跨甬台温铁路大桥(54+85+54)m连续梁施工
2017-10-30
1 工程概况
温州市瓯海大道（站西路西-金丽温高速）跨甬台温铁路大桥位于温州市瓯海区潘桥镇温州南站北侧，于DK269+482.8处跨越甬台温铁路5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6、Ⅶ线共7股道。由双幅主线桥和1、2号匝道桥组成，全长193m。上部结构为变高度预应力混凝土连续梁，单箱单室，跨径布置为（54+85+54）m，主线桥箱梁高度由424.8cm渐变至220cm，顶板宽度1235cm、厚度28cm，底板宽度735cm、厚度由61.1cm渐变至28cm，腹板厚度由70cm渐变至60cm。下面将以主线桥（Pm17#-Pm20#墩）为例介绍连续梁施工方法。
2 施工安全防护方案
跨甬台温铁路大桥于DK269+482.8处跨甬台温铁路5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6、Ⅶ线共7股道，甬台温铁路已投入运营，为保证甬台温铁路的运营安全，在DK269+482.8处设置施工防护支架，防护支架垂直铁路线路方向分两段，防护支架一跨5、3、Ⅰ、Ⅱ、4、6线，防护支架二跨Ⅶ线。防护支架超出跨甬台温铁路大桥南北侧匝道桥外侧边线各2m，顺铁路线路方向防护范围长47m（桥面总宽43m）。防护支架一净空8.5m，防护支架二净空8.3m，均满足《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》建筑接近限界7.25m的要求。
防护支架立柱采用φ609×11钢管柱，顺铁路线路方向间距5.0m布置，支架一立柱顶纵梁采用HW400×300型钢，其上按1.25m间距铺设HW400×300型钢作为横梁；支架二立柱顶纵梁采用HW200×200型钢，其上按1.25m铺设HW200×150型钢作为横梁。横梁顶面平铺18mm厚竹胶板，上设垫板用螺栓将竹胶板与横梁固定。
防护支架布置见图1。
3 箱梁0#块施工
Pm18、Pm19#墩0#块采用墩旁托架施工。
3.1 托架结构设计
Pm18、Pm19#墩0#块托架由钢管混凝土立柱作为主要受力结构，其上布置纵横向分配梁组成托架结构体系。立柱采用φ1200×14钢管，钢管内灌注C30混凝土。托架作用分为两个阶段：第一阶段作为浇筑0#块时的模板荷载、混凝土荷载、施工荷载等全部荷载的受力结构；第二阶段为进行挂篮悬臂浇筑1#～8#块时，由钢管混凝土立柱承受悬臂浇筑时两侧产生的不平衡力矩。
Pm18、Pm19#墩0#块托架结构立面图见图2。
3.2 0#块施工
托架安装完成后，堆载预压，以消除弹性和非弹性变形，然后进行模板、钢筋、混凝土、预应力作业，0#块施工完毕。
4 挂篮悬臂浇筑施工
4.1 挂篮设计参数
连续梁各梁段参数（如表1）：
挂篮自重：65t
设计载重：134t
走行及悬臂浇筑时抗倾覆稳定系数：k=2.0
4.2挂篮结构设计
根据跨甬台温铁路大桥悬臂梁段施工要求及对挂篮的技术要求，综合施工特点及操作工艺等研究比选后，选择三角形斜拉式挂篮。三角形斜拉式挂篮降低了前上横梁高度，挂篮重心大大降低，从而提高了挂篮走行时的稳定性；其结构简单，拆装方便，设挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的结构，单件重量较轻。挂篮走行采用液压走行系统，由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成，利用液压千斤顶代替倒链作为挂篮走行的牵引系统，克服了传统的挂篮走行方式操作人员多，难以指挥，两端挂篮难以同步等不足，避免了因人工配合不协调而导致的挂篮走行跳步问题，增加了挂篮走行的安全稳定性。
挂篮由主桁架、悬挂系统、锚固系统、走行系统、模板系统等组成。挂篮结构见图3、图4。
挂篮拼装完成后，利用砂袋进行加载试验，以简算其承载能力和消除非弹性变形，并实测挂篮变形值和安全可靠性，为箱梁悬臂浇筑施工控制提供可靠的依据。
4.3 节段梁施工
挂篮走行就位并检查签证后，即可进行模板、钢筋、混凝土、预应力等作业，重复上述过程，浇筑2#～8#块，对称循环悬浇至最大悬臂。
5 边跨直线段支架现浇施工
清除直线段支架范围内地面表层土，小型压实机械压实，进行地面硬化处理，浇筑C25混凝土，厚15cm，搭设碗扣式满堂支架，纵桥向间距60cm，横桥向底板下间距60cm，翼缘板下间距90cm，腹板下间距30cm。堆载预压，消除弹性及非弹性变形，即可进行直线段箱梁施工。
6 合龙及体系转换
跨甬台温铁路大桥按平衡悬臂法对称施工，经过临时支座及0#块墩旁托架立柱进行墩梁固结，先形成静定状态的T型钢构，通过T构合龙，张拉钢束，将单个T构转换为超静定体系。跨甬台温铁路大桥合龙采用先边跨后中跨的合龙顺序，以利桥面标高的调整。根据结构受力及梁温的变化情况，选择型钢组成的体外劲性骨架及临时预应力体系组合方式在日气温较低，温度变化幅度较小时锁定合龙口并浇筑合龙段混凝土。
利用单只挂篮改制的吊架进行边跨合龙段混凝土浇筑，混凝土龄期满足设计要求后，进行边跨合龙钢束张拉施工，解除作为临时约束的Pm18、Pm19#墩托架的钢管混凝土立柱及墩顶临时支座及锚筋，利用钢吊架进行中跨合龙，张拉合龙钢束，完成体系转换。
7 结语
跨越既有线的连续梁施工难度大，安全隐患多，在跨甬台温铁路大桥施工过程中，采用墩旁托架施工0#块、挂篮悬臂对称浇筑、支架现浇直线段的施工连续梁的方法，具有以下优势：（1）不影响甬台温铁路的正常运营；（2）每个墩有两个工作面，几个主墩同时施工，保证了工期要求；（3）梁段施工都在挂篮上施工，保证了施工的连续性和施工质量；（4）节段施工不需要大型起吊设备，且都为重复作业，作业人员能够快速熟练的掌握施工技术，提高功效。该施工方法节省了成本，提高了效率，保证了质量，使得跨甬台温铁路大桥顺利建成通车。
参考文献：
[1]JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范.
[2]GB50017-2003，钢结构设计规范.
[3]CECS28：90，钢管混凝土结构设计与施工规程.
