红果经济开发区跨铁路立交桥施工关键技术

邓世超 杨虎根 王海东

0 引言

在跨铁路桥梁设计中，不影响或尽量少影响铁路运输成为桥型方案选择的重要考虑指标。由于采用支架上现浇或者按节段拼装的施工方法对铁路运输影响巨大，相比之下，转体施工法就显示出极大的优越性。

平转法是分别在两岸或一岸顺河流方向上的矮支架上现浇主梁，并在岸上完成包括落架、张拉、调索等所有安装工序，然后以塔墩为圆心，整体旋转到桥位合龙。该法仅适用于桥址处地形平坦、塔身高度较低和适合于整体转体的斜拉桥。

1 概况

本桥位于盘县新城红果城区，桥梁为跨越南(宁)昆(明)铁路红果站。桥梁起点岸为平头山，终点岸为铁路小学。桥跨布置:净跨92 m无背索斜独塔单索面PC主梁斜拉桥，桥面全宽26 m。桥梁起点桩号K0+252，终点桩号为K0+365，桥梁全长 113 m。桥梁平面位于直线上，桥面纵坡为3%;桥面横向以桥轴线为变坡点，设置对称的1.5%双向横坡。

2 总体布置

本项目为净92 m无背索斜独塔单索面PC斜拉桥，桥梁全长113 m，总体布置图见图 1。

箱梁为C50预应力混凝土结构，单箱三室断面，边腹板斜置。全桥采用等高度截面，截面高度均为3.1 m(箱梁中心线处)。箱梁顶宽26 m，底宽12 m，跨中处顶板厚度30 cm，底板厚度为满足3倍波纹管直径取为35 cm，腹板宽度为40 cm;端部顶板厚度50 cm，底板厚度55 cm，腹板厚度60 cm。箱梁按A类部分预应力混凝土构件设计。

索塔采用C50预应力混凝土结构，截面为4.5 m×8.0 m(横桥向×顺桥向)的实体截面。索塔垂直高度为75.622 m，中心总斜长为91.458 m。索塔水平倾角为58°。为了便于施工时钢筋及索管定位，在索塔内设置了劲性骨架。同时考虑到大体积混凝土水化热的影响，在索塔内布置了多层冷却管。

3 主桥施工方案

1)施工机具进场，平整场地，放样，完成施工前期准备。2)进行0号桥台及1号墩基础施工。3)施工下盘、磨心及上盘。施工完毕后，试转，确保磨心转动灵活。4)在铁路小学岸搭设满堂支架，对支架进行预压，预压荷载为设计荷载和施工荷载之和的1.15倍。然后浇筑转体段主梁混凝土，待混凝土达到设计强度的85%且不小于 7 d，对称张拉横向预应力、纵向 T1，XB1及 2束 B3预应力钢束至设计吨位并对孔道灌浆。5)搭设索塔1号段支架，对支架进行预压，预压荷载为设计荷载和施工荷载之和的1.15倍。然后施工索塔1号段，施工时可根据混凝土搅拌能力确定分段施工长，湿接缝应垂直索塔中心线。待混凝土强度达到设计强度的90%且不小于10 d，对称张拉ST1，ST2预应力钢束，并灌浆。然后均衡、对称张拉S1号拉索至设计吨位。6)为使结构受力明确，拆除索塔1号段支架。采用爬模施工2号段，施工步骤为:安装劲性骨架、安装定位外模、安装钢筋、浇筑索塔混凝土;待混凝土强度达到设计强度的90%且不小于10 d，均衡、对称张拉S1号拉索至设计吨位。索塔3号段至索塔10号段施工方法与2号段相同，但应注意张拉索塔的预应力钢束和管道灌浆。至此，转动体系的主梁、索塔、拉索已施工完毕(索塔浇筑过程中，应设置横向缆风，确保塔的稳定性)。7)按照设计的拉索张拉施工，此时支架已基本不承力，松动主梁底模板，按照监控单位提供的次序，采用缓慢、对称、均衡的原则拆除支架，完成体系转换，使转体主梁、索塔通过拉索连接，共同受力，该状态静置24 h，并密切监测主梁和索塔的变位。在此期间，应保证平头山岸主梁现浇段完成，并达到设计强度。8)开始转体，转体过程中应严格控制转体速度，确保梁体均匀、平稳转至设计位置。转体梁端与现浇段梁端之间的高差应不大于20 mm，桥轴线与设计位置的偏差应不大于L/6 000=15 mm，转至设计位置后，将合龙段劲性骨架焊接锁定，浇筑上下盘之间的混凝土。然后浇筑合龙段混凝土，完成体系转换，达到设计强度的85%且不小于7 d，对称张拉剩余横向预应力、端横梁预应力及纵向 B1，B2、剩余 4 束 B3，B5，FB1，FB3，HL，XB2 预应力钢束至设计吨位并管道灌浆。拆除现浇段支架。9)纵、横向对称、均衡地施工桥面系。对称张拉 B4，FB2，FB4预应力钢束至设计吨位并管道灌浆。10)梁端和1号墩尾封锚、施工0号桥台台帽以上部分和1号墩尾路基。11)调整全桥索力至成桥索力。12)全桥完工。

4 施工注意事项

4.1 索塔施工

1)用提升模板或爬模完成索塔施工。2)索塔为实体大体积混凝土，混凝土浇筑中应对混凝土配合比等进行试验研究，采取有效养护措施，并按设计要求设置冷却管，防止混凝土产生温度裂缝。3)索塔施工误差要求:塔柱的倾斜度不大于H/3 000(H为塔高)，轴线允许偏差±10 mm，断面尺寸允许偏差±20 mm，塔顶高程允许偏差±10 mm，表面平整度3 mm，斜拉索锚具轴线偏位，允许偏位±3 mm，斜拉索钢套管两端中心位置允许偏差3 mm，锚点高程允许偏差±10 mm。4)索塔施工时注意预埋斜拉索锚固系统构件、避雷针装置导线布置及施工用等预埋件。5)索塔顺桥向及横桥向对称的斜拉索应同步张拉。斜拉索各阶段的张拉力、主梁预拱度、立模高程等由监控单位根据施工组织设计及现场实际情况进行分析计算确定。6)索塔施工时应注意拉索套筒的预埋角度及控制高程，套筒的倾角、高程应严格按设计图纸(按计入拉索自重后的修正角度)进行。7)索塔及主梁内的劲性骨架布置，施工单位可根据实际情况进行调整，但需经设计和监理的认可。8)索塔结构采用现浇施工，本设计中未考虑桥梁景观照明，对该部分需要预埋的管道等构件在施工中根据业主要求进行预埋。9)施工过程中，应充分重视索塔的横向稳定性，随时进行观测，必要时采取加强措施(例如出现大风的情况下)。10)上盘施工时，应注意预埋索塔固定端锚垫板。11)上盘及索塔的数量与设计数量之间的误差应严格控制在±2%以内。

4.2 转动体系施工

1)上、下转盘对应的50 mm钢板平整度允许误差应严格控制在±1 mm。所有钢材之间的焊接应牢靠。四氟蘑菇头允许抗压强度不小于40 MPa，加工时，应保证数量、位置与设计相符，其加工精度应严格控制在±1 mm。2)下盘混凝土应采用和易性较好的混凝土，确保下盘混凝土振捣密实。3)上盘上下缘均采用32的钢筋网三层，施工时，应振捣密实，确保上盘混凝土的质量。4)转轴施工流程及精度要求:a.预埋钢板定位，要求中心误差不大于20 mm，高程误差不大于20 mm;b.测量转轴中心，并在预埋钢板上凿出一个小洞，以便转轴定位;c.将定位钢管与预埋钢板焊接，要求中心误差不大于5 mm，钢管垂直度误差不大于2 mm;d.测量定位钢板顶面高程，计算出定位栓的调节长度，并按计算值将定位栓与转轴连接，利用上端安装的吊环起吊转轴至定位钢管内，通过定位钢管下端的小孔将定位栓置于预埋钢板的小孔处;e.利用定位钢管上部的三个螺栓孔调节转轴的垂直度，要求转轴的垂直度不大于0.5 mm;f.用铁皮将定位钢管下部的孔口封闭;g.在定位钢管与转轴之间的空隙处灌注环氧树脂砂浆，24 h后安装下转盘钢板;h.转轴加工误差为±1 mm。5)应采取可靠措施，安全、稳妥并缓慢地拆卸上盘支架。建议采用钢管砂筒或其他更可靠的设施。6)封盘混凝土浇筑:封盘采用C35混凝土，宜采用和易性较好的混凝土，施工时应振捣密实。注浆管在封盘混凝土浇筑前安装。待封盘混凝土达到设计强度后，采用强度不低于35级的水泥浆压注，注浆终止压力不小于 1.0 MPa，并持续10 min以上。对一根注浆管压注水泥浆时，其他注浆管如溢出水泥浆，应进行堵塞。未出浆的注浆管须一一注浆。

[1] 邵旭东，程翔云，李立峰.桥梁设计与计算[M].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 刘士林，王似舜.斜拉桥设计[M].北京:人民交通出版社，2008.

[3] 李世勇.既有铁路跨线立交桥架梁施工技术研究[J].山西建筑 ，2009 ，35(22):329-331.