吊前應(yīng)檢查以下環(huán)節(jié):①粗鋼筋吊點(diǎn)處斜墊塊方向正確，斜墊塊與混凝土面密貼。②粗鋼筋的下端伸出螺母長(zhǎng)度3～5 cm，在穿過(guò)梁段吊裝孔以及吊架吊裝孔時(shí)處于自由狀態(tài)(防止側(cè)向受剪)。③各根粗鋼筋自由長(zhǎng)度基本一致，防止各根之間不均勻受力。④起吊裝置剪力銷軸卡固到位。

2.3 梁段調(diào)節(jié)及安裝

梁段調(diào)節(jié)主要遵循以下幾個(gè)方面的原則及順序:小里程端節(jié)段→大里程端節(jié)段→所有位置在架橋機(jī)鋼箱梁上進(jìn)行位置定位使用。

1)端節(jié)段的安裝及調(diào)節(jié)。首先安裝小里程方向端節(jié)段，梁段吊運(yùn)到位后首先調(diào)節(jié)梁段橫向端的設(shè)計(jì)里程，調(diào)節(jié)到位后再調(diào)節(jié)高程，最后調(diào)節(jié)軸線，三維位置調(diào)節(jié)到位后進(jìn)行支座灌漿。

2)非端節(jié)段塊的調(diào)節(jié)，同端節(jié)段的調(diào)整原則。

3)在端節(jié)梁段調(diào)整好后，每調(diào)整好一段就和前一已調(diào)節(jié)梁段進(jìn)行少量的鋼筋焊接，防止發(fā)生位移，同時(shí)做好吊架的防滑移措施，在混凝土箱梁和鋼箱梁之間設(shè)置好橫向螺旋可調(diào)支撐。

4)箱梁在完成濕接縫的澆筑后，橋面成形要求無(wú)下?lián)隙?，因此需要根?jù)橋機(jī)荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行梁段預(yù)拱設(shè)置，本橋按二次拋物線分配預(yù)設(shè)拱度。

2.4 鋼絞線安裝

1)鋼絞線下料。下料長(zhǎng)度=工作長(zhǎng)度 +錨環(huán)厚度+限位板厚+千斤頂長(zhǎng)+工具錨長(zhǎng)+張拉長(zhǎng)度+預(yù)留自由量。

2)鋼絞線穿束及波紋管接頭。鋼絞線穿束采用人工穿束，鋼絞線束通過(guò)濕接縫接頭時(shí)安裝好濕接縫接頭波紋管，并用封口膠帶進(jìn)行接頭封口，保證預(yù)應(yīng)力管道不發(fā)生漏漿而影響鋼絞線張拉。

2.5 濕接縫的施工

采用雙平臺(tái)進(jìn)行，分為底部模板小車及側(cè)模走道平臺(tái)，濕接縫主要的施工內(nèi)容包括:①鋼筋綁扎;②組立模板;③澆筑混凝土;④養(yǎng)護(hù)。

2.6 體系轉(zhuǎn)換

體系轉(zhuǎn)換是指箱梁支承點(diǎn)的改變，即箱梁自重由梁的橋機(jī)支承轉(zhuǎn)變?yōu)橹ёС惺芰Α?/p>

2.7 鋼絞線張拉

本橋預(yù)應(yīng)力張拉分兩次進(jìn)行，第一次在濕接縫混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后進(jìn)行，第二次張拉在濕接混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值且混凝土齡期不少于15 d時(shí)進(jìn)行，兩次張拉均采用兩端同步張拉，且在每端以梁中心線為軸進(jìn)行左右對(duì)稱張拉。張拉控制以應(yīng)力控制為主，鋼絞線伸長(zhǎng)量實(shí)測(cè)值與理論值相差超過(guò)±6%時(shí)，應(yīng)停止張拉作業(yè)。張拉力程序:0→0.16 cm(124.6 MPa)→6 cm(1 246 MPa)→持荷5 min→錨固。

3 節(jié)段定位

節(jié)段懸掛時(shí)參照成橋線形，首先保證濕接縫寬度。節(jié)段精確定位分三個(gè)步驟:

1)首先調(diào)節(jié)節(jié)段縱向里程位置，節(jié)段縱向調(diào)節(jié)使用千斤頂整體移動(dòng)吊具實(shí)現(xiàn)縱向位置調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到位后鎖住吊具防止縱向滑移。

2)其次調(diào)節(jié)節(jié)段高程，節(jié)段高程調(diào)節(jié)采用4臺(tái)100 t穿心千斤頂，分別調(diào)節(jié)4根吊桿長(zhǎng)度，在梁面上設(shè)置4個(gè)點(diǎn)作為高程調(diào)節(jié)的觀測(cè)點(diǎn)。

3)最后調(diào)節(jié)節(jié)段橫向軸線位置，橫向軸線位置以節(jié)段軸線與設(shè)計(jì)成橋軸線重合為參照標(biāo)準(zhǔn)，使節(jié)段兩端線的中點(diǎn)與設(shè)計(jì)成橋軸線重合。

4 結(jié)語(yǔ)

懸臂拼裝節(jié)段箱梁施工解決了在深谷山嶺復(fù)雜地形條件下的大跨簡(jiǎn)支箱梁的懸拼、整孔張拉及懸拼成橋線形的控制問(wèn)題。在實(shí)際施工中節(jié)段定位時(shí)的預(yù)留上拱對(duì)成橋線形有非常重要的影響。本橋基本屬于原位拼裝，不存在落梁的工序，在后續(xù)的工程中如再涉及高位落梁，也是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。

[1] 何永樂(lè).通惠河橋鋼箱梁頂推施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2007(3):8-10.

[2] 趙士恒.箱形立交橋頂進(jìn)施工過(guò)程中的高程控制［J］.鐵道建筑，2006(5):25-26.