跨鐵路線預應力混凝土連續鋼構橋施工技術

摘 要：不影響鐵路線正常運營的跨線橋梁施工是目前臨近鐵路施工中的難點問題。依托新建張家口至唐山鐵路三農場跨越遷安至曹妃甸鐵路線特大橋項目，分析大橋與鐵路線的平縱關系，提出了掛籃懸臂澆筑法施工的總體施工方案，將梁段劃分為23階段進行對稱施工，并針對臨近鐵路的特殊工況分析了塔吊、鋼托架安裝技術、菱形桁架式掛籃施工技術、合攏段施工技術，解決了在施工跨線橋梁過程中的安全及要點施工問題，工程實踐表明，在保證鐵路線正常運營的條件下確保了跨鐵路線的施工安全，提高了施工效率，經濟效益明顯。

關鍵詞：橋梁工程;施工技術;掛籃法;跨鐵路線施工;連續鋼構橋

1 工程概況

新建張家口至唐山鐵路三農場跨遷（遷安）曹（曹妃甸）線特大橋起止里程樁號為DK521+391.23～DK525+701.19，全長4309.96m，共132跨，橋跨布置為4×20 m+7×24 m+118×32 m+1×（48+80+48） m。大橋分別于DK523+641.19（對應遷曹鐵路里程QCK110+888.01）、DK523+634.49（對應遷曹鐵路里程QCK110+881.77）處跨越遷曹鐵路左、右線，交角36°15'，軌面立交凈空高度約12 m。

大橋采用1聯單線（48+80+48）m預應力鋼筋混凝土連續T構箱梁跨越既有遷曹鐵路，起止墩位為66#墩～69#墩，其中主墩67#墩、68#墩緊鄰既有線路基坡腳，邊墩66#墩、69#墩遠離既有路基（30 m以外）。67#墩頂處梁底標高15.155 m，68#墩頂處梁底標高14.955 m。遷曹鐵路為雙線電氣化運煤專線，運營繁忙，既有路基寬度為14.78 m。遷曹線軌距為1.435 m，線間距為4 m，軌頂標高5.911 m，兩側接觸網桿頂標高為分別為右線14.904 m、15.005 m，左線分別為15.052 m、15.168 m。大橋連續梁下接觸網正饋線標高：右線13.585 m～13.599 m、左線13.777 m～13.792 m。對應的梁底標高為右線17.706 m～17.85 m、左線17.842 m～17.754 m。大橋基礎采用鉆孔灌注樁，承臺為矩形承臺，墩身為圓端形實體墩，臺身為T形臺。大橋與鐵路線平縱關系如圖1所示。

圖1? 大橋與鐵路線平縱關系圖

2 總體施工工藝

跨鐵路線大橋總體施工工藝工流程為：①施工準備→②主墩防護樁施工→③主墩鉆孔灌注樁施工→④主墩承臺施工→⑤主墩墩身施工→⑥0#、①'#塊托支架搭設、預壓及調整→⑦安裝永久支座、臨時支座→⑧0#、①'#塊模板、鋼筋、混凝土施工→⑨0#、①'#預應力施工、臨時錨固→⑩掛籃支座、吊裝到#、①'#塊上拼裝→k掛籃靜載預壓→lN號懸澆段模板、鋼筋、混凝土、預應力施工→m掛籃前移→n安裝邊跨合攏段吊架、臨時約束鎖定→o邊跨合攏段模板、鋼筋、混凝土、預應力施工→p安裝中跨合攏吊架及底?！鷔兩懸臂端箱梁臨時約束鎖定→r中跨合攏段模板、鋼筋、混凝土、預應力施工→s拆除臨時支座、體系轉換→t拆除掛籃，0#托架。

連續梁采用掛籃懸臂澆筑法施工連續梁，頂板寬7.2 m，底板寬4 m（0#塊底板寬5 m），兩端平直段梁高3.6 m，中間曲線段梁高3.6 m～6.4 m。共分為23節段，編號為0#～k'#，如表1所示。其中，0#塊304.58 t、1#塊100.57 t采用鋼托架現澆施工;最大懸澆段為⑥'#塊93.24 t。合攏段k'#塊50.21 t，采用吊架法現澆。進入既有線接觸網上空的梁段為⑦'#～k'#塊，其中k'#塊位于既有線線路中心線上空。

3 臨近鐵路關鍵施工技術

3.1 塔吊、鋼托架安裝技術

將主墩與邊墩之間的場地整平后作為塔吊及鋼托架材料臨時堆存場地和加工、組拼場地。先安裝塔吊，然后安裝鋼托架。垂直運輸采用QTZ63（5013）型塔吊，塔吊放置在主墩下層承臺上、墩身右側，67#墩塔吊塔身距離既有線接觸網的水平距離為23 m，塔身高度;68#墩塔吊塔身距離既有線接觸網的水平距離為23.65 m，垂直距離為15 m。為防止塔吊的傾覆影響既有鐵路安全，在主墩墩身上設置連墻桿件。塔吊設限位裝置，起重臂的旋轉嚴格按照規定方式進行，現場應防止塔吊的逆向旋轉而侵線。為防止非工作時間起重臂侵入鐵路既有線上空，在遠離既有線處設置地錨，用纜風繩限制起重臂向既有線側旋轉。

塔吊采用汽車吊進行安裝，塔吊安裝在墩身右側，其基礎位于下層承臺頂面，通過在承臺內預埋鋼板、地腳螺栓，將塔吊錨固在承臺上。塔吊與墩身之間設置有連墻件，連墻件一端與墩身上的預埋鋼板焊接，具體結構需根據塔吊結構確定。塔吊采取逐節安裝，先安裝至墩頂高度，然后通過塔吊的自升系統進行加高。塔吊下部安裝過程中，需采用纜風繩臨時固定。塔吊上部安裝時，需平行于既有線，禁止伸入既有線臨時柵欄和接觸網線以內。汽車吊停放位置、吊裝工藝與主墩墩身模板吊裝相同。

鋼托架采用塔吊安裝，安裝順序為：鋼管立柱→橫向、斜向連接桿→卸荷砂箱→下橫梁→下縱梁→上橫梁→上縱梁→腳手架→縱向分配梁→底模。鋼托架安裝完畢后必須進行預壓。

鋼托架在既有線安全限界外安裝，鋼托架及安裝設備傾覆后不會侵入既有線設備安全限界，屬于臨近既有線C類施工。

塔吊在既有線安全限界外安裝，第一階段塔吊及安裝設備傾覆后不會侵入既有線設備安全限界，屬于臨近既有線C類施工，第二階段塔吊設備傾覆后侵入既有線設備安全限界，屬于B類不需要路局施工天窗點的臨近既有線施工。

3.2 菱形桁架式掛籃施工技術

跨鐵路線段箱梁采用掛籃懸臂澆筑法對稱施工，每節段采用全斷面一次澆筑成型。施工時采用菱形桁架式掛籃，輔以走行軌移動，在澆筑混凝土和掛籃走行過程中均無須設平衡重^[2-4]。

在鐵路外側的空地上，將掛籃部分預拼成整體。每對掛籃尾部臨時連接成整體，以提高掛籃安裝時的穩定性。然后采用塔吊將其吊裝到0#塊、①#塊梁面，在梁面上將掛籃組拼成型。掛籃拼裝時保持兩端基本對稱同時進行。掛籃拼裝順序：滑道→支座→縱梁→后錨固→立柱→菱形架→吊掛系統→底模平臺→內模系統→附屬設施。采用分級加載方式進行預壓，分別為0、80%、100%、120%施工荷載，其中施工荷載主要包括模板體系荷載（0.75 kPa）、砼施工傾倒荷載（4.0 kPa）、砼施工振搗荷載（2.0 kPa）、施工機具人員荷載（2.5 kPa）^[5]。

3.3 合攏段施工技術

中跨合攏采用吊籃法施工，先拆除掛籃的上部分，改裝成吊籃。然后安裝平衡水箱，安裝模板、鋼筋、勁性骨架，在設計溫度下澆筑混凝土，按設計要求張拉、壓漿。由于掛籃墜落會侵入既有線設備安全限界，中跨合攏段施工屬于需要鐵路局施工天窗的臨近既有線A類施工。

勁性骨架安裝時，在中跨合攏段兩側的⑩'#塊內預埋鋼板，鋼板后方加焊加勁肋進行加強，梁體內埋設加強鋼筋與混凝土連接增加抗拔力。支撐型鋼用2I32a工字鋼焊接而成，在混凝土澆筑前幾天凌晨最低溫度時，將支撐型鋼焊于兩側梁內預埋的鋼板上，起到支頂作用并起部分抗拉作用，焊接時同一根工字鋼骨架一端焊完后再焊接另一端^[6]。

為了減少混凝土澆筑時的撓度變形，保證混凝土質量，以及保持T構兩端的不平衡彎矩小于主墩頂臨時固結所能提供的不平衡彎矩，如果中跨合攏段兩側標高差在15 mm以內，中跨可不采用壓重;如果偏差大于15 mm，則在中跨合攏段一側用水箱壓重，使中跨合攏段兩端標高一致，待混凝土強度達到55 MPa后，方可取消配重。

選擇在一天氣溫最低時澆筑合攏段混凝土，澆筑時間在4 h內完成，混凝土澆筑前一天用水將全梁表面、箱內灑水保濕進行降溫。澆筑前，兩端的混凝土連接面要充分鑿毛、濕潤，并沖洗干凈。采用新攪拌的微膨脹混凝土進行合攏段澆筑，入?；炷撂涠炔淮笥?0 cm?；炷翝仓蠹皶r進行噴水霧養生，初凝后覆蓋塑料薄膜及土工布保濕養護，并進行混凝土測溫記錄。

4 結語

依托新建張家口至唐山鐵路三農場跨越遷安至曹妃甸鐵路線特大橋項目，分析大橋與鐵路線的平縱關系，提出了掛籃懸臂澆筑法施工的總體施工方案，將梁段劃分為23階段進行對稱施工，并針對臨近鐵路的特殊工況分析了塔吊、鋼托架安裝技術、菱形桁架式掛籃施工技術、合攏段施工技術，解決了在施工跨線橋梁過程中的安全及要點施工問題，在保證鐵路線正常運營的條件下確保了跨鐵路線的施工安全，提高了施工效率，經濟效益明顯。

參考文獻：

[1] 萬雨帆. 跨鐵路V墩連續剛構轉體橋施工關鍵技術研究[D].濟南：山東大學， 2018.

[2] 尹婷.大跨徑提籃系桿拱橋主橋施工關鍵技術研宄[D]濟南：山東大學，2013.

[3] 魏云.上跨既有鐵路現澆梁掛籃施工防護關鍵技術[J].山西建筑，2012，38（5）：176-178.

作者簡介：劉洪亮（1984-11），男，民族：漢族，籍貫：山東沂水人，本科，學士學位，工程師，主要從隧道及橋梁工程施工管理工作。