跨越铁路营业线大吨位简支槽型梁异位架设方案研究

摘要：跨越铁路营业线大吨位简支槽型梁异位架设方案研究中，针对1-32m槽型梁结构特点，采取桥下预制，异位吊装的施工方法进行大吨位槽型梁架设，不仅解决了铁路营业线有效施工时间短，传统顶推施工方法效率低，施工安全风险高等技术难题，同时将施工成本降到最低。研究中开发出的吊装体系巧妙地解决了梁体在吊装作业过程中不良受力过大等问题，具有较高的推广应用价值。

关键词：吊装体系;营业线施工;简支槽型梁;异位架设;现场预制

1.工程概述

新建铁路通辽至京沈客专新民北站铁路TH7+574.56跨京通左线中桥，全长67m，桥梁第1^#-2^#墩孔跨布置为1-32m槽型梁。桥梁横跨既有京通左线里程DK801+550，与京通左线相交夹角140°12"0"。施工采用地面预制，后吊装就位的方式完成梁体安装。吊装作业需跨越既有京通左线，给定施工铁路天窗90分钟。槽型梁与混凝土桥墩采用支座定位，吊装就位精度要求较高，施工时间紧，施工风险高。因此如何在有限的时间内高效高精度的完成梁体的安装就位是该项施工中的关键所在。

2.总体施工方案

根据施工现场工况实地调查情况及槽型梁自身结构特点，采用原地预制，后吊装就位。槽型梁预制场地选在靠近2^#墩场地平整空旷位置，地基处理达标后，进行模板、钢筋和混凝土的施工，梁体养护完成，并完成预应力钢绞线的张拉后，采用一台650吨履带吊和一台450吨履带吊，分别架设在既有铁路线的两侧，配合完成槽型梁体的初步就位，经过三次移梁后完成梁体的最终吊装就位。

3.施工工艺及关键施工技术

3.1现场异位梁体预制

在现场就近选择梁体预制现场，在固定基础、台座上安装模板、钢筋骨架，在放置预应力钢绞线的部位留设孔道，模板安装就位后，采用泵送辅助工艺浇筑混凝土，待混凝土达到设计规定的强度和弹性模量后，用张拉机具将预应力钢绞线张拉到设计规定的强度，借助锚具把预应力钢绞线锚固在构件端部，再进行孔道灌浆、封锚，最后进行附属设施施工，完成梁体预制。

（1）制梁台座

槽型梁线外现浇施工支架平行于铁路线设置。台座承受来自构件张拉的全部应力，所以台座制作的好坏直接关系到张拉质量的好坏。

32m槽型梁自重5537KN，模板自重230KN，附加设备及施工人员270KN，共重6037KN。梁长32.6m，制梁台座基础长35.6m。

地基基础验算，根据槽型梁自重及其他活载总计：

根據槽型梁尺寸，基础长度32.6米，宽为5.87米。

梁体下部采用C25混凝土硬化面，厚20cm。混凝土下方换填50cm厚的山皮土。基础土承载力经碾压后不得低于σo=155Kpa。

满足安全系数1.3的要求。

施工时将基底开挖至深0.8m，采用山皮土进行基底换填。

槽型梁台座采用18吨振动压路机对换填后的砂夹碎石压实整平，浇注20cm厚的C25混凝土层，再施工预制梁。

（2）模板施工

槽型梁模板外部采用钢模板，内部采用木模板，辅以型钢、木方进行加固，底模直接在支架顶现场制作安装就位，模板分块以人工能搬、抬为限;远离铁路一侧外模板先在地面预制成节段后，吊机安装就位。

（3）钢筋工程

梁体钢筋按图纸加工成形，采用分类挂牌存放，按设计图的位置、间距、规格等先在底模上进行放样，而后进行绑扎。按图纸要求绑扎好槽型梁底板、侧板钢筋，同时安装预应力束及波纹管、锚具及通风管后，开始安装内模。在底板钢筋。底板的上下层钢筋之间按规范要求设架立筋，防止上层钢筋下垂，连续槽型梁钢筋接长以焊接连接。

（4）混凝土施工

本工程槽型梁混凝土为C55，采用自拌混凝土，泵送入模的方法。单次浇筑混凝土方量大，是施工中的重点控制点。混凝土浇筑前对支架、模板和预埋件进行认真检查，清除模板内的杂物，并用清水对模板进行认真冲洗。浇筑过程中为防止内模移位，浇筑时采取对称平衡浇筑，使用插入式振捣棒振捣。振捣过程注意不要振破预应力束波纹管道，以防水泥浆堵塞波纹管，浇筑过程中要经常来回地拉动钢绞束的两个端头，防止浇筑时漏浆堵塞管道。混凝土浇筑完成后采用塑料布覆盖混凝土表面，洒水养护，混凝土洒水养护的时间为7天，每次洒水以保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。

（5）预应力施工

本工程预应力体系预应力钢绞线，预应力管道均采用预埋金属波纹管，并采用真空辅助压浆技术。

预应力钢材的放样、安放钢绞线下料长度时考虑张拉端的工作长度，下料时，切割口的两侧各5cm先用铅丝绑扎，然后用切割机切割。下料后在地坪上进行编束，使钢绞线平直，每束内各根钢绞线应编号并顺序摆放，每隔1m用22号铅丝编织、合拢捆扎。在波纹管、锚垫板安装完成和钢绞线编束后，即进行钢绞线穿束工作，穿束时注意不捅破波纹管。在安装预应力管道的时候，同时进行预应力钢束的穿束工作，穿束完后，用间距50cm的φ12“#”字定位钢筋将波纹管牢固固定于钢筋骨架上，确保其平面位置和高度准确。当预应力钢筋与普通钢筋有冲突时，可适当挪动普通钢筋或切断，并在其它位置得以恢复。

3.2吊装体系研究

梁体重量560吨，预制完成后，经过计算确定吊装体系的应用采用“双机抬吊、捆绑吊装”方案。

（1）吊点设置：本方案本着经济、安全、现场操作简单的原则下进行设计，在满足吊装器具安装空间要求的情况下，在梁端尽可能离支座中心线位置设置吊点，以保证梁体在起吊过程中与原设计受力状态保持一致，确保主梁结构安全。每个吊点外侧设置8个ф32钢筋作为限位。

（2）吊索设计：主吊索?90-1670MPa，L=78m，1根对折兜桥梁底部，4股受力，每股实际受力：560/2/4/Sin69°=75t，主吊索?90-1670MPa额定载荷79.5t（6倍安全系数），大于实际受载75t，符合要求。

（3）吊车选择：在本项吊装工程中，所吊物体为单线预应力混凝土简支槽型梁，共1件，梁体外形尺寸：32.6m×7.47m×3.2m（长×宽×高），桥墩相对地面高度7.0m，单件梁的本体重量：560吨。最大起吊高度7.5m。采用捆绑式吊点，双机抬吊。吊装重量F=G/2=560/2=280吨;吊车的最大吊装半径13米，所以按履带吊吊机最大吊装性能的70%选择吊车型号：吊车吨位=280/0.7=400吨，需实际起吊能力400吨以上的吊车。考虑到跨既有线侧吊车需要负重行走，因此履带吊车使用一台650吨履带吊和一台450吨履带吊。

3.3吊装施工

吊装作业分三天进行，分别是试吊作业，以观察检查吊车运行及梁体地基变化等;梁体吊装对位，测量为主，进行梁体的准确对位;落梁作业，以安全精确为主，确保梁体成功架设。

（1）梁体试吊：第一次封锁京通左线后，采用50t吊车辅助挂设吊索。450吨履带9m半径原地起吊抬起桥梁一端，同时650吨履带吊13m半径抬起梁体另一端将梁抬吊离开地面，进行梁体底模拆除;梁体提升地面200mm后静置10分钟，以便认真检查承压地面、吊点位置、吊索连接、吊车工况等各个受力部位的实际状况;

（2）正式吊装：第二次封锁京通左线后，采用50t吊车辅助挂设吊索。提升至7.5m高位置，450吨履带向右侧转杆（车体保持不动），同时650吨履带吊向左侧转杆然后带载行走约4m;450吨履带吊向2^#桥墩转杆，车体保持不动，两车同时将梁体吊至梁体基础千斤顶上，测量作业同步进行，保证梁体对位准确;就位后，吊索拆除，进行梁体临时支撑，为千斤顶持压支撑及墩顶满铺枕木座防护支撑。施工时需将部分防护网拆除，开通前恢复好封闭网。

（3）落梁施工：第三次封锁京通左线后，进行落梁作業，落梁速递5mm/分钟，落梁时随时观察千斤顶油表读数，并随下落适时撤出防护枕木，保证梁体顺利对位下落。梁体就位后，撤出千斤顶，清理施工器械，梁体吊装作业完成。

4.结语

新建铁路通辽至京沈客专新民北站铁路TH7+574.56跨京通左线1-32m槽型梁异位吊装方案的研究中，采用了现场梁体预制，双履带吊配合进行三次梁体位移，完成了梁体的异位吊装就位，相对于传统的跨铁路梁体顶推施工方案，能够有效减少工期，同时保证槽型梁施工过程中受力合理和安全吊装作业。同时，研究出了一套槽型梁吊装作业体系。革新了跨铁路梁体施工方法及工艺，为该跨营业线桥梁的施工，提供了有力的借鉴依据。

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作者简介：杨永伟（1969.8-），男，本科，中共党员，中铁九局集团有限公司，副总工程师，高级工程师，中国施工企业管理协会科技专家，研究方向：铁道工程、桥梁工程。

（作者单位：中铁九局集团有限公司）