成綿樂(lè)鐵路客運(yùn)專線跨既有寶成線門式墩帽梁支架施工技術(shù)

汪海旺

(中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司,江西九江 332000)

1 工程概況

成綿樂(lè)客運(yùn)專線青白江雙線特大橋37號(hào)、38號(hào)、39號(hào)墩采用門式墩結(jié)構(gòu),以17°45′角度上跨既有寶成鐵路(上行線K625+400、下行線K626+130處)。門式墩承臺(tái)位于既有鐵路路基兩側(cè)邊坡上,與既有線路中心線最近距離為4.2 m；墩柱為3 m×2.5 m矩形墩；帽梁為C50預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土矩形梁,梁寬3.0 m,梁高2.5 m；與墩身進(jìn)行固結(jié)。37號(hào)、38號(hào)、39號(hào)墩凈跨分別為：19.5、18.5 m和18.5 m；凈空為10～10.5 m；上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用24 m+24 m預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁。具體施工平面布置如圖1所示。

圖1 青白江特大橋門式墩平面布置(單位：cm)

2 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

(1)該段位于既有寶成線的曲線上,門式墩與既有線斜交,斜交角度較大,承臺(tái)基礎(chǔ)距既有線擋砟墻最小距離只有0.6 m。施工安全壓力大。

(2)既有線行車速度快,行車密度大,行車集中時(shí)段約3～5 min一趟車。同時(shí)門式墩帽梁跨度大,帽梁底距既有線接觸網(wǎng)之間施工空間較小,施工難度大。

(3)既有寶成線是四川省的鐵路運(yùn)輸干線,要點(diǎn)施工天窗點(diǎn)時(shí)間短,支架和模板的安裝時(shí)間非常有限,同時(shí)因場(chǎng)地狹窄且臨近既有線導(dǎo)致一些工序不能采用大型機(jī)械同步作業(yè)。

3 支架總體設(shè)計(jì)

在承臺(tái)頂部設(shè)置鋼管柱,鋼管立柱與墩身之間通過(guò)型鋼聯(lián)結(jié)；鋼管柱頂部安裝2根I56a型鋼作為橫梁,橫梁與鋼管柱頂部鋼板焊接牢固；再在I56a型鋼頂面設(shè)置15 cm高φ20 cm的砂箱；然后安設(shè)6組17片軍用貝雷梁作為縱梁,為了方便支架的拆除,同時(shí)在貝雷梁上面鋪設(shè)I16a型鋼作為橫向分配梁,間距30 cm,然后鋪設(shè)10 cm×10 cm縱向方木,間距30 cm；最后在方木上面鋪設(shè)15 mm厚竹膠板作為帽梁底模。帽梁支架構(gòu)造詳見(jiàn)圖2～圖4。

圖2 門式墩支架平面(單位：cm)

圖3 門式墩支架正面(單位：cm)

圖4 門式墩支架側(cè)面(單位：cm)

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程(圖5)

圖5 門式墩帽梁支架施工工藝流程

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 鋼管立柱設(shè)計(jì)及施工

支架立柱設(shè)計(jì)采用φ630 mm,壁厚14 mm鋼管,底面設(shè)法蘭盤,法蘭盤與鋼管柱之間焊接三角形加強(qiáng)肋,加強(qiáng)肋采用10 mm鋼板,焊縫寬度及高度為8 mm。每個(gè)門式墩設(shè)計(jì)14根鋼管柱,鋼管柱與承臺(tái)預(yù)埋的鋼板連接采用焊接。

立柱按設(shè)計(jì)尺寸在鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)加工成型后用平板車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)吊裝,采用25 t汽車吊起吊人工配合安裝,立柱與承臺(tái)基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板之間連接采用焊接。立柱安裝時(shí)要保證其垂直度,既有線兩側(cè)的立柱分別吊裝。為了防止立柱在吊裝過(guò)程中侵入既有線限界內(nèi),在立柱吊裝過(guò)程中設(shè)專人指揮,既有線兩側(cè)設(shè)專人防護(hù)。

4.2.2 橫梁施工

鋼管立柱頂部設(shè)置2根I56a型鋼,并采用鋼板焊接成整體。工字鋼頂板設(shè)滑道和砂箱,便于貝雷架從帽梁底部脫離并縱向滑移出帽梁底部。橫梁采用吊車起吊人工配合安裝,吊裝過(guò)程中設(shè)專人指揮,既有線兩側(cè)設(shè)專人防護(hù)。

4.2.3 貝雷梁拼裝

貝雷梁在現(xiàn)場(chǎng)吊車起吊配合人工拼裝成整體桁架,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行拼裝。貝雷梁在拼裝時(shí)將上下加強(qiáng)弦桿、連接桿、門架一同拼裝。貝雷梁分塊組裝見(jiàn)圖6。

圖6 貝雷梁分塊組裝

4.2.4 貝雷梁吊裝

在6塊貝雷梁中第4塊貝雷梁最重,質(zhì)量約7 800 kg,為確保安全,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用130 t汽車吊吊裝人工配合,吊裝時(shí)在貝雷梁兩端下面各設(shè)一根牽引繩,以控制貝雷梁的擺動(dòng)。吊裝過(guò)程中設(shè)專人指揮,吊裝作業(yè)安排在“垂停天窗”條件下進(jìn)行。施工點(diǎn)及800 m處設(shè)置安全防護(hù)人員進(jìn)行防護(hù)。

4.2.5 底模安裝

在貝雷梁頂面鋪設(shè)I16a型鋼作為橫向分配梁,間距30 cm,再在其頂面鋪設(shè)10 cm×10 cm縱向方木,間距30 cm；最后在方木上面鋪設(shè)15 mm厚竹膠板作為帽梁底模。為了方便底模的拆除,底模分塊制作(與方木連為整體),制作成390 cm×160 cm標(biāo)準(zhǔn)塊,拆模時(shí)用倒鏈從帽梁兩側(cè)拖出。詳見(jiàn)圖3、圖4。

4.2.6 安全防護(hù)

貝雷梁桁架拼裝完成后,在其底部安裝絕緣防電板,防電板在接觸網(wǎng)上方4 m范圍內(nèi)滿鋪,防止帽梁施工過(guò)程中雨水、施工用水直接流到接觸網(wǎng)上,同時(shí)將門式墩前后各10 m范圍內(nèi)用絕緣套管將承力索包裹,防止墜物而燒毀接觸網(wǎng)。貝雷梁兩側(cè)的施工平臺(tái)采用密目網(wǎng)滿掛,角鋼做立柱,鋼筋做橫向欄桿,欄桿頂高出帽梁頂面1.2 m。

4.2.7 支架預(yù)壓

為消除支架非彈性變形,同時(shí)取得支架彈性變形各非彈性變形的實(shí)際數(shù)值,并作為門式橋墩帽梁立模的拋高預(yù)拱值數(shù)據(jù)設(shè)置的參考。必須對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓,但考慮到在既有線上方預(yù)壓風(fēng)險(xiǎn)高,為保證支架受力安全,在貝雷架拼裝現(xiàn)場(chǎng)模擬貝雷梁受力工況,預(yù)壓方法依據(jù)支架正上方梁段混凝土重力分布情況,在搭好的支架上堆放荷載1.3倍的砂袋。

4.2.8 支架拆除

支架拆除作業(yè)安排在“垂停天窗”條件下進(jìn)行。拆除順序和搭設(shè)順序相反,先搭的后拆后搭的先拆。

詳細(xì)拆除步驟如下所述。

(1)拆除兩側(cè)防護(hù)圍欄。

(2)掏除砂箱內(nèi)的砂,掏除時(shí)要兩端同時(shí)慢慢進(jìn)行,使支架慢慢下落；移去砂箱,使貝雷梁落在I56型鋼的滑道上。

(3)底模拆除。人工將底模和方木分塊從帽梁兩側(cè)拖出,采用兩側(cè)的人行道作為支撐平臺(tái),然后人工配合25 t汽車吊分別將底模吊離支架。

(4)I16a型鋼橫向分配梁拆除。人工將I16a型鋼橫向分配梁從帽梁底拖出,采用人行道作為支撐平臺(tái),然后用25 t汽車吊將其吊離支架。

(5)貝雷梁拆除。采用130 t汽車吊先將第1塊、第6塊貝雷梁拆除,然后分別將第5塊、第4塊、第3塊、第2塊拆除,拆除時(shí)每側(cè)采用1臺(tái)10 t倒鏈將貝雷梁從帽梁底橫向拖出,用130 t汽車吊分別將分塊貝雷梁吊離橫梁。

(6)I56型鋼橫梁拆除。采用2臺(tái)25 t汽車吊將I56a型鋼橫梁從帽梁底部吊起,垂直下放到地面,用裝載機(jī)拖出。

(7)鋼管柱拆除。人工配合25 t汽車吊將φ630 mm鋼管立柱拆除。

5 結(jié)語(yǔ)

本門式墩帽梁施工技術(shù)由于具有下述特點(diǎn),在成綿樂(lè)沿線門式墩中被廣泛推廣使用。

工期短：貝雷梁桁架可在場(chǎng)外拼裝,不占用主導(dǎo)工期、不占用施工場(chǎng)地,可提供立體交叉作業(yè)的條件。

周轉(zhuǎn)材料?。豪秘惱琢鸿旒芎弯摴芰⒅M成的平臺(tái),將高支架模板轉(zhuǎn)換成普通模板支撐系統(tǒng),大量節(jié)省了鋼管腳手架材料的投入,其中貝雷梁可以重復(fù)利用。

安全可靠：貝雷梁桁架、平臺(tái)受力明確、性能可靠,而鋼管腳手架一次搭設(shè)到位后,還存在安全隱患,不利于檢查發(fā)現(xiàn)隱患,現(xiàn)將高空作業(yè)的高支模轉(zhuǎn)換成具有可靠安全防護(hù)的作業(yè)條件。

經(jīng)濟(jì)適用：支架基礎(chǔ)充分利用承臺(tái),減少了搭設(shè)滿堂支架需要硬化地面及鋼管立柱基礎(chǔ)的費(fèi)用,基礎(chǔ)沉降更容易控制。

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