跨线箱形预应力混凝土门式墩盖梁施工技术.pdf

建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 施工技 术 Co ns t r u c t i o n T e c h n o l o g y 第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 跨线箱形预应力混凝土门式墩盖梁 施工技术 陈潭 生 (中铁九局集团有限公 司，沈阳 1 1 0 0 5 1 ) [ 摘要] 传统门式墩盖梁多为矩形实体混凝土结构或箱形钢结构。前者混凝土圬X -- 方量多，自重大，只能采用原位支架法 现浇施工，施工周期长且对既有铁路运营影响大 ； 后者工程造价 高，后期养护工作量大，检查维修 困难。以新建兰州至中川机 场铁路工程西固黄河特大桥跨既有兰新铁路 门式墩盖梁施工为例，介绍一种箱形预应力混凝土盖梁设计、施工技术要求。 [ 关键词 ]门式墩盖梁 ； 跨线 ； 预应 力混凝土 [ 中图分类号 ]T u 7 5 7 ．4 [ 文献标志码 ] B [ 文章编号 ]1 0 0 1 — 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 9 — 0 0 3 9 — 0 2 Spa n Pr e s t r e s s e d Co n c r e t e Bo x Ty pe Ga t e Pi e r Cappi ng Be a m Co ns t r uc t i o n Te c h no l o g y Re s e a r c h Ch e n T a n - s h e n g [ A b s t r a c t ]T r a d i t i o n a l p o r t a l p i e r c a p b e a m mo s t l y r e c t a n g u l a r s o l i d c o n c r e t e s t ruc t u r e o r s t e e l b o x ． T h e f o r me r c o n c r e t e ma s o n r y s i d e v o l u me ， s e l f - i mp o r t a n t ， b u t t o u s e t h e s t e n t i n s i t u c a s t c o n s t r u c t i o n me t h o d ， l o n g c o n s t r u c t i o n p e r i o d a n d f o r l a r g e e x i s t i n g r a i l wa y o p e r a t i o n a l i mp a c t ； t h e l a t t e r p r o j e c t c o s t i s h i g h ， p o s t ma i n t e n a n c e wo r k l o a d ， i n s p e c t i o n a n d ma i n t e n a n c e d i ffic u l t i e s ． I n t h i s p a p e r , t h e n e w La n z h o u Zh o n g c h u a n Ai r p o rt Ra i l wa y Xi g u Hu a n g h e Ri v e r Br i d g e a c r o s s b o t h La n — Xi n Ra i l wa y p o r t a l p i e r c a p b e a m c o n s t r u c t i o n ， f o r e x a mp l e ， d e s c r i b e s t h e t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s f o r d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n a s p e c t s o f a p r e s t r e s s e d c o n c r e t e b o x b e a m c o v e r ． [ K e y wo r d s] d o o r t y p i fi e r ； a c r o s s t h e l i n e ； p r e s t r e s s e d c o n c r e t e 1 工程概况 新建 兰州至 中川机 场铁 路工程 西 固黄河 特大桥于 DK1 6 + 4 7 3 处上跨既有兰新 铁路 ，上跨采用 门式墩 结构形式，门式墩 盖梁设计为箱形预应力混凝土结构形式。箱形盖梁采用预制 吊装旌工方法。一片盖梁设计为两片空心箱形梁，箱形梁需 设置临时支撑支架，待两片箱形梁 吊装就位后，利用柱顶盖 梁现浇段连接为整体并张拉通长预应力钢束后，拆除临时支 撑 支架 。门式墩盖梁立面如 图 1 所示 。 线 预制空心段2 2 8 0 线 图1 盖梁与既有铁路立面示意 ( 单位：c m) 2 箱形盖梁设计及技术指标 箱形盖梁 自中央 向两侧依次分为箱梁一般段、箱梁过渡 收 稿 日期 ： 2 0 1 ㈣ 4 _ 1 1 作 者简介 ： 陈潭 生 ( 1 9 8 2 一 ) ，男，广东 惠 州人 ，工程 师，主 要 从事 工程技术管 理工作 。 段和锚 固段。箱梁一般段和过渡段均为空心 结构，由顶板、 两侧的腹板和底板组成 ； 锚固段为实体结构，固结于墩柱顶 部。箱 梁 一 般 段 和两 侧 过 渡 段 范 围 内张 拉有 短钢 束 ；全段 盖梁结构中张拉有长钢束。 单片箱梁 一般段梁高 3 ．0 m，梁宽 1 ．6 5 m，顶板厚3 0 c m， 两侧腹板厚3 0 c m，底板厚3 0 c m，四周带倒角。箱梁过渡段梁 高 由3 ． 0 m 线性渐 变为 3 ．7 5 m，梁 宽 1 ． 6 5 m，项板 厚度 由3 0 c m 线性渐变 为 5 0 c m，两侧 腹板 厚 度 由3 0 c m 线性 渐变 为 5 0 c m， 底 板厚度 由3 0 c m变化为 1 2 5 c m。实 体段梁 高 3 ． 0 m，梁 宽 3 ‘ 3 m 。 实体段长度 2 ． 9 5 m， 过渡 段长度 2 ． 2 5 m， 一般段长度 1 8 - 3 m， 盖梁全长 2 8 ． 7 m。单片箱形盖梁 自重 为 1 6 9 ． 5 t 。 3 临时支撑 支架设计 临时支撑支架采用钢管柱顶铺设横向工字钢的结构形式。 单侧支架设置3 根钢管柱，钢管柱规格为直径6 3 0 ra m、壁厚 1 0 mm，钢管柱通过在承台上预埋钢板进行焊接固定，顶部 通过2 2 a槽钢与墩身连接固定。然后在钢管柱顶部铺设横向 双拼 I 4 5 b ，工字钢与钢管柱顶钢板接触面焊 接固定，两侧 采用三角形钢板焊接 固定 ，以防工字钢倾覆 。 工字 钢 与梁底 的接 触面 积 为 3 0 c mX 1 6 5 c m，大于 设计要 求，故可满足施工要求。临时支撑支架结构如图2 ， 3 所示。 4 箱形 梁预制 ( 1 )箱形盖梁在施工现场预制，预制位置充分考虑盖梁 自重、 吊车 旋 转 半径及 臂 长 等 因素 ，确保 盖 梁 在 起 重机 起 吊能力范 围内 。 ( 2 )盖梁 预制施工工艺流 程如下 ： 预制 台座处理一铺设底模板一绑扎盖梁钢筋一安装盖粱 预 应力束 波 纹管并 穿束一安 装盖 梁外侧模 板一 混凝 土浇筑 一 养护 一张 拉 。 ( 3 )盖梁预制完毕后，尽量避 免挪动位置，如需挪动 梁 中 间 位 置 严 禁 设 置 吊 点， 以免 出现 负 弯 矩 ，造 成 梁 体 开裂 。 3 9 第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 施工 技术 Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 建筑技术开发 Bu i ld i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 图2 临时支撑支架立面示意 ( a ) F ： 一 ( b) 图3 临时支撑支架示意 ( 单位 ：c m) ( a)纵截面 ； ( h )横截 面 ( 4 )盖梁预制施工中，严格控制梁体线形，确保两片盖 粱能密 贴就位 。 5 箱 形梁 吊装设计 ( 1 )箱形盖粱 自重 1 6 9 ． 5 t ， 采用 4 0 0 t 履带起重机进行吊装 。 ( 2 )盖梁 吊装时，履带起重机的位置应充分考虑与既有 铁路 的距离因素，以尽量减少组装好的大型履带起重机在作 业区域内行走为原则 在保证起重机起重能力满足要求的前 提下，选择吊式起重机占位。 ( 3 )履带起 重机起 吊能力 ： 箱形盖梁 自重 为 1 6 9 ． 5 t ，无辅 助 吊具 ， 选用 4 0 0 t 履带式起重机超起重主臂工况下 ， 4 8 m 臂长， 旋转半径 2 2 m，其最大起 吊重量 为2 1 0 t ，可满足施工要求 。 ( 4 )钢丝绳选择 ：吊装采用4 根钢丝绳捆绑的方式垂直起 吊。根据受力分析，单根钢丝绳受力 F = 2 4 5 k N。钢丝绳的安 全系 数一般 情况下为 6 - 8 ，本工程取 8 ，则 钢丝绳理 论受力值 N=24 5k N 8=1 96 0k N 。 根 据 GB ／ T 2 0 1 1 8 — 2 0 0 6《一 般 用 途 钢 丝 绳 》 和 G B ／ T 8 9 1 8 — 2 o 0 6《 重 要 用 途 钢 丝 绳 》 ， 若 要 安 全 起 吊箱 形 梁 ， 要求 6 3 7 钢丝绳直径不小于5 6 mm且钢丝绳的破断拉力不 4 0 小 于 20 0 0 k N。 6 箱形梁跨线 吊装 6 ． 1吊装前演练 为确保在天窗点 内完成箱 形粱吊装作业，吊装前进行 吊装 演 练， 通 过演 练 定 出 吊装 施 工 中各 道工 序 的 作 业时 间 如下 ： ( 1 )线 路封锁 和停 电命令下 达 后，供 电配 合人 员对供 电 臂停 电用时 5 mi n； ( 2 )起重机大臂提升箱 形梁 至墩柱上方 2 I l l 用 时 5 mi n； ( 3 )检查配重和支脚稳 定情 况用时 3 rai n； ( 4 )吊车缓慢转 向至架设位 置正上方用时4 mi n； ( 5 )检查起 重机运转情况、缆风绳控制对 中情况用时 3 mi n： ( 6 )吊起重机将箱形梁安放 在临时支撑支架上用时 3 mi n； ( 7 )根 据测 量放 样，人员配 合 吊起重机 调整箱 形 梁位 置 并准确对齐安放用 时 1 0 mi n； ( 8 )箱形梁侧面焊接临时固定H j 时 2 0 mi n； ( 9 )拆除钢丝绳用时 2 0 mi n； ( 1 0 )人 员撤离箱形梁用 时2 mi n； ( 1 1 )检查 开通线路用时 5 mi n 。 综上所述，天窗点内每片箱形梁吊装共用时计8 0 mi n 。 6 ．2吊装施工 待具备条件后，点前做好起重机支立准备工作，将起重 机大臂事先转向箱形梁正上方并系好吊钩，线路封锁和停电 命令下达后 ，按预 定工序开始 吊装 。 7 盖梁锚 固段现浇施工 ( 1 )两 片箱 形梁 吊装就位 后 ，利 用柱 顶盖粱 锚 固段连接 为整体 。 ( 2 )箱形梁预制施工时，预留伸入现浇段钢筋。 ( 3 )锚 固段现浇 施工 时，应 将 新 旧混 凝土面 凿毛 处理 并 清洗干净 。 ( 4 )锚固段现浇施工工艺流程 ： 箱形梁端部混凝土凿毛 处理一铺设底模板一绑扎钢筋一接长通长束预应力波纹管一 安装外侧模板 一穿预应力钢绞线一混凝土浇筑一养护 。 8 盖梁整体张拉并拆除临时支撑 支架 待锚固段混凝土强度达到设计强度 1 0 0 ％后，进行盖粱 通长预应力钢束张拉并注浆，最后进行临时支撑支架拆除。 临时支撑支架拆 除前，在盖梁顶部设置扁担梁，并采取措 施 将 支 架 反 吊于 盖 梁 上，切 除支 架 与 墩 身 的连 接及 钢 管 柱 底部与承台的连接，此时支架整体悬吊于盖梁上 ；最后用 吊式起 重机将 支架 整体移 出。吊式起 重机起 吊时 ，需在支 架 底部设置缆风绳，防止支架往线路侧摆动，影响营业线行车 安全 。 9 结束语 新 建 兰 州 至 中 川 I 机 场 铁 路 工 程 西 固黄 河 特 大 桥 跨 新线采用箱形预应力混凝土盖梁上跨既有线，对既有线施] - 干扰大部分采用箱形预应力混凝土结构 吊装施工，最终通过 柱顶锚固段现浇施工将盖梁连接为整体，该结构简单，受力 明确 ，施 工周 期短 ，大 幅减小 了施 工对 既有线 的干扰 。箱形 梁 预制 施 工 时 ，应严 格 控制 梁 体 的外 形尺 寸 及 线 性 ，确 保 两片梁 就位后 无缝 密贴 。箱形 梁 吊装施 工时 ，应精 确 定位f I 『 梁体的中线及梁端线，确保梁体按设计位置就位。另外箱形 梁 吊装 施工 在封锁 点 内进行 ，相 关 手续应 提前办 理 ，确 保 吊 装按时完成 。 参考文献 [ 1 ] GB ／ T 2 0 1 1 8 — 2 0 0 6 ，一般用途钢 丝绳 [ S 】 ． [ 2 ] 许垒 ，雷欢 ． 南京长江四桥南主 墩超大 戏壁钢套箱施工 [ J ] l 建筑技 术，2 0 1 4 ，4 5( 5 )： 4 3 0 M 3 2 ． 1r