大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁跨鐵路頂推施工技術(shù)

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　　1、工程概況

　　燕山大學(xué)立交橋位于秦皇島市。立交橋全長(zhǎng)為567.11m，橋?qū)?1.5m.其中主橋0號(hào)橋臺(tái)與1號(hào)橋墩之間的邊跨為40m，跨越京秦鐵路，設(shè)計(jì)高度為8.12m，梁底距接觸網(wǎng)承力索0.93m，橋梁與鐵路法向夾角2.57。

　　根據(jù)鐵路部門的意見，施工時(shí)要求快速跨越鐵路，且不能在鐵路上方有現(xiàn)澆作業(yè)，所以跨鐵路部分采用整孔箱梁預(yù)制頂推法施工。箱梁截面為單箱兩室梁，梁高1.5m，梁寬21.5m，總重900t。30m箱梁在鐵路西側(cè)預(yù)制后，頂推就位，剩余10m再與鐵路東側(cè)箱梁現(xiàn)澆連接。頂推施工示意見圖1。

　　圖1頂推施工示意（單位：cm）

　　2、施工工藝流程

　　跨鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工工藝流程為：預(yù)制場(chǎng)地準(zhǔn)備一制模板，綁鋼筋一預(yù)制箱梁一張拉預(yù)應(yīng)力筋一管道壓漿一頂推箱粱一頂推就位一落梁變換支座一主梁現(xiàn)澆施工一主梁縱向張拉。

　　3、施工方案

　　3.1箱梁預(yù)制臺(tái)座根據(jù)工程特點(diǎn)和所處的地理位置，將制梁臺(tái)座分條形固定式滑道和砂底模兩部分進(jìn)行施工。主梁下面共設(shè)3條滑道，兩側(cè)滑道寬度為40cm，中間滑道寬度為30cm。為方便砂底模拆除的施工，滑道高115cm，滑道之間的中心距離為730cm，滑道頂面為一2.5％縱坡。這種形式的滑道能很好地承受各向作用力，而且高程容易控制，拆除也非常方便。施工時(shí)首先將主梁在橋臺(tái)臺(tái)尾的相應(yīng)位置進(jìn)行地基夯實(shí)，然后在主梁縱肋位置上澆筑C30鋼筋混凝土條形固定式滑道底座?；琅c滑道之間采用中粗砂用機(jī)械夯實(shí)填塞，頂面抹2cm厚M15砂漿作箱梁預(yù)制底模。

　　3.2臨時(shí)支墩頂推前在0號(hào)臺(tái)與1號(hào)墩之間設(shè)立2排臨時(shí)支墩。臨時(shí)墩的中心距16.3m，凈距14.5m，距離回流索凈距約1.0m。臨時(shí)墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)（22.5m×3m×1.2m），墩身采用鋼管排架支墩，橫向?yàn)?×2根60.8m的鋼管，其插入基礎(chǔ)深度不小于0.8m。墩身頂部沒短墊梁，中間設(shè)橫聯(lián)。臨時(shí)墩與橋臺(tái)、塔墩間設(shè)聯(lián)系構(gòu)件，形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，確保頂推過程的安全性。

　　3.3滑道與滑板為確保箱梁頂推時(shí)能均勻傳布反力，在制梁臺(tái)座、橋臺(tái)位置、臨時(shí)支墩頂和排架上各設(shè)置3道通長(zhǎng)滑道?；烙砷L(zhǎng)50cm、厚2cm的鋼板焊接而成，并在其表面貼3mm厚鍍鋅鐵皮。滑塊采用國(guó)產(chǎn)聚四氟乙烯滑塊，為減小摩擦系數(shù)，應(yīng)在滑塊表面涂潤(rùn)滑劑?；腊惭b精度要求：相鄰滑道高程誤差不大于±2mm，同滑道高程誤差不大于±1mm。制梁臺(tái)座和橋臺(tái)滑道安裝方法：先在滑道下的臺(tái)座混凝土內(nèi)預(yù)埋4根螺桿，套上4個(gè)螺母；然后將滑道鋼板上的螺栓孔套入預(yù)埋螺栓，用鋼板下4個(gè)螺母調(diào)平鋼板至設(shè)計(jì)高程；最后對(duì)預(yù)埋螺栓和滑道鋼板進(jìn)行焊接，并鑲鍥鍍鋅鐵皮。臨時(shí)支墩和排架滑道安裝方法：在鋼管支墩和排架頂?shù)墓ぷ咒撋厦娌⒘?根43kg／m鋼軌，鋼軌用魚尾板連接，接頭要頂緊。然后，在其頂面焊接滑道鋼板，并鑲鍥鍍鋅鐵皮。上滑道由箱梁頂推時(shí)隨時(shí)填塞聚四氟乙烯橡膠滑板組成。

　　3.4導(dǎo)梁

　?。?）導(dǎo)梁的構(gòu)造本方案共制作6片導(dǎo)梁，其中前導(dǎo)梁3片，每片長(zhǎng)10m；后導(dǎo)梁3片，每片長(zhǎng)6m。導(dǎo)梁與箱梁內(nèi)的預(yù)埋件嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接，另外，為了防止主梁端部接頭混凝土在承受最大正、負(fù)彎矩時(shí)產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而裂縫，必須在接頭處增加有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。導(dǎo)梁間橫向設(shè)聯(lián)系構(gòu)件，保證橫向穩(wěn)定性。前、后導(dǎo)梁均采用軍用梁組拼。

　　（2）導(dǎo)梁制作的質(zhì)量要求下弦桿平直度：在制作裝配時(shí)，下弦桿的底面是基準(zhǔn)面，必須保證下弦桿位置準(zhǔn)確，底面平直。

　　節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量：為使導(dǎo)梁在設(shè)計(jì)荷載作用下，減少各節(jié)點(diǎn)的非彈性變形，必須保證各節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量。

　　3.5頂推裝置

　　（1）頂推千斤頂箱梁頂推施工時(shí)，在橋臺(tái)臺(tái)頂處設(shè)置牽拉固定裝置，使用2臺(tái)ZLD自動(dòng)連續(xù)頂推千斤頂通過鋼索牽拉箱梁尾端的后導(dǎo)梁，對(duì)箱梁進(jìn)行連續(xù)頂進(jìn)直至最后就位。牽拉過程中設(shè)置制動(dòng)措施，防止箱梁在下坡牽拉時(shí)走行過快。ZLD自動(dòng)連續(xù)頂推千斤頂?shù)募夹g(shù)性能見表1。

　?。?）頂推千斤頂牽引力驗(yàn)算箱梁重量G.=9000kN，前導(dǎo)梁及背梁重量G：=210kN；外部荷載G=（Gl+G2）×K=9210×1.5=138l5kN：靜摩擦力F=G×0.08=1105.2kN；考慮2.5％縱向下坡水平分力340kN，摩擦阻力合計(jì)765.6kN.選用2組ZLD自動(dòng)連續(xù)頂推千斤頂以滿足要求。

　?。?）牽拉裝置的確定采用鋼絞線和自動(dòng)工具錨作牽引裝置。千斤頂置于頂推箱梁兩側(cè)的橋臺(tái)臺(tái)帽上，鋼拉錨器置于箱梁尾部背梁后端，牽拉控制、橫向控制、遞送滑板要操作分開，配合默契。在施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

　　①每根鋼絞線承受拉力F=260kN（1860MPa×140mm），所以每臺(tái)千斤頂內(nèi)需裝4根鋼絞線。

　?、谝慌_(tái)千斤頂內(nèi)的4根鋼絞線應(yīng)左、右旋向搭配，避免同一旋向鋼絞線而使千斤頂活塞旋轉(zhuǎn)，損壞自動(dòng)工具錨，或者造成千斤頂行程損失。

　?、矍Ы镯斉c拉錨器的施力點(diǎn)應(yīng)盡量在一條直線上并與梁軸線平行。拉索要拉緊，使多根鋼絞線受力均勻，以免造成拉斷和對(duì)千斤頂內(nèi)缸偏心磨損。

　　3.6橫向限位裝置橋臺(tái)和臨時(shí)支墩處均要設(shè)橫向限位導(dǎo)向裝置。由螺旋千斤頂與導(dǎo)向輪組成，并安裝在反力架上。糾偏時(shí)，用正反螺旋千斤頂調(diào)整導(dǎo)向輪與主梁側(cè)面的距離，并在一邊導(dǎo)向輪與梁側(cè)之間加塞不同厚度的鋼墊板使梁向前滑動(dòng)，以免調(diào)整時(shí)損壞梁側(cè)表面。頂推時(shí)，應(yīng)做好橫向偏差觀測(cè)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

　　3.7頂推施工箱梁頂推時(shí)，在橋臺(tái)上設(shè)置3道滑道和安裝2套千斤頂，通過拉索牽拉后導(dǎo)梁，由0號(hào)橋臺(tái)沿設(shè)計(jì)軸線連續(xù)頂推至對(duì)面，與1號(hào)橋墩通過現(xiàn)澆箱梁連接。為保證鐵路運(yùn)輸及施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，京秦鐵路特別為頂推作業(yè)停電停運(yùn)80rain，所有的頂推及落梁施工必須全部在這段時(shí)間內(nèi)完成，所以施工時(shí)必須計(jì)算并掌握好頂推速度，保證頂推安全。頂推過程中，所有的工種必須聽從頂推總指揮的指令。頂推千斤頂?shù)挠捅镁芍骺嘏_(tái)統(tǒng)一控制。

　　為防止箱梁左右偏移，始終由1人用經(jīng)緯儀盯準(zhǔn)橋軸線，隨時(shí)檢查箱梁中心線是否偏離，如有偏離，立即進(jìn)行糾偏。為防止施工中發(fā)生意外觸電、漏電事故，造成對(duì)電氣化線路的破壞和施工人員的人身傷害，必須保證臨時(shí)支墩和箱梁梁體的接地線導(dǎo)電良好。另外，在臨時(shí)支墩靠近鐵路一側(cè)，必須要安裝耐高壓絕緣板。

　　3.8落梁步驟：準(zhǔn)備工作一千斤頂舉梁一拆除滑道一安裝支座一梁體降落到支座上一分別焊接支座上部、下部。

　　落梁前，應(yīng)先計(jì)算橋墩的反力，確定落梁豎直千斤頂?shù)男吞?hào)和臺(tái)數(shù)，并擬定千斤頂在墩頂需占用的位置和最小高度。選用千斤頂時(shí)噸位應(yīng)留有富余。為避免梁內(nèi)產(chǎn)生過大彎矩，頂高應(yīng)控制在5Ctll內(nèi)，能取出滑板即可。

　　清理墩上工作面，找平千斤頂安裝位置，并墊砂漿。在支座墊石上放樣畫線。復(fù)測(cè)墩頂高程點(diǎn)，確認(rèn)橋墩有無沉降；復(fù)測(cè)支座墊石頂面梁底高程，并確定調(diào)整方案，預(yù)備相應(yīng)加墊鋼板。順橋向每個(gè)支座兩側(cè)分別安置2個(gè)千斤頂，千斤頂?shù)酌鎽?yīng)墊40～60mm厚的鋼板，鋼板面積根據(jù)應(yīng)力擴(kuò)散的要求確定。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　我國(guó)的鐵路與公路施工中，經(jīng)常會(huì)遇到路線交叉問題，不可避免地相互影響。頂推法施工具有較好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益，尤其是很好地解決了對(duì)繁忙的鐵路運(yùn)輸?shù)母蓴_問題。本工程施工方案設(shè)計(jì)完善，在頂推過程中指揮得力、配合熟練，安全順利地在鐵路部門規(guī)定的時(shí)間內(nèi)把箱梁一次性頂推到位。