预应力混凝土连续箱梁顶推方案设计及应用

何宏智

（昆明理工大学 建筑工程学院，云南 昆明 650500）

1 工程概况

公路跨铁路跨线桥，立面布置受限制于桥下净空高度限制，因此桥位宜选择在铁路路堑地段。选择铁路路堑地段，铁路位于路基挖方内，修建上跨桥可减短引桥的长度，有效地降低工程造价。

本跨线桥桥位选择于马龙车站曲靖端（图1），立交中心里程为沪昆线K2498+182.82，新建跨线桥正交于沪昆铁路中线，桥位处沪昆铁路位于马龙-曲靖区间路堑地段，路堑边坡坡顶距离轨顶约高11.6m，新建上跨桥地形条件较好，桥位小里程侧沪昆线既有1～30m简支梁桥与新建跨线桥净距35m，新建跨线桥施工对既有跨线桥影响较小。GK2+052.95=K2948+182.82处为沪昆铁路，目前正在使用，需要保通。

图1 跨线桥区位图

2 桥梁总体设计

2.1 设计要求

1）道路等级：城市主干路。

2）设计荷载：“1.3倍城-A级”荷载。

3） 路面横坡：行车道双向横坡坡度为1.5%，人行道横坡坡度为2%。

4）桥下净空：铁路净空不小于8.5m。

5）桥上纵坡：1.693%。

6）桥面路幅宽度：桥梁分左右两幅，每幅桥面布置为：0.5m防撞墙+3.75m（人行道）+3.5m（非机动车道）+11m（机动车道三车道）+0.5m（防撞护栏）=19.25m；两幅桥间净距为4.0m，桥面总宽度42.5m。

2.2 平面布置

本跨线桥平面设计采用直线（图2），线路与既有沪昆铁路立交中心里程：K2498+182.82，位于马龙-曲靖区间马龙车站，马龙车站曲靖端；立交区既有沪昆铁路位于缓和曲线段，纵向位于6.1‰下坡段，路堑地段边坡较高。

沪昆铁路北侧为规划三江大道，规划道路宽度40m，道路中线距离沪昆铁路左线55m，规划道路红线距离既有沪昆左线35m，规划道路与既有沪昆铁路平行，距离较近；规划三江大道位置占用了既有沪昆铁路部分路堑天沟，路堑堑顶雨水考虑汇入三江大道雨水系统，三江大道占用段路堑天沟废弃；规划三江大道道路红线距离既有沪昆铁路较近，考虑在规划大道人行道外侧沿三江大道道路红线设置SS级防撞墙及防落网，以保证沪昆铁路运营安全。

既有沪昆铁路南侧为规划九州大道，规划道路中线距离既有沪昆左线155m，距离较远，规划道路对既有沪昆铁路影响较小，考虑规划道路靠近沪昆铁路处局部设置防护措施。

3 顶推方案的总体设计

转体方案桥跨布置为：左右幅（15+30+15）m预应力混凝土连续箱梁。本方案桥梁全长67.5m，采用分幅设计，单幅桥面宽度19.25m，左右幅间桥梁净距4.0m。跨线桥与既有沪昆铁路正交，立交中心里程：GK0+057.28(道路 )=K2498+182.82(铁路 )，如图3所示。

3.1 上部结构

图2 跨线桥桥位处平面

图3 顶推方案左幅桥总体布置图（单位：cm）

图4 预应力混凝土连续箱梁截面图（单位：cm）

桥梁上部结构采用（15+30+15）m等高度预应力混凝土连续箱梁，预应力混凝土连续箱梁为单箱三室斜腹板截面，梁高度均为1.7m。箱梁顶板设置1.5%横坡，底板采用平置，横向1.5%横坡通过腹板不等高实现。箱梁顶板宽度19.25m，底板宽度12.5m，两侧悬臂板悬臂长3m，端部厚度0.2m，根部厚度0.66m。跨中截面：顶板厚度25cm，底板厚度25cm，腹板厚度50cm；支座截面：顶板厚度50cm，底板厚度50cm，腹板厚度70cm；支座处设置横隔梁，如图4所示。

3.2 下部结构

桥墩采用双柱花瓶形桥墩（图5），墩柱为双根1.8m×1.6m的矩形实体柱，墩柱上部2.5m高度采用圆曲线渐变顺接盖梁；盖梁高度2.2m，盖梁宽度3.0m，盖梁下部1.0m采用圆曲线渐变高度顺接墩柱；桥墩造型优美。墩底设置矩形承台，承台尺寸为5.4m×8.6m，承台厚度2.0m。桥墩基础均采用∅1.2m钻孔灌注端承桩，每墩采用6根桩。

桥台采用U型重力式桥台，台高4m，台长3.75m；台底设置承台，承台尺寸20.25 m×5.75m；基础采用∅1.2m钻孔灌注端承桩。

图5 桥墩立面构造图（单位：cm）

3.3 顶推系统

顶推采用钢束牵引千斤顶连续顶推施工方法，顶推系统由临时墩、牵引反力座、滑道梁、滑道、钢导梁及梁上锚块、滑轮组组成。

1）牵引反力座 牵引反力座承受顶推施工时千斤顶牵引反力，本方案利用桥台承台及部分台身作为牵引反力座，不必单独设置。

2）滑道梁及横向纠偏装置 滑道梁为顶推施工时接收、支承梁所设，滑道梁采用厚20～30mm的Q345qD钢板焊接形成，滑道梁顶板上焊接3mm不锈钢板，其上铺设四氟乙烯滑板，滑道梁端部设置3%～5%斜坡以利接收梁。横向纠偏装置为混凝土梁顶推施工中，利用千斤顶横向顶推对梁进行横向调整的装置，横向纠偏装置采用Q345qD钢材制作焊接于滑道梁侧面。

3）临时墩 临时墩布置于永久墩1#墩右侧6m处，是钢箱梁现场节段拼接支架的支点，同时墩顶布置滑道梁以减少顶推梁跨铁路段梁的悬臂长度。临时墩的墩柱采用3根∅1 000×16mm钢管，柱横向间采用钢管焊接桁架形成横向支撑，临时墩墩身与1#墩间纵向采用∅1 000×16mm钢管形成纵向支撑。临时墩每柱下采用1根∅1.5m钻孔灌注桩基础。

4) 梁上锚块、滑轮组 梁上锚块、滑轮组是顶推施工时牵引力作用于梁上的装置，现浇混凝土梁时设置于底板上部。滑轮组安装于下锚桥台处。

5) 钢箱前导梁 为防止顶推施工中，连续混凝土梁因悬臂长度过大导致梁高过高以及自身重量下挠导致无法顺利上墩，连续混凝土梁前端设置12.5m长度钢箱前导梁，钢箱前导梁采用Q345qD钢板现场焊接形成，待连续混凝土梁顶推就位后拆除。

4 结 语

顶推法具有快速便捷的优点，是预应力混凝土连续箱梁桥常用的施工方法，且顶推施工工艺已经较为成熟[3]。本项目采用预应力混凝土连续箱梁顶推设计方案以及合理的布置形式，对工程质量有保证，桥型美观性好，梁体施工难度较小，施工期间通过铁路时间较少，对既有线路运营影响较小，通过严格的施工控制，施工风险小，施工安全系数也高。

[1]陈恒山，吴 静，陈湘林.顶推法施工在桥梁工程中的应用[J].中外公路，2006，（3）：178-180.

[2]安亚平.跨铁路线预应力混凝土连续箱梁桥顶推施工关键问题分析[D].长沙：长沙理工大学，2014.

[3]田海英.探讨桥梁顶推施工技术[J].广东科技，2009，(4)：166-168.