铁路客运专线钢-混凝土连续结合梁(双线)架设施工技术

[摘要] 主要介绍全国首条客运专线新建铁路（合宁线三标）钢-混凝土连续结合梁（双线）架设施工技术和施工工艺以及其施工控制技术。

[关键词] 连续结合梁 施工架设 顶推控制技术

1 工程概况

新建铁路西安南京线合肥至南京工程Ⅲ标段襄滁河特大桥跨越襄河及滁河，桥孔布置为117―32整孔箱梁+188―24整孔箱梁+（32+40+32）结合梁90―24整孔箱梁，桥梁全长10802m，起讫里程为DK1166+481.7～DK1177+283.7。其中跨滁河段的305#～308#为三孔钢―混凝土连续结合梁，总长度为105m；钢梁为双箱单室结构，钢梁的两箱中心距为4.6m，两箱拼装后其外形尺寸：上顶宽度7.4m，下底宽度7.08m，高度2.7m，钢梁的总重量为520吨。桥面板采用C50混凝土现浇，其厚度仅为20cm～35cm。

钢梁的制作由工厂完成，由于钢梁分段制造，厂内总装验收解体运抵现场拼装，其长度为16.6m～23.4m不等，共计五大段十件箱梁，其单件最大重量约60吨。

工地现场条件为主跨滁河305#～308#墩身水上施工，河岸墩柱302#～305#之间的混凝土箱梁不具备架设条件，可作为钢梁节段拼接场地。由于墩柱高度约11.5m，墩顶截面尺寸为圆端形8.4m×3m。河中墩顶截面尺寸圆端形11.1m×3m，与河岸墩柱高差0.615m。即最后落梁高度大约为1.2m。

钢梁在墩柱顶及承重支架上分段拼装，整体纵移跨越305#～308#墩顶后进行落梁，其钢梁的纵移动力采用液压顶推装置，综合电动油泵、液压顶升抄垫落梁方法进行架设。

2 施工技术分析

钢梁架设通常采用的两种方法是：原位分段拼装和布设滑道拖拉（顶推）就位。然而根据施工现场实际情况分析，如果采用原位分段拼装就位的施工方案，需满铺龙门吊机走行基础，利用龙门吊机拼装或搭设满堂膺架，利用浮吊进行拼装。但考虑到滁河为Ⅵ级航道，不允许长时间封航施工。如果采用设置滑道拖拉就位的施工方案，需要大量的人力、物力和财力，劳动强度高、施工准备工作烦琐。考虑到以上两种方案的种种弊端，经过多次的方案论证，决定采用龙门吊机陆地分段膺架拼装、利用滑板式液压顶推装置作为钢梁顶推设备分步顶推就位的施工方案。其最大的优点是：可以节省大量的人力、物力，劳动强度低、安全保证好，可操作性强。

3 实施控制技术

为顺利实施架设，根据现场实际情况，我们制定了具体实施方案。

3.1 实施1：钢梁拼接处的承重支架的稳定性处理

由于作为钢梁拼装场地的襄滁河特大桥302#～305#桥墩位处原地面为藕塘，需对地基进行换填处理。先将藕塘内的淤泥全部清除，然后底层采用抛片基础，面层填筑一定厚度的山皮土并平整碾压，其填土压实系数≥0.95，地基系数K30≥100MPa/m。

承重支架主要针对钢梁节段拼接缝而设置的。它的功能主要除承受梁段端部荷载、利于拼装外，还作拼接时油顶顶升抄垫、箱梁微调作业之用。四周搭设平台预留足够的人工操作空间。

承重支架选用材料主要是Ø609钢支撑管，利用20#槽钢作为横联、斜撑系杆。管顶部搁置50#工字钢作横挑承重梁。基础采用钢筋混凝土扩大基础（尺寸为：长×宽×高=10.0m ×5.0m×1.0m），钢管底部与C20钢筋混凝土扩大基础上的预埋件焊接固定。基础承载力不小于25T/m2。考虑到场地布置和节约成本，在302#～304#墩之间进行拼装，具体分段膺架拼装如图1所示。

3.2 实施2：滑板式液压顶推器的设置及安放

顶推装置共设置两个主动顶推器和三个被动顶推器，具体设置位置如下：

第一次顶推：A1、A2、B1、B2、C1、C2拼装结束后顶推器的设置，具体是：303#墩顶设置主动顶推器1，305#墩顶设置主动顶推器2；302#墩顶设置被动顶推器1，304#墩顶设置被动顶推器2；307#墩顶设置被动顶推器3。

第二次顶推：D1、D2拼装结束后顶推器的设置，主动顶推器和被顶顶推器的设置位置不变；

第三次顶推：E1、E2拼装结束后顶推器的设置。305#墩顶的主动顶推器2不变，306#墩顶设置主动顶推器1；303#墩顶设置被动顶推器1；本次顶推直至钢梁就位。

为了便于安放顶推装置和油顶，需顶既有支承垫石进行二次浇注，具体如图2所示。液压顶推器及油顶在墩顶的布置如图3所示。

3.3 实施3：钢梁顶推过程中的横向方向控制

因为顶推器只能控制钢梁纵向的方向，却无法控制横向的方向，所以横向的纠偏措施很重要，具体采取的措施为：

3.3.1 在309#桥墩顶中心摆放一台经纬仪，以便随时观测钢梁的横向偏移；

3.3.2 万一发生较大的横向偏移，提前准备6～8根Φ25的钢筋（长为1m左右）作为纠偏器具用。

3.4 实施4：最不利工况时钢箱梁的实际挠度

因为钢梁为不规则的变截面，理论计算出的挠度和实际挠度有较大出入，为了得到较为准确的实际挠度，在309#墩顶摆放一台水准仪，以便观测钢梁在顶推过程中发生的实际挠度，将实测数据进行分析统计，绘制顶程与变形关系图，从而得出最不利工况时的挠度，以备306#抄垫用。

3.5 实施5：桥面板混凝土施工困难

由于是在航道上施工的特殊性，不允许采用满堂支架进行支立模板，本次采取的措施是：架设完毕后的钢梁，即可作为桥面板施工的承重结构。在钢梁两侧设置预留孔洞及钢箱梁两室之间安装角钢托架支承模板，托架通过螺栓与钢箱梁腹板栓接将施工荷载传递至主梁上，故为了解决桥面板施工问题，在钢箱梁腹板上预留了Φ24上下两排栓孔（纵向间距2.0m）。其模板支架见详图4。对于箱室内部则采用钩对螺栓进行吊挂施工。

3.6 实施6：桥面混凝土浇筑完毕后，顶、落梁较困难

钢梁纵移到位、中线偏差在允许范围内即可进行第一次落梁，安装两端支座。按照设计要求，桥面板混凝土分正、负弯矩区两次浇注。第一次同时浇注正弯矩区混凝土，形成组合截面，待混凝土达到设计强度后在两个中间墩位置顶起钢梁20 cm，在其龄期大于20天后，再浇筑第二次（负弯矩区）混凝土，待负弯矩区混凝土达到设计强度后再落梁并安装中间支座。

顶梁位设在2个中间支座附近的梁底，各设有4个顶位，起顶设备8台2000kN的电动液压油泵千斤顶，其最大行程为200mm，施工中可在其有效行程的80%内安全使用，每次起顶高度实际采用10cm。每次落梁的高度对应为10cm。

顶落梁的关键是要两箱梁起顶高程时刻保持一致，特别是落梁时桥面板混凝土已经浇筑，相对高差超限将引起桥面因受扭而开裂且会使钢梁发生变形，造成严重后果。

4 施工技术总结

本次架设首次采用滑板式液压顶推装置作为纵移动力装置，取得了圆满成功，通过观察数据显示左右偏差仅为1.5cm；在架设完毕后，再次对钢梁焊缝进行超声波探测，均显示为良好（实景图如图5所示）。较传统工艺架设施工，取得的直接经济效益在100万元以上。本装置是为大吨位钢梁纵移架设而设计的一种较为新颖的组合顶推器。由垂直顶升、落梁液压千斤顶配合作业就能完成大跨径的各类连续钢-混结构桥梁架设施工。

液压顶推装置的优点和组成：

4.1 采用该装置纵移桥梁主要优点是：不设上、下滑道，节约了大量的滑道器材及劳动力；结构简单，液压顶推无冲击惯性力，安全可靠；顶推纵移速度可根据需要设定为每分钟0.3m至1m范围内。

4.2 选用的主要滑移材料是成熟的桥梁橡胶活动支座四氟板与不锈钢板组合应用技术。其可靠性和实用性优于惯常的普通滚动滑轮装置。

4.3 顶推器的基座主材选用H型钢，其断面具有较大的截面模数，省去了普通钢结构板材成形时繁琐的焊接及变形校正的工作量。

4.4 从顶推装置的设计、有关制造参数的选取、原材料的选择及制作工艺等各方面均考虑了装置的耐用性、安全性、可靠性要求，能确保在施工现场成功地架设钢梁。

4.5 节约了大量的人力和物力，比传统工艺先进，易操作，安全系数高，本次施工，经成本核算节约成本约100万。

这次250公里客运专线铁路有碴轨道钢―混凝土连续结合梁的顺利施工，受到建设单位及监理单位的一致好评，为以后客运专线类似工程施工积累经验。

参考文献：

[1] 铁建设（[2005]160号）客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准