浅谈高烈度地震山区高速铁路桥梁竖向防落梁施工技术

2017-09-15熊利文

城市道桥与防洪 2017年8期

关键词：钢棒墩台梁体

熊利文

（中铁十六局集团有限公司第三工程有限公司，浙江湖州 313000）

浅谈高烈度地震山区高速铁路桥梁竖向防落梁施工技术

熊利文

（中铁十六局集团有限公司第三工程有限公司，浙江湖州 313000）

现以沪昆铁路客运专线（云南段）高烈度地震山区桥梁防落梁施工为对象，结合9度地震区增加竖向防落梁措施施工的特征，提出竖向防落梁装置的梁体预埋组件定位、墩台顶预埋组件定位，以及球绞式竖向限位杆定位安装等技术措施，有效地解决了竖向防落梁组件定位安装困难、安装空间小、安装风险大等问题，进一步优化了高烈度震区域高速铁路桥梁竖向防落梁施工工法，实现了桥梁防落梁施工质量难控制的目标。

高烈度地震区；高速铁路；竖向防落梁；施工安装技术

0 引言

目前，桥梁梁体防落梁装置是桥梁工程中的重要组成部件之一，普通桥梁梁体设置纵、横向防落梁装置，在高烈度地震区高速铁路桥梁梁体设置竖向防落梁装置更为重要，在国内也罕见，其作用是在强烈地震时，使梁体结构所受地震力能起到缓冲，起到竖向减震和限位目的，同时保证在地震时减少梁体倾斜和不滑出桥墩或桥台，确保了梁体在地震时的安全性进一步得到保障。本文针对高烈度地震区域桥梁竖向防落梁施工遇到难题采取的工艺和措施，提出笔者的经验体会。

1 工程概况

沪昆铁路客运专线云南段站前3标段位于昆明市嵩明县境内，该管段线路长16.04 km，设计大中桥17座，总长8 711 m，地处小江断裂带和高烈度（9度，Ag=0.4）地震区域，位于高烈度地震区域的箱梁共273榀。每孔梁设置四个竖向防落梁装置，布置如图1所示。梁体施工时在梁体侧面相应位置预埋梁体钢板组件，梁体预埋组件与梁体钢筋固定牢固；墩台施工时在墩台顶相应位置预埋梁体钢板组件，墩台顶预埋组件与墩台顶钢筋固定牢固，待梁体架设就位后安装球铰式竖向防落梁其它部分[1]。可见，这样给预埋组件（单套预埋组件重105 kg）定位和竖向防落梁安装增加了难度，也给施工工艺技术和措施提出了新的难题。

2 竖向防落梁装置技术

梁体预埋组件采用（420×420×20）mm渗锌钢板。钢板上每边钻3个Ф38 mm的孔，孔间距160 mm，需钻透，配合预埋8根Ф40 mm的锚锭钢棒，采用基孔制间隙配合。配合公差等级为H8/h7，校准位置后，再将其用四点点焊焊牢，并保证锚锭钢棒与预埋钢板垂直。锚锭钢棒顶中心攻丝孔M20×30 mm，与球绞式竖向限位构件下法兰盘M20螺栓连接，螺孔安装前涂抹黄油[1]。同时，钢板上两锚锭钢棒之间预埋8根Ф12钢筋车螺纹连接，长24cm，预埋钢板预先钻M12的丝孔，需钻透，且底面处理平整，再将Ф12钢筋拧进预埋钢板里。详见图2所示。

墩台顶预埋组件采用420 mm×420 mm×20 mm渗锌钢板，钢板上以直径320 mm的圆上匀布钻6个Ф38 mm的孔，需钻透，配合预埋6根Ф40 mm的锚锭钢棒，采用基孔制间隙配合，配合公差等级为H8/h7，校准位置后，再将其用四点点焊焊牢，并保证锚锭钢棒与预埋钢板垂直[1]，锚锭钢棒顶中心攻丝孔M20×30 mm，与球绞式竖向限位构件下法兰盘M20螺栓连接，螺孔安装前涂抹黄油。同时，在钢板上预埋6根Ф12钢筋车螺纹连接，长24 cm，预埋钢板预先钻M12的丝孔，需钻透，且底面处理平整，再将Ф12钢筋拧进预埋钢板里，详见图3所示。

图1 竖向防落梁装置布置图

图2 梁体预埋钢板尺寸图

图3 墩台顶预埋钢板尺寸图

3 竖向防落梁装置施工技术

3.1 组件梁体预埋

考虑梁体内钢筋比较密集，预埋组件重量重和施工时难固定，同时，在混凝土浇筑过程中，可能冲动预埋组件，预埋组件定位难和固定难。为解决这个问题，采取在箱梁侧模上打孔，使用M20螺栓固定预埋组件，确保了组件的预埋精准性。

首先，在箱梁侧模测量放出预埋组件的中心十字线，同时标出预埋钢板四个角处锚锭钢棒上M20螺孔中心位置，在侧模板上对应螺孔位置钻Ф25孔眼，并在外侧增加加强垫板焊牢固。

第二，门吊将组件吊到位，使预埋组件的钢板四个角紧贴箱梁侧模，四个角处锚锭钢棒上M20螺孔与侧模孔眼对齐，将预埋组件的钢板采用4颗M20螺栓拧紧在侧模上，这样预埋组件定位准确，在混凝土浇筑过程程中也不会移位。

第三，预埋组件均固定后，再绑扎梁体钢筋，钢筋与锚锭钢棒冲突时，调整钢筋位置，与预埋锚锭钢棒或钢筋绑扎一起，梁体混凝土浇筑并初凝完成后，松开预埋组件固定M20螺栓，减少预埋组件与混凝土之间产生温度等应力影响。

3.2 组件墩台顶预埋

九度地震区墩台顶钢筋虽然密集，但竖向防落梁预埋组件固定在钢筋上，在混凝土浇筑过程中，冲动预埋组件，影响偏位较大，预埋组件定位难。为解决这个问题，采取2根L100×100 mm角钢定位架，使用M20螺栓固定预埋组件在定位架上，定位架固定在墩帽模板上，确保了组件的预埋精准性。

墩顶每侧有两个预埋组件，每侧加工一套角钢定位架，将两根角钢采用4根横向钢件平行连接加固，平行角钢两竖立面外侧间距为预埋组件钢板宽。做定位架时，在角钢上放样好组件锚锭钢棒上M20螺孔位置，在角钢上对应孔眼位置钻Ф25孔眼，定位架定位后平行角钢两端搭接在墩帽模板两边固定（可调高度）。

墩帽钢筋绑扎和模板就位后，放样出墩顶的竖向防落梁预埋组件中心位置和标高，根据位置拔调与锚锭钢棒冲突的钢筋。初步定位好预埋组件，放置在墩顶钢筋网上，后根据放样位置和标高在墩帽模板顶上固定好定位架，采用垫片调高程，螺栓或焊接固定。

将预埋组件两边采用4颗M20螺栓固定角钢背面，钢板组件固吊在定位架上，固定后调整钢板组件周边钢筋与组件钢棒和钢筋绑扎。这样预埋组件与模板及墩顶钢筋加固成整体，确保了预埋组件定位准确性，在混凝土浇筑过程程中也不会移位。

预埋组件均固定后，在墩帽混凝土浇筑过程中，采用油布或黄油保护好钢板螺孔，混凝土初凝完成后，松开预埋组件固定M20螺栓，拆卸定位架，减少预埋组件与混凝土之间产生温度等应力影响。

3.3 球铰式竖向防落梁杆定位安装

球铰式竖向限位杆比较重，通常架好梁后安装，存在墩顶高空吊装，空间小，人员作业难，风险大。为解决这个问题，采取在梁场送入架梁机前安装好竖向限位杆。在梁场上清理干净梁体预埋钢板表面和螺孔，孔内打上黄油，利用小型提升机将球绞式竖向限位杆送到位，用M20螺栓将上支座板组件与梁体预埋组件连接安装好，收紧限位杆中间套筒到最短，随梁体运输到现场桥墩，详见图4所示。

图4 梁体竖向限位杆就位实景

梁体就位前，对墩台顶竖向防落梁预埋组件钢板表面和螺孔内清理干净，孔内打上黄油。待梁体安装完成后，拧动限位杆中间套筒至合理长度，使下球铰底座与墩台顶预埋组件钢板正对，采用M20螺栓连接牢固，完成竖向防落梁组件的安装。

4 结语

近年来地震灾害对桥梁抗震产生了巨大的影响，目前我国在这方面的研究尚欠缺[2]，特别是高烈度地震区域桥梁梁体的安全性应得到社会广泛关注。为满足抗震设防要求，在墩台顶与梁体之间增设竖向防落梁装置，高速铁路桥梁防落梁措施及施工工艺至关重要。为此，解决防落梁措施施工难度问题和保证施工质量，成了关键技术问题。本文采用的竖向防落梁梁体预埋组件定位技术、墩台顶预埋组件定位技术，以及球铰式竖向限位杆定位安装技术等综合运用，有效地解决了竖向防落梁组件定位安装难，安装风险大等问题，实现了桥梁防落梁施工质量控制目标，进一步优化了高烈度地震区高速铁路桥梁竖向防落梁施工工法。图5为梁体竖向限防落梁装置之实景。