孫川宇

中鐵十二局第四工程有限公司，中國·陜西 西安 710021

小角度；跨越；既有線；框架墩關(guān)鍵施工技術(shù)

1 引言

隨著鐵路工程的迅猛發(fā)展，工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，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，門式框架墩因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且對(duì)既有線影響較小及施工技術(shù)逐漸成熟從而得到了廣泛的應(yīng)用。

2 工程概況

上王村跨北同蒲鐵路特大橋?yàn)閱尉€鐵路橋與韓原線交角為7°36′17′′，34#-41#墩采用門式框架墩，凈跨度均為19.5m，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米，上跨韓原線采用20m、16m 簡(jiǎn)支T 梁，其中16m 簡(jiǎn)支T 梁全部位于框架墩上、20m 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?.0m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。詳細(xì)如如圖1所示。

圖1 框架墩與韓原線平面關(guān)系示意圖

3 總體施工方案

首先用既有線幫填路基做出施工平臺(tái)，進(jìn)行旋挖鉆施工樁基礎(chǔ)，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[1]。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。

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 調(diào)跨梁施工

4.1.1 模板及鋼筋安裝

經(jīng)與建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位及中國太原局多部門多次現(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，工程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，消除了安全隱患。

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所示）；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。

圖2 調(diào)跨梁不銹鋼模板細(xì)部圖

圖3 調(diào)跨梁不銹鋼模板拼裝整體

4.1.2 模板及鋼筋整體吊裝

模板和鋼筋加固成整體后，采用兩根長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（如圖4所示）；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。

圖4 調(diào)跨梁吊裝

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，41#墩調(diào)跨梁鋼筋重=1220+41.75-20.90+59.42=1301kg。不銹鋼模板重=（8.458+5.179×1.15）×0.005×7930×2=1143kg；對(duì)拉筋=0.9×2.98×25=67kg，41#墩型鋼支撐重=（8.3×2+0.8×2）×14.2=259kg，螺栓=270÷1000×100=27kg；模板和鋼筋總重2797kg，按照2850kg 考慮。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，地面標(biāo)高852.49m，T 梁梁面上2.3m的標(biāo)高871.61m，高差19.12m，綁扎鋼絲繩長3.5m，吊鉤及起吊鋼絲繩按4m計(jì)算，吊車出臂需31.6m；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16.22m；理論距離=線路中心距墩柱邊緣2.8m+墩柱邊緣至路肩邊2.5m+路肩邊至坡腳基礎(chǔ)外側(cè)（6.8÷1.81×1.5+0.5）+坡腳外側(cè)至吊車中心3.9=14.9m，吊車選型時(shí)作業(yè)半徑按照16.5m 考慮。

采用兩根φ20 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=52438kg。根據(jù)70t 吊車的參數(shù)性能圖，作業(yè)半徑間于16～18m 之間；根據(jù)出臂長度，選擇38.31m 臂長，額定起吊重量6.6t；吊車安全系數(shù)=6.6t÷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45mm；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2m×1m×3cm 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。[2]

4.2 橫梁及橋面濕連接

4.2.1 模板施工

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)（如圖5、圖6所示）。模板內(nèi)側(cè)設(shè)置連接掛鉤與內(nèi)部鋼筋連接牢固。

圖5 U型不銹鋼隔板實(shí)物圖

圖6 不銹鋼濕接縫底模實(shí)物圖

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。

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、脹模現(xiàn)象。

4.2.2 混凝土施工

（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)，工程采用YH-GJ 支座砂漿和5～10mm 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。最后報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院和建設(shè)單位同意按此配比施工。

（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。

振動(dòng)棒操作時(shí)快插慢拔，保證砼密實(shí)。振動(dòng)棒振搗時(shí)要避免碰到波紋管及模板，以免弄破波紋管造成漏漿堵塞張拉孔道，砼振搗完畢后，及時(shí)收面平整并派人檢查，前后抽動(dòng)一下鋼絞線，并及時(shí)清理施工場(chǎng)地。施工期間避免施工物件掉落在既有線上。

4.3 翼緣板整體移動(dòng)簡(jiǎn)易模架施工

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；鋼筋統(tǒng)一加工，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)綁扎，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，插入式振搗器針刀密實(shí)；待強(qiáng)度達(dá)到75%以上后拆模，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16.5m，混凝土重約44.6t。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L100×100×10 角鋼，下部采用20mm 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L50×50×5角鋼做背肋、40×60mm

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7、圖8所示）

圖7 翼緣板簡(jiǎn)易移動(dòng)模架圖

圖8 翼緣板簡(jiǎn)易移動(dòng)模架實(shí)物

經(jīng)與傳統(tǒng)采用工字鋼鋼管法相比，應(yīng)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。

4.4 跨線處聲屏障基礎(chǔ)施工

跨線聲屏障基礎(chǔ)施工中，本設(shè)計(jì)創(chuàng)新的采用鋼托架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工(如圖9所示)，在T 梁預(yù)制時(shí)預(yù)埋托架連接鋼板及螺栓(如圖10所示)，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。

圖9 跨既有線聲屏障鋼托架設(shè)計(jì)圖

圖10 跨既有線聲屏障鋼托架設(shè)計(jì)圖

此種做法非常簡(jiǎn)單便捷，不僅節(jié)省勞力、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。

5 結(jié)語

鐵路工程尤其是高鐵施工在中國發(fā)展異常迅速，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成功實(shí)踐和運(yùn)用了幾項(xiàng)重要的施工技術(shù)，不僅使施工效率大大提高，節(jié)約的成本，縮短了工期，更為重要的意義是在鐵路既有線施工安全形勢(shì)依然嚴(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。