高速鐵路上跨高速公路框架墩施工技術

摘要：隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，目前高速鐵路進入快速發(fā)展階段，新建鐵路在城市或者其近郊經(jīng)常跨越既有公路、鐵路、管道等，橋梁下部結構采用框架墩是較為經(jīng)濟、施工相對簡便的方案，在鐵路設計和施工中廣泛采用?，F(xiàn)以哈牡客運專線鐵路上跨既有綏滿高速公路尚志互通區(qū)匝道框架墩為例，介紹了跨路框架墩施工的工程特點以及施工方法，希望能給類似工程施工提供一些借鑒和引用。

關鍵詞：框架墩；既有公路；施工方法

1工程簡介

新建鐵路哈爾濱至牡丹江客運專線尚志特大橋（中心里程為DK141+904.34）位于尚志市南側。71#橋墩在DK142+983.90跨越哈牡高速公路尚志互通區(qū)匝道，與匝道（尚志至哈爾濱方向）斜交16°07′，交叉處匝道為曲線，匝道既有路面寬約7.2m，采用2孔32m簡支箱梁跨越，受橋墩平面位置布置限制，橋墩采用預應力混凝土門式框架墩，下部結構設計采用鉆孔樁承臺基礎、框架式立柱，橫梁為C50預應力鋼筋混凝土矩形梁，設計梁底至路面凈空7m，梁長26.4m，寬3.1m，兩側高4m，中間側高3.2m。

2工程特點及難點

2.1該框架墩跨越既有高速公路匝道，匝道車流量大，施工防護安全要求高。

2.2框架墩橫梁跨度大，承臺邊緣臨近高速公路匝道近，設計梁底至路面凈空僅7m，且不斷交施工，支架和防護棚架設計及施工難度大。

2.3框架墩一半的樁基、承臺、墩身位于高速公路收費站互通區(qū)內(nèi)，施工場地狹窄，施工協(xié)調難度大。

3支架形式的設計

為確保既有高速公路正常通行，滿足限高5.5m空間；橫梁26.4m，跨度大，確保支架安全。支架分為兩部分設計，框架墩橫梁中間12m部分（既有道路上方）采用鋼管柱和工字鋼組合的門式支架支撐，工字鋼上布設[16槽鋼，槽鋼上鋪滿6mm厚鋼板，兩側安裝鋼管防護欄桿；框架墩靠近立柱側的橫梁部分采用碗扣式滿堂支架支撐。

4上跨既有公路框架墩施工

4.1施工準備

提前設計圖紙、施工安全保通方案報送高速公路管理局、路政局等相關部門審批，辦理交通行政許可決定書，并與高速公路管理局、路政局等相關交通管理部門簽訂“安全協(xié)議書”。

作業(yè)場地在清理平整前，挖探溝做好地下管線的探測工作，并請相關產(chǎn)權單位到現(xiàn)場確認管線位置和數(shù)量。開工前，完成施工范圍有影響的管線普查，采取遷改或保護措施。

4.2承臺施工

承臺邊緣距高速公路匝道邊坡最小距離為60cm，承臺底地質為粉質粘土，為此，承臺基坑采用鉆孔防護樁防護開挖。為了控制承臺施工對高速公路運營的影響，施工時設專人負責對高速公路路面和邊坡進行沉降觀測，觀測長度30m，墩中心向兩邊各15m，在基坑開挖前及開挖過程中按照1小時/次進行沉降觀測、開挖結束后3小時/次，無明顯沉降1天/次。承臺鋼筋在加工場單根加工成型后人工搬運至基坑內(nèi)綁扎，模板采用大塊平面鋼模板。混凝土由攪拌站集中拌制供應，采用混凝土罐車運到施工現(xiàn)場，混凝土汽車泵澆筑。

4.3墩柱施工

墩柱采用定型大塊鋼模，模板根據(jù)墩高調配節(jié)段，標準節(jié)2m，調整節(jié)1m、1.5m，采用25t吊車單塊吊裝就位，墩柱模板一次立到設計高度。定位螺栓、拉桿的安裝必須符合相關要求，并派專職質檢員檢查驗收，驗收合格后方可澆筑墩柱混凝土，墩柱頂1.5m范圍內(nèi)混凝土與橫梁一起澆筑。墩柱混凝土一次連續(xù)灌注，不留施工縫。

4.4墩旁碗扣支架施工

框架墩靠近墩柱側的橫梁3m部分采用碗扣式滿堂支架支撐。按照支架施工圖放出支架施工區(qū)域，地基采用挖除表層土并壓實基底，換填30cm級配碎石和施作厚30cm C20混凝土封層，頂面縱橫向設置不小于0.5%的坡度，并在四周設置截面不小于20cm×30cm的排水溝，以防地基被水浸泡。放出支架的位置線，放出支架加密區(qū)和縱橫方向控制軸線，根據(jù)控制軸線和排架加密情況確定排架立桿位置排放底托，用水準儀測定排架底托高程，根據(jù)圖紙設計高程，調整支架立桿高度，搭設支架。搭設順序是：立桿底座→立桿→橫桿→接頭鎖緊→腳手板→上層立桿→立桿連接銷→橫桿。當立桿間距不能為標準間距時，利用同直徑的鋼管連接。拼裝時應隨時檢查橫桿水平度和立桿垂直度，還應該隨時注意水平框的直角度，不至于支架偏扭，立桿垂直度偏差小于0.5%。

待框架墩橫梁中間部分鋼管柱支架搭設完成后，安裝底模系統(tǒng)，與其組合成整體支撐系統(tǒng)，模擬橫梁混凝土分布對整體支架進行預壓。

4.5鋼管柱支架施工

支架基礎采用C30混凝土鉆孔樁，與承臺防護樁基一同施工。中間12m橫梁支架由2排Φ560mm壁厚為10mm鋼管立柱支撐，每排2根。立柱間橫聯(lián)及斜撐采用[16槽鋼，立柱與橫聯(lián)及斜撐采用10mm厚的鋼板作為連接板，使立柱連接成整體增加穩(wěn)定性。樁基頂預埋800×800×16mm鋼板，鋼管柱下端與預埋鋼板焊接，周圍焊接10cm厚鋼板作為連接板。鋼管柱頂設砂箱，砂箱的承載力不小于120噸，砂箱底部鋼板與鋼管柱采用M20螺栓連接，并確保10cm的卸落量。砂箱上架設橫梁，橫梁均采用雙拼I40b工字鋼并焊接而成。

縱梁采用雙拼I56b的工字鋼，共6組，長度12m?？v梁上焊接橫向20根[16槽鋼，間距為60cm，槽鋼長度為4.5m，槽鋼端頭焊接4.8mm鋼管圍欄，外挑橫梁部分作為施工行人通道。槽鋼上鋪120×150mm的縱向方木，鋪設橫向間距為25cm，且為交錯鋪設。

橫向雙拼I40b工字鋼和縱向雙拼I56的工字鋼逐一吊裝至支架上，進行組成梁組，并進行橫向焊接?？v梁吊裝完成后再吊裝縱向[16槽鋼和橫梁方木，同時進行防護欄桿安裝。

為防止支架帶靜電，樁基φ16主筋作為接地鋼筋連接至鋼管柱，鋼管柱與其它支架采用扁鐵焊接連成整體。測量接地電阻不大于10Ω。支架的四個角點處安裝避雷針，避雷針的接地線與支架的接地線連接。

4.6支架預壓

在搭好的支架上堆放荷載1.2倍的砂袋，砂袋堆放根據(jù)梁體重量分布情況設置。預壓時間視支架沉降量定，控制支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含測量誤差）。支架預壓采用分級加載方式，0→60%→100%→120%，當達到100%荷載時持續(xù)24小時，120%荷載時至少持續(xù)12小時。用以消除支架非彈性變形，同時取得支架彈性變形各及非彈性變形的實際數(shù)值，作為框架墩梁立模的拋高預拱值數(shù)據(jù)設置的參考。

4.7橫梁鋼筋模板施工

在支架頂部15mm厚的竹膠板底模。按照圖紙安裝橫梁鋼筋和預應力管道，鋼筋焊接宜在波紋管埋置前進行，普通鋼筋與波紋管位置發(fā)生沖突時，適當移動鋼筋位置保證管道位置準確。橫梁外模采用大塊鋼模板，面板厚6mm；橫筋和縱筋采用[10槽鋼，橫筋間距40cm，縱筋間距200cm；采用[25的槽鋼作背楞，間距100cm；采用φ25精軋螺紋鋼筋對拉，每側拉桿頭均需采用雙螺母固定。

4.8混凝土施工

混凝土由攪拌站集中拌制供應，用混凝土汽車泵運送至模內(nèi)進行澆筑，混凝土自由傾落高度不宜超過2m。按照先中間后兩邊分層連續(xù)澆筑，每層澆筑厚度不大于40cm。入模溫度應控制在5°C～30°C。澆筑時采用插入式振動器振搗，每點振搗時間為20～30s，振動器距離模板不應大于振動器作用半徑的0.7倍，并不宜緊靠模板振動，且應盡量避免碰撞鋼筋、預應力管道、預埋件等?；炷翝仓戤?，在12h內(nèi)加以覆蓋和澆水，澆水養(yǎng)護時間一般以達到標準強度的60%左右為宜。

4.9預應力施工

梁體混凝土強度及彈性模量達到設計值100%且養(yǎng)護不少于7天后，使用4臺千斤頂兩端同步并左右對稱張拉，張拉時，采用應力與伸長量雙向控制，應力控制為主，伸長值作為校核。千斤頂張拉力作用線應與鋼絞線的軸線重合。張拉程序：0→初應力→σk（持荷5min）→σk錨固，設計伸長量與實際伸長量之間誤差應在±6﹪以內(nèi)。張拉后48小時內(nèi)對管道進行壓漿，壓漿采用不低于M50高性能補償收縮防腐灌漿劑，水泥漿攪拌結束至壓入管道時間間隔不超過40min。封錨前對錨槽進行鑿毛處理，封錨后用聚胺脂進行防水處理，封錨混凝土標號不應低于梁段混凝土強度。

4.10支架拆除

拆除順序和搭設順序相反，先搭的后拆后搭的先拆。先拆除橫梁兩側的側模及防護欄桿，再準備拆除底模。拆底模前先將雙拼I40b工字鋼橫梁下面的砂箱內(nèi)的砂掏除，使支架慢慢整體下落。然后人工拆除底模、[16槽鋼、雙拼I56b工字鋼縱梁，拆下的材料用吊車吊至施工場地內(nèi)堆碼好。將砂箱、縱工字鋼進行點焊固定，拆除橫梁，橫梁為6組雙拼I56工字鋼，兩側的2組直接用吊車吊開即可，里面的4組用2臺10T手拉葫蘆（每側一臺）將縱梁慢慢移到橫梁外側，再用吊車吊開。拆除縱梁及立柱。

結語

經(jīng)過施工實踐證明，采用此上跨既有公路框架墩施工方法，施工工序簡便，有效提高了施工效率；減少對既有公路的影響，節(jié)約了施工成本；確保施工過程既有公路行車安全，同時也確保施工進度如期進展。

參考文獻

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作者簡介：高國明（1986-），男，工程師，2013年畢業(yè)于南昌工程學院土木工程專業(yè)。

（作者單位：中鐵一局集團第二工程有限公司）