湖北楚天联发路桥养护有限公司

1     工程概况

京津高速公路天津东段跨北环铁路工程, 位于天津市东丽区东部。此处主线宽度为28m , 双向4车道。本桥在K16 +856处上跨北环铁路, 斜交角度为32.46°。北环铁路为两股铁路, 属于直线段, 规划增加两股铁路, 基本与原线平行, 并且将来要改造为电气化双层集装箱铁路, 净空按8.018 m 控制。

本桥采用斜桥正做的下承式钢桁架桥, 跨径为单跨78m(14#墩～15#墩), 桁高为11m。主桁采用三角桁架布置。基础为8根1.5m的钻孔灌注桩, 承台厚2m , 桥墩为14.6m×1.5m薄壁墩柱。

钢桁桥分上、下行两个半桥设计, 两个半桥净距0.88m 。主要材料采用16Mnq普通低合金钢, 钢桁梁总重13800 kN 。构件连接采用栓焊结合, 高强螺栓采用10.9级。

本工程钢桁梁自重大、跨度大, 施工时快速安全跨越铁路是本工程的难点、重点, 因此采用顶推法施工。即先将钢桁梁在10#～14#墩范围内拼装完毕, 然后要点封闭线路, 通过顶推设备将其顶推至14#～15#设计墩位。

2 　钢桁梁拼装平台搭设

2.1 　设置支架平台

在14#～15#墩位(铁路限界范围除外)范围内, 需要建设支架平台。首先进行场地平整, 继而用25t压路机碾压密实, 宽度为33m。然后进行放线支模, 浇筑10cm 厚C10混凝土, 并振捣密实、抹平, 覆盖养护。混凝土垫层达到1.2MPa 时, 进行弹线, 开始搭设碗扣式满堂支架。支架宽度为32.5m , 中心线与桥中心线一致, 支架间距60cm ×90cm 。为加强杆件稳定性, 增设斜撑, 形成稳定的空间结构, 确保施工过程的稳定性。碗扣顶托纵向放置15cm ×15cm方木。支架搭设完毕, 调整高程使坡度和桥面坡度一致, 再满铺1cm钢板, 用做施工平台(参见图1)。

2.2 　搭建临时墩

2.2.1 　临时墩构造

在10#～14#墩位范围内设临时墩(参见图1)为拼装钢梁时使用。因其受力较小, 故采用八三式军用墩, 断面尺寸为1.75m×1.5m, 两侧滑道军用墩基础为3.6m×3.6m×0.45m矩形承台, 中间军用墩基础为两滑道共用, 几何尺寸为3.6m×4.8m×0.45m , 混凝土强度等级为C25 。10#～14#军用墩顺桥向标准间距为7.6m , 横桥向间距为13.31m。顶面分配梁(横桥向)采用八三式军用墩基本杆件, 上下两层, 组成双层叠合梁, 长度为2m。分配梁上面顺桥向放置滑道,高度为72cm、宽度为90cm, 滑道钢板上铺设2mm不锈钢板。

2.2.2 　临时墩施工

在10#～14#桥墩位范围内, 临时墩地基采用灰土换填。灰土分层填筑, 采用蛙式打夯机夯实, 每层铺土厚度不超过200mm 。灰土每层至少夯打三遍, 夯打时一夯压半夯, 夯夯相连, 行行相连, 纵横交叉。进行环刀取样检测是否达到要求密实度, 如达到要求后记下夯打遍数, 以此为依据确定每层灰土的夯打遍数。

承台模板用15mm厚的竹胶板和50mm×100mm方木拼装, 模板内面涂脱模剂。模板支立加固时, 首先按放线位置支立模板, 并校核模板垂直度、对角线差,要求模板之间接缝严密。如果模板之间缝隙较大, 一般填塞薄海绵条。绑扎钢筋时, 用钢筋和钢管作为临时架立筋固定钢筋, 以确保钢筋位置正确。绑扎水平分布筋、上下层钢筋网片的拉结筋或者地脚螺栓时, 要求边绑边拆临时架立筋。地脚螺栓在浇筑混凝土前按设计数量、位置预埋好。

混凝土采用商品混凝土, 由混凝土输送车运到现场, 用滑槽将混凝土送至浇筑部位。混凝土入模后及时振捣, 每个承台一次浇筑完成, 并及时养护以防止收缩产生裂纹。

临时墩规格为2m×2m , 高度为10m , 与承台采用垫梁接触。军用墩整体拼装完毕, 采用25t吊车吊装就位, 并采用精轧螺纹钢和永久墩拉结, 以免倾覆。

3 　滑道制作

滑道要求钢度大, 能均匀传递反力, 结构简单, 拆装方便。截面形式为箱形, 采用16 mm 和20 mm厚普通钢板焊接而成, 宽度为90cm , 高度为72cm , 顶面铺设2mm厚不锈钢板作为滑面, 滑道由专业厂家定做。在钢桁梁受力节点的位置, 布置临时加强钢板, 加强钢板下设四氟乙烯橡胶滑块(通过铁路上空的滑块用环氧砂浆粘贴在钢板上), 通过滑块和滑道之间的滑动实现钢桁梁的顶推。

由于本工程严禁在铁路上空进行危及铁路运营安全的作业, 所以在钢桁梁顶推出拼装平台后, 随即拆除铁路上空的加强钢板(铁路限界范围内每侧4 块), 边滑边拆, 其它滑块在钢桁梁顶推就位后再行拆除。

4 　导梁安装

采用加强式军用梁作为导梁, 长28m, 分7节, 每节4m , 尾端与钢桁梁节点板销接, 拉锚器安装在钢桁梁尾部(图1)。

导梁拼装过程中, 一定要做到:

1)每榀钢桁梁下弦杆前端均有一榀钢导梁, 每榀导梁由两片加强式军用梁并排组成, 并用螺栓连接牢固;

2)两榀钢导梁之间用80钢管横撑连接, 增强整体刚度;

3)每榀导梁前端和钢桁梁上弦杆用32精轧螺纹钢连接, 通过旋拧螺纹钢使导梁在悬臂状态下的挠度为零。

4)导梁前端设在14#墩处, 留出11m 模拟顶推空间, 以便调试系统(不允许该项调试在铁路上空进行)。

5)导梁到达对面临时墩时, 及时放松螺纹钢, 避免导梁受力过大。

5 　钢梁顶推及落梁采用两台ZLD自动连续顶推千斤顶, 通过钢桁梁尾端拉索, 顶推就位。首先在滑道钢板上焊接顶推牛腿, 顶推千斤顶利用牛腿做后背实现顶推。

5.1 　顶推位置的确定顶推过程中, 必须做到以下两点:①顶推控制、横向控制、拆除上滑道分开操作, 保证安全;②钢拉锚器要置于钢梁尾端。

采用钢绞线和自动工具锚作为顶推装置, 使用中需注意:①一台千斤顶内的多根钢绞线应左、右旋向搭配使用, 避免同一旋向钢绞线使千斤顶活塞旋转, 损坏自动工具锚, 或者造成千斤顶行程损失;②千斤顶与拉锚器的施力点应尽量在一直线上并与梁轴线平行。拉索要拉紧, 使多根钢绞线受力均匀, 以免造成拉断和对千斤顶内缸偏心摩损。

5.2 　顶推钢梁顶推时, 在平台上设置两道滑道和安装两套千斤顶, 通过拉索顶推钢梁尾端, 由小桩号侧沿设计轴线连续顶推至对面, 与墩顶连接。顶推过程中, 所有顶推千斤顶油泵均由主控台统一控制。为防止钢梁左右偏移, 始终由一人用经纬仪定准桥轴线, 随时检查钢梁中心线是否偏离, 如有偏离, 立即进行纠偏。

5.3 　落梁落梁前, 先计算桥墩的反力, 确定落梁竖直千斤顶的型号和台数。拟定千斤顶在墩顶需占用的位置和最小高度, 选用吨位时应充分考虑安全系数。为避免梁内产生过大弯矩, 顶高应控制在5mm内, 能移出滑道即可。

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