成綿樂鐵路客運專線跨既有寶成線門式墩帽梁支架施工技術

汪海旺

(中鐵四局集團第五工程有限公司,江西九江 332000)

1 工程概況

成綿樂客運專線青白江雙線特大橋37號、38號、39號墩采用門式墩結構,以17°45′角度上跨既有寶成鐵路(上行線K625+400、下行線K626+130處)。門式墩承臺位于既有鐵路路基兩側邊坡上,與既有線路中心線最近距離為4.2 m；墩柱為3 m×2.5 m矩形墩；帽梁為C50預應力鋼筋混凝土矩形梁,梁寬3.0 m,梁高2.5 m；與墩身進行固結。37號、38號、39號墩凈跨分別為：19.5、18.5 m和18.5 m；凈空為10～10.5 m；上部結構設計采用24 m+24 m預制簡支箱梁。具體施工平面布置如圖1所示。

圖1 青白江特大橋門式墩平面布置(單位：cm)

2 工程特點和難點

(1)該段位于既有寶成線的曲線上,門式墩與既有線斜交,斜交角度較大,承臺基礎距既有線擋砟墻最小距離只有0.6 m。施工安全壓力大。

(2)既有線行車速度快,行車密度大,行車集中時段約3～5 min一趟車。同時門式墩帽梁跨度大,帽梁底距既有線接觸網之間施工空間較小,施工難度大。

(3)既有寶成線是四川省的鐵路運輸干線,要點施工天窗點時間短,支架和模板的安裝時間非常有限,同時因場地狹窄且臨近既有線導致一些工序不能采用大型機械同步作業。

3 支架總體設計

在承臺頂部設置鋼管柱,鋼管立柱與墩身之間通過型鋼聯結；鋼管柱頂部安裝2根I56a型鋼作為橫梁,橫梁與鋼管柱頂部鋼板焊接牢固；再在I56a型鋼頂面設置15 cm高φ20 cm的砂箱；然后安設6組17片軍用貝雷梁作為縱梁,為了方便支架的拆除,同時在貝雷梁上面鋪設I16a型鋼作為橫向分配梁,間距30 cm,然后鋪設10 cm×10 cm縱向方木,間距30 cm；最后在方木上面鋪設15 mm厚竹膠板作為帽梁底模。帽梁支架構造詳見圖2～圖4。

圖2 門式墩支架平面(單位：cm)

圖3 門式墩支架正面(單位：cm)

圖4 門式墩支架側面(單位：cm)

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程(圖5)

圖5 門式墩帽梁支架施工工藝流程

4.2 操作要點

4.2.1 鋼管立柱設計及施工

支架立柱設計采用φ630 mm,壁厚14 mm鋼管,底面設法蘭盤,法蘭盤與鋼管柱之間焊接三角形加強肋,加強肋采用10 mm鋼板,焊縫寬度及高度為8 mm。每個門式墩設計14根鋼管柱,鋼管柱與承臺預埋的鋼板連接采用焊接。

立柱按設計尺寸在鋼結構加工場加工成型后用平板車運到現場吊裝,采用25 t汽車吊起吊人工配合安裝,立柱與承臺基礎預埋鋼板之間連接采用焊接。立柱安裝時要保證其垂直度,既有線兩側的立柱分別吊裝。為了防止立柱在吊裝過程中侵入既有線限界內,在立柱吊裝過程中設專人指揮,既有線兩側設專人防護。

4.2.2 橫梁施工

鋼管立柱頂部設置2根I56a型鋼,并采用鋼板焊接成整體。工字鋼頂板設滑道和砂箱,便于貝雷架從帽梁底部脫離并縱向滑移出帽梁底部。橫梁采用吊車起吊人工配合安裝,吊裝過程中設專人指揮,既有線兩側設專人防護。

4.2.3 貝雷梁拼裝

貝雷梁在現場吊車起吊配合人工拼裝成整體桁架,嚴格按照設計圖紙進行拼裝。貝雷梁在拼裝時將上下加強弦桿、連接桿、門架一同拼裝。貝雷梁分塊組裝見圖6。

圖6 貝雷梁分塊組裝

4.2.4 貝雷梁吊裝

在6塊貝雷梁中第4塊貝雷梁最重,質量約7 800 kg,為確保安全,根據現場實際情況采用130 t汽車吊吊裝人工配合,吊裝時在貝雷梁兩端下面各設一根牽引繩,以控制貝雷梁的擺動。吊裝過程中設專人指揮,吊裝作業安排在“垂停天窗”條件下進行。施工點及800 m處設置安全防護人員進行防護。

4.2.5 底模安裝

在貝雷梁頂面鋪設I16a型鋼作為橫向分配梁,間距30 cm,再在其頂面鋪設10 cm×10 cm縱向方木,間距30 cm；最后在方木上面鋪設15 mm厚竹膠板作為帽梁底模。為了方便底模的拆除,底模分塊制作(與方木連為整體),制作成390 cm×160 cm標準塊,拆模時用倒鏈從帽梁兩側拖出。詳見圖3、圖4。

4.2.6 安全防護

貝雷梁桁架拼裝完成后,在其底部安裝絕緣防電板,防電板在接觸網上方4 m范圍內滿鋪,防止帽梁施工過程中雨水、施工用水直接流到接觸網上,同時將門式墩前后各10 m范圍內用絕緣套管將承力索包裹,防止墜物而燒毀接觸網。貝雷梁兩側的施工平臺采用密目網滿掛,角鋼做立柱,鋼筋做橫向欄桿,欄桿頂高出帽梁頂面1.2 m。

4.2.7 支架預壓

為消除支架非彈性變形,同時取得支架彈性變形各非彈性變形的實際數值,并作為門式橋墩帽梁立模的拋高預拱值數據設置的參考。必須對支架進行預壓,但考慮到在既有線上方預壓風險高,為保證支架受力安全,在貝雷架拼裝現場模擬貝雷梁受力工況,預壓方法依據支架正上方梁段混凝土重力分布情況,在搭好的支架上堆放荷載1.3倍的砂袋。

4.2.8 支架拆除

支架拆除作業安排在“垂停天窗”條件下進行。拆除順序和搭設順序相反,先搭的后拆后搭的先拆。

詳細拆除步驟如下所述。

(1)拆除兩側防護圍欄。

(2)掏除砂箱內的砂,掏除時要兩端同時慢慢進行,使支架慢慢下落；移去砂箱,使貝雷梁落在I56型鋼的滑道上。

(3)底模拆除。人工將底模和方木分塊從帽梁兩側拖出,采用兩側的人行道作為支撐平臺,然后人工配合25 t汽車吊分別將底模吊離支架。

(4)I16a型鋼橫向分配梁拆除。人工將I16a型鋼橫向分配梁從帽梁底拖出,采用人行道作為支撐平臺,然后用25 t汽車吊將其吊離支架。

(5)貝雷梁拆除。采用130 t汽車吊先將第1塊、第6塊貝雷梁拆除,然后分別將第5塊、第4塊、第3塊、第2塊拆除,拆除時每側采用1臺10 t倒鏈將貝雷梁從帽梁底橫向拖出,用130 t汽車吊分別將分塊貝雷梁吊離橫梁。

(6)I56型鋼橫梁拆除。采用2臺25 t汽車吊將I56a型鋼橫梁從帽梁底部吊起,垂直下放到地面,用裝載機拖出。

(7)鋼管柱拆除。人工配合25 t汽車吊將φ630 mm鋼管立柱拆除。

5 結語

本門式墩帽梁施工技術由于具有下述特點,在成綿樂沿線門式墩中被廣泛推廣使用。

工期短：貝雷梁桁架可在場外拼裝,不占用主導工期、不占用施工場地,可提供立體交叉作業的條件。

周轉材料省：利用貝雷梁桁架和鋼管立柱組成的平臺,將高支架模板轉換成普通模板支撐系統,大量節省了鋼管腳手架材料的投入,其中貝雷梁可以重復利用。

安全可靠：貝雷梁桁架、平臺受力明確、性能可靠,而鋼管腳手架一次搭設到位后,還存在安全隱患,不利于檢查發現隱患,現將高空作業的高支模轉換成具有可靠安全防護的作業條件。

經濟適用：支架基礎充分利用承臺,減少了搭設滿堂支架需要硬化地面及鋼管立柱基礎的費用,基礎沉降更容易控制。

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