跨越既有線施工時幾種合攏形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計

杜駒

摘要：隨著鐵路客運專線建設(shè)的高速發(fā)展，新建客運專線的設(shè)計施工均臨近既有線以達到節(jié)約土地、節(jié)能減耗的目的。所以新建客運專線就有大量跨越既有鐵路修建的橋梁、臨近既有鐵路修建的路基，甚至部分線路涉及到改移既有鐵路，而確保施工過程中不對既有鐵路的運營產(chǎn)生危害。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)；既有線；支架；模板體系

1、引言

在既有線道路上進行橋梁建造，特別是現(xiàn)澆箱梁施工，則面臨著現(xiàn)狀道路繁重的交通壓力、車輛人行安全以及稀缺的作業(yè)空間的限制。這就給城市既有線改造現(xiàn)澆箱梁支架、模板體系設(shè)計提出了更高的要求——既要滿足經(jīng)濟性、安全性、裝拆運輸便利性，又要與周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)“友好型、節(jié)約型”的目的。本文結(jié)合永廣龍川河跨越既有線工程實例，就這一問題進行了簡要的探討，僅供參考。

2.幾種合攏段方案概述

2.1工程概況

因龍川河連續(xù)梁跨既有線鐵路線，與既有新長鐵路交角只有十八度，導(dǎo)致箱梁60m主跨與既有線交匯距離長，主墩又與既有線橋墩距離近。同實既有線屬于貨運線，每天上行.下行列車繁多。因此施工過程中對如何確保既有線行車安全，防止高空落物成為施工中的重點和難點。新建橋梁與既有線路平面關(guān)系圖，如圖1所示。

圖1、新建橋梁與既有線路平面關(guān)系圖

2.2合攏段方案

經(jīng)現(xiàn)場勘查，最終決定龍川河大橋采用轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)施工，轉(zhuǎn)體合攏段正好位于既有線路上方，為使合攏段施工不對既有鐵路的運營產(chǎn)生危害，經(jīng)研究決定采用三種方案比選：方案一、防護棚架；方案二、吊模法施工；方案三鋼殼法施工。

2.3采用防護棚架

采用棚架對連續(xù)梁兩墩柱間既有線進行整體全包防護。棚架防護的特點是：能有效防止高空落物。往常多采用棚架防護方案，但是棚架搭設(shè)增加了施工封鎖的次數(shù)，尤其是拆除防護棚架的拆除逢場困難。需要大量的封鎖時間，橋梁施工完成因拆除棚架后續(xù)工程量大。

2.4吊模施工

吊模法施工時對既有線上方兩個吊模采用鋼板進行全包封。吊模密封方案的特點：吊模地步采用鋼板全包密封，有效的防落物措施保證了既有線行車安全和施工安全：同時減少了對既有線的封鎖時間，降低工程造價，避免因安裝拆除棚架帶來的安全風(fēng)險，縮短了施工工期。吊模全封閉的缺點就是吊模底模平臺和防護鋼板連接在一起，增加了吊模的重量，吊裝難度相當(dāng)大。

2.5鋼殼法施工

鋼殼法施工是采用鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)的組合形式，在合攏段處外包一層專門設(shè)計的剛板，施工時可利用外包鋼板作為合攏段的外模板及施工平臺，減少了合攏段外模的加工、安裝等的工序，吊模法施工時，需對合攏段進行重新設(shè)計，施工時省去了模板安裝及既有線防護等的工序，具有施工效率高、安全風(fēng)險小的特點。

3.幾種合攏段方案結(jié)構(gòu)設(shè)計形式

3.1防護棚架結(jié)構(gòu)形式

防護棚架由基礎(chǔ)、立柱、桁架、縱向聯(lián)接系、鋪板及防電板組成。總長60m，總寬14m。立柱縱向中心距5m。

基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，立柱采用300*6鋼管，間距5m?？v向主梁采用20工字鋼，橫向采用14槽鋼，間距為2.5米。立柱與基礎(chǔ)采用預(yù)埋錨栓連接。橫梁采用輕質(zhì)鋼桁架，與立柱通過高強螺栓剛性連接。

為保證棚架整體穩(wěn)定，立柱之間設(shè)置縱向聯(lián)接系?？v向聯(lián)接系由水平連系桿和剪刀撐構(gòu)成。水平連系桿采用14槽鋼鋼，與立柱采用高強螺栓連接。剪刀撐設(shè)在棚架兩端和中間，以抵抗棚架所受縱向荷載。

防護棚架的計算模型如圖所示：

3.2吊模法結(jié)構(gòu)形式

合攏段長度為2m，設(shè)計時按左右兩側(cè)各懸挑20cm考慮，吊模設(shè)計圖：吊模主橫梁采用40工字鋼，間距2.4m，橫向采用16槽鋼，間距底版為1.4m，腹板為0.5m。小吊桿選用φ32精軋螺紋鋼。

吊模結(jié)構(gòu)的計算模型如圖所示：

3.3鋼殼法結(jié)構(gòu)形式

鋼殼法即包鋼-混凝土組合梁就是在鋼筋混凝土或素混凝土構(gòu)件外側(cè)包有角鋼或鋼板的橫向承重組合構(gòu)件。傳統(tǒng)的外包鋼-混凝土組合梁屬于空腹式型鋼混凝土組合梁，是采用四周角鋼和橫向箍筋拼焊而成的骨架，內(nèi)部填充混凝土與型鋼共同受力。我國水利電力部門于1978年開始研究這種組合結(jié)構(gòu)，經(jīng)過系統(tǒng)的試驗研究，已應(yīng)用于電力、石油、冶金等部門二十多個工程中，并將其設(shè)計方法列入了《鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》（DL/T5085-1999）。

圖12、鋼殼法大樣圖

鋼與混凝土連續(xù)組合梁是一種合理、經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式，它具有節(jié)約鋼材，降低造價，增加梁的剛度和提高承載力等優(yōu)點。由于組合梁工字鋼梁的上翼緣受剛性很大的混凝土板的側(cè)向約束，在組合梁的負彎矩區(qū)域，鋼梁下翼緣在承受較大的可變荷載以及不利荷載分布時，呈受壓狀態(tài)而產(chǎn)生側(cè)向失穩(wěn)，并伴隨鋼梁腹板的橫向變形。連續(xù)組合梁的另一種失穩(wěn)是在其中間支承附近鋼梁腹板和下翼緣的局部失穩(wěn)，這類失穩(wěn)的特點是發(fā)生在鋼梁高度尺寸的局部范圍，是起源于中間支承附近受壓板的失穩(wěn)。外包鋼-混凝土組合梁由于鋼梁內(nèi)部填充混凝土，對鋼梁底板和側(cè)板都有約束作用，因此可以避免組合梁在負彎矩作用區(qū)下的失穩(wěn)。

4.結(jié)語

根據(jù)反復(fù)討論最后采用方案三，即鋼殼法，該施工方案將既有線的影響降到最小，同時又約束了鋼梁底板和側(cè)板，提高了梁的剛度和承載力。在既有線施工中，應(yīng)反復(fù)論證吊模安裝、前移、模板安裝、鋼筋安裝綁扎、混凝土澆筑及吊模操作平臺等的結(jié)構(gòu)形式，確保施工過程中不對既有鐵路的運營產(chǎn)生危害。

參考文獻：

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[3] 黃俊光. 緊鄰深基坑施工相互影響的模擬分析. 建筑結(jié)構(gòu). 2012（06）