跨雙線電氣化鐵路人行天橋現(xiàn)澆施工技術(shù)

■姜開豐 ■中鐵八局第三工程有限公司，貴州 貴陽 550000

1 工程概況

某人行天橋需跨雙線電氣化鐵路，鐵路兩線間線間距為5.0m。人行天橋設(shè)計總長40.83m，橋跨形式為13 +16 +10m，包含2 個橋臺、2個橋墩，橋面寬3m，其中16m 的空心板梁需上跨既有雙線電氣化鐵路。因左側(cè)橋臺距主跨較遠(yuǎn)，而右側(cè)車輛又無法進(jìn)入，且16m 的空心板梁重達(dá)58t，所以機(jī)械吊裝不可行，只能采取現(xiàn)澆方案。

2 施工方案及工藝流程

本橋樁基礎(chǔ)采用人工輔助小炮控制爆破挖孔，明挖基礎(chǔ)采用挖掘機(jī)開挖。橋臺、墩身立柱及帽梁采用膠合板與木板自制模板關(guān)模，鋼管架和對拉鋼絲加固，13m 空心板梁及10m 梯步梁均搭設(shè)滿堂腳手架關(guān)模現(xiàn)澆，16m 空心板梁在搭設(shè)的工字鋼門架上現(xiàn)澆。

施工工藝流程如下:

測量放樣→基礎(chǔ)開挖(挖孔、明挖)→灌注樁基砼→樁基檢測→墩(臺)基礎(chǔ)及墩(臺)身砼灌注→帽梁及支承墊石→空心板梁、梯步板→橋面鋪裝→橋面附屬。

3 施工方法及步驟

3.1 挖孔樁施工

本橋樁基均為弱風(fēng)化的灰?guī)r夾白云巖，將以風(fēng)鎬開挖，輔以淺眼預(yù)裂爆破，爆破時對所在區(qū)間鐵路線申請封鎖。每次封鎖10 分鐘。

3.2 明挖基礎(chǔ)施工

基坑開挖盡量選在晴天進(jìn)行，采用挖掘機(jī)挖裝，基底由人工配合整平。開挖過程中各種物件遠(yuǎn)離基頂邊緣堆放，列車經(jīng)過時挖掘機(jī)停止作業(yè)。

3.3 柱身及帽梁施工

柱身箍筋自柱頂至柱底每15cm 一道，樁身直徑80cm，柱身模型采用木模內(nèi)襯鐵皮加工制作，柱身外側(cè)搭設(shè)工作架。帽梁及墊石采用膠合板加襯木條關(guān)模，模板內(nèi)設(shè)鋼絲對拉加固。為保證既有線列車運(yùn)營的安全，柱周圍工作架靠既有線一側(cè)采用密目安全網(wǎng)全封閉。

3.4 16m 梁支架系統(tǒng)的設(shè)置及檢算

由于16m 梁位于既有雙線電氣化鐵路上方，因此不能進(jìn)行滿堂支架搭設(shè)現(xiàn)澆，考慮簡便易行的特點，擬采用門架式支承系統(tǒng)。

3.4.1 門架支柱的設(shè)置

根據(jù)現(xiàn)場情況，輸電線距軌面為6.0m，承力索距軌面7.4m，設(shè)計梁底距軌面為8.5m。支承系統(tǒng)的兩側(cè)支柱采用φ250mm 厚10mm 無縫鋼管，無縫鋼管基礎(chǔ)采用混凝土硬化，此外為保證無縫鋼管有足夠的剛度，可在鋼管內(nèi)灌入混凝土。

3.4.2 門架的安裝與加固

為保證在完工后能順利拆卸門架系統(tǒng)，在無縫鋼管柱的頂端需安裝可調(diào)整高度的頂托(可調(diào)整高度不小于40cm)，頂托上橫放兩根I22b工字鋼，I36b 工字鋼在對線路封鎖及電氣接觸網(wǎng)停電60 分鐘內(nèi)用25t吊車按間距60cm 縱向擺放在I22 工字鋼上，I36 工字鋼周身用膠皮包裹，以增加絕緣，減少接觸網(wǎng)高壓電的感應(yīng)。

為增加I36b 工字鋼的整體穩(wěn)定性，在邊跨和中跨的工字鋼上緣均加側(cè)向支撐，側(cè)向支撐每隔2 米加一道;I36b 工字鋼兩側(cè)懸挑的部分用20 槽鋼斜撐;無縫鋼管立柱間用20 槽鋼“之”字形連接。

支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸及搭設(shè)圖，見圖1。

圖1 支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸及搭設(shè)圖

3.4.3 模板系統(tǒng)

在I36b 工字鋼上用5* 10cm 木條滿鋪和膠合板組成模板系統(tǒng)，為消除跨中的撓曲下沉，關(guān)模時在跨中處設(shè)置1.8cm 的超高，并向支柱兩端遞減。為防止施工過程中水、水泥漿、混凝土及其它雜物落入鐵道線路或接觸網(wǎng)上，影響既有線行車和接觸網(wǎng)等設(shè)施的安全運(yùn)營，同時為起到易脫模的作用，可在模板內(nèi)滿鋪一層防水油氈。

3.4.4 I36b 工字鋼的檢算

混凝土總重為572kN，采用I36b 的工字鋼6 塊，平均每塊工字鋼為:95kN，計算采用120kN。相當(dāng)于均步力:120/16=7.5kN/m

計算模型見圖2

為保證I36b 工字鋼的整體穩(wěn)定，在邊跨的工字鋼下緣加側(cè)向支撐，在中跨的工字鋼上緣加側(cè)向支撐，側(cè)向支撐每隔2m 加一道。

最大應(yīng)力為:σ=65.3mpa ＜［σ］=215mpa

最大彎矩為:Mmax=60kN.m

跨中撓度為:w=17mm ＜l/400=25mm

支座反力:f=60kN，滿足要求。

支座反力圖見圖3

彎矩圖見圖4

圖2 計算模型圖

圖3 支座反力圖

圖4 彎矩圖

3.4.5 I22b 工字鋼的檢算

在I36b 工字鋼下支撐的是I22b 的工字鋼，計算以I22b 工字鋼計算。

受力簡圖如下:

最大彎矩:Mmax=36kN.m

最大應(yīng)力為:σ=111mpa ＜［σ］=215mpa

支座反力:f=180kN，滿足要求。

3.4.6 ψ250mm 無縫鋼管的檢算:

采用250mm* 10mm 的無縫鋼管I=54353400mm4

應(yīng)力σ=180e30.227536=108.6Mpa ＜［σ］=215Mpa，滿足要求。

3.4.7 門架系統(tǒng)的拆除

16m 空心板梁澆筑完畢，混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上同時滿足設(shè)計養(yǎng)護(hù)期后，可進(jìn)行門架系統(tǒng)的拆除工作。

門架系統(tǒng)拆除時，先降下鋼管上的螺旋頂托，使I36 工字鋼與梁底間露出不小于30cm 的空隙，然后抽出模板系統(tǒng)。用繩索套牢I36 工字鋼，逐根滑出梁底至I22 工字鋼兩側(cè)，每側(cè)各對稱放置3 根I36 工字鋼，最后請求線路封鎖及接觸網(wǎng)停電60 分鐘，用吊車逐根吊離I36 工字鋼。I22 工字鋼及無縫鋼管可分段切割后，由人工拖離至施工場地外。

4 結(jié)束語

本支架系統(tǒng)組成簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，在施工過程中起到了對運(yùn)營線的安全威脅小，施工期短的目的。