紅果經(jīng)濟開發(fā)區(qū)跨鐵路立交橋施工關(guān)鍵技術(shù)

鄧世超 楊虎根 王海東

0 引言

在跨鐵路橋梁設(shè)計中，不影響或盡量少影響鐵路運輸成為橋型方案選擇的重要考慮指標。由于采用支架上現(xiàn)澆或者按節(jié)段拼裝的施工方法對鐵路運輸影響巨大，相比之下，轉(zhuǎn)體施工法就顯示出極大的優(yōu)越性。

平轉(zhuǎn)法是分別在兩岸或一岸順河流方向上的矮支架上現(xiàn)澆主梁，并在岸上完成包括落架、張拉、調(diào)索等所有安裝工序，然后以塔墩為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。該法僅適用于橋址處地形平坦、塔身高度較低和適合于整體轉(zhuǎn)體的斜拉橋。

1 概況

本橋位于盤縣新城紅果城區(qū)，橋梁為跨越南(寧)昆(明)鐵路紅果站。橋梁起點岸為平頭山，終點岸為鐵路小學。橋跨布置:凈跨92 m無背索斜獨塔單索面PC主梁斜拉橋，橋面全寬26 m。橋梁起點樁號K0+252，終點樁號為K0+365，橋梁全長 113 m。橋梁平面位于直線上，橋面縱坡為3%;橋面橫向以橋軸線為變坡點，設(shè)置對稱的1.5%雙向橫坡。

2 總體布置

本項目為凈92 m無背索斜獨塔單索面PC斜拉橋，橋梁全長113 m，總體布置圖見圖 1。

箱梁為C50預應力混凝土結(jié)構(gòu)，單箱三室斷面，邊腹板斜置。全橋采用等高度截面，截面高度均為3.1 m(箱梁中心線處)。箱梁頂寬26 m，底寬12 m，跨中處頂板厚度30 cm，底板厚度為滿足3倍波紋管直徑取為35 cm，腹板寬度為40 cm;端部頂板厚度50 cm，底板厚度55 cm，腹板厚度60 cm。箱梁按A類部分預應力混凝土構(gòu)件設(shè)計。

索塔采用C50預應力混凝土結(jié)構(gòu)，截面為4.5 m×8.0 m(橫橋向×順橋向)的實體截面。索塔垂直高度為75.622 m，中心總斜長為91.458 m。索塔水平傾角為58°。為了便于施工時鋼筋及索管定位，在索塔內(nèi)設(shè)置了勁性骨架。同時考慮到大體積混凝土水化熱的影響，在索塔內(nèi)布置了多層冷卻管。

3 主橋施工方案

1)施工機具進場，平整場地，放樣，完成施工前期準備。2)進行0號橋臺及1號墩基礎(chǔ)施工。3)施工下盤、磨心及上盤。施工完畢后，試轉(zhuǎn)，確保磨心轉(zhuǎn)動靈活。4)在鐵路小學岸搭設(shè)滿堂支架，對支架進行預壓，預壓荷載為設(shè)計荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后澆筑轉(zhuǎn)體段主梁混凝土，待混凝土達到設(shè)計強度的85%且不小于 7 d，對稱張拉橫向預應力、縱向 T1，XB1及 2束 B3預應力鋼束至設(shè)計噸位并對孔道灌漿。5)搭設(shè)索塔1號段支架，對支架進行預壓，預壓荷載為設(shè)計荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后施工索塔1號段，施工時可根據(jù)混凝土攪拌能力確定分段施工長，濕接縫應垂直索塔中心線。待混凝土強度達到設(shè)計強度的90%且不小于10 d，對稱張拉ST1，ST2預應力鋼束，并灌漿。然后均衡、對稱張拉S1號拉索至設(shè)計噸位。6)為使結(jié)構(gòu)受力明確，拆除索塔1號段支架。采用爬模施工2號段，施工步驟為:安裝勁性骨架、安裝定位外模、安裝鋼筋、澆筑索塔混凝土;待混凝土強度達到設(shè)計強度的90%且不小于10 d，均衡、對稱張拉S1號拉索至設(shè)計噸位。索塔3號段至索塔10號段施工方法與2號段相同，但應注意張拉索塔的預應力鋼束和管道灌漿。至此，轉(zhuǎn)動體系的主梁、索塔、拉索已施工完畢(索塔澆筑過程中，應設(shè)置橫向纜風，確保塔的穩(wěn)定性)。7)按照設(shè)計的拉索張拉施工，此時支架已基本不承力，松動主梁底模板，按照監(jiān)控單位提供的次序，采用緩慢、對稱、均衡的原則拆除支架，完成體系轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)體主梁、索塔通過拉索連接，共同受力，該狀態(tài)靜置24 h，并密切監(jiān)測主梁和索塔的變位。在此期間，應保證平頭山岸主梁現(xiàn)澆段完成，并達到設(shè)計強度。8)開始轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體過程中應嚴格控制轉(zhuǎn)體速度，確保梁體均勻、平穩(wěn)轉(zhuǎn)至設(shè)計位置。轉(zhuǎn)體梁端與現(xiàn)澆段梁端之間的高差應不大于20 mm，橋軸線與設(shè)計位置的偏差應不大于L/6 000=15 mm，轉(zhuǎn)至設(shè)計位置后，將合龍段勁性骨架焊接鎖定，澆筑上下盤之間的混凝土。然后澆筑合龍段混凝土，完成體系轉(zhuǎn)換，達到設(shè)計強度的85%且不小于7 d，對稱張拉剩余橫向預應力、端橫梁預應力及縱向 B1，B2、剩余 4 束 B3，B5，F(xiàn)B1，F(xiàn)B3，HL，XB2 預應力鋼束至設(shè)計噸位并管道灌漿。拆除現(xiàn)澆段支架。9)縱、橫向?qū)ΨQ、均衡地施工橋面系。對稱張拉 B4，F(xiàn)B2，F(xiàn)B4預應力鋼束至設(shè)計噸位并管道灌漿。10)梁端和1號墩尾封錨、施工0號橋臺臺帽以上部分和1號墩尾路基。11)調(diào)整全橋索力至成橋索力。12)全橋完工。

4 施工注意事項

4.1 索塔施工

1)用提升模板或爬模完成索塔施工。2)索塔為實體大體積混凝土，混凝土澆筑中應對混凝土配合比等進行試驗研究，采取有效養(yǎng)護措施，并按設(shè)計要求設(shè)置冷卻管，防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。3)索塔施工誤差要求:塔柱的傾斜度不大于H/3 000(H為塔高)，軸線允許偏差±10 mm，斷面尺寸允許偏差±20 mm，塔頂高程允許偏差±10 mm，表面平整度3 mm，斜拉索錨具軸線偏位，允許偏位±3 mm，斜拉索鋼套管兩端中心位置允許偏差3 mm，錨點高程允許偏差±10 mm。4)索塔施工時注意預埋斜拉索錨固系統(tǒng)構(gòu)件、避雷針裝置導線布置及施工用等預埋件。5)索塔順橋向及橫橋向?qū)ΨQ的斜拉索應同步張拉。斜拉索各階段的張拉力、主梁預拱度、立模高程等由監(jiān)控單位根據(jù)施工組織設(shè)計及現(xiàn)場實際情況進行分析計算確定。6)索塔施工時應注意拉索套筒的預埋角度及控制高程，套筒的傾角、高程應嚴格按設(shè)計圖紙(按計入拉索自重后的修正角度)進行。7)索塔及主梁內(nèi)的勁性骨架布置，施工單位可根據(jù)實際情況進行調(diào)整，但需經(jīng)設(shè)計和監(jiān)理的認可。8)索塔結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆施工，本設(shè)計中未考慮橋梁景觀照明，對該部分需要預埋的管道等構(gòu)件在施工中根據(jù)業(yè)主要求進行預埋。9)施工過程中，應充分重視索塔的橫向穩(wěn)定性，隨時進行觀測，必要時采取加強措施(例如出現(xiàn)大風的情況下)。10)上盤施工時，應注意預埋索塔固定端錨墊板。11)上盤及索塔的數(shù)量與設(shè)計數(shù)量之間的誤差應嚴格控制在±2%以內(nèi)。

4.2 轉(zhuǎn)動體系施工

1)上、下轉(zhuǎn)盤對應的50 mm鋼板平整度允許誤差應嚴格控制在±1 mm。所有鋼材之間的焊接應牢靠。四氟蘑菇頭允許抗壓強度不小于40 MPa，加工時，應保證數(shù)量、位置與設(shè)計相符，其加工精度應嚴格控制在±1 mm。2)下盤混凝土應采用和易性較好的混凝土，確保下盤混凝土振搗密實。3)上盤上下緣均采用32的鋼筋網(wǎng)三層，施工時，應振搗密實，確保上盤混凝土的質(zhì)量。4)轉(zhuǎn)軸施工流程及精度要求:a.預埋鋼板定位，要求中心誤差不大于20 mm，高程誤差不大于20 mm;b.測量轉(zhuǎn)軸中心，并在預埋鋼板上鑿出一個小洞，以便轉(zhuǎn)軸定位;c.將定位鋼管與預埋鋼板焊接，要求中心誤差不大于5 mm，鋼管垂直度誤差不大于2 mm;d.測量定位鋼板頂面高程，計算出定位栓的調(diào)節(jié)長度，并按計算值將定位栓與轉(zhuǎn)軸連接，利用上端安裝的吊環(huán)起吊轉(zhuǎn)軸至定位鋼管內(nèi)，通過定位鋼管下端的小孔將定位栓置于預埋鋼板的小孔處;e.利用定位鋼管上部的三個螺栓孔調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的垂直度，要求轉(zhuǎn)軸的垂直度不大于0.5 mm;f.用鐵皮將定位鋼管下部的孔口封閉;g.在定位鋼管與轉(zhuǎn)軸之間的空隙處灌注環(huán)氧樹脂砂漿，24 h后安裝下轉(zhuǎn)盤鋼板;h.轉(zhuǎn)軸加工誤差為±1 mm。5)應采取可靠措施，安全、穩(wěn)妥并緩慢地拆卸上盤支架。建議采用鋼管砂筒或其他更可靠的設(shè)施。6)封盤混凝土澆筑:封盤采用C35混凝土，宜采用和易性較好的混凝土，施工時應振搗密實。注漿管在封盤混凝土澆筑前安裝。待封盤混凝土達到設(shè)計強度后，采用強度不低于35級的水泥漿壓注，注漿終止壓力不小于 1.0 MPa，并持續(xù)10 min以上。對一根注漿管壓注水泥漿時，其他注漿管如溢出水泥漿，應進行堵塞。未出漿的注漿管須一一注漿。

[1] 邵旭東，程翔云，李立峰.橋梁設(shè)計與計算[M].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 劉士林，王似舜.斜拉橋設(shè)計[M].北京:人民交通出版社，2008.

[3] 李世勇.既有鐵路跨線立交橋架梁施工技術(shù)研究[J].山西建筑 ，2009 ，35(22):329-331.