跨鐵路現(xiàn)澆箱梁膺架法施工技術(shù)

李習(xí)文

1 工程概況

青島海灣大橋是連接青島與黃島的跨海大橋,我單位承建的第十二合同段位于黃島端陸地上,主橋在434號～435號墩(K33+720～K33+770)之間跨越既有膠黃鐵路運營線(上、下行),與鐵路交角 71°30′18″,箱梁底與鐵路軌頂凈距為10.235 m,橋梁(雙幅)跨鐵路范圍為:沿鐵路線路方向橫向19.2 m,縱向43 m(按接觸網(wǎng)凈距和橋梁凈寬計算)。橋面寬度 35 m,分左、右幅設(shè)置,跨鐵路梁單幅梁寬17 m,梁高3 m,跨徑 50 m,梁重約1 500 t,為等高預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。

2 支架布設(shè)

膠黃鐵路為電氣化鐵路,橋梁底面至鐵路軌頂凈距有限,為保證既有鐵路運營安全,需在該跨內(nèi)搭設(shè)臨時承重支架平臺。通過論證,該平臺采用門式膺架體系結(jié)合滿堂支架搭設(shè),主要承重構(gòu)件采用箱形梁結(jié)構(gòu)與桁架相連的形式?？紤]到門式支架的穩(wěn)定性和按照跨度最小的原則,門式支架83式支墩平行于鐵路線路方向設(shè)置,鋼桁架垂直于鐵路線路布置。

門式膺架體系由鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)、83式軍用支墩、調(diào)節(jié)砂箱、鋼桁架平臺、桁架平臺滑移軌道、縱橫向方木分配梁組成。鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)尺寸為44 m×3 m×0.6 m,修建在鐵路建筑限界外側(cè),單幅橋單側(cè)采用4座2×3等截面式83式軍用墩支墩,中心間距為3 m+5 m+3 m布置。軍用墩上用3根標(biāo)準(zhǔn)桿件(200 cm×26.2 cm×20 cm)作為調(diào)節(jié)砂箱底部承重梁;鋼桁架置于調(diào)節(jié)砂箱上,桁架高1.1 m,長19 m,跨鐵路部分長16 m,由厚度為30 mm的上下蓋板、16 mm厚的腹板組焊而成,截面尺寸為800 mm×1 100 mm;連接桁架是由上下弦桿為[10槽鋼、腹桿為80 mm×80 mm×5 mm的方管組焊成的平面桁架,通過銷軸與主鋼箱梁連接。

門式膺架兩側(cè)搭設(shè)碗扣式滿堂支架,經(jīng)過計算和驗算,在橋墩5 m范圍內(nèi)立桿縱向間距為60 cm,在底板、腹板下立桿橫向間距為60 cm,翼板下立桿橫向間距為90 cm,步距為120 cm。在橋墩5 m范圍以外至門式膺架以外部分,立桿縱向間距為90 cm,在底板、翼板下立桿橫向間距為90 cm,腹板下立桿橫向間距為60 cm,步距為120 cm?？v橫剪刀撐3.6 m設(shè)置一道。

支架上部縱向方木分配梁采用12 cm×15 cm紅松木,模板背木(橫向分配梁)采用10 cm×10 cm紅松木。鋼結(jié)構(gòu)平臺安裝平面布置圖如圖1所示。

3 施工部署

根據(jù)跨鐵路施工的工作內(nèi)容及周邊的施工環(huán)境,確定的施工原則為“安全第一,預(yù)防為主,精心組織,嚴(yán)格管理”,確保既有膠黃鐵路的行車安全以及既有鐵路設(shè)施不受損壞。

跨膠黃鐵路連續(xù)箱梁門架體系安全防護工程分為5個部分,分別是鐵路自閉、貫通、通信等管線的改移和防護;門式支架底部絕緣板安裝;密目安全網(wǎng)、防落物網(wǎng)、防拋網(wǎng)、梁體支架兩側(cè)安全防護網(wǎng);鐵路線兩側(cè)安全防護網(wǎng)、警戒線;要點施工安全防護。安全防護工程按照工程進度,完成一步驗收一步,經(jīng)有關(guān)部門驗收合格后,方可進行下一步施工。

施工時左右幅分開進行,先施工右幅,然后利用右幅澆筑完成的箱梁鋪設(shè)枕木,設(shè)置走行式塔吊,進行左幅吊裝作業(yè),混凝土澆筑采用混凝土泵車一次澆筑成型。

4 施工工藝

4.1 地基處理

4.1.1 要慢行點施工門洞擴大基礎(chǔ)

施工前與相關(guān)站段要慢行點。門洞擴大基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)尺寸為44 m×3 m×0.6 m,鐵路兩側(cè)分別布置,擴大基礎(chǔ)距離鐵路接觸網(wǎng)桿150 cm。

4.1.2 門洞兩側(cè)滿堂支架基礎(chǔ)施工

地基處理前先清除原地表,然后根據(jù)支架布設(shè)高度,填筑40 cm～80 cm的碎石土并碾壓密實。地基基礎(chǔ)頂面均要求以梁體中心線向兩側(cè)做1%的橫坡,以利于排水。

4.2 要慢行點搭設(shè)門洞支墩

擴大基礎(chǔ)強度達(dá)到70%后,要慢行點,用吊車搭設(shè)預(yù)拼成整體的83式軍用墩支墩,搭設(shè)尺寸按驗算過的圖紙進行施工。

4.3 接觸網(wǎng)斷電搭設(shè)鋼桁架

鋼桁架的承重鋼箱梁吊放在調(diào)節(jié)砂箱上,同步安裝桁架鋼箱梁間支撐架,然后安裝絕緣板、防拋網(wǎng)、防雨布(防止梁體澆筑混凝土?xí)r漏漿)及密目安全網(wǎng)。鋼桁架吊裝完畢后,將其接地,以防發(fā)生觸電事故。

門洞搭設(shè)完畢后,貝雷梁片底部與鐵路接觸網(wǎng)承力索距離最小為0.6 m,與電力線距離最小2.5 m,接觸網(wǎng)桿頂距離最小為0.54 m,83式軍用支墩與接觸網(wǎng)桿平面距離最小為1.5 m。

4.4 滿堂支架搭設(shè)

門式膺架外側(cè)至橋墩部分采用碗扣式鋼管搭設(shè)滿堂支架,并用縱向槽鋼將滿堂支架與門式膺架連接成一個整體,以增加支架體系的整體穩(wěn)定性。

4.5 縱向、橫向分配方木搭設(shè)

縱、橫向分配方木搭設(shè)時按照先縱向后橫向的順序,由梁端向中間推進,按分片進行,跟片鋪設(shè)臨時竹膠合板底板,方便施工人員操作。

4.6 支架預(yù)壓

采用預(yù)制混凝土塊按各段預(yù)壓荷載值進行預(yù)壓。預(yù)壓荷載根據(jù)箱梁自重、模板荷載、施工荷載(含施工人員、各類機具等)及充分考慮施工過程中不可預(yù)見的荷載等,合理確定壓載總重量,并按計算出的總荷載的110%進行超載預(yù)壓。

4.7 箱梁模板安裝

為了確保箱梁模板之間拼縫嚴(yán)密,不漏漿和不移位,箱梁兩外側(cè)模下口采用對拉螺桿連接,確保箱梁外觀質(zhì)量。箱梁側(cè)模構(gòu)造如圖2所示。

箱梁模板安裝前均進行試拼,檢查模板是否連接牢固,有無拼縫過大和錯臺等缺陷。

4.8 普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋及預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)

在底板底層鋼筋綁扎后,腹板鋼筋綁扎接近完成時,安裝波紋管并固定在定位筋上。頂板鋼筋(含橫梁上部鋼筋)綁扎時,同步鋪設(shè)箱梁頂板縱向、橫向預(yù)應(yīng)力管道。安裝面板鋼筋后,預(yù)埋護欄座預(yù)埋筋,并對護欄座預(yù)埋筋外露部分涂刷防銹涂料。

4.9 混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑順序為“腹板倒角→底板→腹板→頂板”,從箱梁低高程端向高程增加方向分段推進。澆筑箱梁頂板時采用提漿整平機進行橋面整平處理,整平后箱梁頂面人工進行三次收漿處理,箱梁頂面嚴(yán)禁被油污、浮漿等污染。

4.10 預(yù)應(yīng)力施工

縱向預(yù)應(yīng)力體系先張拉腹板束再張拉底板束、頂板束,先長束后短束,按設(shè)計順序?qū)ΨQ張拉,橫向預(yù)應(yīng)力采取單端張拉。

4.11 支架及模板拆除

1)箱梁模板拆除。箱梁側(cè)模拆模時通過獨立設(shè)置的滑道將側(cè)?；浦料乱豢孜礉仓淞?。每片側(cè)模桁架底布置4個滑板支座。箱梁側(cè)模拆除后,松掉砂箱基礎(chǔ)螺栓,使箱梁底部模板與混凝土分離,通過設(shè)在83軍用墩頂部的工字鋼滑道,在門洞兩側(cè)布置2臺3 t卷揚機牽引滑移至左幅箱梁。同理,在左幅箱梁施工完畢后,將桁架滑移至設(shè)在門洞外側(cè)的拆除平臺上進行拆除。

2)滿堂支架拆除。現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力張拉完成待壓漿強度達(dá)到75%后拆除支架。支架拆除順序按照先跨中后跨端、先翼板后底板,自上而下逐層進行,嚴(yán)禁上下層同時作業(yè);支架拆除時應(yīng)保證箱梁側(cè)模已經(jīng)拆除完畢,拆除后的構(gòu)配件及時檢查、整修與保養(yǎng),并按品種、規(guī)格隨時碼堆存放整齊,妥善保管。

5 結(jié)語

青島海灣大橋跨鐵路采用膺架法施工,方案技術(shù)可靠、措施得當(dāng),有效保障了施工安全,圓滿完成了施工任務(wù),施工中總結(jié)出來的技術(shù)參數(shù)可為同類工程施工提供借鑒和參考。

[1]劉山洪.簡明預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工手冊[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]桂業(yè)昆,邱式中.橋梁施工專項技術(shù)手冊[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]JTJ 076-95,公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S].