紅果經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)跨鐵路立交橋施工關(guān)鍵技術(shù)

鄧世超 楊虎根 王海東

0 引言

在跨鐵路橋梁設(shè)計(jì)中，不影響或盡量少影響鐵路運(yùn)輸成為橋型方案選擇的重要考慮指標(biāo)。由于采用支架上現(xiàn)澆或者按節(jié)段拼裝的施工方法對(duì)鐵路運(yùn)輸影響巨大，相比之下，轉(zhuǎn)體施工法就顯示出極大的優(yōu)越性。

平轉(zhuǎn)法是分別在兩岸或一岸順河流方向上的矮支架上現(xiàn)澆主梁，并在岸上完成包括落架、張拉、調(diào)索等所有安裝工序，然后以塔墩為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。該法僅適用于橋址處地形平坦、塔身高度較低和適合于整體轉(zhuǎn)體的斜拉橋。

1 概況

本橋位于盤縣新城紅果城區(qū)，橋梁為跨越南(寧)昆(明)鐵路紅果站。橋梁起點(diǎn)岸為平頭山，終點(diǎn)岸為鐵路小學(xué)。橋跨布置:凈跨92 m無背索斜獨(dú)塔單索面PC主梁斜拉橋，橋面全寬26 m。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K0+252，終點(diǎn)樁號(hào)為K0+365，橋梁全長 113 m。橋梁平面位于直線上，橋面縱坡為3%;橋面橫向以橋軸線為變坡點(diǎn)，設(shè)置對(duì)稱的1.5%雙向橫坡。

2 總體布置

本項(xiàng)目為凈92 m無背索斜獨(dú)塔單索面PC斜拉橋，橋梁全長113 m，總體布置圖見圖 1。

箱梁為C50預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，單箱三室斷面，邊腹板斜置。全橋采用等高度截面，截面高度均為3.1 m(箱梁中心線處)。箱梁頂寬26 m，底寬12 m，跨中處頂板厚度30 cm，底板厚度為滿足3倍波紋管直徑取為35 cm，腹板寬度為40 cm;端部頂板厚度50 cm，底板厚度55 cm，腹板厚度60 cm。箱梁按A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)。

索塔采用C50預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，截面為4.5 m×8.0 m(橫橋向×順橋向)的實(shí)體截面。索塔垂直高度為75.622 m，中心總斜長為91.458 m。索塔水平傾角為58°。為了便于施工時(shí)鋼筋及索管定位，在索塔內(nèi)設(shè)置了勁性骨架。同時(shí)考慮到大體積混凝土水化熱的影響，在索塔內(nèi)布置了多層冷卻管。

3 主橋施工方案

1)施工機(jī)具進(jìn)場(chǎng)，平整場(chǎng)地，放樣，完成施工前期準(zhǔn)備。2)進(jìn)行0號(hào)橋臺(tái)及1號(hào)墩基礎(chǔ)施工。3)施工下盤、磨心及上盤。施工完畢后，試轉(zhuǎn)，確保磨心轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。4)在鐵路小學(xué)岸搭設(shè)滿堂支架，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載為設(shè)計(jì)荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后澆筑轉(zhuǎn)體段主梁混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%且不小于 7 d，對(duì)稱張拉橫向預(yù)應(yīng)力、縱向 T1，XB1及 2束 B3預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計(jì)噸位并對(duì)孔道灌漿。5)搭設(shè)索塔1號(hào)段支架，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載為設(shè)計(jì)荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后施工索塔1號(hào)段，施工時(shí)可根據(jù)混凝土攪拌能力確定分段施工長，濕接縫應(yīng)垂直索塔中心線。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且不小于10 d，對(duì)稱張拉ST1，ST2預(yù)應(yīng)力鋼束，并灌漿。然后均衡、對(duì)稱張拉S1號(hào)拉索至設(shè)計(jì)噸位。6)為使結(jié)構(gòu)受力明確，拆除索塔1號(hào)段支架。采用爬模施工2號(hào)段，施工步驟為:安裝勁性骨架、安裝定位外模、安裝鋼筋、澆筑索塔混凝土;待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且不小于10 d，均衡、對(duì)稱張拉S1號(hào)拉索至設(shè)計(jì)噸位。索塔3號(hào)段至索塔10號(hào)段施工方法與2號(hào)段相同，但應(yīng)注意張拉索塔的預(yù)應(yīng)力鋼束和管道灌漿。至此，轉(zhuǎn)動(dòng)體系的主梁、索塔、拉索已施工完畢(索塔澆筑過程中，應(yīng)設(shè)置橫向纜風(fēng)，確保塔的穩(wěn)定性)。7)按照設(shè)計(jì)的拉索張拉施工，此時(shí)支架已基本不承力，松動(dòng)主梁底模板，按照監(jiān)控單位提供的次序，采用緩慢、對(duì)稱、均衡的原則拆除支架，完成體系轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)體主梁、索塔通過拉索連接，共同受力，該狀態(tài)靜置24 h，并密切監(jiān)測(cè)主梁和索塔的變位。在此期間，應(yīng)保證平頭山岸主梁現(xiàn)澆段完成，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。8)開始轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體過程中應(yīng)嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)體速度，確保梁體均勻、平穩(wěn)轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)位置。轉(zhuǎn)體梁端與現(xiàn)澆段梁端之間的高差應(yīng)不大于20 mm，橋軸線與設(shè)計(jì)位置的偏差應(yīng)不大于L/6 000=15 mm，轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)位置后，將合龍段勁性骨架焊接鎖定，澆筑上下盤之間的混凝土。然后澆筑合龍段混凝土，完成體系轉(zhuǎn)換，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%且不小于7 d，對(duì)稱張拉剩余橫向預(yù)應(yīng)力、端橫梁預(yù)應(yīng)力及縱向 B1，B2、剩余 4 束 B3，B5，F(xiàn)B1，F(xiàn)B3，HL，XB2 預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計(jì)噸位并管道灌漿。拆除現(xiàn)澆段支架。9)縱、橫向?qū)ΨQ、均衡地施工橋面系。對(duì)稱張拉 B4，F(xiàn)B2，F(xiàn)B4預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計(jì)噸位并管道灌漿。10)梁端和1號(hào)墩尾封錨、施工0號(hào)橋臺(tái)臺(tái)帽以上部分和1號(hào)墩尾路基。11)調(diào)整全橋索力至成橋索力。12)全橋完工。

4 施工注意事項(xiàng)

4.1 索塔施工

1)用提升模板或爬模完成索塔施工。2)索塔為實(shí)體大體積混凝土，混凝土澆筑中應(yīng)對(duì)混凝土配合比等進(jìn)行試驗(yàn)研究，采取有效養(yǎng)護(hù)措施，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置冷卻管，防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。3)索塔施工誤差要求:塔柱的傾斜度不大于H/3 000(H為塔高)，軸線允許偏差±10 mm，斷面尺寸允許偏差±20 mm，塔頂高程允許偏差±10 mm，表面平整度3 mm，斜拉索錨具軸線偏位，允許偏位±3 mm，斜拉索鋼套管兩端中心位置允許偏差3 mm，錨點(diǎn)高程允許偏差±10 mm。4)索塔施工時(shí)注意預(yù)埋斜拉索錨固系統(tǒng)構(gòu)件、避雷針裝置導(dǎo)線布置及施工用等預(yù)埋件。5)索塔順橋向及橫橋向?qū)ΨQ的斜拉索應(yīng)同步張拉。斜拉索各階段的張拉力、主梁預(yù)拱度、立模高程等由監(jiān)控單位根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行分析計(jì)算確定。6)索塔施工時(shí)應(yīng)注意拉索套筒的預(yù)埋角度及控制高程，套筒的傾角、高程應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙(按計(jì)入拉索自重后的修正角度)進(jìn)行。7)索塔及主梁內(nèi)的勁性骨架布置，施工單位可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，但需經(jīng)設(shè)計(jì)和監(jiān)理的認(rèn)可。8)索塔結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆施工，本設(shè)計(jì)中未考慮橋梁景觀照明，對(duì)該部分需要預(yù)埋的管道等構(gòu)件在施工中根據(jù)業(yè)主要求進(jìn)行預(yù)埋。9)施工過程中，應(yīng)充分重視索塔的橫向穩(wěn)定性，隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，必要時(shí)采取加強(qiáng)措施(例如出現(xiàn)大風(fēng)的情況下)。10)上盤施工時(shí)，應(yīng)注意預(yù)埋索塔固定端錨墊板。11)上盤及索塔的數(shù)量與設(shè)計(jì)數(shù)量之間的誤差應(yīng)嚴(yán)格控制在±2%以內(nèi)。

4.2 轉(zhuǎn)動(dòng)體系施工

1)上、下轉(zhuǎn)盤對(duì)應(yīng)的50 mm鋼板平整度允許誤差應(yīng)嚴(yán)格控制在±1 mm。所有鋼材之間的焊接應(yīng)牢靠。四氟蘑菇頭允許抗壓強(qiáng)度不小于40 MPa，加工時(shí)，應(yīng)保證數(shù)量、位置與設(shè)計(jì)相符，其加工精度應(yīng)嚴(yán)格控制在±1 mm。2)下盤混凝土應(yīng)采用和易性較好的混凝土，確保下盤混凝土振搗密實(shí)。3)上盤上下緣均采用32的鋼筋網(wǎng)三層，施工時(shí)，應(yīng)振搗密實(shí)，確保上盤混凝土的質(zhì)量。4)轉(zhuǎn)軸施工流程及精度要求:a.預(yù)埋鋼板定位，要求中心誤差不大于20 mm，高程誤差不大于20 mm;b.測(cè)量轉(zhuǎn)軸中心，并在預(yù)埋鋼板上鑿出一個(gè)小洞，以便轉(zhuǎn)軸定位;c.將定位鋼管與預(yù)埋鋼板焊接，要求中心誤差不大于5 mm，鋼管垂直度誤差不大于2 mm;d.測(cè)量定位鋼板頂面高程，計(jì)算出定位栓的調(diào)節(jié)長度，并按計(jì)算值將定位栓與轉(zhuǎn)軸連接，利用上端安裝的吊環(huán)起吊轉(zhuǎn)軸至定位鋼管內(nèi)，通過定位鋼管下端的小孔將定位栓置于預(yù)埋鋼板的小孔處;e.利用定位鋼管上部的三個(gè)螺栓孔調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的垂直度，要求轉(zhuǎn)軸的垂直度不大于0.5 mm;f.用鐵皮將定位鋼管下部的孔口封閉;g.在定位鋼管與轉(zhuǎn)軸之間的空隙處灌注環(huán)氧樹脂砂漿，24 h后安裝下轉(zhuǎn)盤鋼板;h.轉(zhuǎn)軸加工誤差為±1 mm。5)應(yīng)采取可靠措施，安全、穩(wěn)妥并緩慢地拆卸上盤支架。建議采用鋼管砂筒或其他更可靠的設(shè)施。6)封盤混凝土澆筑:封盤采用C35混凝土，宜采用和易性較好的混凝土，施工時(shí)應(yīng)振搗密實(shí)。注漿管在封盤混凝土澆筑前安裝。待封盤混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用強(qiáng)度不低于35級(jí)的水泥漿壓注，注漿終止壓力不小于 1.0 MPa，并持續(xù)10 min以上。對(duì)一根注漿管壓注水泥漿時(shí)，其他注漿管如溢出水泥漿，應(yīng)進(jìn)行堵塞。未出漿的注漿管須一一注漿。

[1] 邵旭東，程翔云，李立峰.橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 劉士林，王似舜.斜拉橋設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2008.

[3] 李世勇.既有鐵路跨線立交橋架梁施工技術(shù)研究[J].山西建筑 ，2009 ，35(22):329-331.