高速铁路上跨高速公路框架墩施工技术

摘要：随着国内经济的发展，目前高速铁路进入快速发展阶段，新建铁路在城市或者其近郊经常跨越既有公路、铁路、管道等，桥梁下部结构采用框架墩是较为经济、施工相对简便的方案，在铁路设计和施工中广泛采用。现以哈牡客运专线铁路上跨既有绥满高速公路尚志互通区匝道框架墩为例，介绍了跨路框架墩施工的工程特点以及施工方法，希望能给类似工程施工提供一些借鉴和引用。

关键词：框架墩；既有公路；施工方法

1工程简介

新建铁路哈尔滨至牡丹江客运专线尚志特大桥（中心里程为DK141+904.34）位于尚志市南侧。71#桥墩在DK142+983.90跨越哈牡高速公路尚志互通区匝道，与匝道（尚志至哈尔滨方向）斜交16°07′，交叉处匝道为曲线，匝道既有路面宽约7.2m，采用2孔32m简支箱梁跨越，受桥墩平面位置布置限制，桥墩采用预应力混凝土门式框架墩，下部结构设计采用钻孔桩承台基础、框架式立柱，横梁为C50预应力钢筋混凝土矩形梁，设计梁底至路面净空7m，梁长26.4m，宽3.1m，两侧高4m，中间侧高3.2m。

2工程特点及难点

2.1该框架墩跨越既有高速公路匝道，匝道车流量大，施工防护安全要求高。

2.2框架墩横梁跨度大，承台边缘临近高速公路匝道近，设计梁底至路面净空仅7m，且不断交施工，支架和防护棚架设计及施工难度大。

2.3框架墩一半的桩基、承台、墩身位于高速公路收费站互通区内，施工场地狭窄，施工协调难度大。

3支架形式的设计

为确保既有高速公路正常通行，满足限高5.5m空间；横梁26.4m，跨度大，确保支架安全。支架分为两部分设计，框架墩横梁中间12m部分（既有道路上方）采用钢管柱和工字钢组合的门式支架支撑，工字钢上布设[16槽钢，槽钢上铺满6mm厚钢板，两侧安装钢管防护栏杆；框架墩靠近立柱侧的横梁部分采用碗扣式满堂支架支撑。

4上跨既有公路框架墩施工

4.1施工准备

提前设计图纸、施工安全保通方案报送高速公路管理局、路政局等相关部门审批，办理交通行政许可决定书，并与高速公路管理局、路政局等相关交通管理部门签订“安全协议书”。

作业场地在清理平整前，挖探沟做好地下管线的探测工作，并请相关产权单位到现场确认管线位置和数量。开工前，完成施工范围有影响的管线普查，采取迁改或保护措施。

4.2承台施工

承台边缘距高速公路匝道边坡最小距离为60cm，承台底地质为粉质粘土，为此，承台基坑采用钻孔防护桩防护开挖。为了控制承台施工对高速公路运营的影响，施工时设专人负责对高速公路路面和边坡进行沉降观测，观测长度30m，墩中心向两边各15m，在基坑开挖前及开挖过程中按照1小时/次进行沉降观测、开挖结束后3小时/次，无明显沉降1天/次。承台钢筋在加工场单根加工成型后人工搬运至基坑内绑扎，模板采用大块平面钢模板。混凝土由搅拌站集中拌制供应，采用混凝土罐车运到施工现场，混凝土汽车泵浇筑。

4.3墩柱施工

墩柱采用定型大块钢模，模板根据墩高调配节段，标准节2m，调整节1m、1.5m，采用25t吊车单块吊装就位，墩柱模板一次立到设计高度。定位螺栓、拉杆的安装必须符合相关要求，并派专职质检员检查验收，验收合格后方可浇筑墩柱混凝土，墩柱顶1.5m范围内混凝土与横梁一起浇筑。墩柱混凝土一次连续灌注，不留施工缝。

4.4墩旁碗扣支架施工

框架墩靠近墩柱侧的横梁3m部分采用碗扣式滿堂支架支撑。按照支架施工图放出支架施工区域，地基采用挖除表层土并压实基底，换填30cm级配碎石和施作厚30cm C20混凝土封层，顶面纵横向设置不小于0.5%的坡度，并在四周设置截面不小于20cm×30cm的排水沟，以防地基被水浸泡。放出支架的位置线，放出支架加密区和纵横方向控制轴线，根据控制轴线和排架加密情况确定排架立杆位置排放底托，用水准仪测定排架底托高程，根据图纸设计高程，调整支架立杆高度，搭设支架。搭设顺序是：立杆底座→立杆→横杆→接头锁紧→脚手板→上层立杆→立杆连接销→横杆。当立杆间距不能为标准间距时，利用同直径的钢管连接。拼装时应随时检查横杆水平度和立杆垂直度，还应该随时注意水平框的直角度，不至于支架偏扭，立杆垂直度偏差小于0.5%。

待框架墩横梁中间部分钢管柱支架搭设完成后，安装底模系统，与其组合成整体支撑系统，模拟横梁混凝土分布对整体支架进行预压。

4.5钢管柱支架施工

支架基础采用C30混凝土钻孔桩，与承台防护桩基一同施工。中间12m横梁支架由2排Φ560mm壁厚为10mm钢管立柱支撑，每排2根。立柱间横联及斜撑采用[16槽钢，立柱与横联及斜撑采用10mm厚的钢板作为连接板，使立柱连接成整体增加稳定性。桩基顶预埋800×800×16mm钢板，钢管柱下端与预埋钢板焊接，周围焊接10cm厚钢板作为连接板。钢管柱顶设砂箱，砂箱的承载力不小于120吨，砂箱底部钢板与钢管柱采用M20螺栓连接，并确保10cm的卸落量。砂箱上架设横梁，横梁均采用双拼I40b工字钢并焊接而成。

纵梁采用双拼I56b的工字钢，共6组，长度12m。纵梁上焊接横向20根[16槽钢，间距为60cm，槽钢长度为4.5m，槽钢端头焊接4.8mm钢管围栏，外挑横梁部分作为施工行人通道。槽钢上铺120×150mm的纵向方木，铺设横向间距为25cm，且为交错铺设。

横向双拼I40b工字钢和纵向双拼I56的工字钢逐一吊装至支架上，进行组成梁组，并进行横向焊接。纵梁吊装完成后再吊装纵向[16槽钢和横梁方木，同时进行防护栏杆安装。

为防止支架带静电，桩基φ16主筋作为接地钢筋连接至钢管柱，钢管柱与其它支架采用扁铁焊接连成整体。测量接地电阻不大于10Ω。支架的四个角点处安装避雷针，避雷针的接地线与支架的接地线连接。

4.6支架预压

在搭好的支架上堆放荷载1.2倍的砂袋，砂袋堆放根据梁体重量分布情况设置。预压时间视支架沉降量定，控制支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含测量误差）。支架预压采用分级加载方式，0→60%→100%→120%，当达到100%荷载时持续24小时，120%荷载时至少持续12小时。用以消除支架非弹性变形，同时取得支架弹性变形各及非弹性变形的实际数值，作为框架墩梁立模的抛高预拱值数据设置的参考。

4.7横梁钢筋模板施工

在支架顶部15mm厚的竹胶板底模。按照图纸安装横梁钢筋和预应力管道，钢筋焊接宜在波纹管埋置前进行，普通钢筋与波纹管位置发生冲突时，适当移动钢筋位置保证管道位置准确。横梁外模采用大块钢模板，面板厚6mm；横筋和纵筋采用[10槽钢，横筋间距40cm，纵筋间距200cm；采用[25的槽钢作背楞，间距100cm；采用φ25精轧螺纹钢筋对拉，每侧拉杆头均需采用双螺母固定。

4.8混凝土施工

混凝土由搅拌站集中拌制供应，用混凝土汽车泵运送至模内进行浇筑，混凝土自由倾落高度不宜超过2m。按照先中间后两边分层连续浇筑，每层浇筑厚度不大于40cm。入模温度应控制在5°C～30°C。浇筑时采用插入式振动器振捣，每点振捣时间为20～30s，振动器距离模板不应大于振动器作用半径的0.7倍，并不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋、预应力管道、预埋件等。混凝土浇筑完毕，在12h内加以覆盖和浇水，浇水养护时间一般以达到标准强度的60%左右为宜。

4.9预应力施工

梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值100%且养护不少于7天后，使用4台千斤顶两端同步并左右对称张拉，张拉时，采用应力与伸长量双向控制，应力控制为主，伸长值作为校核。千斤顶张拉力作用线应与钢绞线的轴线重合。张拉程序：0→初应力→σk（持荷5min）→σk锚固，设计伸长量与实际伸长量之间误差应在±6﹪以内。张拉后48小时内对管道进行压浆，压浆采用不低于M50高性能补偿收缩防腐灌浆剂，水泥浆搅拌结束至压入管道时间间隔不超过40min。封锚前对锚槽进行凿毛处理，封锚后用聚胺脂进行防水处理，封锚混凝土标号不应低于梁段混凝土强度。

4.10支架拆除

拆除顺序和搭設顺序相反，先搭的后拆后搭的先拆。先拆除横梁两侧的侧模及防护栏杆，再准备拆除底模。拆底模前先将双拼I40b工字钢横梁下面的砂箱内的砂掏除，使支架慢慢整体下落。然后人工拆除底模、[16槽钢、双拼I56b工字钢纵梁，拆下的材料用吊车吊至施工场地内堆码好。将砂箱、纵工字钢进行点焊固定，拆除横梁，横梁为6组双拼I56工字钢，两侧的2组直接用吊车吊开即可，里面的4组用2台10T手拉葫芦（每侧一台）将纵梁慢慢移到横梁外侧，再用吊车吊开。拆除纵梁及立柱。

结语

经过施工实践证明，采用此上跨既有公路框架墩施工方法，施工工序简便，有效提高了施工效率；减少对既有公路的影响，节约了施工成本；确保施工过程既有公路行车安全，同时也确保施工进度如期进展。

参考文献

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[2]行业标准.TB 10752-2018 高速铁路桥涵工程质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2018.

[3]赵成贵.跨既有铁路框架式桥墩施工及防护[J].2010.61-64.

[4]袁书强.高铁门式框架桥墩施工技术研究[J].2017.105-106.

作者简介：高国明（1986-），男，工程师，2013年毕业于南昌工程学院土木工程专业。

（作者单位：中铁一局集团第二工程有限公司）