紅果經濟開發區跨鐵路立交橋施工關鍵技術

鄧世超 楊虎根 王海東

0 引言

在跨鐵路橋梁設計中，不影響或盡量少影響鐵路運輸成為橋型方案選擇的重要考慮指標。由于采用支架上現澆或者按節段拼裝的施工方法對鐵路運輸影響巨大，相比之下，轉體施工法就顯示出極大的優越性。

平轉法是分別在兩岸或一岸順河流方向上的矮支架上現澆主梁，并在岸上完成包括落架、張拉、調索等所有安裝工序，然后以塔墩為圓心，整體旋轉到橋位合龍。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體的斜拉橋。

1 概況

本橋位于盤縣新城紅果城區，橋梁為跨越南(寧)昆(明)鐵路紅果站。橋梁起點岸為平頭山，終點岸為鐵路小學。橋跨布置:凈跨92 m無背索斜獨塔單索面PC主梁斜拉橋，橋面全寬26 m。橋梁起點樁號K0+252，終點樁號為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，設置對稱的1.5%雙向橫坡。

2 總體布置

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

箱梁為C50預應力混凝土結構，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類部分預應力混凝土構件設計。

索塔采用C50預應力混凝土結構，截面為4.5 m×8.0 m(橫橋向×順橋向)的實體截面。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°。為了便于施工時鋼筋及索管定位，在索塔內設置了勁性骨架。同時考慮到大體積混凝土水化熱的影響，在索塔內布置了多層冷卻管。

3 主橋施工方案

1)施工機具進場，平整場地，放樣，完成施工前期準備。2)進行0號橋臺及1號墩基礎施工。3)施工下盤、磨心及上盤。施工完畢后，試轉，確保磨心轉動靈活。4)在鐵路小學岸搭設滿堂支架，對支架進行預壓，預壓荷載為設計荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后澆筑轉體段主梁混凝土，待混凝土達到設計強度的85%且不小于 7 d，對稱張拉橫向預應力、縱向 T1，XB1及 2束 B3預應力鋼束至設計噸位并對孔道灌漿。5)搭設索塔1號段支架，對支架進行預壓，預壓荷載為設計荷載和施工荷載之和的1.15倍。然后施工索塔1號段，施工時可根據混凝土攪拌能力確定分段施工長，濕接縫應垂直索塔中心線。待混凝土強度達到設計強度的90%且不小于10 d，對稱張拉ST1，ST2預應力鋼束，并灌漿。然后均衡、對稱張拉S1號拉索至設計噸位。6)為使結構受力明確，拆除索塔1號段支架。采用爬模施工2號段，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;待混凝土強度達到設計強度的90%且不小于10 d，均衡、對稱張拉S1號拉索至設計噸位。索塔3號段至索塔10號段施工方法與2號段相同，但應注意張拉索塔的預應力鋼束和管道灌漿。至此，轉動體系的主梁、索塔、拉索已施工完畢(索塔澆筑過程中，應設置橫向纜風，確保塔的穩定性)。7)按照設計的拉索張拉施工，此時支架已基本不承力，松動主梁底模板，按照監控單位提供的次序，采用緩慢、對稱、均衡的原則拆除支架，完成體系轉換，使轉體主梁、索塔通過拉索連接，共同受力，該狀態靜置24 h，并密切監測主梁和索塔的變位。在此期間，應保證平頭山岸主梁現澆段完成，并達到設計強度。8)開始轉體，轉體過程中應嚴格控制轉體速度，確保梁體均勻、平穩轉至設計位置。轉體梁端與現澆段梁端之間的高差應不大于20 mm，橋軸線與設計位置的偏差應不大于L/6 000=15 mm，轉至設計位置后，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，完成體系轉換，達到設計強度的85%且不小于7 d，對稱張拉剩余橫向預應力、端橫梁預應力及縱向 B1，B2、剩余 4 束 B3，B5，FB1，FB3，HL，XB2 預應力鋼束至設計噸位并管道灌漿。拆除現澆段支架。9)縱、橫向對稱、均衡地施工橋面系。對稱張拉 B4，FB2，FB4預應力鋼束至設計噸位并管道灌漿。10)梁端和1號墩尾封錨、施工0號橋臺臺帽以上部分和1號墩尾路基。11)調整全橋索力至成橋索力。12)全橋完工。

4 施工注意事項

4.1 索塔施工

1)用提升模板或爬模完成索塔施工。2)索塔為實體大體積混凝土，混凝土澆筑中應對混凝土配合比等進行試驗研究，采取有效養護措施，并按設計要求設置冷卻管，防止混凝土產生溫度裂縫。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，錨點高程允許偏差±10 mm。4)索塔施工時注意預埋斜拉索錨固系統構件、避雷針裝置導線布置及施工用等預埋件。5)索塔順橋向及橫橋向對稱的斜拉索應同步張拉。斜拉索各階段的張拉力、主梁預拱度、立模高程等由監控單位根據施工組織設計及現場實際情況進行分析計算確定。6)索塔施工時應注意拉索套筒的預埋角度及控制高程，套筒的傾角、高程應嚴格按設計圖紙(按計入拉索自重后的修正角度)進行。7)索塔及主梁內的勁性骨架布置，施工單位可根據實際情況進行調整，但需經設計和監理的認可。8)索塔結構采用現澆施工，本設計中未考慮橋梁景觀照明，對該部分需要預埋的管道等構件在施工中根據業主要求進行預埋。9)施工過程中，應充分重視索塔的橫向穩定性，隨時進行觀測，必要時采取加強措施(例如出現大風的情況下)。10)上盤施工時，應注意預埋索塔固定端錨墊板。11)上盤及索塔的數量與設計數量之間的誤差應嚴格控制在±2%以內。

4.2 轉動體系施工

1)上、下轉盤對應的50 mm鋼板平整度允許誤差應嚴格控制在±1 mm。所有鋼材之間的焊接應牢靠。四氟蘑菇頭允許抗壓強度不小于40 MPa，加工時，應保證數量、位置與設計相符，其加工精度應嚴格控制在±1 mm。2)下盤混凝土應采用和易性較好的混凝土，確保下盤混凝土振搗密實。3)上盤上下緣均采用32的鋼筋網三層，施工時，應振搗密實，確保上盤混凝土的質量。4)轉軸施工流程及精度要求:a.預埋鋼板定位，要求中心誤差不大于20 mm，高程誤差不大于20 mm;b.測量轉軸中心，并在預埋鋼板上鑿出一個小洞，以便轉軸定位;c.將定位鋼管與預埋鋼板焊接，要求中心誤差不大于5 mm，鋼管垂直度誤差不大于2 mm;d.測量定位鋼板頂面高程，計算出定位栓的調節長度，并按計算值將定位栓與轉軸連接，利用上端安裝的吊環起吊轉軸至定位鋼管內，通過定位鋼管下端的小孔將定位栓置于預埋鋼板的小孔處;e.利用定位鋼管上部的三個螺栓孔調節轉軸的垂直度，要求轉軸的垂直度不大于0.5 mm;f.用鐵皮將定位鋼管下部的孔口封閉;g.在定位鋼管與轉軸之間的空隙處灌注環氧樹脂砂漿，24 h后安裝下轉盤鋼板;h.轉軸加工誤差為±1 mm。5)應采取可靠措施，安全、穩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，施工時應振搗密實。注漿管在封盤混凝土澆筑前安裝。待封盤混凝土達到設計強度后，采用強度不低于35級的水泥漿壓注，注漿終止壓力不小于 1.0 MPa，并持續10 min以上。對一根注漿管壓注水泥漿時，其他注漿管如溢出水泥漿，應進行堵塞。未出漿的注漿管須一一注漿。

[1] 邵旭東，程翔云，李立峰.橋梁設計與計算[M].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 劉士林，王似舜.斜拉橋設計[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研究[J].山西建筑 ，2009 ，35(22):329-331.