跨铁路现浇箱梁膺架法施工技术

李习文

1 工程概况

青岛海湾大桥是连接青岛与黄岛的跨海大桥,我单位承建的第十二合同段位于黄岛端陆地上,主桥在434号～435号墩(K33+720～K33+770)之间跨越既有胶黄铁路运营线(上、下行),与铁路交角 71°30′18″,箱梁底与铁路轨顶净距为10.235 m,桥梁(双幅)跨铁路范围为:沿铁路线路方向横向19.2 m,纵向43 m(按接触网净距和桥梁净宽计算)。桥面宽度 35 m,分左、右幅设置,跨铁路梁单幅梁宽17 m,梁高3 m,跨径 50 m,梁重约1 500 t,为等高预应力连续箱梁。

2 支架布设

胶黄铁路为电气化铁路,桥梁底面至铁路轨顶净距有限,为保证既有铁路运营安全,需在该跨内搭设临时承重支架平台。通过论证,该平台采用门式膺架体系结合满堂支架搭设,主要承重构件采用箱形梁结构与桁架相连的形式。考虑到门式支架的稳定性和按照跨度最小的原则,门式支架83式支墩平行于铁路线路方向设置,钢桁架垂直于铁路线路布置。

门式膺架体系由钢筋混凝土扩大基础、83式军用支墩、调节砂箱、钢桁架平台、桁架平台滑移轨道、纵横向方木分配梁组成。钢筋混凝土扩大基础尺寸为44 m×3 m×0.6 m,修建在铁路建筑限界外侧,单幅桥单侧采用4座2×3等截面式83式军用墩支墩,中心间距为3 m+5 m+3 m布置。军用墩上用3根标准杆件(200 cm×26.2 cm×20 cm)作为调节砂箱底部承重梁;钢桁架置于调节砂箱上,桁架高1.1 m,长19 m,跨铁路部分长16 m,由厚度为30 mm的上下盖板、16 mm厚的腹板组焊而成,截面尺寸为800 mm×1 100 mm;连接桁架是由上下弦杆为[10槽钢、腹杆为80 mm×80 mm×5 mm的方管组焊成的平面桁架,通过销轴与主钢箱梁连接。

门式膺架两侧搭设碗扣式满堂支架,经过计算和验算,在桥墩5 m范围内立杆纵向间距为60 cm,在底板、腹板下立杆横向间距为60 cm,翼板下立杆横向间距为90 cm,步距为120 cm。在桥墩5 m范围以外至门式膺架以外部分,立杆纵向间距为90 cm,在底板、翼板下立杆横向间距为90 cm,腹板下立杆横向间距为60 cm,步距为120 cm。纵横剪刀撑3.6 m设置一道。

支架上部纵向方木分配梁采用12 cm×15 cm红松木,模板背木(横向分配梁)采用10 cm×10 cm红松木。钢结构平台安装平面布置图如图1所示。

3 施工部署

根据跨铁路施工的工作内容及周边的施工环境,确定的施工原则为“安全第一,预防为主,精心组织,严格管理”,确保既有胶黄铁路的行车安全以及既有铁路设施不受损坏。

跨胶黄铁路连续箱梁门架体系安全防护工程分为5个部分,分别是铁路自闭、贯通、通信等管线的改移和防护;门式支架底部绝缘板安装;密目安全网、防落物网、防抛网、梁体支架两侧安全防护网;铁路线两侧安全防护网、警戒线;要点施工安全防护。安全防护工程按照工程进度,完成一步验收一步,经有关部门验收合格后,方可进行下一步施工。

施工时左右幅分开进行,先施工右幅,然后利用右幅浇筑完成的箱梁铺设枕木,设置走行式塔吊,进行左幅吊装作业,混凝土浇筑采用混凝土泵车一次浇筑成型。

4 施工工艺

4.1 地基处理

4.1.1 要慢行点施工门洞扩大基础

施工前与相关站段要慢行点。门洞扩大基础采用钢筋混凝土结构,基础尺寸为44 m×3 m×0.6 m,铁路两侧分别布置,扩大基础距离铁路接触网杆150 cm。

4.1.2 门洞两侧满堂支架基础施工

地基处理前先清除原地表,然后根据支架布设高度,填筑40 cm～80 cm的碎石土并碾压密实。地基基础顶面均要求以梁体中心线向两侧做1%的横坡,以利于排水。

4.2 要慢行点搭设门洞支墩

扩大基础强度达到70%后,要慢行点,用吊车搭设预拼成整体的83式军用墩支墩,搭设尺寸按验算过的图纸进行施工。

4.3 接触网断电搭设钢桁架

钢桁架的承重钢箱梁吊放在调节砂箱上,同步安装桁架钢箱梁间支撑架,然后安装绝缘板、防抛网、防雨布(防止梁体浇筑混凝土时漏浆)及密目安全网。钢桁架吊装完毕后,将其接地,以防发生触电事故。

门洞搭设完毕后,贝雷梁片底部与铁路接触网承力索距离最小为0.6 m,与电力线距离最小2.5 m,接触网杆顶距离最小为0.54 m,83式军用支墩与接触网杆平面距离最小为1.5 m。

4.4 满堂支架搭设

门式膺架外侧至桥墩部分采用碗扣式钢管搭设满堂支架,并用纵向槽钢将满堂支架与门式膺架连接成一个整体,以增加支架体系的整体稳定性。

4.5 纵向、横向分配方木搭设

纵、横向分配方木搭设时按照先纵向后横向的顺序,由梁端向中间推进,按分片进行,跟片铺设临时竹胶合板底板,方便施工人员操作。

4.6 支架预压

采用预制混凝土块按各段预压荷载值进行预压。预压荷载根据箱梁自重、模板荷载、施工荷载(含施工人员、各类机具等)及充分考虑施工过程中不可预见的荷载等,合理确定压载总重量,并按计算出的总荷载的110%进行超载预压。

4.7 箱梁模板安装

为了确保箱梁模板之间拼缝严密,不漏浆和不移位,箱梁两外侧模下口采用对拉螺杆连接,确保箱梁外观质量。箱梁侧模构造如图2所示。

箱梁模板安装前均进行试拼,检查模板是否连接牢固,有无拼缝过大和错台等缺陷。

4.8 普通钢筋、预应力筋及预应力管道布设

在底板底层钢筋绑扎后,腹板钢筋绑扎接近完成时,安装波纹管并固定在定位筋上。顶板钢筋(含横梁上部钢筋)绑扎时,同步铺设箱梁顶板纵向、横向预应力管道。安装面板钢筋后,预埋护栏座预埋筋,并对护栏座预埋筋外露部分涂刷防锈涂料。

4.9 混凝土浇筑

箱梁混凝土浇筑顺序为“腹板倒角→底板→腹板→顶板”,从箱梁低高程端向高程增加方向分段推进。浇筑箱梁顶板时采用提浆整平机进行桥面整平处理,整平后箱梁顶面人工进行三次收浆处理,箱梁顶面严禁被油污、浮浆等污染。

4.10 预应力施工

纵向预应力体系先张拉腹板束再张拉底板束、顶板束,先长束后短束,按设计顺序对称张拉,横向预应力采取单端张拉。

4.11 支架及模板拆除

1)箱梁模板拆除。箱梁侧模拆模时通过独立设置的滑道将侧模滑移至下一孔未浇筑箱梁。每片侧模桁架底布置4个滑板支座。箱梁侧模拆除后,松掉砂箱基础螺栓,使箱梁底部模板与混凝土分离,通过设在83军用墩顶部的工字钢滑道,在门洞两侧布置2台3 t卷扬机牵引滑移至左幅箱梁。同理,在左幅箱梁施工完毕后,将桁架滑移至设在门洞外侧的拆除平台上进行拆除。

2)满堂支架拆除。现浇箱梁预应力张拉完成待压浆强度达到75%后拆除支架。支架拆除顺序按照先跨中后跨端、先翼板后底板,自上而下逐层进行,严禁上下层同时作业;支架拆除时应保证箱梁侧模已经拆除完毕,拆除后的构配件及时检查、整修与保养,并按品种、规格随时码堆存放整齐,妥善保管。

5 结语

青岛海湾大桥跨铁路采用膺架法施工,方案技术可靠、措施得当,有效保障了施工安全,圆满完成了施工任务,施工中总结出来的技术参数可为同类工程施工提供借鉴和参考。

[1]刘山洪.简明预应力混凝土桥梁施工手册[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]桂业昆,邱式中.桥梁施工专项技术手册[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]JTJ 076-95,公路工程施工安全技术规程[S].