跨甬臺溫鐵路大橋(54+85+54)m連續(xù)梁施工
2017-10-30
1 工程概況
溫州市甌海大道（站西路西-金麗溫高速）跨甬臺溫鐵路大橋位于溫州市甌海區(qū)潘橋鎮(zhèn)溫州南站北側(cè)，于DK269+482.8處跨越甬臺溫鐵路5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6、Ⅶ線共7股道。由雙幅主線橋和1、2號匝道橋組成，全長193m。上部結(jié)構(gòu)為變高度預應力混凝土連續(xù)梁，單箱單室，跨徑布置為（54+85+54）m，主線橋箱梁高度由424.8cm漸變至220cm，頂板寬度1235cm、厚度28cm，底板寬度735cm、厚度由61.1cm漸變至28cm，腹板厚度由70cm漸變至60cm。下面將以主線橋（Pm17#-Pm20#墩）為例介紹連續(xù)梁施工方法。
2 施工安全防護方案
跨甬臺溫鐵路大橋于DK269+482.8處跨甬臺溫鐵路5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6、Ⅶ線共7股道，甬臺溫鐵路已投入運營，為保證甬臺溫鐵路的運營安全，在DK269+482.8處設置施工防護支架，防護支架垂直鐵路線路方向分兩段，防護支架一跨5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6線，防護支架二跨Ⅶ線。防護支架超出跨甬臺溫鐵路大橋南北側(cè)匝道橋外側(cè)邊線各2m，順鐵路線路方向防護范圍長47m（橋面總寬43m）。防護支架一凈空8.5m，防護支架二凈空8.3m，均滿足《新建時速200～250公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定》建筑接近限界7.25m的要求。
防護支架立柱采用φ609×11鋼管柱，順鐵路線路方向間距5.0m布置，支架一立柱頂縱梁采用HW400×300型鋼，其上按1.25m間距鋪設HW400×300型鋼作為橫梁；支架二立柱頂縱梁采用HW200×200型鋼，其上按1.25m鋪設HW200×150型鋼作為橫梁。橫梁頂面平鋪18mm厚竹膠板，上設墊板用螺栓將竹膠板與橫梁固定。
防護支架布置見圖1。
3 箱梁0#塊施工
Pm18、Pm19#墩0#塊采用墩旁托架施工。
3.1 托架結(jié)構(gòu)設計
Pm18、Pm19#墩0#塊托架由鋼管混凝土立柱作為主要受力結(jié)構(gòu)，其上布置縱橫向分配梁組成托架結(jié)構(gòu)體系。立柱采用φ1200×14鋼管，鋼管內(nèi)灌注C30混凝土。托架作用分為兩個階段：第一階段作為澆筑0#塊時的模板荷載、混凝土荷載、施工荷載等全部荷載的受力結(jié)構(gòu)；第二階段為進行掛籃懸臂澆筑1#～8#塊時，由鋼管混凝土立柱承受懸臂澆筑時兩側(cè)產(chǎn)生的不平衡力矩。
Pm18、Pm19#墩0#塊托架結(jié)構(gòu)立面圖見圖2。
3.2 0#塊施工
托架安裝完成后，堆載預壓，以消除彈性和非彈性變形，然后進行模板、鋼筋、混凝土、預應力作業(yè)，0#塊施工完畢。
4 掛籃懸臂澆筑施工
4.1 掛籃設計參數(shù)
連續(xù)梁各梁段參數(shù)（如表1）：
掛籃自重：65t
設計載重：134t
走行及懸臂澆筑時抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：k=2.0
4.2掛籃結(jié)構(gòu)設計
根據(jù)跨甬臺溫鐵路大橋懸臂梁段施工要求及對掛籃的技術(shù)要求，綜合施工特點及操作工藝等研究比選后，選擇三角形斜拉式掛籃。三角形斜拉式掛籃降低了前上橫梁高度，掛籃重心大大降低，從而提高了掛籃走行時的穩(wěn)定性；其結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，設掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的結(jié)構(gòu)，單件重量較輕。掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，利用液壓千斤頂代替倒鏈作為掛籃走行的牽引系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的掛籃走行方式操作人員多，難以指揮，兩端掛籃難以同步等不足，避免了因人工配合不協(xié)調(diào)而導致的掛籃走行跳步問題，增加了掛籃走行的安全穩(wěn)定性。
掛籃由主桁架、懸掛系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。掛籃結(jié)構(gòu)見圖3、圖4。
掛籃拼裝完成后，利用砂袋進行加載試驗，以簡算其承載能力和消除非彈性變形，并實測掛籃變形值和安全可靠性，為箱梁懸臂澆筑施工控制提供可靠的依據(jù)。
4.3 節(jié)段梁施工
掛籃走行就位并檢查簽證后，即可進行模板、鋼筋、混凝土、預應力等作業(yè)，重復上述過程，澆筑2#～8#塊，對稱循環(huán)懸澆至最大懸臂。
5 邊跨直線段支架現(xiàn)澆施工
清除直線段支架范圍內(nèi)地面表層土，小型壓實機械壓實，進行地面硬化處理，澆筑C25混凝土，厚15cm，搭設碗扣式滿堂支架，縱橋向間距60cm，橫橋向底板下間距60cm，翼緣板下間距90cm，腹板下間距30cm。堆載預壓，消除彈性及非彈性變形，即可進行直線段箱梁施工。
6 合龍及體系轉(zhuǎn)換
跨甬臺溫鐵路大橋按平衡懸臂法對稱施工，經(jīng)過臨時支座及0#塊墩旁托架立柱進行墩梁固結(jié)，先形成靜定狀態(tài)的T型鋼構(gòu)，通過T構(gòu)合龍，張拉鋼束，將單個T構(gòu)轉(zhuǎn)換為超靜定體系?？琊_溫鐵路大橋合龍采用先邊跨后中跨的合龍順序，以利橋面標高的調(diào)整。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力及梁溫的變化情況，選擇型鋼組成的體外勁性骨架及臨時預應力體系組合方式在日氣溫較低，溫度變化幅度較小時鎖定合龍口并澆筑合龍段混凝土。
利用單只掛籃改制的吊架進行邊跨合龍段混凝土澆筑，混凝土齡期滿足設計要求后，進行邊跨合龍鋼束張拉施工，解除作為臨時約束的Pm18、Pm19#墩托架的鋼管混凝土立柱及墩頂臨時支座及錨筋，利用鋼吊架進行中跨合龍，張拉合龍鋼束，完成體系轉(zhuǎn)換。
7 結(jié)語
跨越既有線的連續(xù)梁施工難度大，安全隱患多，在跨甬臺溫鐵路大橋施工過程中，采用墩旁托架施工0#塊、掛籃懸臂對稱澆筑、支架現(xiàn)澆直線段的施工連續(xù)梁的方法，具有以下優(yōu)勢：（1）不影響?zhàn)_溫鐵路的正常運營；（2）每個墩有兩個工作面，幾個主墩同時施工，保證了工期要求；（3）梁段施工都在掛籃上施工，保證了施工的連續(xù)性和施工質(zhì)量；（4）節(jié)段施工不需要大型起吊設備，且都為重復作業(yè)，作業(yè)人員能夠快速熟練的掌握施工技術(shù)，提高功效。該施工方法節(jié)省了成本，提高了效率，保證了質(zhì)量，使得跨甬臺溫鐵路大橋順利建成通車。
參考文獻：
[1]JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.
[2]GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范.
[3]CECS28：90，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程.
