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新建铁路桥梁上部结构施工工艺研究

2024-05-21 44 上传者：管理员

摘要：为了提高铁路桥梁上部结构的施工技术，解决传统施工工艺中常见问题，依托长春市新建北湖大桥项目，对新建铁路桥梁上部结构关键施工工艺进行研究，总结了铁路桥梁上部结构施工质量控制要点。以期为类似工程提供参考。

关键词：
上部结构
施工技术
桥梁工程
钢箱梁
铁路桥梁
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近年来，我国基础设施建设如火如荼，大量的铁路桥梁正在建设施工[1]。目前，传统的铁路桥梁建设施工存在质量不易把控、施工效率低、建造成本高等问题，已不能满足双碳减排背景下社会的发展需求[2,3]。

熊家豪[4]结合丰都某长江大桥项目建立风险评估模型，对桥梁上部结构的施工安全进行了风险评价，该模型避免了主观认知对评价结果的影响，具有可行性。黄博等[5]基于国内某跨海铁路大桥项目，阐述了结构自振周期减小，桥梁上部结构承受的支撑约束增大，会明显减小上部结构的水平位移。施洲等[6]依托新建铁路沅江特大桥工程建立了MIDAS Civil有限元模型，对上部结构的施工进行模拟，结果表明施工控制精度优良。张重阳[7]以某多跨预应力T梁桥工程为背景，创建了桥梁有限元模型，得出了引起桥梁滑移的关键因素，总结了应对梁体滑移的有效措施。梁显伟等[8]结合天津中心城区至静海市铁路工程，阐述了桥梁上部结构挂篮预压、预应力张拉等关键施工工艺。

本文依托长春市新建北湖大桥项目，对新建铁路桥梁上部结构关键施工技术进行研究。阐述了新建桥梁上部结构关键施工工艺，以期为类似工程提供参考。

1、工程概况

长春市新建北湖大桥项目位于长春市北四环路上，西起小城子公路以东305m，东至和安街以西170m，沿线自西向东依次上跨京哈下行线、长白下行线、场站牵出线2条、长白上行线、京哈上行线、伊通河、北湖公园、湖畔街。桥梁与轻轨8号线桥平行，两者间净距约10m（图1）。

图1现场平面布置图

大桥上跨铁路段维持既有桥平面位置不变，新建桥梁的左幅第10～26孔孔跨布置为3～30m预应力混凝土小箱梁+（48+60+48)m钢箱梁+2～39m预应力混凝土箱梁+(30+30+50+40)m钢箱梁+3～25m预应力混凝土小箱梁，右幅第10～25孔为3～30m预应力混凝土小箱梁+（55+60+46)m钢箱梁+2～37.5m预应力混凝土箱梁+（30+33+50+35)m钢箱梁+3～25m预应力混凝土小箱梁。左幅第15孔、右幅第14孔上跨京哈下行线、长白下行线，左幅第20孔、右幅第19孔上跨长春北站牵2线、牵1线，左幅第22孔、右幅第21孔上跨长白上行线、京哈上行线。

桥上通行双向8车道及双侧人行道，采用双幅对称布置，现浇连续梁及钢箱梁桥梁全宽42.4m，分左右两幅，新建小箱梁跨铁段桥梁全宽40m，分左右两幅。单幅桥梁长为549m，桥下净空不小于8.5m。其中小箱梁采用现场预制吊装，钢箱梁采用顶推法施工，预应力混凝土箱梁采用支架现浇法施工。

2、桥梁上部结构施工关键技术

2.1钢箱梁施工

钢箱梁加工在工厂内进行，加工过程严格按照施工图、相关规范及专项施工方案进行，钢箱梁的焊接由有资质的第三方机构进行检测、探伤，确保焊接质量。

2.1.1顶推支架施工

支架安装采用2台50t汽车起重机，分片组拼为整体，过程中25t汽车起重机和16t自卸吊配合安装系杆连接件。临时支墩整体分为4段（8片），每组第一次先用50t汽车起重机安装一片，然后另一台50t汽车起重机安装对称的另一片，2台起重机均不松绳，立刻连接中间的连接系杆并进行柱脚焊接，待体系稳定后汽车起重机松绳。依次安装剩下6片，并连接系杆和柱脚焊接。钢管安装完成后安装支架上顶推设备。支架预压采取反向加压方式，利用原桥桩基及墩柱，在其上安装反力架，利用千斤顶进行加压，压力需达到1.2倍支架承重，预压时间不少于1天。

2.1.2钢箱梁吊装

钢箱梁节段吊装依次从节段1吊装至节段6，然后顶推滑移至设计位置，节段7、节段8、节段9采取原位吊装。本次施工钢箱梁节段最重为90t。2台龙门起重机共同吊装，最大起重为160t，满足受力安全要求。

2.1.3导梁安装

顶推最大跨度为60m，在顶推过程中，为了满足钢箱梁强度和刚度的要求，保证临时支墩受力的合理性，需在顶推方向的前端设置钢导梁。钢导梁与箱梁之间、钢导梁节段之间采用焊接连接。钢导梁长度为27m，重量为55.05t，导梁之间采用钢管连接成整体（图2）。

导梁截面选用H2427(2532)×800×20×25mm、H1800×800×20×25mm、H1200×800×20×20mm焊接H型钢。导梁腹板与钢箱梁腹板、导梁顶板、底板与钢箱梁顶板、底板采用全熔透对接焊缝。主要横向联系杆件选用P159×6的圆管做成横桁架体系。导梁整体分成3个节段，安装时先将主梁分段吊装上去并连接好，最后安装横桁架。安装使用2台50t汽车起重机进行施工，安装横桁架时用25t汽车起重机配合升降车安装。

图2钢导梁示意图

2.2现浇连续梁施工

2.2.1搭设支架

预应力混凝土箱梁采用满堂盘扣式支架，纵、横向间距为0.6m，步距为1.5m。支架沿高度每5个步距设置水平剪刀撑，支架横向搭设每边超出结构1.8m，纵向超出结构1.0m。支架采用可调顶托及底座实现支架横纵坡及标高的微调。支架搭设完成后，应进行预压，预压时应考虑施工预拱度。支架预压分3级加载，依次为单元内预压荷载值的60%、100%、110%。以左幅箱梁为例，自重1 954t，预压最大重量1954×1.1=2149t。

2.2.2预应力钢筋（钢绞线）施工

预应力钢筋进场后，严格按照试验规范及检验要求，对其质量进行检验，检验合格后，方可用于施工。预应力钢绞线下料长度根据设计图纸计算后确定，钢绞线下料长度应考虑千斤顶工作长度1m距离。预应力钢绞线应采用砂轮机切割，下料后按部位和长度编号标示，堆放整齐，避免混淆。纵向预应力钢绞线在梁体混凝土浇筑后穿束，钢束采用塑料套筒的物理钢束束头。

2.3路面结构层及附属工程施工

2.3.1防撞墙、防撞护栏

本项目设置双层防撞墙，内侧防撞墙等级为HA级，外侧防撞护栏等级为SS级。铁路主桥及引桥均按上述标准设计。防撞墙抗冻等级F300，抗渗等级为P6。护栏混凝土迎撞面刷硅烷浸渍混凝土保护涂料及专用护栏防腐涂层体系，避免融雪剂对混凝土的腐蚀，防撞护栏根部设置10mm热镀锌钢板。在混凝土铺装层和防撞底部交汇的阴角出采用聚硫密封胶封闭。防撞墙模板采用定型钢模板，保证砼灌注过程中不跑模。钢筋绑扎完成后，安装模板，并按设计尺寸预埋护栏预埋件。安装临时防护网后防撞墙利用B类施工计划进行施工。施工方法为用运输车将模板、钢筋运至桥上，支模板、钢筋绑扎、浇筑混凝土等工序均采用人工施工。

2.3.2钢箱梁桥面铺装施工

1）桥面铺装型式

钢箱梁桥面：4.5cm高粘改性沥青玛蹄脂碎石+环氧树脂黏结层+3.5cm热拌环氧沥青混凝土+环氧树脂防水黏结层。钢箱梁人行道铺装：3cm防滑砖+2cm水泥砂浆+6cm C30人行道板。

2）钢箱梁桥面铺装施工

桥面铺装完成前，施工车辆不得在桥面铺装层上转弯或紧急制动，且车辆速度应小于10km/h。除运料车外，其他所有车辆，不得进入桥面铺装层作业范围。车行道桥面铺装采用摊铺机，沥青洒布车等进行施作，人行道桥面铺装采用人工施工。施工时两侧防撞墙已完成，对铁路无影响，铁路上方部分利用C类施工计划进行施工。

2.3.3预应力混凝土连续箱梁铺装施工

1）桥面铺装型式

预应力混凝土连续箱梁桥面：4cm细粒式聚酯纤维改性沥青混凝土+PCR-3改性乳化沥青粘层油0.5L/m+5cm中粒式沥青混凝土+二阶反应型桥面防水剂+9cm C50聚丙烯腈纤维防水混凝土。预应力混凝土连续箱梁人行道铺装：3cm防滑砖+2cm水泥砂+6cm C30人行道板+二阶反应型桥面防水剂+9cm C50聚丙烯腈纤维防水混凝土。

2）桥面铺装施工

混凝土桥面铺装采用泵车浇筑，泵车站在桥上，站位处避开铁路正上方，利用C类施工计划进行施工。

3、结论

本文以长春市新建北湖大桥项目为例，介绍了新建铁路桥梁上部结构关键施工技术控制要点。钢箱梁通过安装顶推支架，搭设导梁的方式进行施工；现浇连续梁通过搭设满堂盘扣式支架的方式进行施工；钢箱梁桥面采用摊铺机进行沥青施作，混凝土连续箱梁采用泵车进行混凝土施作。该工艺解决了新建桥梁上部结构施工难度大、施工工艺复杂的问题，确保新建桥梁上部结构的安全性。

参考文献:

[1]李笑.装配式混凝土梁桥上部结构连接技术研究与应用[D].湖北:武汉理工大学,2022.

[2]马旖旎.下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构支架施工技术应用分析[J].安徽建筑,2023,30(8):137-139.

[3]张凌.高架快速路钢—混组合结构桥梁的设计及受力分析[J].交通世界,2023(17):186-188.

[4]熊家豪.基于犹豫模糊集的大跨径斜拉桥上部结构施工安全风险评价与控制[D].重庆:重庆交通大学,2022.

[5]黄博,唐尧,杨志莹,等.极端波浪作用下跨海箱形桥梁上部结构流固耦合特性研究[J].振动与冲击,2023,42(17):210-219.

[6]施洲,赵旭泼,杨逸,等.跨运营线高速铁路拱塔斜拉桥上部结构施工控制关键技术[J].桥梁建设,2023,53(6):142-150.

[7]张重阳.桥梁上部结构梁体滑移分析及处治方案设计[J].广东交通职业技术学院学报,2022,21(4):57-61.

[8]梁显伟,郭晓宇,李自林,等.市域(郊)铁路桥梁选型及其上部结构施工关键技术[J].河北水利电力学院学报,2023,33(3):51-58.

文章来源:徐斌.新建铁路桥梁上部结构施工工艺研究[J].建筑机械化,2024,45(05):82-84.