特殊孔跨的技術(shù)研究

牛彥霞 任艷麗

中國水利水電第四工程局有限公司

特殊孔跨的技術(shù)研究

牛彥霞 任艷麗

中國水利水電第四工程局有限公司

下面文中采用了新建北京至沈陽鐵路客運(yùn)專線桃花站特大橋1-100m下承式提籃系桿鋼管拱橋工程。范圍主要包括：主橋鋼管拱肋、橫撐的廠內(nèi)制作及現(xiàn)場運(yùn)輸、涂裝、安裝等。新建鐵路北京至沈陽客運(yùn)專線遼寧段站前TJ-9標(biāo)桃花站特大橋(DK550+904.91～DK554+876.06)1-100m下承式無砟雙線簡支拱橋，位于遼寧省阜新市阜蒙縣沙拉鎮(zhèn)，簡支拱跨預(yù)留新義鐵路擴(kuò)能右線及左線，斜角角度：152? 08′ 00″。詳細(xì)分析特殊孔跨箱梁架設(shè)施工中可能影響施工進(jìn)度及施工安全的各種因素，提前制定出一套切實(shí)可行的施工方案和技術(shù)措施，使箱梁架設(shè)能夠快速、安全、順利完成。

鐵路工程；孔跨；技術(shù)

橋址區(qū)表覆第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)及上更新統(tǒng)坡殘積(Q3el+el)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土及角礫土、圓礫土、碎石土，下伏侏羅系上統(tǒng)(J3)頁巖、砂巖、礫巖等，產(chǎn)狀185°＜20°橋址區(qū)屬燕山遼東山東半島暖溫帶亞濕潤季風(fēng)性大陸氣候區(qū)與松遼中溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候區(qū)、松遼上游中溫帶亞干旱季風(fēng)氣候區(qū)的過渡地帶。按對鐵路工程影響的氣候分區(qū)，遼寧省范圍屬于寒冷地區(qū)，土壤最大凍結(jié)深度1.40m。橋址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震烈度為Ⅵ度，動(dòng)反應(yīng)譜特征周期Ts為0.35s。

1 工程特點(diǎn)

桃花站特大橋100m下承式無砟雙線簡支拱橋全長102.7米，拱肋計(jì)算跨度為100米，矢跨比為f/L=1：5，拱肋立面投影矢高20m，拱肋在橫橋向內(nèi)傾8度，呈提籃樣式，拱肋斷面采用啞鈴型鋼管混凝土等截面，面內(nèi)截面高度為2.8m，鋼管直徑1m，由16mm鋼板卷制而成，每根拱肋的兩根鋼管之間用16mm腹板連接，在拱肋的腹板中焊接拉桿。拱肋之間設(shè)一道一字撐和四道K撐，一字撐采用外徑1m厚12mm的圓管組成，斜撐采用外徑1m厚12mm的圓管組成。吊桿采用平行布置，吊桿間距均為5m，吊桿縱向垂直于系梁布置，橫向內(nèi)傾8度。

2 施工工藝

2.1 鋼管拱制作加工方法

拱肋單元節(jié)段的分段主要考慮吊裝條件、結(jié)構(gòu)對稱性、即時(shí)合攏的原則，同時(shí)兼顧各節(jié)段的單體重量與長度。針對本工程的實(shí)際情況，將每幅拱肋除拱腳處外劃分為5個(gè)單元節(jié)段，最大單元節(jié)段的長度為20.6m，重為37t，能滿足汽車運(yùn)輸以及現(xiàn)場吊裝的需求。分段劃分時(shí)，考慮到接縫線需錯(cuò)位，腹板的橫向焊縫與鋼管的環(huán)縫不應(yīng)處于同一截面，根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)錯(cuò)開200mm以上。

2.2 拱肋安裝

安裝柱腳段拱肋應(yīng)在底模及側(cè)模支撐完成后先進(jìn)行柱腳支架的安裝，支架采用I25a工字鋼以及I20a工字鋼組成，支架底部用I20a工字鋼將兩側(cè)支架連成整體，同時(shí)支架后部利用工字鋼與模板頂牢。柱腳吊裝采用80t汽車吊進(jìn)行吊裝，根據(jù)現(xiàn)場情況可知，柱腳段最大重量為15t，吊車最大吊裝半徑10m，吊桿長度24m，此時(shí)最大吊裝重量為17t大于15t，滿足吊裝要求。首先第一段鋼管拱通過陸路運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，通過施工通道運(yùn)輸?shù)酱惭b位置，350t汽車吊站位于待安裝位置，然后利用350t汽車吊先將鋼管拱肋卸到地面上。同時(shí)80t汽車吊站位于拱肋低端位置。350t汽車吊重新綁扎吊裝帶，綁扎時(shí)使鋼管拱下端略低，然后緩慢起鉤，然后將鋼管拱調(diào)整到高度與系梁面一致后停吊。然后將80t汽車吊用吊裝帶掛在鋼管拱肋的下端部，350t汽車吊承擔(dān)全部的吊裝重量，80t汽車吊只承擔(dān)調(diào)整拱肋的傾斜角度。

2.3 鋼管拱肋混凝土泵送頂升

1)施工前準(zhǔn)備。施工前組織所有參加施工的人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底，做到人人心中有數(shù)，并有詳細(xì)的交底記錄。組織有關(guān)人員進(jìn)行混凝土泵管的接拆訓(xùn)練，保證在施工中每個(gè)接口的拆裝在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。按試驗(yàn)室要求備齊所有原材料。各種原材料的抽檢技術(shù)資料必須準(zhǔn)備齊全、準(zhǔn)確，并得到有關(guān)人員和監(jiān)理工程師的簽認(rèn)。鋼管拱泵送混凝土配合比提前2天交監(jiān)理工程師簽認(rèn)。鋼管拱泵送混凝土前要有詳細(xì)的拱肋線型測量資料，并在拱腳、1/4L、1/2L位置設(shè)置測量標(biāo)記，便于在泵送混凝土過程中監(jiān)測拱肋線型的變化。每次泵送混凝土前，必須對所有用于施工的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查、維修、保養(yǎng)，確保各種機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。

2)混凝土泵送壓注施工。在各項(xiàng)準(zhǔn)備工作結(jié)束，經(jīng)檢查合格后，即可開始泵送壓注施工。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土壓注一次完成。施工中上、下弦管混凝土兩側(cè)分別同時(shí)四角對稱壓注，一次壓完，且須在混凝土初凝以前全部壓注完畢。為增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性，保證混凝土的壓注質(zhì)量，在拱肋頂面附近開設(shè)φ125mm的孔，以利于排氣，由φ125mm排氣管排出含有石子的新鮮混凝土?xí)r，插入φ50振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。

3)質(zhì)量控制。施工前組織有關(guān)人員對用于鋼管拱混凝土施工的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查，確保泵送施工的連續(xù)性。質(zhì)量檢查人員認(rèn)真檢查己壓注部位的混凝土是否密實(shí)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向有關(guān)部門報(bào)告，并及時(shí)作相應(yīng)處理。試驗(yàn)人員嚴(yán)格按己確認(rèn)的配合比施工，控制好混凝土和其各組成材料的質(zhì)量。施工過程中按要求留有足夠的試件，并做好值班記錄?；炷翂鹤⑦^程中，測量人員隨時(shí)對鋼管拱的變形和拱座進(jìn)行測控。發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)通知現(xiàn)場負(fù)責(zé)入。

2.4 吊桿的安裝及張拉

在系梁及拱肋施工時(shí)注意預(yù)埋吊桿預(yù)留孔、錨頭鋼筋及螺旋鋼筋預(yù)埋件等。吊桿實(shí)際下料時(shí)，應(yīng)在拱肋混凝土灌注完成后，精確測量上錨墊板頂面標(biāo)高，并由設(shè)計(jì)單位根據(jù)施工過程中實(shí)測拱肋變位情況，修正有關(guān)計(jì)算參數(shù)，計(jì)入拱肋在橋面系恒載作用下豎向變位推算值影響后，確定實(shí)際下料長度。同時(shí)上錨頭預(yù)留長度調(diào)整差±50mm。交由專業(yè)廠家下料并及時(shí)安裝吊桿與錨具。安裝吊桿錨固端采用汽車吊。吊桿的安裝次序從兩端拱腳開始按設(shè)計(jì)要求對稱依次安裝至拱頂。在拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，采用千斤頂在拱肋頂單端張拉，張拉端設(shè)置在吊桿底部，按設(shè)計(jì)圖紙順序張拉至初始應(yīng)力后錨固。

采用“特殊孔跨箱梁架設(shè)技術(shù)”施工，既節(jié)約了工期和造價(jià)，又安全的完成了貝雷支架的現(xiàn)澆，同時(shí)為國內(nèi)特殊孔跨箱梁架設(shè)施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

[1]汪永慶.黃岡公鐵兩用長江大橋北引橋特殊孔跨箱梁架設(shè)技術(shù)[J].江西建材，2015,05:175-176+179.

[2]李華云.淺談無縫線路軌道的橋梁孔跨布置[J].橋梁建設(shè)，2006，S2:65-68+71.