預應力混凝土連續箱梁頂推方案設計及應用

何宏智

（昆明理工大學 建筑工程學院，云南 昆明 650500）

1 工程概況

公路跨鐵路跨線橋，立面布置受限制于橋下凈空高度限制，因此橋位宜選擇在鐵路路塹地段。選擇鐵路路塹地段，鐵路位于路基挖方內，修建上跨橋可減短引橋的長度，有效地降低工程造價。

本跨線橋橋位選擇于馬龍車站曲靖端（圖1），立交中心里程為滬昆線K2498+182.82，新建跨線橋正交于滬昆鐵路中線，橋位處滬昆鐵路位于馬龍-曲靖區間路塹地段，路塹邊坡坡頂距離軌頂約高11.6m，新建上跨橋地形條件較好，橋位小里程側滬昆線既有1～30m簡支梁橋與新建跨線橋凈距35m，新建跨線橋施工對既有跨線橋影響較小。GK2+052.95=K2948+182.82處為滬昆鐵路，目前正在使用，需要保通。

圖1 跨線橋區位圖

2 橋梁總體設計

2.1 設計要求

1）道路等級：城市主干路。

2）設計荷載：“1.3倍城-A級”荷載。

3） 路面橫坡：行車道雙向橫坡坡度為1.5%，人行道橫坡坡度為2%。

4）橋下凈空：鐵路凈空不小于8.5m。

5）橋上縱坡：1.693%。

6）橋面路幅寬度：橋梁分左右兩幅，每幅橋面布置為：0.5m防撞墻+3.75m（人行道）+3.5m（非機動車道）+11m（機動車道三車道）+0.5m（防撞護欄）=19.25m；兩幅橋間凈距為4.0m，橋面總寬度42.5m。

2.2 平面布置

本跨線橋平面設計采用直線（圖2），線路與既有滬昆鐵路立交中心里程：K2498+182.82，位于馬龍-曲靖區間馬龍車站，馬龍車站曲靖端；立交區既有滬昆鐵路位于緩和曲線段，縱向位于6.1‰下坡段，路塹地段邊坡較高。

滬昆鐵路北側為規劃三江大道，規劃道路寬度40m，道路中線距離滬昆鐵路左線55m，規劃道路紅線距離既有滬昆左線35m，規劃道路與既有滬昆鐵路平行，距離較近；規劃三江大道位置占用了既有滬昆鐵路部分路塹天溝，路塹塹頂雨水考慮匯入三江大道雨水系統，三江大道占用段路塹天溝廢棄；規劃三江大道道路紅線距離既有滬昆鐵路較近，考慮在規劃大道人行道外側沿三江大道道路紅線設置SS級防撞墻及防落網，以保證滬昆鐵路運營安全。

既有滬昆鐵路南側為規劃九州大道，規劃道路中線距離既有滬昆左線155m，距離較遠，規劃道路對既有滬昆鐵路影響較小，考慮規劃道路靠近滬昆鐵路處局部設置防護措施。

3 頂推方案的總體設計

轉體方案橋跨布置為：左右幅（15+30+15）m預應力混凝土連續箱梁。本方案橋梁全長67.5m，采用分幅設計，單幅橋面寬度19.25m，左右幅間橋梁凈距4.0m。跨線橋與既有滬昆鐵路正交，立交中心里程：GK0+057.28(道路 )=K2498+182.82(鐵路 )，如圖3所示。

3.1 上部結構

圖2 跨線橋橋位處平面

圖3 頂推方案左幅橋總體布置圖（單位：cm）

圖4 預應力混凝土連續箱梁截面圖（單位：cm）

橋梁上部結構采用（15+30+15）m等高度預應力混凝土連續箱梁，預應力混凝土連續箱梁為單箱三室斜腹板截面，梁高度均為1.7m。箱梁頂板設置1.5%橫坡，底板采用平置，橫向1.5%橫坡通過腹板不等高實現。箱梁頂板寬度19.25m，底板寬度12.5m，兩側懸臂板懸臂長3m，端部厚度0.2m，根部厚度0.66m。跨中截面：頂板厚度25cm，底板厚度25cm，腹板厚度50cm；支座截面：頂板厚度50cm，底板厚度50cm，腹板厚度70cm；支座處設置橫隔梁，如圖4所示。

3.2 下部結構

橋墩采用雙柱花瓶形橋墩（圖5），墩柱為雙根1.8m×1.6m的矩形實體柱，墩柱上部2.5m高度采用圓曲線漸變順接蓋梁；蓋梁高度2.2m，蓋梁寬度3.0m，蓋梁下部1.0m采用圓曲線漸變高度順接墩柱；橋墩造型優美。墩底設置矩形承臺，承臺尺寸為5.4m×8.6m，承臺厚度2.0m。橋墩基礎均采用?1.2m鉆孔灌注端承樁，每墩采用6根樁。

橋臺采用U型重力式橋臺，臺高4m，臺長3.75m；臺底設置承臺，承臺尺寸20.25 m×5.75m；基礎采用?1.2m鉆孔灌注端承樁。

圖5 橋墩立面構造圖（單位：cm）

3.3 頂推系統

頂推采用鋼束牽引千斤頂連續頂推施工方法，頂推系統由臨時墩、牽引反力座、滑道梁、滑道、鋼導梁及梁上錨塊、滑輪組組成。

1）牽引反力座 牽引反力座承受頂推施工時千斤頂牽引反力，本方案利用橋臺承臺及部分臺身作為牽引反力座，不必單獨設置。

2）滑道梁及橫向糾偏裝置 滑道梁為頂推施工時接收、支承梁所設，滑道梁采用厚20～30mm的Q345qD鋼板焊接形成，滑道梁頂板上焊接3mm不銹鋼板，其上鋪設四氟乙烯滑板，滑道梁端部設置3%～5%斜坡以利接收梁。橫向糾偏裝置為混凝土梁頂推施工中，利用千斤頂橫向頂推對梁進行橫向調整的裝置，橫向糾偏裝置采用Q345qD鋼材制作焊接于滑道梁側面。

3）臨時墩 臨時墩布置于永久墩1#墩右側6m處，是鋼箱梁現場節段拼接支架的支點，同時墩頂布置滑道梁以減少頂推梁跨鐵路段梁的懸臂長度。臨時墩的墩柱采用3根?1 000×16mm鋼管，柱橫向間采用鋼管焊接桁架形成橫向支撐，臨時墩墩身與1#墩間縱向采用?1 000×16mm鋼管形成縱向支撐。臨時墩每柱下采用1根?1.5m鉆孔灌注樁基礎。

4) 梁上錨塊、滑輪組 梁上錨塊、滑輪組是頂推施工時牽引力作用于梁上的裝置，現澆混凝土梁時設置于底板上部。滑輪組安裝于下錨橋臺處。

5) 鋼箱前導梁 為防止頂推施工中，連續混凝土梁因懸臂長度過大導致梁高過高以及自身重量下撓導致無法順利上墩，連續混凝土梁前端設置12.5m長度鋼箱前導梁，鋼箱前導梁采用Q345qD鋼板現場焊接形成，待連續混凝土梁頂推就位后拆除。

4 結 語

頂推法具有快速便捷的優點，是預應力混凝土連續箱梁橋常用的施工方法，且頂推施工工藝已經較為成熟[3]。本項目采用預應力混凝土連續箱梁頂推設計方案以及合理的布置形式，對工程質量有保證，橋型美觀性好，梁體施工難度較小，施工期間通過鐵路時間較少，對既有線路運營影響較小，通過嚴格的施工控制，施工風險小，施工安全系數也高。

[1]陳恒山，吳 靜，陳湘林.頂推法施工在橋梁工程中的應用[J].中外公路，2006，（3）：178-180.

[2]安亞平.跨鐵路線預應力混凝土連續箱梁橋頂推施工關鍵問題分析[D].長沙：長沙理工大學，2014.

[3]田海英.探討橋梁頂推施工技術[J].廣東科技，2009，(4)：166-168.