淺談小角度跨既有線框架墩關(guān)鍵施工技術(shù)

本文結(jié)合大西客專北同蒲聯(lián)絡(luò)線上王村跨北同蒲鐵路特大橋34#-41#墩門式框架墩結(jié)構(gòu)，介紹了調(diào)跨梁、橫梁與橋面系橫向濕連接采用不銹鋼模板線外制作拼裝及整體吊裝施工技術(shù)，同時(shí)介紹了橋面翼緣板澆筑時(shí)所采用的整體簡(jiǎn)易移動(dòng)模架施工技術(shù)，以及上跨既有線聲屏障托架施工技術(shù)，以期為類似工程施工提供參考。

小角度;既有線;框架墩;關(guān)鍵施工技術(shù)

隨著鐵路工程的迅猛發(fā)展，工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工技術(shù)快速更新，線路交叉情況增多，特別是小角度跨越既有線成為施工常態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)門式框架墩因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對(duì)既有線影響較小及施工技術(shù)成熟而得到廣泛應(yīng)用。

上王村跨北同蒲鐵路特大橋?yàn)閱尉€鐵路橋，其與韓原線交角為7°36′17′′（見圖1），34#-41#墩采用門式框架墩，凈跨度為19.5 m，墩頂橫向采用兩片預(yù)制T梁連接，橫梁底距承力索的最小距離為0.71 m，上跨韓原線采用20 m、16 m簡(jiǎn)支T梁，其中16m簡(jiǎn)支T梁全部位于框架墩上、20 m簡(jiǎn)支T梁一端位于框架墩上一端位于實(shí)體橋墩上?？蚣芏丈系腡梁間設(shè)置沿線路方向?qū)挒?.0 m的調(diào)跨梁，調(diào)跨梁的橫向跨度根據(jù)人行道、聲屏障、避車臺(tái)及接觸網(wǎng)基礎(chǔ)共同考慮。上跨段左側(cè)設(shè)置聲屏障。

在既有線路上填路基做施工平臺(tái)，通過旋挖鉆進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，承臺(tái)基坑防護(hù)采用四周工字鋼樁防護(hù)，靠近既有線側(cè)工字鋼樁不拔除。橫梁采用場(chǎng)外預(yù)制，T梁架設(shè)利用天窗點(diǎn)，采用2臺(tái)吊車線路同側(cè)吊裝架設(shè)?？v向T梁采用場(chǎng)外預(yù)制，天窗點(diǎn)內(nèi)架橋機(jī)架設(shè)并施做橋面系。最后進(jìn)行橋墩與橫梁的剛性固結(jié)連接。

經(jīng)與建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位及太原局等多部門多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并上會(huì)研究討論，為最大程度減少施工對(duì)既有線的影響與干擾，決定采用不銹鋼材質(zhì)作為調(diào)跨梁模板，線外加工制作拼裝成型后整體吊裝到位，永久保留，這樣避免采用傳統(tǒng)模板組裝和拆卸施工對(duì)既有線的影響，消除安全隱患。

為提高調(diào)跨梁整體穩(wěn)定，模板內(nèi)設(shè)彎鉤與設(shè)計(jì)配筋連接（如圖2、圖3）;同時(shí)采用型鋼進(jìn)行支撐和懸臂加固，以便吊裝穩(wěn)固和混凝土澆筑時(shí)的穩(wěn)定，同時(shí)防止吊裝和調(diào)整就位過程的變形。

模板和鋼筋加固成整體后，采用兩根長(zhǎng)度一樣的鋼絲繩分別綁于翼板和直墻交界處的模板外側(cè)，綁鋼絲繩時(shí)做到各端長(zhǎng)度基本一致，以確保整體的平穩(wěn);由于模板為不銹鋼，在鋼絲繩與模板倒角處采用橡膠軟管作鋼絲繩保護(hù)套，防止鋼模磨損鋼絲繩。在吊車站位側(cè)綁兩根引導(dǎo)繩，防止模板和鋼筋擺動(dòng)幅度過大或在空中旋轉(zhuǎn)，以減小對(duì)位難度。先整體吊裝提升，高于梁面后再水平就位;吊于調(diào)跨梁正上方時(shí)，緩慢下放鋼絲繩，兩端T梁上分別站立兩人進(jìn)行對(duì)位扶正控制;框架墩T梁上安排兩人用撬棍進(jìn)行定位控制。專人指揮吊裝過程，吊車司機(jī)聽從號(hào)令和指揮。

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，41#墩調(diào)跨梁鋼筋重=1220 kg+41.75 kg-20.90 kg+59.42 kg=1301 kg。不銹鋼模板重=（8.458 m+5.179 m×1.15 m）×0.005 m×7930 kg/m×2=1143 kg;對(duì)拉筋=0.9 kg/m×2.98 m×25個(gè)=67 kg，41#墩型鋼支撐重=（8.3 m×2+0.8 m×2）×14.2 kg/m=259kg，螺栓27kg;模板和鋼筋總重2797 kg，按照2850kg考慮。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，地面標(biāo)高852.49 m，T梁梁面上2.3 m的標(biāo)高871.61 m，高差19.12 m，綁扎鋼絲繩長(zhǎng)3.5 m，吊鉤及起吊鋼絲繩按4m計(jì)算，吊車出臂需31.6 m;吊車轉(zhuǎn)盤中心位于41#墩西側(cè)的路基坡腳下3.5m處，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，計(jì)劃吊車位置的起吊中心至調(diào)跨梁中心的坐標(biāo)測(cè)量出的水平距離為16.22 m;理論距離=線路中心距墩柱邊緣2.8 m加上墩柱邊緣至路肩邊2.5 m加上路肩邊至坡腳基礎(chǔ)外側(cè)（6.8 ÷1.81×1.5+0.5 ）加上坡腳外側(cè)至吊車中心3.9 共計(jì)14.9m，吊車選型時(shí)作業(yè)半徑按照16.5m考慮。

采用兩根φ20mm鋼絲繩（抗拉強(qiáng)度1670MPa，破斷拉力23950kg）分四股吊裝，鋼絲繩安全系數(shù)=23950÷（2850÷4）=33.6，提升力=3.14×10×10×1670÷10=52438 kg。根據(jù)70 t吊車的參數(shù)性能圖，作業(yè)半徑間于16m～18 m之間;根據(jù)出臂長(zhǎng)度，選擇38.31m臂長(zhǎng)，額定起吊重量6.6 t;吊車安全系數(shù)=6.6 ÷2.85 =2.32。

模板吊裝在T梁架設(shè)間隙進(jìn)行，根據(jù)測(cè)量放樣落位，然后檢查兩側(cè)梁縫寬度和模板垂直度，以確保梁縫寬度不少于45 mm;同時(shí)在T梁端部塞方木，以確保梁縫寬度和防止混凝土澆筑過程的模板變形。為不影響后續(xù)運(yùn)梁車經(jīng)過，于兩側(cè)T梁梁端輪胎行進(jìn)位置搭設(shè)2塊2 m×1 m×3 cm厚鋼板。同時(shí)，施工人員必須要佩戴安全帽等防護(hù)設(shè)施，全面配合指揮人員的現(xiàn)場(chǎng)指揮工作。

同調(diào)跨梁一樣，為避免傳統(tǒng)模板安拆對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)安全的影響，橫梁及縱向T梁中隔板、端隔板和濕接縫模板均采用不銹鋼材質(zhì)（見圖4）。模板內(nèi)側(cè)設(shè)置連接掛鉤與內(nèi)部鋼筋連接牢固。

操作人員必須將安全帶系于濕接縫預(yù)埋鋼筋上，由橋面濕接縫預(yù)留鋼筋縫隙下至T梁箱內(nèi)進(jìn)行模板作業(yè)，為方便作業(yè)人員操作，于已架設(shè)2片T梁馬蹄型斜面上搭設(shè)木板，作業(yè)人員站在木板上進(jìn)行施工，木板上打眼并用鐵絲系住，防止掉落至既有線。模板從濕接縫縫隙穿過，須一人始終用安全繩吊住，兩人在下面安裝，整個(gè)過程確保模板不掉落。施工期間所有物件需采用鋼絲或繩索固定，避免焊渣及其施工物件掉落在既有線上。各種吊裝作業(yè)前，吊裝現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先設(shè)置安全警戒線并設(shè)專人監(jiān)護(hù)，非施工人員禁止入內(nèi)，作業(yè)人員必須佩帶安全帽。任何人不得隨同吊裝重物或吊裝機(jī)械升降。

支模方式：將U型槽不銹鋼模板夾在兩片梁隔板混凝土外面，模板間用拉桿拉結(jié)。濕接縫底模用鋼絲吊起，掛在兩梁體頂面，并保證單塊底模不少于4根鐵線，確保行車安全。模板安裝完成后對(duì)模板穩(wěn)定性及尺寸進(jìn)行檢查，保證工后隔板尺寸合格，且不出現(xiàn)跑模、脹?，F(xiàn)象。

（1）重新配置混凝土配比。因韓原線封鎖點(diǎn)十分有限且較固定，每個(gè)封鎖點(diǎn)作業(yè)時(shí)間僅90 min，如采用設(shè)計(jì)普通C55高性能混凝土等待強(qiáng)度時(shí)間長(zhǎng)且與封鎖點(diǎn)極難對(duì)應(yīng)（有封鎖點(diǎn)強(qiáng)度達(dá)不到，強(qiáng)度達(dá)到無封鎖點(diǎn)）、養(yǎng)護(hù)難度大;為了在固定而有限的天窗內(nèi)完成梁體橫向聯(lián)結(jié)，經(jīng)公司中心試驗(yàn)室指導(dǎo)，我們采用YH-GJ支座砂漿和5～10 mm細(xì)碎石配制了C55補(bǔ)償收縮混凝土，不僅滿足既有線封鎖點(diǎn)施工要求，且其強(qiáng)度和補(bǔ)償收縮、耐久性等性能均滿足施工圖的設(shè)計(jì)指標(biāo)及相關(guān)規(guī)定的要求。經(jīng)設(shè)計(jì)院和建設(shè)單位審批同意按此配比施工。

（2）混凝土澆筑。為加快施工速度，罐車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)分段卸料到梁面，人工鏟運(yùn)到模板內(nèi)，作業(yè)人員分為梁面、箱內(nèi)2個(gè)班組，一處隔板上下同時(shí)施工，上下各配置振搗人員一名，布料人員一名，剩余一人隨罐車分段卸料。施工期間避免施工物件掉落在既有線上。

跨線處聲屏障T梁現(xiàn)澆翼緣板采用鋼吊架和鋼模板組成的可縱向移動(dòng)滑模進(jìn)行施工;鋼筋采取人工搬運(yùn)到梁面的辦法運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)點(diǎn)，混凝土采用汽車式輸送泵進(jìn)行泵送入模;待強(qiáng)度達(dá)到75%后拆模，滑移至下一澆筑點(diǎn)進(jìn)行施工;模板滑移后安裝聲屏障。

每次澆注翼緣板長(zhǎng)16.5m，混凝土重約44.6 t。根據(jù)翼緣板結(jié)構(gòu)尺寸，鋼吊架采用Q235鋼材，鋼吊架橫梁為2根32型鋼，工字鋼上三角支撐采用L100 mm×100 mm×10 mm角鋼，下部采用20 mm厚鋼板和走形輪，同時(shí)采用反勾輪將鋼吊架口扣于鋼軌上。底模采用5mm鋼板做面板，面板下采用L50 mm×50 mm×5 mm角鋼做背肋、40 mm×60 mm方鋼作為承力骨架，底模外側(cè)和鋼吊架采用鋼吊帶和插銷鉸接，底模內(nèi)側(cè)采用精軋螺紋鋼起吊固定（如圖5、圖6）。

與傳統(tǒng)工字鋼鋼管法相比，采用簡(jiǎn)易移動(dòng)模架施工大大提高了施工進(jìn)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，尤其在既有線緊張有限的天窗時(shí)間內(nèi)更突顯其施工效率。更為重要的是顯著提高了對(duì)既有線施工的安全保障，十分值得在同類工程推廣。

跨線聲屏障基礎(chǔ)施工中，本設(shè)計(jì)創(chuàng)新采用鋼托架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工（如圖7），在T梁預(yù)制時(shí)預(yù)埋托架連接鋼板及螺栓（圖8），然后將托架與預(yù)埋螺栓連接牢固，最后安裝聲屏障立柱和板材。

預(yù)埋托架和鋼板和螺栓時(shí)一定按設(shè)計(jì)位置預(yù)埋準(zhǔn)確，螺栓外漏長(zhǎng)度符合要求并保護(hù)好絲口。鋼托架按設(shè)計(jì)由專業(yè)廠家加工好后運(yùn)至梁面，采用人工配合汽車吊進(jìn)行安裝固定。

此種做法簡(jiǎn)單便捷，不僅節(jié)省勞動(dòng)力、縮短工期，從根本上大大降低了傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工對(duì)既有線的影響，尤其在本線施工中成效顯著，值得推廣。

鐵路工程尤其是高鐵施工在我國(guó)發(fā)展迅速，線路下穿上跨越來越頻繁。大西聯(lián)絡(luò)線小角度上跨韓原線框架墩工程施工技術(shù)的成功實(shí)踐，不僅使施工效率大大提高，節(jié)約成本，縮短工期，更為重要的是在鐵路既有線施工安全形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，為上跨既有線框架墩工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和推廣意義。

[1] 張洪忠.天津大北環(huán)線跨既有鐵路框架墩施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2018，37（15）：177-179.

[2] 耿慶軍.跨既有線門式墩施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2009（4）：185.

作者簡(jiǎn)介：孫川宇（1987—），男，陜西定邊人，本科，工程師，研究方向：鐵路橋梁、路基工程施工。

（The 4 Engineering Co.， Ltd. of China Railway 12 Bureau， Xi'an Shaanxi? 710021）

Combined with the 334# - 41# pier portal frame pier structure of Wangcun North Tongpu railway Super Major Bridge on the North Tongpu connecting line of Daxi passenger dedicated line， this paper introduces the construction technology of adjusting span beam， cross beam and bridge deck system transverse wet connection using stainless steel formwork outside the line to make assembly and integral hoisting， and introduces the construction technology of integral simple movable formwork used in the pouring of bridge surface flange plate， as well as the sound of the upper span existing line Barrier bracket construction technology， in order to provide reference for similar engineering construction.

mall angle; existing line; frame pier; key construction technology