咸阳渭河特大桥1-128m跨福银高速系杆拱施工技术.docx

    咸阳渭河特大桥1-128m跨福银高速系杆拱施工技术    摘要：结合银西铁路（陕西段）咸阳渭河特大桥1-128m跨福银高速系杆拱施工实例，系统介绍了在上跨高速公路的施工环境下系杆拱的施工全过程，为类似工程的施工提供了有益经验关键词：系杆拱；系梁；顶升法；拱肋吊装1工程概况1.1设计概况银西铁路咸阳渭河特大桥242#～243#墩1孔128m简支系杆拱上跨G70福银高速，高速里程K1686+700，相交夹角34°G70高速公路宽36m，为双向八车道（含应急车道），中间设4m绿化隔离带高速公路路面与铁路128m系杆拱梁底净高为7.8m跨福银高速1-128m简支系杆拱梁面宽15.5m，桥面纵坡坡度为-4.0‰（下坡），设计按正做斜置，即吊杆垂直于梁体平面位于R=2000m的圆曲线上，按直线梁设计，平面采用平分中矢布置[1]1.2主要技术标准铁路等级：客运专线；本桥为双线铁路桥，线间距4.6m；建筑限界：《客运专线铁路建筑限界（250km/h≤V≤350km/h）》，本桥设计时速为250km/h；主体结构使用年限：100年；轨道形式：有砟轨道1.3与高速公路位置关系承台最近角点距高速公路波形护栏距离为3.6m，墩身角点距高速公路波形护栏8.6m。

2总体施工方案3系梁施工3.1系梁支架施工3.1.1高速公路顶面支架施工支架采用3排φ630mm×8mm的Q235的钢管柱作支撑，分别位于高速公路路肩处和中央分隔带中间；分隔带处钢管柱在梁投影下方钢管间距为2m，梁投影外钢管间距为3m；路肩处钢管柱间距不大于4m；每排钢管柱上采用双拼I45b工字钢作为横向主梁双拼主梁工字钢每2m采用宽0.2m钢板上下进行帮焊，其上3m标准段贝雷梁垂直于公路布置，中间40m范围内间距45cm，两侧间距为90cm[2]3.1.2翼缘板及系梁箱内支架钢管采用钢管φ48×3.0mm钢管，横向间距为0.9m，纵向间距为0.9m，侧模竖向间距0.9m，内模竖向间距1.2m为加强支架的整体稳定性，沿梁纵、横向及水平方向分别设置剪刀撑3.3支架预压消除支架体系弹性变形及非弹性变形，调整立模高程以保证梁体线形及质量，对支架进行预压，支架预压荷载等于设计梁体自重+施工荷载之和的1.2倍，荷载分布应模拟系梁梁部结构予以施加，预压材料拟用砼预制块预压块采用塔吊吊装，此时，通道支架已搭设完毕，故可以在保证安全的前提下不影响高速行车3.4支座安装及模板施工根据设计技术交底“支座固定端设置在路线下坡端，固定支座位于路线左侧，横向支座位于路线右侧”的布置原则，系梁支座安装时，固定、横向支座设置于243#墩，纵向、多向支座设置于242#墩，活动端支座预偏梁设置25mm。

3.5系梁钢筋施工钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中高程包括按计算挠度所设的预拱度，无误后方可进行钢筋绑扎纵向普通钢筋在两梁段的接缝处的连接方式及连接长度满足设计规范要求3.6混凝土浇筑系梁采用分段现浇法施工，将其划分为五个现浇段:①（13.75m）+②（35m）+③（35m）+④（35m）+⑤（13.75m）分五次进行浇筑:第一次①⑤段+第二次②④段+第四次③段每次浇筑由中间向两端方向对称施工3.7预应力张拉、压浆、封端预应力张拉分阶段分二批次张拉完成，第一批次在系梁施工后完成，先张拉纵向后横向钢束；第二批次在拱肋砼完成及拱肋支架脱离后张拉，张拉系梁剩余部分预应力钢束预应力钢束施工时，采用伸长量及张拉力双控，并以张拉力控制为主，伸长量作为校核，实测伸长量与计算值相差不得超过±6%，如有超出应查明原因，进行修正后方可继续张拉张拉后，应立即将锚垫板、夹片周围用水泥浆封锚，覆盖层厚度不小于15mm待水泥浆强度达10MPa时，即可压浆压浆一是要先检查是否有孔道串通现象，如有与相邻孔道串通现象，应事先处理好后才能压浆压浆时间以张拉完毕不超过24h为宜竖向预应力孔道应从最低点开始压浆，同一管道压浆作业要一次完成，不得中断；二是保持足够数量，以使每个孔道压浆能一次连续完成三是孔道压浆顺序应自上而下进行；四是水泥浆试件在压浆地点随机取样制作3组，2组标准养护进行抗压和抗折强度试验，1组随梁体进行同条件养护；五是水泥浆终凝后方可卸拔压浆和出浆阀门。

4系杆拱施工4.1施工流程钢管拱在工厂制作、预拼装→产品验收出厂、运输→在工地将各管节焊接成起吊单元长度→梁上搭设拼装支架→汽车吊机吊装组拼钢管拱肋并焊接（超声波探伤检验、射线探伤检验）→拱肋合龙→拆除拱肋支架→用顶升法压注钢管内混凝土→第二批次系梁预应力施工→斜吊杆安装、张拉、调整内力→梁上支墩拆除→桥面系施工4.2拱肋制作本桥拱肋由中铁重工有限公司加工拱顶处两肋中心距14.30m拱肋横断面采用哑铃型钢管混凝土等截面，截面高度h=3.9m，上下钢管中心距2.6m，钢管外径1.3m，由20mm的钢板卷制而成，拱肋上下钢管之间连接缀板δ=20mm，拱脚缀板间距由1.3m渐变至0.7m拱脚缀板间除拱脚面以外2.0m范围灌注混凝土外，其余均不灌注混凝土拱肋钢管每间隔不大于1.5m设置一道加劲钢环，加劲钢环采用20mm厚的钢板制作，钢环上开设4个灌注孔，上下弦管内在吊杆左右侧设置加劲钢箍，钢箍距吊杆锚箱间距不得小于100mm，拱脚腹板灌注混凝土范围内，腹板上设置M24的加劲螺杆，间距500mm，施工完成后切除外露部分4.3防腐涂装拱肋内表面处理：全桥钢材进场后在下料前，进行预处理一次，喷砂除锈等级达到现行《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》Sa2.5级，并喷涂无机硅酸锌底漆20μm。

4.4现场吊装4.4.1安装支架临时支架纵向共设置16组，支架选用4根Φ315ｘ7的钢管和斜撑16a的槽钢组成，钢管成井字型布置，最大高度约为22.2米钢管横桥向间距约为2米，顺桥向间距为3米横梁采用双拼36的工字钢，支架布置如下图所示，支架计算结果满足规范要求4.4.2吊装施工步骤步骤一：按照施工图纸，精确定位拱脚，使用1台180t汽车吊，吊装安装拱脚步骤二：现浇混凝土桥面系混凝土桥面达到钢拱安装所需的荷载要求后，搭设支架注意支架搭设前，支架下的预埋件需在混凝土桥面浇注时同时预埋施工步骤三：使用1台220t汽车吊，将两台80t汽车吊依次吊装至桥面上步骤四：汽车吊上桥面，开始吊装施工使用两台80t汽车吊，同时在钢拱两端对称施工步骤五：待汽车吊装至节段三时，已经到了第一个横撑的位置，安装横撑，增强钢拱的横向刚性，防止横向变形步骤六：重复步骤三、四，吊装剩余节段及横撑，最后吊装合拢段步骤七：钢拱焊接施工完成后拆卸临时支架，开始混凝土灌注，达到要求后进行吊杆张拉，张拉完成后安装附属结构作业成桥4.4.3检查验收及临时设置搭设、拆除钢管拱在整幅全部焊接完毕，经监理检验合格后才能撤除临时支墩，拆除临时支墩需同时卸载千斤顶。

钢管拱吊装期间临时设施主要为临时支撑墩、预制混凝土支墩因本工程的特殊性，施工区域下方有车流人员通行，在钢管拱吊装区域要设置一定范围的施工禁区，禁止与吊装无关的车辆及人员通过吊装结束后，两侧设置安全网，桥面两侧要设置安全网，防止桥面施工时工具、楔铁、焊条等掉落伤人伤车4.5顶升法灌注钢管砼4.5.1混凝土泵送压注顺序依据设计要求，混凝土泵送顺序为：先下管、后上管、再腹腔（吊杆处）分仓、对称、均匀压注拱肋腹板内混凝土，严防腹板外鼓注意泵送时应观测拱脚及拱肋、系梁位移值各个施工阶段均需观测）两片拱肋同时对称压注4.5.2混凝土泵送泵送混凝土前，必须先泵送一盘水泥砂浆以润湿输送泵机及泵管水泥砂浆强度不低于混凝土的强度两端对称同时压注两边的混凝土压注量尽量保持一致，防止拱肋因偏压而变形压注混凝土前，先压入一定量的水泥浆，以润滑管壁，减少混凝土失水造成的坍落度损失为增强混凝土的密实性，保证混凝土的压注质量，需在拱肋顶面附近开设φ200mm的排气孔，待排气孔内出浆后，关闭拱脚部位输送阀门，停留5-10min,凭借其自重使拱肋混凝土压实，再开启输送泵，使排气孔内流出混凝土，依此3～4个循环顶升过程中，安排专人沿顶升长度方向检查顶升情况，观察压浆速度，保证两侧同步，顶升速度要协调一致，两侧顶升长度相差不大于2.0m。

当顶升至拱顶时，用小锤敲打排气孔附近的拱肋钢板，以利排气当φ200mm排气管排出含有石子的新鲜混凝土时，插入φ50mm振动棒进行振捣4.7拱肋支架拆除待管内混凝土强度达到设计值的95%，弹性模量达到设计值的100%，且龄期不得小于10天，即可拆除拱肋支架4.8吊杆施工每侧拱肋共设置17对吊杆，每对吊杆共由2根吊杆组成，间距50cm；吊杆采用钢绞线整束挤压式拉索体系，规格为GJ15-17的整束挤压环氧喷涂钢绞线成品索，钢绞线成品索的抗拉强度标准值fpk≥1860Mpa，弹性模量≥1.95×105Mpa；吊杆底部下设2.5m高亚光不锈钢护套本桥因有纵坡，受线路纵坡影响，两拱脚存在高度差，系杆箱梁与水平线有一定夹角，吊杆与箱梁顶面垂直设计，而与水平面不垂直5系梁模板及支架拆除系梁翼板及内模支架在混凝土达到强度100%方可拆除；系梁底模及以下支架在拱肋及吊杆等施工完成后方可拆除系梁支架拆除（非高速公路段）→高速公路段支架拆除拆除工作采用人工配合塔吊由上至下逐一逐层拆除，采用拆除的程序是安装支架的逆流程，施工过程中需要封闭部分道路，其封闭方法与支架搭设时相同6高速公路保畅6.1跨福银高速行车通道设置实际勘测福银高速公路车道布置经实地勘测，新建铁路银川至西安线（陕西段）咸阳渭河特大桥跨福银高速公路范围内既有公路路面宽度为36m，双向八车道，既有路面设置为0.5m（路肩）+3.5m（应急车道）+4m（行车道）×3+4m（中央隔离带）+4m×3+3.5m（应急车道）+0.5m（路肩）=36m。

6.2交通导流设置在下行1714+460，1713+100及福银高速与西咸北环线分流出各处设置“机场段施工，通行缓慢，请绕行西咸北环线”的交通提示牌，提醒车辆绕行并在其每间隔300处设置货车靠右减速慢行的提醒路标7结语福银高速是国家高速公路网中东西横向线的第14条，是一条承东启西、贯穿南北的运输大动脉，根据咸阳渭河特大桥1-128m系杆拱所处的特殊位置与施工环境，因地制宜制定了交通疏导方案与施工方案，减少了对高速公路运营的影响，同时也保证了高速公路的运营安全，给类似同类工程提供了一定的借鉴意义参考文献:[1]《新建银川至西安线路施工图变更设计DK10+652咸阳渭河特大桥239-253#墩立面布置图》.中铁第一勘察设计院.2018.[2]Q/CR9603-2015《高速铁路桥涵工程施工技术规程》[S].[3]TB10752-2010.《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》[S].  -全文完-。