上跨市域铁路大跨度T构连续梁施工要点

2022-08-16许长建

低碳世界 2022年5期

许长建

（温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司，浙江温州 325000）

1 工程概况

温州市域铁路S2线一期工程土建标SG5段灵昆特大桥位于黄华站—灵昆站区间，并于DK53+960处跨越在建温州市域铁路S1线。该桥梁上跨段采用（56.6+56.6）m单室变高度截面T构结构，既有线第29号和第30号线塔位于施工区域内。图纸要求0#块和A12块采用支架现浇法进行施工，A2～A11块采用挂篮法悬臂现浇，合龙段采用吊架法施工，29号线塔顶距离梁底1.4 m，避雷线距离梁底1.18 m。

2 难点分析

2.1 净空距离小

S2线横跨S1线挂篮施工，既要保证既有线路S1线运营安全，又要保证新建路线S2线的挂篮施工安全。

S1线接触网立柱顶端与T构混凝土底板的最小距离只有1.18 m，与接触网27.5 kV高压线的最小距离为3.31 m，挂篮操作平台需要1.5 m的高度。所以协调后需要临时降低S1线接触网顶端处的避雷线，待完工后重新恢复，并重新调整操作平台的高度，将操作品台高度压缩成1.2 m。

2.2 主要防护难点

（1）保证挂篮施工防电性能可靠，挂篮和电气化线路之间的感应电压不得超过施工安全电压（36 V），不得和施工区形成电气短路。

（2）保证施工过程中电焊等动火作业的防火性能可靠，火花焊渣不得掉落在既有线。

（3）保证挂篮施工防水性能可靠，避免连续水流造成电气化线路短路。

3 施工要点

3.1 0#块施工

本T构梁高度为23 m，在墩身顺桥向前后布置8个直径为609 mm的钢立柱，柱顶横桥向放置4根双工45a工钢；墩身两侧布置两个钢立柱，柱顶采用45a工钢横桥放置，翼板下主梁采用2根双工28a工钢；底板下顺桥向分配梁采用I28a双拼工字钢。

3.2 挂篮悬臂浇筑施工

挂篮悬臂浇筑施工的顺序为：挂篮拼装并验收→挂篮底模和外模拼装固定→预压→钢筋及预应力筋施工→内模拼装→顶板钢筋及预埋件施工→端头模板安装→混凝土浇筑→梁体养护→龄期检测→预应力张拉→真空压浆→挂篮行走→下一梁段的施工。

3.2.1 挂篮组成

挂篮主要由桁架系统、横梁、底篮系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统和防护系统七大部分组成[1]。挂篮与悬臂梁段混凝土的重量比不大于0.5，严格按照设计限重要求进行设计。为了确保梁体的最终线性，挂篮在设计提升系统时预留10cm竖向间隙，便于后期标高调整。挂篮各组成部件的设计要点如下。

（1）桁架系统。桁架是挂篮的主要受力结构，委托专业机构对其进行设计，主桁架采用2榀菱形架，桁架的各个构件都需要经过检测，桁架间连接均采用销轴固定。

（2）横梁。杆件A1、A2、A4块由2[40a槽钢组焊而成；A3、A5块由方管加工而成，方管截面尺寸为40 mm×40 mm。每个节点焊接都需经过检测合格，横梁的高度应满足受力要求，横梁的接头需要错开，不得在同一断面。

（3）底篮系统。底篮系统主要负责承载悬臂浇筑构件重量，在设计期间和防护平台一同设计，主要包括底模、纵梁、前后横梁和底部兜底防护。

（4）悬吊系统。悬吊系统包括前横梁钢吊带和后锚精轧螺纹钢，主要用于悬吊底模平台、外模走行梁吊杆、内外模走行梁吊杆、千斤顶及防护兜网，将施工期间全部荷载传递到主构架上[2]。

（5）锚固系统。锚固系统设在主桁架的后节点上，共设置2组，每组锚固系统包括6根精轧螺纹钢筋、6根后锚杆及3根后锚上扁担梁。主要作用为平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保挂篮施工期间的安全，其传力路径：桁架后节点→扁担梁→后锚杆→精轧螺纹钢筋→已浇混凝土结构。

（6）行走系统。行走系统包括轨道、前支座、垫梁、后支座、走行梁、滚轮架、智能牵引设备。为了确保挂篮行走精度，本次挂篮行走采用智能液压牵引设备，保证每组挂篮行走速度同步进行。

（7）防护系统。防护系统采用全封闭防护，上下通道设计成全封闭结构，包括前上横梁操作平台、底篮通道平台、上下通道，防护系统和挂篮同步设计、同步施工，防护系统均采用装配式的构建进行安装，挂篮防护全部采用全封闭式防护。

3.2.2 挂篮静载试验

挂篮拼装完成后及时进行荷载试验，在荷载试验中，按挂篮受力最不利的工况下进行等效分级加载，加载采用标准预压块进行预压，模拟混凝土结构工况。根据各级荷载施加期间挂篮产生的挠度，结合测量资料绘制出荷载—挠度曲线，为后续悬臂施工的线性控制提供可靠的依据。根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力，可以计算出挂篮的实际承载能力，了解挂篮使用中的实际安全系数，以确保施工安全可靠。

3.2.3 挂篮移动、调整及锚固

挂篮行走步骤如下。

（1）轨道连接，轨道对接处应顺直、平整，通过钢垫片调整枕梁高度，每个支点枕梁设置[25槽钢4根，[10槽钢6根，后边[25槽钢枕梁的间距不能超过50 cm。

（2）进行智能行走系统调试，即在挂篮行走前调试各压力表及油泵。

（3）混凝土浇筑完成后待设计龄期及强度满足设计要求方可进行预应力张拉，压浆完成后进行挂篮行走。

（4）行走期间，后锚杆不能完全拆除。

（5）行走时，保证轨道前部有3根锚梁锚固，同时后面有两根锚梁锚固轨道，严格按照先装后拆的原则[3]。

（6）行走时，通过智能液压控制系统控制桁架行走，行走期间必须同步控制，确保行程统一。

在前一梁段施工完毕后，解除各吊点，使梁体模板脱离，解除梁上后锚点，进行锚固转换，行走小车托力转换在滑道上。在挂篮走道梁上安装反力座及千斤顶，用钢绞线连接主桁前支点反力座及走道梁上的反力座，通过千斤顶整体顶推主桁架至下一梁段位置。

挂篮空载走行时两主桁行程差不得超过10 mm，到位时不得大于5 mm，两个挂篮行程差不得超过300 mm，前端伸臂上严禁堆放材料，挂篮走行到位后立即进行锚固。挂篮行走保险装置布置如图1所示。

图1 挂篮行走保险装置布置

3.2.4 合龙段施工

全桥合龙段共有2个边跨合龙段（H#），合龙段长度皆为2 m，设计边跨为19.6 m3。合龙时的温度应在10～15℃，严格控制好合龙段两端悬臂标高及轴线位置，确保偏差在允许范围内。

边跨合龙采用挂篮合龙。吊架自重设计按50 t控制。合龙后张拉钢绞线完成体系转换。

（1）边跨合龙段。悬浇H#块段施工完毕后，将挂篮前移2.5 m，边跨现浇段上预留吊带孔，利用挂篮底模、外侧模、内模作为边跨合龙段模板，底篮锚固在底板上，外侧模板采用外滑梁悬吊。在两侧悬臂端配置水箱，重量数据由监测单位提供，并测定悬臂两端的标高。

（2）合龙锁定。合龙前做好悬臂端和边跨梁面高度测量工作，确保高度符合图纸要求。临时锁定采用钢骨架进行固定，锁定时间按合龙段锁定设计执行，合龙锁定遵循又张拉又支撑的原则[4]，即锁定包括焊接劲性骨架和临时预应力张拉，张拉期间严格控制好张拉应力，避免应力过大导致边跨位移。

（3）预应力施工。预应力张拉采用智能张拉设备，按照图纸要求的张拉顺序对称张拉，先张拉边跨顶板预应力束，再张拉底板第一批预应力束。横向、竖向及顶板纵向预应力施工同箱梁悬灌梁段施工，合龙段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

3.2.5 平衡设计

合龙段施工期间，每个悬臂段需做到对称施加荷载，考虑到箱室内的齿块位置及数量，应做好相应配重，确保两侧荷载偏差在设计允许范围内。平衡设计中应考虑以下4种施工荷载。

（1）挂篮本身自重

（2）作用于合龙设备的荷载。

（3）作用于悬臂的荷载。

（4）合龙段混凝土自重。

3.3 跨越S1线施工防护措施

3.3.1 0#块顶安装挂篮

0#块浇筑养护完成后，拼装挂篮，在挂篮拼装前，先在挂篮底部、通道底部采用绝缘卷材封闭绝缘措施，绝缘卷材为配电室35 kV以下专用绝缘垫板。根据实测得知，既有接触网立柱在A3块位置时距离最近，距离梁体混凝土仅3.31 m，距离整个挂篮系统最下部构件约2.1 m。

3.3.2 防电板挂设工艺

挂篮安装前，在挂篮底部前、后横梁、工作平台的下缘焊接8#等边角钢，作为防电板的固定骨架，将防电板铺设在角钢骨架上，用绝缘螺栓固定。绝缘板采用厚度12 mm耐压指标35 kV环氧树脂绝缘板（或使用配电室专用橡胶绝缘卷材），搭接重叠15 cm完成满铺，并在工作平台外缘上折30 cm和护栏连接固定。防电板、绝缘螺栓均由专业厂家生产并通过检验合格后方可进场[5]。

在承力索上增加预绞丝保护条，以防在物体掉落时触碰电线，引起的火花对电缆造成伤害。

3.3.3 防水设施

为了保护防电板不被破坏，在顶面设置3层保护层：自下而上依次为1.4 cm厚木板，一层帆布、一层花纹薄钢板。防水层汇水处设出水管使用橡胶管将水引排至36号墩排水管中排除到接触网危险区外，防止线状落水和接触网形成短路。

桥面排水系统采用桥面集中汇水到桥面中心线，并从桥面预留泄水孔竖向水管流入箱梁内纵向水管，再从箱梁内流至0#块内通过36号墩竖向水管集中排出。

3.3.4 防落物

在挂篮四周侧面及已经完成浇筑的桥面设置护栏及防护网，护栏底部设30 cm高踢脚板，操作平台底部铺设木板，并铺设一层薄钢板，使挂篮施工作业区与S1线电气化设施完全隔离，同时达到防坠物、防水、防电物等效果。挂篮行走时，防电板、防护设施、排水设施同挂篮一起同步移动，确保市域铁路设施与施工的安全。