鐵路預(yù)制箱梁橋面系在制梁場(chǎng)內(nèi)預(yù)制施工的可行性

劉冰

中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司 河北石家莊 050081

鐵路橋面系主要指遮板、AB豎墻、防護(hù)墻、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)、下錨拉線(xiàn)基礎(chǔ)等。橋面附屬設(shè)施除遮板為預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)外，防護(hù)墻、電纜槽豎墻等均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，存在施工周期較長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)工作量大、質(zhì)量難以控制、運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)維修工作量大等問(wèn)題。本文以鄭徐鐵路開(kāi)封制梁場(chǎng)跨度31.5m箱梁相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)橋面系在制梁場(chǎng)內(nèi)施工的可行性進(jìn)行分析和研究。

1 工程概況

鄭徐鐵路開(kāi)封制梁場(chǎng)位于開(kāi)封市蘭考縣境內(nèi)，承擔(dān)了517孔單箱單室簡(jiǎn)支箱梁的預(yù)制及架設(shè)任務(wù)，梁型采用通橋（2016）2322A-Ⅱ-1/通橋（2016）2322A-Ⅴ-1，線(xiàn)路采用雙塊式無(wú)砟軌道板。

2 預(yù)制施工工況分析

鐵路箱梁橋面系預(yù)制施工安排在箱梁架設(shè)之前，即梁片預(yù)制→預(yù)應(yīng)力張拉→橋面系施工→運(yùn)架梁。工序的改變使得預(yù)制梁質(zhì)量增加和尺寸改變，對(duì)運(yùn)架梁產(chǎn)生相應(yīng)影響。

2.1 質(zhì)量增加

以速度350km/h的高速鐵路無(wú)砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁（雙線(xiàn)）跨度31.5m單榀整孔雙線(xiàn)箱梁及其橋面系為例，計(jì)算其增加的質(zhì)量。根據(jù)各橋工點(diǎn)圖紙等設(shè)計(jì)資料，曲線(xiàn)半徑、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)、下錨拉線(xiàn)基礎(chǔ)、防落梁、聲屏障、支座布置情況如下：①曲線(xiàn)半徑為12000m，防護(hù)墻高度為760-940mm（取最大超高180mm），直線(xiàn)段防護(hù)墻高度為760mm。②接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)型號(hào)為QJ-B，下錨拉線(xiàn)基礎(chǔ)為QJLX-1型，在上湯村大橋0#臺(tái)與1#墩間的箱梁上設(shè)置雙QJ-B型接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)。③每孔梁均設(shè)有防落梁裝置，聲屏障采用金屬插板式聲屏障。④不同梁型、跨度箱梁支座分別采用TJQZ-8360-4000-0.1g，TJQZ-8360-4500-0.1g，TJQZ-8360-5000-0.1g，TJQZ-8360-5500-0.1g型球型鋼支座。運(yùn)架梁前，防落梁裝置、支座均在制梁場(chǎng)裝梁準(zhǔn)備臺(tái)座處安裝就位，支座灌漿料及其施工用水放置在箱梁內(nèi)箱運(yùn)至架梁現(xiàn)場(chǎng)。若安裝遮板并施工完成B豎墻、防護(hù)墻、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)、下錨拉線(xiàn)基礎(chǔ)，則單榀整孔雙線(xiàn)箱梁及橋面附屬結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量最大值為884.9t，小于目前使用輪胎式搬梁機(jī)、輪胎式運(yùn)梁車(chē)、架橋機(jī)的最大額定起重質(zhì)量900t，滿(mǎn)足運(yùn)架設(shè)備質(zhì)量要求[1]。

2.2 尺寸改變

（1）起移梁工況。由于預(yù)制梁寬度、高度的改變，在預(yù)制場(chǎng)施工橋面系后廠(chǎng)區(qū)內(nèi)起移梁的最不利工況為雙層存梁時(shí)搬梁機(jī)提攜第3孔箱梁從上方經(jīng)過(guò)，即“存二過(guò)三”。施工橋面系后預(yù)制梁需考慮的高度：①曲線(xiàn)段防護(hù)墻高度為760-940mm（取最大超高180mm），直線(xiàn)段防護(hù)墻高度為760mm。②截面中心處梁高為3.035m，翼緣板端部橋面以上接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)預(yù)留螺栓高度為0.612m。③混凝土支墩高度按0.6m計(jì)算。雙層存梁橡膠支座高度為0.07m。根據(jù)上述參數(shù)，計(jì)算得到箱梁雙層存放后總高度=0.6+0.07+3.035+0.07+3.035+0.94=7.75m。DLT900型輪胎式搬梁機(jī)的最大提升高度為10.5m，當(dāng)搬梁機(jī)提攜第3孔梁達(dá)到最大提升高度時(shí)，第3孔梁梁底面距最大超高時(shí)的防護(hù)墻（高度940mm）頂面距離約617mm（圖1），滿(mǎn)足要求。

圖1 “存二過(guò)三”梁體位置關(guān)系（單位：mm）

（2）運(yùn)梁工況。施工橋面系后運(yùn)梁需要考慮2種最不利工況：①運(yùn)梁過(guò)橋（圖2（a））。施工防護(hù)墻后，其內(nèi)側(cè)凈寬9.0m，運(yùn)梁車(chē)外邊緣與防護(hù)墻凈寬為1522mm，運(yùn)梁車(chē)外緣不會(huì)與防護(hù)墻沖突，滿(mǎn)足通過(guò)需求。②運(yùn)梁過(guò)隧。未安裝遮板時(shí)，用YLSS900B型輪胎式運(yùn)梁車(chē)（過(guò)隧道型）馱運(yùn)預(yù)制梁通過(guò)隧道，箱梁結(jié)構(gòu)與隧道結(jié)構(gòu)凈空僅為160mm（圖2（b））。黃黃鐵路隧道最小平曲線(xiàn)半徑為9500m，運(yùn)梁車(chē)總長(zhǎng)度為50m，據(jù)此計(jì)算得到經(jīng)過(guò)曲線(xiàn)段隧道運(yùn)梁車(chē)侵入圓弧長(zhǎng)度為40mm?？紤]安全距離200mm，凈空160mm＜240mm。因此，不具備安裝遮板條件。

圖2

3 主要問(wèn)題及對(duì)策

①預(yù)制工藝、預(yù)制質(zhì)量問(wèn)題。橋面系在預(yù)制梁場(chǎng)內(nèi)施工，如何選取B墻及防護(hù)墻平面位置、A墻及遮板預(yù)留拼裝螺栓孔位置的線(xiàn)形控制基準(zhǔn)線(xiàn)。相應(yīng)對(duì)策：以橋面縱向中心線(xiàn)為參考線(xiàn)，確定每孔箱梁防護(hù)墻、AB豎墻、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)等橋面系相對(duì)位置。②混凝土徐變及張拉上拱對(duì)橋面系的影響。橋面系混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度與梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度不一致，嚴(yán)重時(shí)橋面會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋。相應(yīng)對(duì)策：箱梁梁體澆筑后先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力終張拉，在梁體彈性上拱形成并穩(wěn)定后，再施工橋面系，防止橋面系因變形產(chǎn)生橫向裂縫。③橋面系先行施工增加的質(zhì)量（近40t）對(duì)制運(yùn)架梁的影響。相應(yīng)對(duì)策：在箱梁場(chǎng)場(chǎng)建規(guī)劃期，對(duì)制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)位承載力設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加的相應(yīng)質(zhì)量，并對(duì)地基進(jìn)行加強(qiáng)處理[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

橋面系由架設(shè)后原位現(xiàn)澆改為在制梁場(chǎng)內(nèi)預(yù)制施工，將橋面系施工前置，節(jié)省了橋面系施工和軌道工程施工工期，消除了架設(shè)橋面系后原位現(xiàn)澆施工的安全隱患，并提高了橋面系的施工質(zhì)量，表明鐵路預(yù)制箱梁橋面系在場(chǎng)內(nèi)預(yù)制施工思路可行。