跨既有鐵路橋梁門式墩蓋梁的施工技術(shù)

秦濤

（中鐵十六局集團(tuán)路橋工程有限公司，北京市 101500）

跨既有鐵路橋梁門式墩蓋梁的施工技術(shù)

秦濤

（中鐵十六局集團(tuán)路橋工程有限公司，北京市 101500）

近年來我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通路網(wǎng)越來越發(fā)達(dá)，新建公路工程跨越原有線路的情況時(shí)有出現(xiàn)。受施工環(huán)境的限制，采用門式墩跨越既有線路的設(shè)計(jì)越來越多。以實(shí)際工程為例，首先對(duì)跨既有鐵路橋梁門式墩蓋梁的施工方案進(jìn)行了分析，然后對(duì)跨既有鐵路橋梁門式墩蓋梁的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

既有鐵路；橋梁門式墩蓋梁；施工技術(shù)

1 工程概況

汕漳公路雙線特大橋起訖里程為改建鐵路廣梅汕線龍湖南至汕頭段增建二線DK128+785.82～DK133+599.63，中心里程為DK129+115。全橋長4 813.79 m，線路呈南北走向，與既有廣梅汕鐵路基本平行，沿途主要為城鎮(zhèn)、道路和耕地。該橋在DK131+449.06～DK131+579.86段（81#～84#墩）跨越既有廣梅汕鐵路，81#、84#墩采用實(shí)心圓端形直坡墩，82#、83#采用300 cm×220 cm的門式方墩，見圖1。墩基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)均為摩擦樁。樁徑均為1.25 m，計(jì)46根，設(shè)計(jì)樁長64～69 m。

圖1 墩門式墩和既有線路關(guān)系圖（82#）（單位：cm）

2 工程控制重點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）因該橋梁上跨既有線，支架搭設(shè)、混凝土施工、支架拆除均為鐵路上方作業(yè)，需采取天窗點(diǎn)施工，施工時(shí)的機(jī)械、材料的侵限，高空墜物等因素危及行車及人身安全，施工中安全防護(hù)工作是該方案的重點(diǎn)。

（2）對(duì)于門式蓋梁承重支架的選擇、支架立柱基礎(chǔ)處理、支架結(jié)構(gòu)布置為該方案技術(shù)重點(diǎn)。

3 門式蓋梁承重支架方案確定

82#、83#門式墩蓋梁跨既有線，其跨度為19 m，凈跨16.8 m，梁高2.6 m，梁寬3.0 m，跨度方向設(shè)置3.6 m×0.8 m梗肋，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量此段既有線軌面高程最高處為4.1 m，新建線門式墩蓋梁底面高程82#墩為11.33 m，其凈空為7.23 m，83#墩為11.43 m，其凈空為7.33 m，82#、83#墩身高分別為7 m、7.5 m。因橋梁以小角度13.13°斜跨既有線鐵路，且凈跨度為16.8 m，若采用工字鋼托模板，需對(duì)工字鋼進(jìn)行焊接，其焊縫質(zhì)量要求不宜檢測(cè)，故為滿足既有線行車安全空間界限，根據(jù)門式墩蓋梁寬度為3.0 m，高度2.6 m，凈跨16.8 m，該工程門式墩蓋梁采用鋼管柱架設(shè)D16型便梁的承重支架托模板現(xiàn)澆。

因門式墩與既有線斜交，支架與既有線采取斜交搭設(shè)，支架鋼管柱支撐在門式墩兩側(cè)的承臺(tái)上。支架立柱設(shè)計(jì)采用529 mm鋼管柱，壁厚10 mm，每個(gè)門式墩設(shè)計(jì)12根鋼管柱，左右側(cè)各6根，鋼管柱與承臺(tái)頂面預(yù)埋的鋼筋連接采用焊接，鋼管高度=蓋梁底標(biāo)高-蓋梁80 cm倒角高度-工字鋼高度-承臺(tái)頂標(biāo)高。

每側(cè)鋼管上方放置5根45 a工字鋼，工字鋼安放前，鋼管立柱頂部焊接10 mm厚并留有U型卡孔的鋼板（100 cm×100 cm，預(yù)留孔間距 48 cm×82 cm），備后期D型便梁安裝后利用20 mm縱梁-工字鋼U型卡將便梁縱梁、工字鋼與鋼管立柱頂?shù)匿摪暹B接，工字鋼當(dāng)作托住D16鋼便梁的“托梁”用。

門式墩蓋梁底模的托架及防護(hù)棚架采用D16型鋼便梁。

根據(jù)圖紙計(jì)算和查閱《橋規(guī)》，得知：

現(xiàn)澆箱梁高2.6 m，自重q1為7.69 t/m2；

施工荷載q2為0.25 t/m2；

設(shè)備荷載q3為0.35 t/m2；

模板支架重q4值為以下數(shù)值：模板取0.1 t/m2，D16便梁和配件自重總為q5為0.26 t/m2；

人行道q6值為：豎向靜活載按4.0 kPa施工臨時(shí)荷載按1.3的穩(wěn)定系數(shù)；

梁自重1.568 kN/m；

荷載計(jì)算:q=4×1.3+1.568=6.77 kN/m。

經(jīng)計(jì)算，D16型橫梁強(qiáng)度、鋼度，縱梁強(qiáng)度、鋼度，人行道 40×40 H鋼梁應(yīng)力、撓度，I45 a工字鋼托梁的抗彎、抗剪能力，529鋼管樁立柱穩(wěn)定性等均滿足要求。

4 橋梁門式墩蓋梁關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

施工前先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管線進(jìn)行保護(hù)并進(jìn)行線路加固處理。

施工范圍主要有1條地埋的10 kV的電力線、1條地埋12芯光纜、1條7×4的干纜、1條鐵通通信線、1條道口方信號(hào)線等，施工前先做好標(biāo)識(shí)和防護(hù)，確定機(jī)械施工的安全距離。

因橋墩距既有線較近（最近處3.22 m），在正式施工前需進(jìn)行P3-3-3-3扣軌加固，加固施工需申請(qǐng)?zhí)齑包c(diǎn)進(jìn)行施工，既有線扣軌加固沿線路方向長度為12.5 m，扣軌采用P50鋼軌。確認(rèn)無安全、質(zhì)量問題后限速45 km/h開通，開通后派專人按照“一列一檢”要求對(duì)線路進(jìn)行檢查養(yǎng)護(hù)。

4.2 橋墩、基礎(chǔ)施工

橋墩設(shè)計(jì)采用人工挖孔成孔的方式進(jìn)行施工，墩身使用鋼制定型模板，在施工現(xiàn)場(chǎng)將鋼筋綁扎好后，一次性灌注到梁底下部。

4.3 門式墩支架搭設(shè)

82#門式墩施工便梁組裝及吊車停放場(chǎng)地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況安排在81#至82#線路左側(cè)墩之間，83#門式墩便梁組裝及吊車停放場(chǎng)地安排在83#線路右側(cè)墩至84#墩之間。具體位置見圖2。

圖2 82#、墩便梁組裝及吊裝場(chǎng)地布置圖

圖3 83#墩便梁組裝及吊裝場(chǎng)地布置

門式墩蓋梁底模的托架及防護(hù)棚架采用D16型鋼便梁。便梁在地面拼裝后用吊車吊到托梁的頂面，吊裝至托梁后及時(shí)將U型卡將其固定牢靠。根據(jù)平面位置計(jì)算吊車作業(yè)半徑為11.26 m，門式墩地面至便梁架設(shè)最高點(diǎn)位置按9 m計(jì)算，得出吊車臂長14.4 m。根據(jù)130 t吊車性能參數(shù)，半徑12 m，臂長18 m，起吊重量為37.9 t，安全系數(shù)：q=37.9/24=1.57，滿足要求。

D型便梁就位后在便梁橫梁上滿鋪10 cm× 10 cm方木作為工作平臺(tái)；兩端倒角采用5 cm×5 cm、10 cm×10 cm方木、中部直梁段采用間距30 cm腳手架支撐調(diào)節(jié)高度，其上鋪設(shè)間距30 cm的10 cm× 10 cm方木，最后在方木上面鋪設(shè)防水布及15 mm厚竹膠板作為蓋梁底模。既有線安全界限高度按5.5 m計(jì)，可滿足安全界限要求。

4.4 門式墩支架的預(yù)壓

首先按照壓重的50%預(yù)壓1 d，然后在按照壓重的100%預(yù)壓一周。在進(jìn)行預(yù)壓時(shí)，要注意觀測(cè)沉降情況，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，然后對(duì)調(diào)整支架，解除對(duì)支架撓度造成的影響。

4.5 安裝模板

側(cè)模和底模使用大塊組合鋼模板，模板的厚度為6 mm，分別使用10#槽鋼和14#槽鋼作為縱橫筋，使用雙[14b槽鋼作為背楞，使用M20高強(qiáng)度螺栓對(duì)模板進(jìn)行連接。在側(cè)模的上口處布設(shè)圓鋼拉桿。在鋪設(shè)模板時(shí)，綜合考慮設(shè)計(jì)預(yù)拱度以及支架預(yù)壓彈性變形量。

4.6 鋼筋綁扎安裝

所有的鋼筋在加工廠完成下料、彎曲、成型以及焊接工作，驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。使用吊車吊到墩身上側(cè)位置，然后人工搬運(yùn)到蓋梁作業(yè)面[2]。先對(duì)底板鋼筋進(jìn)行綁扎，然后對(duì)腹板鋼筋和頂板鋼筋進(jìn)行綁扎。對(duì)帽梁鋼筋進(jìn)行綁扎時(shí)，在帽梁中部位置按照3 m的間隔距離將系安全繩的錨環(huán)預(yù)埋好。

4.7 蓋梁混凝土澆筑

混凝土采用泵送施工，水平分層對(duì)稱進(jìn)行澆筑，每層混凝土的厚度控制在30～40 cm?；炷翝仓樞虬聪鹊秃蟾?，先外側(cè)，后內(nèi)側(cè)的順序?qū)ΨQ澆筑一次性澆筑?；炷翝仓瓿跄?，覆蓋土工布保濕養(yǎng)生，養(yǎng)生灑水采用噴霧器灑水。

4.8 預(yù)應(yīng)力筋的張拉施工

橫梁澆筑完混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)90%且齡期不少于7天后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。該工程設(shè)計(jì)采用塑料波紋管進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束孔道的成孔，采用整體張拉的方法進(jìn)行張拉施工。具體流程如下：0→100%σcon→P105%σcon（持荷 2 min）→P100%σcon，然后進(jìn)行頂撐錨固。

4.9 門式墩支架的預(yù)壓和拆除

在拆除支架時(shí)，先將砂箱上部的螺栓孔蓋打開，然后利用泄砂孔進(jìn)行放砂。受支架自身重力的影響，混凝土活塞會(huì)自動(dòng)落下，隨著活塞的下降，底模也會(huì)逐步脫落。然后將方木、模板、桁架之間的橫向連接拆除，將工便梁整體吊除后，最后拆除支架要點(diǎn)。

4.10 既有線路安全防護(hù)措施

該工程跨越既有廣梅汕鐵路，現(xiàn)場(chǎng)做好既有線施工和運(yùn)輸安全防護(hù)工作是本工程的重中之重，主要采取措施如下：

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置防護(hù)員和駐站聯(lián)絡(luò)員，配備對(duì)講機(jī)和喇叭，保證行車、設(shè)備和施工人員的人身安全。

（2）接到車站值班員通知的正式封鎖命令后，立即檢查對(duì)相鄰行車線的施工防護(hù)，確保安全可靠，萬無一失。

（3）要點(diǎn)施工任務(wù)完成后，對(duì)施工范圍內(nèi)堆放的材料與行車限界等進(jìn)行全面檢查，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)到放行列車條件后，通知駐站人員辦理銷點(diǎn)手續(xù)。

（4）構(gòu)配件、桿件臨時(shí)放置時(shí)，不得將構(gòu)配件搭在軌道上，以免造成信號(hào)短路，站臺(tái)堆放材料、構(gòu)件必須劃分專門區(qū)域，不得侵線；搬運(yùn)金屬材料，嚴(yán)禁將材料搭落在線路的軌道上。

（5）便梁、鋼管立柱、腳手架等鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中在既有設(shè)備、道床等上部拉安全網(wǎng)，防止高空墜落對(duì)既有物品的破壞。

（6）施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件、設(shè)備、材料在鐵路邊臨時(shí)堆放時(shí)不得侵限，同時(shí)設(shè)必要的臨時(shí)圍擋。

5 結(jié)語

在施工過程中，跨既有鐵路大橋門式墩蓋梁使用鋼管柱、工字鋼的施工方案進(jìn)行門洞的施工方案，因?yàn)椴牧暇鶠榭梢灾貜?fù)利用的常規(guī)構(gòu)件，因此成本比較低。且在進(jìn)行門式墩蓋梁施工時(shí)，混凝土澆筑施工工期為一周，施工工藝簡單，施工進(jìn)度快，可以有效保證施工質(zhì)量和施工安全，值得類似工程借鑒和參考。

[1]鐘光珞,張為民.建筑力學(xué)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2002.

[2]徐文源,張旭容,袁飛云.門式支架施工方案在高架橋跨線整體現(xiàn)澆施工中的應(yīng)用[J].公路,2002(2):17-19.

U445.4

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1009-7716（2017）08-0154-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.047

2017-03-31

秦濤（1977-），男，天津人，工程師，從事項(xiàng)目管理工作。