津秦客?？鐧C(jī)場專用線40?m現(xiàn)澆梁施工技術(shù)

摘 要：津秦客專某橋梁上跨既有機(jī)場專用線，給新橋的建設(shè)加大了難度。雖列車通過頻率低，必須搭設(shè)門式支架保證車輛限界，及安全防護(hù)確保既有線安全。且客運(yùn)專線橋梁結(jié)構(gòu)高度大，鋼筋混凝土量大，支架承載力、穩(wěn)定性要求高。通過比較分析，施工中應(yīng)用型鋼梁搭設(shè)門式支架，并采用型鋼梁與碗扣式支架綜合應(yīng)用施工技術(shù)，并采用簡易卸落、平移拆架等方法，安全、順利完成施工。本文著重介紹了大跨度橋梁跨越既有線的支架安全施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高鐵橋梁 跨越 既有線 門式支架 安全檢算

中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0102-02

1 工程概況

津秦客專跨京津塘高速公路特大橋24#～25墩間的40 m簡支梁，該孔簡支箱梁均位于曲線上，曲線半徑R=7000 m，上跨既有機(jī)場專用線，梁體混凝土強(qiáng)度為C50。簡支箱梁長為39.1 m，梁高為3.75 m，橫橋向支座中心距4.0 m。梁頂寬12 m，底寬5.15 m。下跨既有線為天津機(jī)場專用線，為單線貨運(yùn)鐵路，列車通過量1～3對/d，施工時(shí)需維持鐵路運(yùn)行。

2 施工方案的選擇

為保證施工和鐵路行車正常進(jìn)行，于跨鐵路處設(shè)一門架。經(jīng)結(jié)合現(xiàn)場情況，進(jìn)行不同跨度、斜交角度型鋼梁受力分析，即解決跨線問題又經(jīng)濟(jì)、安全，確定采用以下支架方案：根據(jù)機(jī)車車輛5.5 m最大限高的要求，跨既有線支墩凈跨設(shè)計(jì)為6 m，其邊緣距既有線中心的距離為3.0 m（>2.44 m），門架長30.6 m，凈高設(shè)計(jì)6.0 m（>5.5 m）。門洞采用配筋混凝土基礎(chǔ)、鋼管立柱、H型鋼帽梁、工字鋼主梁的方式，梁采用I40b工字鋼垂直于專用線軸向架設(shè)，上面沿主線方向設(shè)置枕木。其結(jié)構(gòu)形式見圖1。

3 跨既有線支架安全施工方案

3.1 施工工藝

（1）支架拼裝工藝流程：施工準(zhǔn)備、施工放線與鐵路限界核對、兩側(cè)地基處理并設(shè)：立柱預(yù)埋件、立柱加工及安裝、斜桿焊接、底層橫梁安裝、沙箱卸落設(shè)備安裝、上層橫梁安裝、縱梁安裝、頂層支架及墊木、模板安裝、鋼筋混凝土施工、養(yǎng)護(hù)、拆側(cè)模內(nèi)模、第一次張拉、拆除支架、第二次張拉。

（2）支架拆除工藝流程：卸落沙箱、拆除模板、解除型鋼梁橫向整體聯(lián)系、吊下第一片梁（最外側(cè)）、其余梁橫聯(lián)向外橫移、依次吊下各片梁、拆除上墊梁、下墊梁、沙箱、依次拆除各類拆除立柱、拉撐桿件、各類的桿件要分類放置。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 門架基礎(chǔ)施工

支墩基礎(chǔ)分為兩步施作，將原地表換填0.5 m深2.0 m寬3∶7灰土，找平分兩次碾壓成型。在底層綁扎鋼筋。支模后澆筑0.5 m厚C20混凝土?；炷粱A(chǔ)沿專用線方向?qū)?.2 m，長約40 m?；炷粱A(chǔ)上預(yù)埋螺紋鋼，用來固定鋼管立柱。

3.2.2 支墩施工

門架立柱采用鋼管立柱，間距為2 m。順鐵路線方向搭設(shè)。立柱上設(shè)雙層40H型鋼作為帽梁，每層2根，兩側(cè)帽梁之間設(shè)置高30 cm，直徑630 mm的沙箱。門架立柱之間增加斜撐和橫聯(lián)。鋼管立柱和上墊帽梁焊接。

3.2.3 縱橫梁施工

門洞主梁采用40b工字鋼，垂直于鐵路線搭設(shè)，主梁梁長為8 m，間距根據(jù)處于梁底位置不同分別為0.4 m、0.6 m不等。上面沿主線方向鋪設(shè)間距為60 cm的雙層方木。主梁工字鋼與帽梁焊接。

3.2.4 予拱度設(shè)置

由于型鋼梁撓度較大，在施工過程中變化復(fù)雜的特點(diǎn)，對預(yù)拱度進(jìn)行如下設(shè)置，各種跨度的跨中最大預(yù)拱度如下表1，主要采用縱梁上設(shè)墊木及碗扣鋼管支架來調(diào)整。搭設(shè)碗扣支架前在型鋼梁下掛設(shè)安全網(wǎng)，防止落物傷及人與車；在縱梁上鋪設(shè)橫向16型鋼間距1.0 m，與縱梁上弦桿采用扣件聯(lián)結(jié)牢固，為防止重物落下可在橫向槽鋼上滿鋪木板防護(hù)，其上鋪設(shè)墊木及搭設(shè)碗扣式支架。利用碗扣式支架上托調(diào)整標(biāo)高便捷的優(yōu)點(diǎn)，配合弧形鋼管、上墊木、竹膠板形成梁底面模板。

施工第一跨時(shí)在立模前、立模后、鋼筋綁扎完成后、澆筑砼前后及砼澆筑砼過程中設(shè)點(diǎn)進(jìn)行觀測，根據(jù)實(shí)際觀測值可適當(dāng)調(diào)整以后各跨的預(yù)拱度。預(yù)拱度的設(shè)置形式設(shè)計(jì)有要求時(shí)按設(shè)計(jì)設(shè)置，設(shè)計(jì)無要求時(shí)，為簡化計(jì)算可按圓曲線設(shè)置，設(shè)計(jì)方法如下：

①、根據(jù)軍用梁跨度和確定的跨中預(yù)拱度值，求出預(yù)拱度的圓曲線半徑R

已知梁跨為L，跨中預(yù)拱度值為f0

②、根據(jù)已求的半徑R和跨中預(yù)拱度f0求距跨中x處的梁底預(yù)拱度fx

以上為按圓曲線設(shè)置的計(jì)算，亦可按二次拋物線設(shè)置預(yù)拱度。

3.2.5 支架卸落

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)，按既定方案預(yù)先拆除外側(cè)模、內(nèi)箱模板，按照50%張拉應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力，觀察錨具夾片穩(wěn)定，即可按照縱向整體支架的落架次序卸落門架及兩側(cè)碗扣支架。門架卸落采取松開沙箱落沙孔方式，使梁體不再承受支撐力。然后一次拆除模板體系、支撐體系。拆除時(shí)，在列車行駛間隔時(shí)段進(jìn)行。

4 門式支架安全檢算

現(xiàn)澆筑結(jié)構(gòu)混凝土平均荷載g1=20.7×26/12=44.85 KN/m2（“20.7”為截面積）；施工人員、料、模板、具行走運(yùn)輸堆放載荷gr=4.5 KN/m2；傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載均按4 KN/m2考慮。根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算模板及支架時(shí)，所采用的荷載設(shè)計(jì)值，應(yīng)取荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)，然后再進(jìn)行組合。該段組合后的設(shè)計(jì)荷載為：44.85×1.2+8.5×1.0=62.3 KN/m2。

4.1 門洞I40B工字鋼主梁的應(yīng)力驗(yàn)算

主梁采用I40b工字鋼，間距在梁底40 cm一道，跨徑6.6 m

主梁每米上的荷載為：

主梁的支柱中心間距為6.6 m，跨中彎距為M1=q×l2/8=135.68 kN·m

I40B工字鋼抗彎截面系數(shù)：

①主梁受彎的強(qiáng)度驗(yàn)算：

③主梁受剪應(yīng)力驗(yàn)算：

④主梁的撓度計(jì)算：

主梁設(shè)置滿足受力的各項(xiàng)要求。

4.2 柱頂40H型鋼枕梁應(yīng)力驗(yàn)算

墩柱頂帽梁采用兩根40H型鋼枕梁，跨度2 m。受力按實(shí)際情況分析。

40H型主梁的荷載：

枕梁跨中彎距為

即每道枕梁的跨中彎矩為

40H型鋼抗彎截面系數(shù)：

①主梁受彎的強(qiáng)度驗(yàn)算：

故連續(xù)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)40H型鋼枕梁滿足2m間距的抗彎要求。

③兩個(gè)40H型鋼枕梁受剪

故枕梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

④枕梁的撓度計(jì)算：

4.3 鋼管立柱的驗(yàn)算

擬用鋼管柱作為立柱，沿鐵路專用線方向間距2 m，柱高為6 m。

門洞寬度沿垂直于鐵路專用線的方向?yàn)?.6m，即平均每個(gè)立柱所承受的荷載為

鋼管上型鋼重量：60 kN，

每個(gè)鋼管（直徑630 mm，壁厚14 mm）允許承載力：

4.4 鋼管立柱穩(wěn)定驗(yàn)算

鋼管立柱的慣性半徑：i=0.218 m，面積0.027 m2

則鋼管立柱穩(wěn)定滿足要求。

4.5 門洞支墩的地基承載力驗(yàn)算

按最不利荷載考慮，只驗(yàn)算底腹板范圍地基承載力，門洞沿門洞法線方向?qū)?.6 m，有效門洞長12.5 m。視門洞梁在軸線方向?yàn)檎w，則門洞梁的應(yīng)力為：F1=62.3×6.6×13.5=5551 kN.每個(gè)門洞架的支撐力為F2=F1/2=2775 kN。

門洞支架的沿軸線方向的寬度為1.2 m，支架下混凝土為50 cm厚雙層配筋混凝土，基礎(chǔ)長度為37 m。則門洞支架混凝土基礎(chǔ)下的地基承載力：P=F2/（13.5×1.2）=171 kPa。因此，混凝土基礎(chǔ)下地基承載力要求達(dá)到170 kP以上，混凝土基礎(chǔ)下進(jìn)行換填，換填后地基要求達(dá)到170kpa的要求，由試驗(yàn)室檢測為準(zhǔn)。

5 結(jié)語

該橋在施工中綜合利用型鋼梁承載大和碗扣支架調(diào)整標(biāo)高便捷的優(yōu)點(diǎn)，在縱梁上搭設(shè)碗扣式鋼管支架，解決了橋梁縱坡度大、單純使用型鋼梁標(biāo)高不易調(diào)整的難題，以及避免縱梁橫移拆卸工效低又不安全的情況；在型鋼和基礎(chǔ)混凝土之間設(shè)置橡膠墊和木板等阻尼較大的材料，并通過車輛限速等有效措施減小了橋上震動(dòng)對現(xiàn)澆混凝土的影響；根據(jù)軍用梁的受力特點(diǎn)制定的分段安裝、拆卸方案，對吊車的吊點(diǎn)位置、吊梁片數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，事實(shí)表明，現(xiàn)場的安全性高，使用效率較高。該橋使用過程安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、得到了世界的好評。

參考文獻(xiàn)

[1]公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 025-86.

[2]鐵路橋涵施工規(guī)范TB10203—2002.