一联多孔连续梁大节段快速施工设计

苏国明

(中铁第五勘测设计院集团有限公司，北京 102600)

一联多孔连续梁大节段快速施工设计

苏国明

(中铁第五勘测设计院集团有限公司，北京 102600)

准池铁路前窑子水库大桥(58+3×96+58)m有砟轨道混凝土连续梁，原设计采用挂篮悬臂施工，为实现准池铁路“先通后善、临管运营”的目标，改为支架现浇法施工，施工工期节省了一半时间。详细介绍梁部结构的设计概况、主要设计参数、构造细节、计算方法，以及设计中需要注意的问题。

铁路桥;连续梁;支架现浇法;施工

1 概述

准池铁路前窑子水库大桥主桥为(58+3×96+58)m预应力混凝土连续梁，设计为双线、有砟轨道，设计活载采用新中-活载，原设计采用挂篮悬臂施工。作为控制全线架梁铺轨的关键节点，前窑子水库大桥须于2012年冬季来临前完成梁部施工。原设计工期安排如下:12 m0号块及挂篮安装60 d，12个挂篮节段施工12×10 d=120 d，3个合龙段3×12 d，合计216 d。根据现场实际施工进度，按以上工期梁部需跨冬季施工，尚不能满足架梁铺轨通过的时间节点要求。经过多种方案比选，最终确定变更方案为54 m 0号块+2个10 m现浇段，同时调整合龙顺序为先中跨和边跨一起合龙，最后次中跨。这样该桥梁部变更设计方案工期安排为:0号块60 d，2个10 m现浇节段共2×10 d=20 d，中跨、边跨和次中跨合龙段2×10 d=20 d，合计总共100 d，按现浇施工工期安排可于2012年10月30日完成合龙。

现该桥已于2012年10月26日顺利合龙完成(图1)，支架现浇施工与悬灌施工比较提前了116 d合龙，大大缩短了工期。

图1 支架现浇施工现场

2 一联多孔连续梁现浇大节段施工方案

2.1 施工方案选择

京津城际及京沪高速铁路大跨连续梁支架现浇一般采用墩顶、跨中及边跨为大节段，中跨设置2个合龙段。施工顺序为墩顶及跨中大节段可一起浇筑，混凝土强度满足要求后进行张拉，腹板预应力通过联结器在合龙段处接长，然后浇筑合龙段，混凝土强度满足要求后进行张拉，腹板预应力接长至梁端，浇筑边跨大节段，混凝土强度满足要求后进行剩余预应力的张拉。

以(48+80+48)m连续梁为例，全桥共分A、B、C、D 4种梁段(图2)，中支点B号梁段长度36 m;A号梁段长度30.75 m;C号合龙段长度3.5 m;D号梁段长度37.0 m。采用三向预应力体系，顶板纵向预应力钢束采用15φs15.2钢绞线，中跨底板采用18—φs15.2钢绞线，边跨底板采用15φs15.2钢绞线，腹板采用15φs15.2钢绞线，纵向预应力筋布置见图3。

在梁段浇筑完成后，随着预应力的逐步施加，施工支架的受力将发生变化，对于跨中段而言，支反力有向两侧转移的趋势，而对于中支座0号段而言，支反力有向墩顶附近转移的趋势。根据对施工阶段的受力分析，(48+80+48)m连续梁中支座处墩旁每侧托架在施工过程中的最大受力为12 000 kN，对于中间段临时支座处，支架在施工过程中的最大受力为7 300 kN，故对于上述位置支架需特殊处理，必须采用劲性支架支撑，确保该处的承载力满足要求。

图2(48+80+48)m主梁纵向分段(单位:cm)

图3 (48+80+48)m主梁纵向预应力布置

对于一联多孔连续梁，如采用一联三孔节段划分方式，预应力布束困难，且由于张拉过程中支反力的重分配，将大大提高跨中支架的风险性。故对于一联多孔连续梁，节段划分及施工步骤应为大节段悬灌及合龙方式。施工过程中通过预应力的张拉，中间支架逐步脱架，反力传至中墩可靠的临时支座上，整个施工过程结构受力明确，现浇支架仅按梁段自重加施工荷载考虑即可，节省了临时工程的投入。

2.2 主要施工步骤

前窑子水库大桥主桥(58+3×96+58)m混凝土连续梁主要施工步骤如下。

(1)桥墩施工完毕后，进行支架基础处理，在中墩两侧搭设钢管桩贝雷梁，并进行预压。安装永久支座及临时支座，立模浇筑0号段混凝土，并将0号段与墩身临时固结，采取可靠措施，保证永久支座不受力。养护、待混凝土达到90%的设计强度且混凝土龄期不小于5 d时，张拉并锚固本阶段纵、横、竖向预应力。如图4所示。

(2)搭设钢管桩及贝雷梁，立模绑扎1号段梁体钢筋，浇筑1号段混凝土，待混凝土强度达到设计强度的90%时，张拉并锚固本阶段纵、横、竖向预应力筋。搭设钢管桩及贝雷梁，立模绑扎2号段梁体钢筋，浇筑2号段混凝土，待混凝土强度达到设计强度的90%时，张拉并锚固本阶段纵、横、竖向预应力筋。如图5所示。

图4 0号段现浇及张拉

图5 1号、2号段现浇及张拉

(3)在2号墩、7号台旁搭设现浇支架，并进行预压，安装边墩永久支座，浇筑边跨直线段4号梁段。

(4)安装中跨跨中合龙段及边跨合龙段临时刚性连接构造，张拉中跨及边跨临时束，现浇中跨跨中合龙段及边跨合龙段混凝土。待合龙混凝土达到90%设计强度，龄期不小于6 d后，张拉本阶段预应力束。拆除中跨合龙段及边跨合龙段临时刚性连接构造。拆除3号、4号、5号、6号墩处临时固结措施，启动3号、4号、5号、6号墩永久支座，且3号墩、6号墩纵向临时锁定，完成第一次体系转换。

(5)安装次中跨跨中合龙段临时刚性连接构造，张拉次中跨临时束，现浇次中跨合龙段混凝土。待混凝土达到90%设计强度，龄期不小于6 d后，张拉并锚固本阶段预应力束。拆除次中跨合龙段临时刚性连接构造，拆除3号、6号墩纵向临时锁定，完成第二次体系转换。

(6)拆除所有支架，存梁60 d，进行桥面系的铺设。

3 梁部构造及计算分析

3.1 主梁构造

图6 (58+3×96+58)m主梁主跨纵向预应力布置(单位:cm)

前窑子水库大桥主桥(58+3×96+58)m连续梁采用变高度单箱单室直腹板箱梁，桥梁全长405.5 m(含两侧梁端至边支座中心各0.75 m)。梁体控制截面梁高分别为:端支座处及边跨直线段和跨中处为4.5 m，中支点处梁高7.5 m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半径R=309.667 m;全桥箱梁顶宽10.9 m，底宽7.0 m;顶板厚40 cm，腹板厚分别为60、80、100 cm，底板厚由跨中的40 cm按圆曲线变化至中支点梁根部的90 cm，边支点处加厚到70 cm。

全桥共设9道横隔梁，分别设于中支点、端支点和跨中截面。中支点处设置厚2.5 m的横隔梁，边支点处设置厚1.5 m的端隔梁，跨中合龙段设置厚0.8 m的中横隔梁。横隔梁处设有孔洞，供检查人员通过。

本桥支架现浇梁体结构尺寸与挂篮悬灌施工的梁体结构尺寸完全相同，仅节段划分不同。悬臂施工中支点0号段长12 m，一般悬灌段分为3.0、3.5、4.0 m，合龙段长2 m，边跨现浇段长9.75 m。支架现浇中支点0号现浇段长54 m，剩余现浇段长10 m，合龙段长度、边跨现浇直线段长度不变，与悬臂施工节段相同。

3.2 主梁预应力

(58+3×96+58)m连续梁采用三向预应力体系，即纵向、横向和竖向预应力。纵向预应力钢束采用19-φs15.2和15-φs15.2钢绞线，采用 M15-19和M15-15锚具。横向预应力采用4-φs15.2，单端交错张拉。竖向预应力筋采用 φ32 mm精轧螺纹筋，用JLM-32型锚具，顺桥布置间距0.5 m。主梁纵向预应力布置见图6。

本桥支架现浇预应力形状与悬灌预应力形状基本相似，不同之处在于悬灌施工顶板及腹板预应力基本都锚固在施工节段缝上，而支架现浇施工预应力则因为节段较长，无法全部锚固在节段缝上，大部分顶板及腹板预应力筋弯出梁体，在箱梁里面做锯齿块锚固。

3.3 梁部纵向计算

(58+3×96+58)m主梁共分254个单元，255个节点，采用BSAS4.2.6版建模计算。预应力输入和边界条件输入与施工阶段相对应。

本桥主梁计算按全预应力设计，各项计算结果见表1。

表1 主梁按新中-活载计算结果 MPa

静活载作用下边跨最大挠度值14.6 mm，为跨度的1/4 000，小于 L/800，次中跨最大挠度值为 45.2 mm，中跨最大挠度值47.9 mm，均小于L/700。

4 结语

一联多跨连续梁施工过程中，结构受力明确，线形易于控制，边界条件与悬灌施工基本相同，与挂篮悬臂浇筑设计相比，需注意以下几点。

(1)支架现浇与挂篮悬臂浇筑施工相比，支架现浇施工工期将会大大缩短，施工方法相对简单，线形控制更加容易，梁体外观相对美观。所以在工期紧张且地形条件允许的情况下，可以将悬灌施工改为支架现浇施工。

(2)边跨预应力钢束均为两端张拉时，要注意交接墩错台及桥台胸墙要等梁体边跨预应力张拉完毕才能浇筑。

(3)支架现浇设计中，应注意计算程序中现浇支架刚度的模拟。中跨与边跨同时合龙后张拉预应力钢束时，应注意要先拆掉支架，以免次中跨下挠受阻产生反顶。

(4)预应力齿块较多，特别是腹板束需旁弯锚固，需注意齿块构造及配筋细节。

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Design for Rapid Construction of Large Segments of a Multi-span Continuous Girder

SU Guo-ming
(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China)

In the original design for the(58+3×96+58)-m concrete continuous girder with ballasted track of Qianyaozi Reservoir Bridge on Zhun-Chi Railway，the cantilever construction method with form traveler was adopted.Afterwards，in order to achieve the ideal goal of putting this bridge into operation as quickly as possible，the cast-in-place method with support frame was then employed，instead of the previous construction method，so that the construction period was finally shortened by half.This paper introduces the design overview of girder structure，the main design parameters，structural details，construction method and the issues to be noticed in design.

railway bridge;continuous girder;cast-in-place method with support frame;construction

U448.21+5;U445

B

1004-2954(2013)09-0050-04

2013-03-06;

2013-03-26

苏国明(1971—)，男，高级工程师，1993年毕业于同济大学，工学学士。