上跨鐵路站場預制頂推PC 箱梁落梁施工技術

陳佩 CHEN Pei

（中鐵二十五局集團第二工程有限公司，南京 210046）

1 工程概況

長沙市湘府路湘江特大橋跨京廣鐵路聯上部結構采用（40+50+40）m 預應力砼頂推連續(xù)箱梁，分南北兩幅，整幅箱梁采用雙箱單室斜腹板截面，腹板斜率與主橋相同，箱梁外側為機動車道和人行道板雙層結構。箱梁頂寬38.52～37.0m，梁高3.8m，預制梁段長70m，單幅重約4000t。全橋共設置12 個臨時混凝土墩，作為頂推平臺和滑道，其中70m 預制段設置6 個臨時混凝土墩，跨度為2.75～10.5m，墩位布置示意圖見圖1。70mPC 箱梁頂推就位后，再在兩端各現澆30m，然后全橋施加預應力，形成（40+50+40）m 預應力砼連續(xù)箱梁。

圖1 縱斷面示意圖

當左右幅70mPC 箱梁的均頂推就位后，箱梁處于臨時滑道上，為將箱梁落到永久支座上，必須對箱梁進行單幅落梁施工，單幅總重約4000t，落梁高度7cm。（圖2）

圖2 橫斷面示意圖

2 落梁準備

2.1 頂推預應力放張

在箱梁頂就位后，拆除鋼導梁前，必須將體外預應力束與底板的扁錨束拆除，拆卸過程中主要施工流程為放張預應力鋼絞線。

放張預應力鋼絞線主要指導思想為利用安裝上放張頭的小型張拉千斤頂，將一束鋼絞線里面每根逐根進行放張。下面就體外預應力束對放張施工流程進行說明：

由于根據設計要求，錨下張拉控制應力為1116MPa；由于一根鋼絞線公稱截面積為139mm2，因此錨下張拉力=1116*139=155.124kN，因此可以采用30t 小型張拉千斤頂進行施工。施工流程如下：

①將小型穿心千斤頂裝上放張頭，穿入到體外預應力鋼絞線錨具外的預留長度上。②通過千斤頂對鋼絞線施加拉力，當鋼絞線隨著千斤頂活塞伸長而伸長，這時錨具上的夾片開始松弛，脫落。通過放張頭上的缺口將夾片取下。③隨著千斤頂回油，活塞回縮，鋼絞線也慢慢松弛，這時一根鋼絞線放張完畢，然后依次放張這一束鋼絞線中剩余的張緊的鋼絞線。④放張過程同樣左右對稱放張原則，盡量保證施工過程中箱梁所受應力的左右對稱。

2.2 拆除鋼導梁

由于前期已經拆卸了鋼導梁D4 節(jié)段，后續(xù)還剩余D3、D2 與D1 節(jié)段。拆卸流程如下：

①拆卸D3 節(jié)段：

我標段預計將箱梁頂推至設計位置時拆卸后續(xù)節(jié)段，如圖3 所示。拆卸工藝流程如下：

圖3 箱梁到設計位置后拆卸后續(xù)鋼導梁節(jié)段

先拆卸D3 節(jié)段導梁直接的橫向支撐架，先利用氣割將縱向連接鋼管與斜撐鋼管割斷，然后再將橫向支持架吊下，最后利用氣動扳手將D2 節(jié)段與D3 節(jié)段之間的螺栓松開，將D3 節(jié)段吊下。

②拆卸D2 與D1 節(jié)段：

拆卸D2 與D1 節(jié)段施工流程基本與拆卸D3 節(jié)段一致。

③拆卸剪力梁與精軋螺紋鋼。

先將固定剪力梁的螺母拆卸完成，然后將剪力梁吊下箱梁。最后利用乙炔將露出梁體的精軋螺紋鋼割斷。

2.3 張拉預備束

為減小在落梁過程中箱梁所受彎矩，根據設計《關于《長沙市湘府路大橋工程·跨京廣鐵路聯》70m 箱梁頂升落梁時預應力施工注意事項》工作聯系單，在落梁前必須將箱梁底板備用預應力束PB1。張拉流程與注意事項如下：

①根據設計文件PB1 為通長預應力束，每束為22 股鋼絞線，采用錨具為YM15-22，夾片與錨具配套。錨下控制張拉力為4265.91kN，鋼絞線設計伸長量為488.3mm，張拉過程中預計采用20%、40%、100%的逐級加載過程。②張拉過程采用兩個千斤頂兩端對稱張拉，千斤頂采用400t 千斤頂，以及配套的油表油泵。相應油表讀數根據標定證書上的線性回歸方程計算。③張拉時必須記錄好油表讀數與不同階段的千斤頂活塞伸長量，以及夾片錨具的回縮值，以作為后續(xù)張拉鋼絞線伸長量計算的原始數據。

3 落梁施工

3.1 安防落梁設備

落梁時在E3、E4 主墩墩頂放置千斤頂進行落梁，在E3、E4 墩頂各配備8 臺320t 千斤頂（半幅）。共計配置16臺320t 千斤頂（半幅）。全幅共計32 臺。每臺千斤頂上下各設置一塊鋼板，以確保單位面積上的頂升力小于混凝土抗壓強度。詳細位置如圖4 所示。

圖4 千斤頂布置示意圖

3.2 頂升箱梁、并安放臨時鋼支墩

落梁千斤頂安裝完畢后，即準備進行箱梁頂升作業(yè)。同時又由于千斤頂無法長時間受壓，為保證拆卸臨時滑道時的施工安全與箱梁受力，需要在箱梁頂起后在箱梁底板與E3、E4 墩頂之間放入臨時鋼支墩作為箱梁臨時支持體，臨時鋼支墩采用2cm 厚鋼板焊接而成，內部填充混凝土，外部尺寸如圖5 所示。

圖5 臨時鋼支墩示意圖

梁體頂梁的操作程序如下：

①墩上的千斤頂同步頂梁，并將梁體向上略微抬升，直到箱梁底板與墩頂間距達到60cm。起梁時必須保證梁體橫向水平，高差不得大于±1mm。②這時同時放入臨時鋼支墩，鋼支墩的布置位置如圖6 所示。③所有千斤頂頂升，千斤頂頂升高度必須在同一平面上，通過千斤頂油泵控制千斤頂油壓，確保所有千斤頂所受反力一致。④在臨時墩L8、L9、L10 墩滑道上放置鋼板，確保標高臨時鋼支墩頂一致。⑤臨時鋼支墩安裝完畢后，即開始進行落梁。頂升時一樣千斤頂回油都必須同時進行，回油后，箱梁緩緩落到臨時鋼支墩與L8、L9 與L10 墩的滑道鋼板上，確保箱梁5 點受力。

圖6 鋼支墩布置示意圖

3.3 落梁前糾偏

橋梁頂推過程，由于多種原因會造成箱梁橫向偏位。為了保證梁按設計軸線滑動，導向工作是必不可少的，而且是非常重要的工作。利用頂推行進狀態(tài)，導向糾偏的力不是很大的特點，本工程可采用平滾式限位導向裝置?？拷鼧蛄褐行木€一側的限位裝置通過與預埋在橋墩上的鋼板焊接的方式與橋墩連接，遠離橋梁中線一側的限位裝置通過對人行道外沿限位來保證頂推時箱梁中線在設計位置上，因此限位裝置安裝在直徑850mm 的鋼管柱上。鋼管柱通過25a 槽鋼與混凝土臨時墩或者永久墩相連接，以保證鋼管柱有足夠的反力對箱梁進行限位。正式落梁前，已經頂升起的梁體再次進行高精度的就位復核，利用過程糾偏裝置嚴格控制落梁精準度。

3.4 拆除滑道，安裝永久支座

箱梁頂升后，利用氧割將E3、E4 墩上覆蓋著永久支座的滑道、滑道支持鋼板割掉，同時利用風槍將滑道支撐鋼板間填充的混凝土鑿除干凈。所有阻礙永久支座定位的東西都去除后，即對永久支座進行定位安裝。流程如下：

拆除墩頂臨時支座→定位永久支座→位能法注漿→砂漿強度達到80%后→進入下道工序。

梁體落至設計高程后，用跳躍式焊接連接上支座板與箱梁底預埋支座板。支座安裝完畢后，應盡快拆除上、下支座連接板，以防止其約束梁體正常轉動。

3.5 落梁施工

落梁時從E4#墩、E3#墩千斤頂同步回油，同時落下梁體，落梁高度約為10cm，直至達到設計高程。按設計要求，在落梁的過程中，規(guī)定相鄰兩墩支點高差任何時候不超過設計容許數值，同墩兩側梁底頂起高差不得大于2mm。施工流程如下

①墩上的千斤頂同步頂梁，并將梁體向上略微抬升，以能取出墩頂臨時鋼支墩為準。起梁時必須保證梁體橫向水平，高差不得大于±1mm。②所有千斤頂頂升與回油都必須同時進行，千斤頂頂升高度必須在同一平面上，通過千斤頂油泵控制千斤頂油壓，確保所有千斤頂所受反力一致。③臨時鎖定千斤頂，拆除墩頂鋼支墩、臨時墩L8、L9、L10 墩上滑道等施工臨時設施。④16 臺千斤頂同步回油，將梁體落到永久支座上。⑤16 臺頂并聯使用必須保證油泵的截止保壓性能，同時拆除滑道時必須快速進行，減少16 臺千斤頂持荷時間。

4 注意事項

①預應力放張需嚴格執(zhí)行設計文件。如本橋體外預應力束L1、L2 與底板扁錨鋼束的放張要在拆卸鋼導梁前進行，而頂板體外束L3，則要在拆除鋼導梁后進行放張。②核對永久支座型號及安裝方向。支座出廠前，生產廠家已將支座調平，并已擰緊調平螺栓，以防止支座在安裝過程中發(fā)生移動和傾覆。安裝活動支座時，要按落梁時的氣溫調整其具體位置（注意落梁時氣溫按設計規(guī)定）。③千斤頂防止位置必須嚴格按方案執(zhí)行。底部采用必須保證平整，可采用細砂找平，千斤頂與鋼板之間鋪設一層土工布，防止千斤頂與鋼板發(fā)生相對滑移。④調試落梁設備中使用及備用的千斤頂，確保其處于正常工作狀態(tài)，并對每一位操作手進行培訓，對總指揮下達的口令及時準確識別，并做出正確的操作。⑤為防止梁體在頂升過程中發(fā)生橫向位移，如有必要則應在墩頂兩側設置防側移的限位裝置。⑥全過程施工中，必須安排專業(yè)人員對梁體及設備進行檢查。發(fā)現異常情況，及時通知現場負責人停止作業(yè)。⑦既有線施工嚴格按照鐵路施工管理規(guī)范、鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法、有關安全管理規(guī)定，加強既有線施工安全的防護措施。⑧在露天有六級及以上大風或大雨、大霧等惡劣天氣時，必須停止落梁施工。

5 結束語

本此跨京廣鐵路預應力混凝土頂推連續(xù)箱梁落梁施工，具有安全風險大、自重大、梁體斷面不對稱、精度高、工藝復雜等特點，通過嚴格執(zhí)行方案各項施工工藝流程和施工注意事項，確保了施工安全和工程質量。本此落梁施工的成功，可為今后類似施工提供較好借鑒意義。