跨鐵路現澆箱梁膺架法施工技術

李習文

1 工程概況

青島海灣大橋是連接青島與黃島的跨海大橋,我單位承建的第十二合同段位于黃島端陸地上,主橋在434號～435號墩(K33+720～K33+770)之間跨越既有膠黃鐵路運營線(上、下行),與鐵路交角 71°30′18″,箱梁底與鐵路軌頂凈距為10.235 m,橋梁(雙幅)跨鐵路范圍為:沿鐵路線路方向橫向19.2 m,縱向43 m(按接觸網凈距和橋梁凈寬計算)。橋面寬度 35 m,分左、右幅設置,跨鐵路梁單幅梁寬17 m,梁高3 m,跨徑 50 m,梁重約1 500 t,為等高預應力連續箱梁。

2 支架布設

膠黃鐵路為電氣化鐵路,橋梁底面至鐵路軌頂凈距有限,為保證既有鐵路運營安全,需在該跨內搭設臨時承重支架平臺。通過論證,該平臺采用門式膺架體系結合滿堂支架搭設,主要承重構件采用箱形梁結構與桁架相連的形式。考慮到門式支架的穩定性和按照跨度最小的原則,門式支架83式支墩平行于鐵路線路方向設置,鋼桁架垂直于鐵路線路布置。

門式膺架體系由鋼筋混凝土擴大基礎、83式軍用支墩、調節砂箱、鋼桁架平臺、桁架平臺滑移軌道、縱橫向方木分配梁組成。鋼筋混凝土擴大基礎尺寸為44 m×3 m×0.6 m,修建在鐵路建筑限界外側,單幅橋單側采用4座2×3等截面式83式軍用墩支墩,中心間距為3 m+5 m+3 m布置。軍用墩上用3根標準桿件(200 cm×26.2 cm×20 cm)作為調節砂箱底部承重梁;鋼桁架置于調節砂箱上,桁架高1.1 m,長19 m,跨鐵路部分長16 m,由厚度為30 mm的上下蓋板、16 mm厚的腹板組焊而成,截面尺寸為800 mm×1 100 mm;連接桁架是由上下弦桿為[10槽鋼、腹桿為80 mm×80 mm×5 mm的方管組焊成的平面桁架,通過銷軸與主鋼箱梁連接。

門式膺架兩側搭設碗扣式滿堂支架,經過計算和驗算,在橋墩5 m范圍內立桿縱向間距為60 cm,在底板、腹板下立桿橫向間距為60 cm,翼板下立桿橫向間距為90 cm,步距為120 cm。在橋墩5 m范圍以外至門式膺架以外部分,立桿縱向間距為90 cm,在底板、翼板下立桿橫向間距為90 cm,腹板下立桿橫向間距為60 cm,步距為120 cm。縱橫剪刀撐3.6 m設置一道。

支架上部縱向方木分配梁采用12 cm×15 cm紅松木,模板背木(橫向分配梁)采用10 cm×10 cm紅松木。鋼結構平臺安裝平面布置圖如圖1所示。

3 施工部署

根據跨鐵路施工的工作內容及周邊的施工環境,確定的施工原則為“安全第一,預防為主,精心組織,嚴格管理”,確保既有膠黃鐵路的行車安全以及既有鐵路設施不受損壞。

跨膠黃鐵路連續箱梁門架體系安全防護工程分為5個部分,分別是鐵路自閉、貫通、通信等管線的改移和防護;門式支架底部絕緣板安裝;密目安全網、防落物網、防拋網、梁體支架兩側安全防護網;鐵路線兩側安全防護網、警戒線;要點施工安全防護。安全防護工程按照工程進度,完成一步驗收一步,經有關部門驗收合格后,方可進行下一步施工。

施工時左右幅分開進行,先施工右幅,然后利用右幅澆筑完成的箱梁鋪設枕木,設置走行式塔吊,進行左幅吊裝作業,混凝土澆筑采用混凝土泵車一次澆筑成型。

4 施工工藝

4.1 地基處理

4.1.1 要慢行點施工門洞擴大基礎

施工前與相關站段要慢行點。門洞擴大基礎采用鋼筋混凝土結構,基礎尺寸為44 m×3 m×0.6 m,鐵路兩側分別布置,擴大基礎距離鐵路接觸網桿150 cm。

4.1.2 門洞兩側滿堂支架基礎施工

地基處理前先清除原地表,然后根據支架布設高度,填筑40 cm～80 cm的碎石土并碾壓密實。地基基礎頂面均要求以梁體中心線向兩側做1%的橫坡,以利于排水。

4.2 要慢行點搭設門洞支墩

擴大基礎強度達到70%后,要慢行點,用吊車搭設預拼成整體的83式軍用墩支墩,搭設尺寸按驗算過的圖紙進行施工。

4.3 接觸網斷電搭設鋼桁架

鋼桁架的承重鋼箱梁吊放在調節砂箱上,同步安裝桁架鋼箱梁間支撐架,然后安裝絕緣板、防拋網、防雨布(防止梁體澆筑混凝土時漏漿)及密目安全網。鋼桁架吊裝完畢后,將其接地,以防發生觸電事故。

門洞搭設完畢后,貝雷梁片底部與鐵路接觸網承力索距離最小為0.6 m,與電力線距離最小2.5 m,接觸網桿頂距離最小為0.54 m,83式軍用支墩與接觸網桿平面距離最小為1.5 m。

4.4 滿堂支架搭設

門式膺架外側至橋墩部分采用碗扣式鋼管搭設滿堂支架,并用縱向槽鋼將滿堂支架與門式膺架連接成一個整體,以增加支架體系的整體穩定性。

4.5 縱向、橫向分配方木搭設

縱、橫向分配方木搭設時按照先縱向后橫向的順序,由梁端向中間推進,按分片進行,跟片鋪設臨時竹膠合板底板,方便施工人員操作。

4.6 支架預壓

采用預制混凝土塊按各段預壓荷載值進行預壓。預壓荷載根據箱梁自重、模板荷載、施工荷載(含施工人員、各類機具等)及充分考慮施工過程中不可預見的荷載等,合理確定壓載總重量,并按計算出的總荷載的110%進行超載預壓。

4.7 箱梁模板安裝

為了確保箱梁模板之間拼縫嚴密,不漏漿和不移位,箱梁兩外側模下口采用對拉螺桿連接,確保箱梁外觀質量。箱梁側模構造如圖2所示。

箱梁模板安裝前均進行試拼,檢查模板是否連接牢固,有無拼縫過大和錯臺等缺陷。

4.8 普通鋼筋、預應力筋及預應力管道布設

在底板底層鋼筋綁扎后,腹板鋼筋綁扎接近完成時,安裝波紋管并固定在定位筋上。頂板鋼筋(含橫梁上部鋼筋)綁扎時,同步鋪設箱梁頂板縱向、橫向預應力管道。安裝面板鋼筋后,預埋護欄座預埋筋,并對護欄座預埋筋外露部分涂刷防銹涂料。

4.9 混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑順序為“腹板倒角→底板→腹板→頂板”,從箱梁低高程端向高程增加方向分段推進。澆筑箱梁頂板時采用提漿整平機進行橋面整平處理,整平后箱梁頂面人工進行三次收漿處理,箱梁頂面嚴禁被油污、浮漿等污染。

4.10 預應力施工

縱向預應力體系先張拉腹板束再張拉底板束、頂板束,先長束后短束,按設計順序對稱張拉,橫向預應力采取單端張拉。

4.11 支架及模板拆除

1)箱梁模板拆除。箱梁側模拆模時通過獨立設置的滑道將側模滑移至下一孔未澆筑箱梁。每片側模桁架底布置4個滑板支座。箱梁側模拆除后,松掉砂箱基礎螺栓,使箱梁底部模板與混凝土分離,通過設在83軍用墩頂部的工字鋼滑道,在門洞兩側布置2臺3 t卷揚機牽引滑移至左幅箱梁。同理,在左幅箱梁施工完畢后,將桁架滑移至設在門洞外側的拆除平臺上進行拆除。

2)滿堂支架拆除。現澆箱梁預應力張拉完成待壓漿強度達到75%后拆除支架。支架拆除順序按照先跨中后跨端、先翼板后底板,自上而下逐層進行,嚴禁上下層同時作業;支架拆除時應保證箱梁側模已經拆除完畢,拆除后的構配件及時檢查、整修與保養,并按品種、規格隨時碼堆存放整齊,妥善保管。

5 結語

青島海灣大橋跨鐵路采用膺架法施工,方案技術可靠、措施得當,有效保障了施工安全,圓滿完成了施工任務,施工中總結出來的技術參數可為同類工程施工提供借鑒和參考。

[1]劉山洪.簡明預應力混凝土橋梁施工手冊[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]桂業昆,邱式中.橋梁施工專項技術手冊[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]JTJ 076-95,公路工程施工安全技術規程[S].