京石鐵路客運專線滹沱河特大橋跨京廣鐵路連續梁轉體橋中跨合龍段施工技術

董國亮

(中鐵十二局集團第三工程有限公司，太原 030024)

1 工程概述

京石客運專線石家莊滹沱河大橋跨京廣鐵路(80.6+128+80.6)m連續梁轉體橋位于京廣鐵路柳辛莊車站東頭。橋下有京廣線上、下行客車線以及到發線共計5條股道，均為電氣化鐵路。中跨合龍段位于既有線2道和3道鐵路軌道線路正上方，梁下有4道電氣化接觸網硬橫梁，梁底與硬橫梁最小距離僅有10 cm，京廣線每天有140對列車通過，行車密度3～5 min/列。施工環境條件差，安全風險大，施工難度高。橋梁與京廣鐵路位置關系見圖1。

2 中跨合龍段施工關鍵技術和施工工藝流程

2.1 中跨合龍段施工關鍵技術研究

跨線連續梁(或剛構)的“T”構轉體完成后，中跨合龍段施工是下部施工的關鍵和難點。總的來講，其合龍段施工除掛籃與懸臂澆筑使用的掛籃有所不同外，其余工序和工藝與一般連續梁(或剛構)合龍段施工基本類似。目前此類掛籃根據其設計與施工特點，大致可分為就地安拆法、全進全退法和鋼殼法3類。

圖1 橋梁與京廣鐵路相交平面布置(單位:m)

由于本橋連續梁所處的施工環境差，接觸網硬橫梁與梁底之間空間有限，梁下京廣線行車密度大，電氣化網線密集度高，中跨合龍段施工需解決以下關鍵技術問題。

(1)中跨合龍段掛籃設計

中跨合龍段位于既有線上方，梁底與既有線接觸網硬橫梁最小距離僅有10 cm，常規掛籃在此環境下無法進行就地解除或全身后退。為此確定“空中肢解掛籃底?！钡目傮w思路，通過在掛籃側模上搭建全封閉作業平臺，采取穩妥的施工方法和嚴密的防護措施，安全可靠“肢解”底模后，將掛籃后退到既有線限界外拆除。

(2)中跨合龍段掛籃的安裝

通過吊車和倒鏈配合將掛籃固定在轉體梁端，轉體精調到位后，通過梁頂軌道和行走系統牽引掛籃到位。

(3)中跨合龍段的臨時鎖定

通過受力計算采用外鎖定勁性骨架方式和張拉部分預應力束進行施工。

(4)中跨合龍段混凝土施工

通過氣溫測定，選用地泵在低溫下施工。

(5)中跨合龍段掛籃的拆除

在封閉作業平臺上逐步安全拆除底模系統，通過牽引系統牽引掛籃到既有線限界外拆除。

2.2 中跨合龍段施工工藝流程(圖2)

3 中跨合龍段施工

3.1 掛籃的設計與加工

京石客運專線滹沱河大橋跨京廣鐵路(80.6+128+80.6)m連續梁中跨合龍段長2.0 m、寬12.0 m、高5.6 m，混凝土方量55.6 m3，重1 440 kN。

圖2 合龍段施工工藝流程

掛籃結構由承重系統、懸吊系統、外模系統、底模系統、防護系統、行走牽引系統和錨固系統7部分組成。各系統中的型鋼全部采取焊接的形式聯結。掛籃裝置的外模系統及底模系統分別與支撐行走系統獨立連接，當拆除底模系統時不影響側模系統與支撐行走系統的連接，具體應用時，可先在封閉系統內拆除底模系統，然后將側模系統連同頂橫梁等一起退回到鐵路限界外拆除。合龍段掛籃結構見圖3。

圖3 合龍段掛籃結構(單位:mm)

承重系統由前后橫梁和上分配梁組成，2根主承重梁采用2［40a型鋼焊成，設計時考慮掛籃澆筑混凝土、前移和后退3個工況。

懸吊系統設前后吊帶各5根，掛籃前移時，通過兩側4根吊帶把底模橫梁懸掛在承重橫梁上;澆筑合龍段混凝土時，則依靠剩余6根吊帶將底模鎖定在已成的混凝土梁端上。吊帶均采用φ32 mm精軋螺紋鋼。

外模系統主要由［10槽鋼焊成的框架和定型鋼模板組成，拐角部分配特制模板。與一般掛籃外模設計不同的是:此種掛籃外模與承重橫梁采用剛性聯結，不僅可以保證掛籃后退時外模不至晃動，還可增加掛籃在后退過程中的安全性。

底模系統由底模橫梁、縱橫梁和面板組成。底模面板采用厚2 cm竹膠板，底?？v梁采用Ⅰ20型鋼，底模橫梁采用2根Ⅰ36a型鋼焊成的箱形梁。底?？v梁四周無凸出物，防止橫梁肢解時與外模上的防傾裝置卡死。

行走牽引系統承重橫梁下安裝軌道車車輪，43 kg/m鋼軌鋪在箱梁頂面，2個10 t倒鏈牽引掛籃沿鋼軌縱移。掛籃行走牽引系統如圖4所示。

圖4 掛籃行走牽引系統

錨固系統由φ32 mm精軋螺紋鋼筋、小分配梁和鎖定螺母組成。掛籃到達設計位置后，底模定位通過32 t螺旋千斤頂收起底模緊貼已成梁底;外模定位則通過千斤頂頂起承重橫梁將外模與箱梁翼緣板貼緊，橫向定位則通過內外模對拉螺栓收緊。

防護平臺由工作平臺和防墜、防水平臺組成。工作平臺是為底模肢解時人員操作而設，主要材料采用［16輕型槽鋼和4 mm厚防滑鋼板。防墜、防水平臺布置在外模框架底部。［16輕型槽鋼焊4 mm厚鋼板，4 mm厚鋼板四周向上卷起10 cm，形成封閉向上平口防墜、防水箱。在外?？蚣芷溆嗳鎾熹摻z密網防墜物。

掛籃防護系統見圖5。

圖5 防護系統示意(單位:mm)

3.2 中跨合龍段掛籃的安裝(圖6)

掛籃加工完成后，應按合龍段混凝土重的1.2倍荷載進行預壓，檢驗掛籃整個結構的承載能力，確保施工時的既有線運營安全。采用在地面用千斤頂對承重橫梁進行預壓，現場測試預壓結果:承重橫梁最大變形5 mm，底模橫梁最大變形3 mm，與計算結果吻合，滿足使用要求。

圖6 掛籃安裝示意

首先在已施作好的橋面梁端上安裝軌道并固定;第二吊裝掛籃頂橫梁，并且將2道橫梁連接為整體，鎖定行走輪;第三采用吊車將已制作好的掛籃底模底盤移至梁底上橫梁下方支架，吊裝側模并與上橫梁和底模系統連接;第四精確調整底模水平，確保底模在轉動過程中不干擾接觸網硬橫梁;在梁體T構另一側設置平衡重;試轉前將中跨合龍段掛籃固定在已施工的箱梁端部，用千斤頂頂起頂橫梁，用精軋螺紋鋼在箱梁預留孔將掛籃鎖定。

T構轉體到位后，用千斤頂頂起頂橫梁，竄動鋼軌，搭過合龍段，下放頂橫梁，使走行輪落在鋼軌上，推動整個掛籃到達設計位置，再次用千斤頂頂起頂橫梁，使翼緣板模板緊貼梁面。收緊頂橫梁，安裝內外側及箱內吊桿，并上好螺帽。外模和底模各為獨立系統，可各自單獨調整，底模系統類似掛籃底模，外模桁架與頂橫梁固結。外模靠底模，用對拉螺栓壓緊，內模采用木模，用碗扣腳手架做支撐。

掛籃預壓和安裝見圖7。

圖7 掛籃預壓和安裝

3.3 中跨合龍段臨時鎖定

臨時鎖定主要是抵消墩頂支座上摩擦力。中跨合龍段采用外鎖定勁性骨架的方式和張拉部分預應力束施工。每個合龍段由4根勁性骨架(2［32a型鋼)與箱梁梁端的預埋鋼板焊接而成。頂板設置2道，底板設置2道。中跨合龍臨時鎖定示意見圖8。

圖8 中跨合龍臨時鎖定示意(單位:cm)

3.4 中跨合龍段混凝土施工

合龍段混凝土采用微膨脹混凝土。按規范和設計要求合龍段混凝土選擇在一天中氣溫最低時進行澆筑，并保證合龍段新澆筑混凝土處于氣溫上升的環境中，在受壓的狀態下達到終凝，以防混凝土開裂，混凝土的澆筑速度每小時10 m3左右，3～4 h澆完。

混凝土澆筑后由專人進行噴水霧養生，初凝后覆蓋塑料薄膜及土工布保濕養護，專人進行混凝土測溫記錄。

3.5 中跨合龍段掛籃的拆除

3.5.1 肢解掛籃底模

合龍段預應力筋張拉壓漿后準備拆除掛籃。首先通過底模千斤頂及底模吊桿下放底模系統20 cm，將底模橫梁下落至外模桁架下部延長豎桿上的下限位槽鋼上，工作人員在底模作業平臺和外模底部作業平臺上拆除過渡豎桿及底模吊掛系統，依次橫向抽出底模板、底模方木、底?？v梁，并解體后提升到橋面。上、下限位槽鋼的作用是保證底模橫梁等在拆卸過程中始終位于上、下限位槽鋼之間，避免脫落，起到限位作用。

恢復外模桁架下部的過渡豎桿，保證桁架的整體穩定性，安裝上限位槽鋼，底橫梁跨中分解后，采用倒鏈將底橫梁向外邊抽拉、邊切割解體后提升到橋面，最后一段底橫梁與限位槽鋼焊接固定，底模作業平臺隨底模橫梁外抽時同步分段拆除。掛籃底模拆除見圖9。

圖9 掛籃底模拆除示意

3.5.2 合龍段掛籃后退

鋪設橋面掛籃鋼軌，將外模桁架及頂橫梁下放，使走行輪觸及鋼軌，底部防護平臺折疊起，解除內外模水平拉桿，拆除內模，放松外模吊桿，外模板脫離梁體，當外模板張開達到行走狀態后，沿軌道將掛籃裝置牽引到鐵路限界以外拆除。

掛籃拆除示意見圖10。

3.6 中跨合龍段施工注意事項

(1)環境溫度選擇

圖10 掛籃拆除示意

在連續梁橋合龍時，梁體對溫度變化的反應對合龍段質量乃至整個連續梁橋體系受力有很大影響。因此，為保證合龍段的施工質量以及合龍后體系能達到設計的受力狀態，必須選擇合適的合龍溫度，并針對以上問題采取某些構造措施和施工措施。為消除這一影響，合龍段施工采用低溫合龍，日溫最低時施工，這樣合龍后利用緩慢溫升使梁伸長擠壓合龍段。

(2)合龍口鎖定的時機選擇

剛性支撐鎖定時間根據連續觀測結構確定，要求在梁體相對變形最小和溫度變幅最小的時間內，對稱、均衡、同步鎖定。在合龍口鎖定后，立即釋放一側固結約束，使梁一端在合龍口鎖定的連接下能沿支座自由伸縮。

(3)合龍段混凝土澆筑

混凝土澆筑時間應控制在4 h以內，避免因時間過長而出現混凝土的不均勻升溫，混凝土澆筑前應將合龍段兩側梁端混凝土鑿毛和潤濕，以利于新舊混凝土接合。澆筑順序按底板、腹板、頂板的順序，并應左右對稱，在施工中加強與梁端混凝土接縫處的振搗，確保合龍段混凝土密實。在混凝土施工中，嚴格控制混凝土自由下落高度在1.0 m以內，避免產生過大的梁體振動，同時控制橋面機械設備、材料等的吊落或移動，以免影響混凝土的質量。

(4)施工安全和鐵路部門要點時間內完成

中跨合龍段是在既有線上方施工，施工安全至關重要，施工中掛籃的前移、后退、肢解底模都要向鐵路部門要點施工。施工前要制定詳細的施工方案，采取穩妥的安全措施，科學安排，確保在要點時間內完成工作內容。

4 結語

滹沱河特大橋跨京廣鐵路轉體橋中跨合龍段通過選用合適勁性骨架臨時鎖定時機和合龍段混凝土澆筑時間的合理安排，確保了合龍口混凝土平順圓滑，無細小裂縫。采用將掛籃固定在梁端隨轉體一同轉動到位，在全封閉掛籃中實施合龍段施工作業，在封閉的作業平臺中拆除掛籃底模，通過軌道滑移到鐵路限界外拆除等一系列措施，降低中跨合龍段施工安全風險，保證了既有線的正常運營，開創了在電氣化接觸網上方有限空間內“肢解掛籃底?！钡南群?，破解了既有線上有限空間條件下中跨合龍段施工難題，為類似工程積累了寶貴經驗，具有較好的借鑒價值。

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