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【案例分享】跨津山铁路连续梁顶推施工案例

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1,工程概况 

新建(天)津秦(皇岛)铁路客运专线下坞蓟运河特大桥在DK73+170.67(既有津山线K211+580.32)处跨越(天)津山 (海关)铁路,桥式布置为7孔(15.77+5×16.56+15.77m)预应 力混凝土连续箱梁,梁长115.74m。梁体截面为单箱单室,梁 高均为2.0m,梁顶宽12.0m,底宽6.025m;梁顶、底板厚 30cm,预制完成梁体总重约3200t,总长115.92m。津秦客专 与津山铁路相交处均在圆曲线上,交角仅12度。设计为钻孔 桩、承台基础,圆端型实体桥墩及框架桥墩,下部结构均临近 既有线,框架墩上跨既有津山铁路;既有津山铁路上、下行线 间距4.6m,既有路基宽15.04m,路肩宽2m,路基填高约1.5m 。


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2,施工方案 

2.1总体方案

跨津山铁路连续梁采用在线外预制、单点顶拉就位方 案。连续梁预制采用在99-103#主墩承台上侧立管柱及在主 墩中间加设临时墩形成支承体系,在管柱上搭设支架预制连 续箱梁;单点顶拉时在99-111#墩及临时墩墩顶布置滑道、 横向限位设施,在105#墩设置牵引点,连续梁后端安装后锚 反力装置,用2根9-Φ15.2mm高强度钢绞线连接将牵引点与后锚反力装置连接实施顶拉,顶拉到位后安装正式支座, 落梁就位。 


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2.2临时墩施工 

在99-103#墩相邻墩位之间各设置1个临时墩,共计4个临时墩。临时墩基础采用承台加群桩基础,每个墩位为6 根Φ1.0m钻孔桩,桩长45m,承台规格为10m×5.5m×2m,钢 筋混凝土结构;临时墩墩柱采用两排Φ630mm管桩,每排为 4根,管柱横向、纵向连接系采用Φ219mm管柱。 


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2.3支架加工及安装 

(1)支架结构。支架竖向支承采用Φ630mm管柱,布设在临时墩承台及主墩承台上,管柱顶部横向分配梁为I45,纵梁 为H700×300型钢,纵梁上布设I16底模分配梁。主墩管柱顶 部放置高度为300mm砂筒,在砂筒上安装横桥向HN700× 300分配梁;临时墩直接在管柱顶部安装横桥向分配梁,横向 分配梁与纵向分配梁之间加设铁皮砂箱抄垫。纵桥向 HN700×300分配梁垂直布置于横向分配梁上,底模分配梁横 桥向布置于纵向分分配梁上。布置图见图4。 


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(2)支架加工及安装。支架在现场加工制作,加工时严格按设计尺寸进行下料,确保加工成型的构件满足使用要求。 管柱安装时,采用汽车吊机起吊。管桩安装完毕后,进行桩顶 砂筒的安装,调整好标高后进行固结,在其上吊装横、纵桥向 分配梁,相应部位进行固结。 

(3)支架预压。根据连续梁施工图要求,压重荷载取结构重量的1.2倍。荷载按梁体混凝土及钢筋在相应断面分布荷 载的1.2倍进行布置,压重采用麻袋装土及连续梁用钢料进 行,所用压重物必须经计算或称量并标示于重物上。压重时 先用钢筋及钢绞线进行加载,再根据所需重量布置土袋,每 批压重物应对称分步进行。为了取得充分的数据并保证施工 安全,荷载加载及卸载按以下顺序进行:0-50%-100%-120% -100%-50%-0。加载时间间隔2h,在加载至1.2倍设计荷载 时持荷24h,待支架变形完全消除后(最后4h支架变形小于 2mm)再开始卸载。 


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3,施工过程中注意事项 

3.1钢导梁安装 

跨津山铁路连续梁顶推施工采用的方案是,用精轧螺纹钢在钢导梁端部通过施加预应力进行锚固,其优点是导梁不 用埋入梁体,避免了梁体端部设计和施工的复杂性,安装拆 除简单,受力明确,缺点是抗扭刚度较小,安装时应注意预应 力粗钢筋必须有足够的锚固长度(我们采用的为3~5m),锚 固截面错开,因为长度太短,张拉回缩量对粗钢筋的预应力损失很大。 

3.2支承滑道安装 

支承管管道安装的精度、刚度、平整度,对顶推梁施工起很关键的作用。在顶推过程中它对导梁的抗扭性、梁体的受 力及摩阻力的变化都有直接影响,因此在安装过程中要保证 其精确位置(滑道受力面应与箱梁腹板宽度重合),足够的刚 度和平整度。 

3.3底模安装 

底模安装要有足够的刚度和平整度,要便于脱模和立模调整。 

3.4顶推过程中应控制的重点 

(1)根据工况的支点反力估算摩擦力来确定需要的牵引力,每工况的支点反力由设计单位提供。 

(2)位移观测:位移观测主要是梁体的中线偏移和墩顶的水平偏移,顶推开始因没有侧向限位易产生偏移,在顶推 过程需用千斤顶及时调整,一旦进入安装侧向限位,位移控 制很容易做到,墩顶位移观测非常重要,我们采用的办法是 根据设计允许偏位作为最大偏位值,换算坐标,从施力开始 到梁体开始移动连续观测,一旦位移超过最大值则立即停止 施力,重新调整各墩施力分布。 

(3)施加顶推力:顶推力的大小是根据每工况各墩顶的支点反力来确定的,根据总的摩擦力来确定所需千斤顶的数 量,再根据各支点反力来确定每台顶所需施加牵引力的大 小,通过油表来反应,顶推采用ZLD1000连续推顶千斤顶,使 用之前按要求进行标定。 


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4,结语 

连续梁顶推法是预应力混凝土连续梁桥常用的施工方法,适用于线路繁忙的公路、铁路直线或曲线桥梁,具有不影响正常 交通、加快施工工期的优点,该法施工的关键是顶推作业,核心问题在于应用顶力将梁体顶推就位。在箱梁顶推过程中, 要注意解决箱梁混凝土局部开裂问题,可通过结构分析模拟计算,确定箱梁顶推过程中的受力状态,以便采取相应措施。 


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