高速鐵路大坡度橋梁施工控制要點(diǎn)

郭勤學(xué)

（中鐵三局集團(tuán)公司，山西 太原 030001）

1 概述

貴南鐵路中鐵三局施工范圍內(nèi)位于23‰縱坡上有洗馬灘雙線特大橋、老寨一號(hào)大橋、老寨二號(hào)大橋、橫坡雙線特大橋、鄧河大橋及河頭中橋6座橋梁工程，共長(zhǎng)2182.1m。該段落橋梁工程同時(shí)位于曲線半徑為9000m的右偏曲線上，共有預(yù)制箱梁56孔、主跨100m連續(xù)梁1聯(lián)、主跨64m連續(xù)梁1聯(lián)，最高墩79m、現(xiàn)澆橋臺(tái)12個(gè)。橋梁施工工期為2018年8月至2020年12月。線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）線路等級(jí)為高速鐵路；（2）設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為350km/h；（3）正線數(shù)目為雙線線間距5m；（4）設(shè)計(jì)活載、ZK-活載；（5）軌道結(jié)構(gòu)類型為CRTSI型雙塊式無砟軌道，跨區(qū)間無縫線路；（6）雙線矩形空心橋臺(tái)Ag≤0.10g，直（曲）線雙線圓端型實(shí)體橋墩及直（曲）線雙圓端空心橋墩Ag≤0.05g。

2 大坡度橋臺(tái)施工控制要點(diǎn)

大坡度橋臺(tái)臺(tái)頂面應(yīng)與線路坡線平行，由線路坡度引起的臺(tái)前臺(tái)尾高差通過調(diào)整下部分臺(tái)身H2而實(shí)現(xiàn)，臺(tái)尾高度保持不變。橋臺(tái)胸墻根據(jù)線路縱坡后傾，保證梁縫值與設(shè)計(jì)值一致。大坡度橋臺(tái)示意圖如圖1所示。

圖1 大坡度橋臺(tái)示意圖（單位：cm）

調(diào)整量計(jì)算公式：

式中：△H為臺(tái)尾調(diào)整量；H2為平坡時(shí)橋臺(tái)下部臺(tái)身高；D為橋臺(tái)長(zhǎng)度；i為線路縱坡。

（1）大坡度橋臺(tái)前端飛檐長(zhǎng)度施工控制要點(diǎn)。現(xiàn)澆橋臺(tái)與預(yù)制箱梁間預(yù)留足夠梁縫長(zhǎng)度，以滿足梁體徐變、彈性變形及溫差引起的變形，同時(shí)便于安裝伸縮縫裝置。由于在大坡度橋梁中，橋臺(tái)按平坡施工，在架設(shè)箱梁時(shí)，會(huì)出現(xiàn)梁縫過大裝不上伸縮縫裝置或梁縫過小而落不下梁體的現(xiàn)象。因此在大坡度橋梁施工時(shí)，應(yīng)平行設(shè)置梁縫沿坡度引起的角度，將橋臺(tái)前端飛檐根據(jù)上下坡引起的坡角進(jìn)行前傾或后傾調(diào)整，以保證梁縫的寬度值與平坡時(shí)相等。橋臺(tái)前端飛檐調(diào)整示意圖如圖2所示。

圖2 橋臺(tái)前端飛檐調(diào)整示意圖（單位：cm）

前端飛檐長(zhǎng)度調(diào)整值計(jì)算公式：

式中：△D為前端飛檐長(zhǎng)度調(diào)整值，橋臺(tái)位于坡道上端時(shí)，計(jì)算取+，橋臺(tái)位于坡道下端時(shí)，計(jì)算取-；h為橋臺(tái)緊鄰處預(yù)制箱梁高度；i為線路坡度。

（2）大坡度橋臺(tái)支座及支承墊石施工控制要點(diǎn)。大坡度橋臺(tái)臺(tái)頂面、后接預(yù)制箱梁梁面均應(yīng)平行于線路坡線，還應(yīng)根據(jù)線路坡度調(diào)整橋臺(tái)上支承墊石高度，以滿足橋臺(tái)面與預(yù)制箱梁面連接順暢。大坡度橋臺(tái)支撐墊石調(diào)整示意圖如圖3所示。墊石高度計(jì)算公式：

圖3 大坡度橋臺(tái)支撐墊石調(diào)整示意圖

式中：h1為受線路縱坡影響調(diào)整后的支承墊石高度；h為平坡時(shí)墊石高度；L為臺(tái)前端與支座中心距離，預(yù)制梁時(shí)L=0.65m，現(xiàn)澆梁時(shí)L=0.85m，橋臺(tái)位于曲線時(shí)，還要考慮曲線梁縫加寬的影響；i為線路坡度。

墊石頂標(biāo)高計(jì)算公式：

式中：▽1為計(jì)算墊石頂標(biāo)高；▽為臺(tái)前端設(shè)計(jì)頂帽標(biāo)高；h1為受線路縱坡影響調(diào)整后的支承墊石高度；計(jì)算墊石頂標(biāo)高▽1，注意還應(yīng)考慮豎曲線影響。

3 支座及支承墊石調(diào)整施工控制要點(diǎn)

貴南項(xiàng)目支座適用線路縱坡為0‰～30‰，適用于常溫型-25～+60℃及耐寒型-40～+60℃，支座調(diào)高量0～20mm。預(yù)制架設(shè)簡(jiǎn)支梁橋采用改變支座上支座板頂面坡度的方式以適應(yīng)梁體的縱坡要求，現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁支座上支座板頂面不設(shè)坡度，線路坡度采用梁底調(diào)整。在標(biāo)段大坡度箱梁架設(shè)時(shí)，選用代號(hào)為i25球型鋼支座（適用于坡度為20‰＜i≤30‰的線路），通過改變上支座板頂面坡度與預(yù)制箱梁相連接，保證支座受豎直方向力。

一般橋梁給出每個(gè)墩梁縫中心線處墊石標(biāo)高，在線路縱坡的影響下，隨之調(diào)整墊石高度，必要時(shí)，將墊石頂面按線路縱坡設(shè)置坡度。在支座安裝時(shí)，通過調(diào)整支座與墊石間砂漿高度進(jìn)行封閉。上支座板設(shè)置坡度示意圖如圖4所示，墩頂墊石設(shè)置斜面示意圖如圖5所示。

圖4 上支座板設(shè)置坡度示意圖

圖5 墩頂墊石設(shè)置斜面示意圖

4 預(yù)制箱梁安全架設(shè)施工控制要點(diǎn)

為確保大坡度架梁施工安全，需要對(duì)架橋機(jī)采取一些有針對(duì)性的改進(jìn)措施，以此解決架橋機(jī)制動(dòng)力不足、牽引力不足、架橋機(jī)二號(hào)車大坡道運(yùn)梁穩(wěn)定性不足、機(jī)臂調(diào)整及提高拖梁安全性等施工控制要點(diǎn)。

（1）加強(qiáng)架橋機(jī)制動(dòng)力施工控制要點(diǎn)。①提高風(fēng)壓，經(jīng)過對(duì)制動(dòng)能力進(jìn)行驗(yàn)算校核，架橋機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，將架橋機(jī)（主機(jī)和輔機(jī)）總風(fēng)缸調(diào)壓至900kPa，制動(dòng)管壓力（可通過調(diào)整小閘的減壓閥）調(diào)至450kPa，增加架橋機(jī)的制動(dòng)力，并加大總風(fēng)缸的容量，確保在大坡道運(yùn)行時(shí)連續(xù)制動(dòng)有效架完梁轉(zhuǎn)場(chǎng)前再將風(fēng)壓恢復(fù)。②調(diào)整制動(dòng)閘瓦間隙，架橋機(jī)施工前將原有閘瓦全部更換成高磷鑄鐵合金閘瓦，閘瓦間隙調(diào)整5～6mm，制動(dòng)缸勾貝行程調(diào)至74～100mm。③指定專人管控架橋機(jī)的制動(dòng)。

（2）增加架橋機(jī)牽引力施工控制要點(diǎn)。通過架橋機(jī)主機(jī)和輔機(jī)重機(jī)連掛，兩機(jī)同時(shí)工作，輔機(jī)提供主機(jī)牽引力協(xié)助主機(jī)對(duì)位，同時(shí)輔機(jī)上坡運(yùn)梁時(shí)用機(jī)車頂送，中間加平板游車，在輔機(jī)前端距離主機(jī)尾部10m時(shí)停車、分離，輔機(jī)自行低速喂梁。

（3）提高架橋機(jī)二號(hào)車運(yùn)梁穩(wěn)定性施工控制要點(diǎn)。①加焊防溜絲杠。在二號(hào)車拖梁小車兩端各焊接兩個(gè)絲杠（緊固高強(qiáng)度螺栓直徑60mm）。②在拖梁小車負(fù)重前，將所有絲杠螺栓全部緊固，防止大坡道運(yùn)梁時(shí)梁片移動(dòng)，提高運(yùn)梁作業(yè)過程的穩(wěn)定性。③兩車連掛，一號(hào)車拖梁小車負(fù)重后，將所有絲杠螺栓完全松開，同時(shí)進(jìn)行下一步作業(yè)。

（4）調(diào)整架橋機(jī)機(jī)臂的施工控制要點(diǎn)。架橋機(jī)在上坡和下坡時(shí)，通過增加楔形墩和調(diào)節(jié)零號(hào)柱調(diào)整架橋機(jī)的機(jī)臂，進(jìn)而保持機(jī)臂的水平。

（5）提高拖梁安全性施工控制要點(diǎn)。架橋機(jī)在大坡道進(jìn)行梁片換裝作業(yè)中提高拖梁安全性的措施主要是通過在一號(hào)車安裝2個(gè)滑輪，用鋼絲繩連接拖梁小車和吊梁小車，起到二次保護(hù)的作用。

5 結(jié)束語

在高速鐵路大坡度橋梁施工中，只有做好橋臺(tái)前端飛檐、胸墻及墊石標(biāo)高調(diào)整、預(yù)制梁在上支座板面設(shè)坡度及墊石設(shè)斜面及架梁的安全管控，才能確保平坡橋梁施工工程的整體質(zhì)量，從而達(dá)到大幅度節(jié)約項(xiàng)目投資成本的目的。文章提出的施工控制要點(diǎn)可廣泛推廣并應(yīng)用于高速公路、市政等工程。