跨既有铁路桥梁门式墩盖梁的施工技术

2017-09-15秦涛

城市道桥与防洪 2017年8期

关键词：门式工字钢钢管

秦涛

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京市 101500）

跨既有铁路桥梁门式墩盖梁的施工技术

秦涛

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京市 101500）

近年来我国社会经济的快速发展，交通路网越来越发达，新建公路工程跨越原有线路的情况时有出现。受施工环境的限制，采用门式墩跨越既有线路的设计越来越多。以实际工程为例，首先对跨既有铁路桥梁门式墩盖梁的施工方案进行了分析，然后对跨既有铁路桥梁门式墩盖梁的施工技术进行了探讨。

既有铁路；桥梁门式墩盖梁；施工技术

1 工程概况

汕漳公路双线特大桥起讫里程为改建铁路广梅汕线龙湖南至汕头段增建二线DK128+785.82～DK133+599.63，中心里程为DK129+115。全桥长4 813.79 m，线路呈南北走向，与既有广梅汕铁路基本平行，沿途主要为城镇、道路和耕地。该桥在DK131+449.06～DK131+579.86段（81#～84#墩）跨越既有广梅汕铁路，81#、84#墩采用实心圆端形直坡墩，82#、83#采用300 cm×220 cm的门式方墩，见图1。墩基础均采用钻孔灌注桩基础，设计均为摩擦桩。桩径均为1.25 m，计46根，设计桩长64～69 m。

图1 墩门式墩和既有线路关系图（82#）（单位：cm）

2 工程控制重点、难点

（1）因该桥梁上跨既有线，支架搭设、混凝土施工、支架拆除均为铁路上方作业，需采取天窗点施工，施工时的机械、材料的侵限，高空坠物等因素危及行车及人身安全，施工中安全防护工作是该方案的重点。

（2）对于门式盖梁承重支架的选择、支架立柱基础处理、支架结构布置为该方案技术重点。

3 门式盖梁承重支架方案确定

82#、83#门式墩盖梁跨既有线，其跨度为19 m，净跨16.8 m，梁高2.6 m，梁宽3.0 m，跨度方向设置3.6 m×0.8 m梗肋，据现场测量此段既有线轨面高程最高处为4.1 m，新建线门式墩盖梁底面高程82#墩为11.33 m，其净空为7.23 m，83#墩为11.43 m，其净空为7.33 m，82#、83#墩身高分别为7 m、7.5 m。因桥梁以小角度13.13°斜跨既有线铁路，且净跨度为16.8 m，若采用工字钢托模板，需对工字钢进行焊接，其焊缝质量要求不宜检测，故为满足既有线行车安全空间界限，根据门式墩盖梁宽度为3.0 m，高度2.6 m，净跨16.8 m，该工程门式墩盖梁采用钢管柱架设D16型便梁的承重支架托模板现浇。

因门式墩与既有线斜交，支架与既有线采取斜交搭设，支架钢管柱支撑在门式墩两侧的承台上。支架立柱设计采用529 mm钢管柱，壁厚10 mm，每个门式墩设计12根钢管柱，左右侧各6根，钢管柱与承台顶面预埋的钢筋连接采用焊接，钢管高度=盖梁底标高-盖梁80 cm倒角高度-工字钢高度-承台顶标高。

每侧钢管上方放置5根45 a工字钢，工字钢安放前，钢管立柱顶部焊接10 mm厚并留有U型卡孔的钢板（100 cm×100 cm，预留孔间距 48 cm×82 cm），备后期D型便梁安装后利用20 mm纵梁-工字钢U型卡将便梁纵梁、工字钢与钢管立柱顶的钢板连接，工字钢当作托住D16钢便梁的“托梁”用。

门式墩盖梁底模的托架及防护棚架采用D16型钢便梁。

根据图纸计算和查阅《桥规》，得知：

现浇箱梁高2.6 m，自重q1为7.69 t/m2；

施工荷载q2为0.25 t/m2；

设备荷载q3为0.35 t/m2；

模板支架重q4值为以下数值：模板取0.1 t/m2，D16便梁和配件自重总为q5为0.26 t/m2；

人行道q6值为：竖向静活载按4.0 kPa施工临时荷载按1.3的稳定系数；

梁自重1.568 kN/m；

荷载计算:q=4×1.3+1.568=6.77 kN/m。

经计算，D16型横梁强度、钢度，纵梁强度、钢度，人行道 40×40 H钢梁应力、挠度，I45 a工字钢托梁的抗弯、抗剪能力，529钢管桩立柱稳定性等均满足要求。

4 桥梁门式墩盖梁关键施工技术

4.1 施工现场准备

施工前先对现场管线进行保护并进行线路加固处理。

施工范围主要有1条地埋的10 kV的电力线、1条地埋12芯光缆、1条7×4的干缆、1条铁通通信线、1条道口方信号线等，施工前先做好标识和防护，确定机械施工的安全距离。

因桥墩距既有线较近（最近处3.22 m），在正式施工前需进行P3-3-3-3扣轨加固，加固施工需申请天窗点进行施工，既有线扣轨加固沿线路方向长度为12.5 m，扣轨采用P50钢轨。确认无安全、质量问题后限速45 km/h开通，开通后派专人按照“一列一检”要求对线路进行检查养护。

4.2 桥墩、基础施工

桥墩设计采用人工挖孔成孔的方式进行施工，墩身使用钢制定型模板，在施工现场将钢筋绑扎好后，一次性灌注到梁底下部。

4.3 门式墩支架搭设

82#门式墩施工便梁组装及吊车停放场地根据现场场地情况安排在81#至82#线路左侧墩之间，83#门式墩便梁组装及吊车停放场地安排在83#线路右侧墩至84#墩之间。具体位置见图2。

图2 82#、墩便梁组装及吊装场地布置图

图3 83#墩便梁组装及吊装场地布置

门式墩盖梁底模的托架及防护棚架采用D16型钢便梁。便梁在地面拼装后用吊车吊到托梁的顶面，吊装至托梁后及时将U型卡将其固定牢靠。根据平面位置计算吊车作业半径为11.26 m，门式墩地面至便梁架设最高点位置按9 m计算，得出吊车臂长14.4 m。根据130 t吊车性能参数，半径12 m，臂长18 m，起吊重量为37.9 t，安全系数：q=37.9/24=1.57，满足要求。

D型便梁就位后在便梁横梁上满铺10 cm× 10 cm方木作为工作平台；两端倒角采用5 cm×5 cm、10 cm×10 cm方木、中部直梁段采用间距30 cm脚手架支撑调节高度，其上铺设间距30 cm的10 cm× 10 cm方木，最后在方木上面铺设防水布及15 mm厚竹胶板作为盖梁底模。既有线安全界限高度按5.5 m计，可满足安全界限要求。

4.4 门式墩支架的预压

首先按照压重的50%预压1 d，然后在按照压重的100%预压一周。在进行预压时，要注意观测沉降情况，并对相关数据进行记录和分析，然后对调整支架，解除对支架挠度造成的影响。

4.5 安装模板

侧模和底模使用大块组合钢模板，模板的厚度为6 mm，分别使用10#槽钢和14#槽钢作为纵横筋，使用双[14b槽钢作为背楞，使用M20高强度螺栓对模板进行连接。在侧模的上口处布设圆钢拉杆。在铺设模板时，综合考虑设计预拱度以及支架预压弹性变形量。

4.6 钢筋绑扎安装

所有的钢筋在加工厂完成下料、弯曲、成型以及焊接工作，验收达标后运输到施工现场。使用吊车吊到墩身上侧位置，然后人工搬运到盖梁作业面[2]。先对底板钢筋进行绑扎，然后对腹板钢筋和顶板钢筋进行绑扎。对帽梁钢筋进行绑扎时，在帽梁中部位置按照3 m的间隔距离将系安全绳的锚环预埋好。

4.7 盖梁混凝土浇筑

混凝土采用泵送施工，水平分层对称进行浇筑，每层混凝土的厚度控制在30～40 cm。混凝土浇筑顺序按先低后高，先外侧，后内侧的顺序对称浇筑一次性浇筑。混凝土浇筑完初凝后，覆盖土工布保湿养生，养生洒水采用喷雾器洒水。

4.8 预应力筋的张拉施工

横梁浇筑完混凝土强度达设计90%且龄期不少于7天后，方可进行预应力张拉施工。该工程设计采用塑料波纹管进行预应力钢束孔道的成孔，采用整体张拉的方法进行张拉施工。具体流程如下：0→100%σcon→P105%σcon（持荷 2 min）→P100%σcon，然后进行顶撑锚固。

4.9 门式墩支架的预压和拆除

在拆除支架时，先将砂箱上部的螺栓孔盖打开，然后利用泄砂孔进行放砂。受支架自身重力的影响，混凝土活塞会自动落下，随着活塞的下降，底模也会逐步脱落。然后将方木、模板、桁架之间的横向连接拆除，将工便梁整体吊除后，最后拆除支架要点。