成昆铁路货车外绕线系杆拱梁顶推设计及施工

王珏

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)

新建成昆铁路货车外绕线桥梁，主跨施工时是确保工期的重点。为确保总体工期要求，全线跨越高速公路、城市立交均采用系杆拱梁，系杆拱梁采用线外异位先梁后拱现浇后顶、落、横移就位施工。制梁同时线路采用临时军用便梁桥通过架桥机进行架梁，待主梁施工完毕，架梁完成后，将主梁系杆拱顶、落、横向移至正线。

1 结构设计

上部结构为Lp=64 m预应力混凝土系杆拱，全长70m，矢高13.6 m，矢跨比为1/5，拱轴线为二次抛物线(y=x2/85)。梁横向为单箱三室，跨中梁高3.0 m，梁底宽11 m，梁顶宽14.1 m。拱肋为钢筋混凝土构件，工字形截面，高2.0米，拱趾处加高至3.0 m;拱肋宽1.0 m。

吊杆采用柔性吊杆，圆形截面，外径12.2 cm，其构成为GJ15－27新型环氧喷涂整体挤压成束钢绞线，由27根φ15.2环氧喷涂钢绞线组成，fpk=1 860 MPa。

梁部纵向预应力束采用9－7φ5钢绞线，金属波纹管成孔。梁部横向预应力束采用3－7φ5和4－7φ5钢绞线。

图1 异位制作完毕的系杆拱

2 系杆拱顶、落、横移设计

本线由于施工工期紧张，系杆拱若在原位现浇，不能满足架普通T梁的工期要求。故系杆拱采用异位制梁顶推就位的施工方法。

如图1所示，系杆拱异位制作完毕，将向左顶推到位。

左侧桥梁是临时桥，为2跨32 m T梁，利用了系杆拱两侧桥墩，中间在公路中央分隔带增设了一个临时桥墩，临时桥铺轨为架桥机通过，顶推前拆除。设计施工工序如下。

施工墩台时在线位旁施工系杆拱梁，同时正线架设2跨普通32 m T梁满足架桥通过。为了减少由于施工支撑高度对线路的影响，异位施工梁时采用高位施工，成梁以后采用多次落梁的方法落梁到设计高程再进行顶推。平移系杆拱梁就位，拆除支撑防护及临时墩。恢复正常交通。异位制梁及顶推设计构造见图2和图3。

图2 异位预制梁立面

图3 永久基础、临时基础及顶推轨道平面

3 施工组织及实施

3.1 施工难点

(1)单孔特重桥梁(4 800 t)顶落平移，利用原桥墩做支撑体系，作业空间受限。

(2)系杆拱梁在顶落、平移过程中必须保持四个支点姿态误差不超过±3 mm，对监控要求较高。

(3)顶移过程中，过渡结构和桥梁墩台的受力与运营模式有很多不同，需要进行受力验算。

3.2 梁体的横向移梁、就位

3.2.1 平移

在移梁方向上一定宽度范围内安装具有足够强度、拆卸方便的临时垫块，使其顶面形成一个具有一定平整度(高差≤3 mm)的平面，其上安装滑道钢板(2 cm厚)，滑动钢板铺设1 cm厚的聚四氟乙烯板。所有千斤顶均采用膨胀螺丝吊装在梁底，千斤顶下安装滑撬，滑撬底面粘贴不锈钢板，不锈钢板与滑道钢板上的聚四氟乙烯形成滑动面。利用提前在临时墩上梁端预制好的钢筋混凝土后背作为平移的反力基座，通过千斤顶的横向顶推，实现梁体的平移。

3.2.2 落梁

移梁到位后，在永久垫石及顶升千斤顶对应的位置安装分层临时垫块，通过千斤顶伸缸、缩缸实现上部荷载在千斤顶与支座垫石间的转换实现落梁。

落梁至设计标高后，安装支座，并与永久支座垫石连接。

3.3 平移控制系统

采用PLC液压同步顶升控制系统。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举、平移桥梁，使落梁、平移过程中梁体内产生的附加应力下降至最低，同时液压千斤顶根据分布位置分成组，与相应的位移传感器(光栅尺)组成位置闭环，以控制桥梁落梁的位移和姿态，同步精度为±2.0 mm。

3.4 正式平移

试平移后，观察若无问题，进行正式平移。

(1)加压:按计算推力及试平移情况进行加压。

(2)平移控制速度:50 mm/min。

(3)观察下滑道有无变形，有无障碍物。

(4)测量:行走方向和桥梁姿态。

(5)校核:数据汇总交现场领导小组，比较实测数据与理论数据的差异。

(6)分析:若有数据偏差，有关各方应认真分析并及时进行调整。

(7)决策:认可当前工作状态，并决策下一步操作。

如位置误差大于2 mm或任何一缸的压力误差大于5%，控制系统立即关闭液控单向阀，以确保梁体安全。

3.5 梁体就位

移梁到位后，拆除盖梁顶两组千斤顶之间范围内的临时可拆卸铺装，在永久垫石及顶升千斤顶对应的位置安装分层临时垫块，通过千斤顶伸缸、缩缸实现上部荷载在千斤顶与支座垫石间的转换实现落梁。

4 结束语

系杆拱梁的四个拱脚的高差设计要求不得大于3 mm，加之系杆拱梁体自重太大，顶推施工对设计及施工都是一个新的课题。设计中我们把不利的因素都考虑到最大限度的周全，对可能会出现的问题进行了多次验算和反复核实，确保设计的合理性。目前外绕线上的5孔系杆拱梁已全部安全顶推就位，通过对此工程的总结，对目前铁路快速建成提供了较好的设计及施工经验。如此大跨的系杆拱梁采用顶推在铁路梁平移史上还是第一次。

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