下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工方案设计吴向军9下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工方案设计吴向军(中铁大桥局集团第一工程有限公司,河南郑州450053)摘要:新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥斜交跨越津山铁路,交角仅12其上部结构为7孑L16m连续箱梁,墩身为门式框架墩基础施工前对原铁路线既有设备进行迁改及防护门式框架墩横梁及连续箱梁需要跨越铁路现浇施工,设计采用组合移动防护支架法施工,2台移动防护支架正式拼装前均需进行试拼和静载压重试验,在门式框架墩墩身施工以及连续箱梁施工中利用支架对运营铁路进行防护,移动支架作为主要承重结构完成桥墩横梁的施工关键词:客运专线;跨线桥;门式框架墩;移动防护支架;桥梁施工中图分类号:U448.17;U445.463文献标志码:A文章编号:1671—7767

下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工方案设计.pdf

(2010)02—0009—041工程概况新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥上跨津山铁路,与既有津山铁路斜交12其上部结构为7孔16m预应力混凝土连续箱梁,总长115.92m,箱梁中心高2.0m,箱梁宽12.0m墩身为门式框架墩,其横梁为高2.8m宽3.0m的预应力混凝@⑨⑩@⑩⑧@@◎④(a)立面土箱梁结构横桥向两墩身中心距离为20.9m采用钻孔桩基础,矩形承台该桥承台距既有津山铁路较近,其中承台边距铁路中心线最小距离为4.16m;f-I式框架墩横梁连续箱梁需要跨越铁路现浇施工,因此必须在施工全过程采取防护措施以保证既有铁路运营安全需防护的既有运营铁路防护里程为K21l+483.42~(b)平面单位:amK211+662.36,需防护总长度为178.94m,其防护图1下坞蓟运河特大桥及防护区域布置示意区域超过2560m2下坞蓟运河特大桥及施工中需2)在门式框架墩墩身施工过程中,利用移动防护防护区域布置示意见图12施工方案设计构思新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工包括:钻孔桩及承台的施工;门式框架墩支架分别对各墩位处铁路进行封闭防护墩身施工完成后,直接利用移动防护支架作为承重支架施工横梁在7孔连续现浇支架拼拆过程中,利用移动防护支架对既有铁路进行防护施工;7孑L16m现浇连续箱梁施工;所有施工过程3移动防护支架设计对既有运营铁路的防护为保证既有铁路路基稳定,限制基坑开挖期间路基变形在允许范围,桩基承台施工前采用插打钢板桩形成支护的方案对既有线的路基进行支护处理门式框架墩及现浇连续箱梁需跨既有线施工,方案设计采用组合移动防护支架法施工设计了2台结构形式完全相同的移动防护支架(编号为13.1移动防护支架结构移动防护支架需完成106~110号门式框架墩横梁的施工,为适应不同的墩身高度,移动防护支架设计了1套升降设备移动防护支架对既有运营铁路的防护线路位于曲线段,为适应在曲线上走行,设计了1套可旋转走行机构,旋转范围为O~i0移动防护支架自上而下分为纵梁棚顶铺装上收稿日期:2010—01—22作者简介:吴向军

(1967一),男,高级工程师,1988年毕业于长沙铁道学院铁道工程专业,工学学士

lO世界桥梁2010年第2期横梁立柱下横梁联结系走行机构顶升机构卸落装置等结构移动防护支架结构示意见图2网迁改地面高压线路迁改地下光电缆迁改接触网回流线改移为了探明各种地下管线的走向与位置以及与墩位的相对关系,需要在既有津山铁路道床坡脚至坡脚以外10m范围内沿原津山铁路线方向每间隔15m开挖1道探沟;探沟宽0.4m,深1m沿新建下坞蓟运河特大桥线路方向分别在106~111号墩墩位处横桥向各挖l道探沟开挖探沟时严禁野蛮施工,采取分层开挖,每层深度20cm,同时做好对地下管线的保护,以免造成损坏

(a)立面顶推走行机构卸落机构顶升机构

(b)侧面单位:till桩基承台施工前,在既有线的路基沿线两侧插打钢板桩,形成支护钢板桩桩长9m,每个承台形图2移动防护支架结构示意纵梁分纵梁组1和2两种类型,纵梁组l布置在两侧,纵梁组2布置在中间纵梁组1由3根H700×300型钢及横向联结系组焊而成,顶面焊厚成一圈,且设置圈梁及内支撑,以增大支护结构的刚度承台施工时,基坑开挖深度为2.0~3.8m承台施工过程中,在圈梁和铁路轨道上设置变形监控点,开挖前对测点进行实测,实测值作为原始参照6mm的钢板及铺装厚14mm的橡胶绝缘垫层纵值,在开挖过程中进行实时观测,并与变形限值进行梁组2由8根H700×300型钢组成,上铺装厚20mm的橡胶绝缘垫层上下横梁均为型钢梁,下横梁与立柱之间采用焊接,与走行轮箱之间采用销接;上横梁与立柱之间采用高强螺栓连接,与纵梁之间采用承压型高强螺栓连接为安全起见,移动防护支架设置有接地装置,测试电阻≤30Q移动防护支架纵梁底面离最近带电体距离需大于150cm,并在支架纵梁底面铺设绝缘板,形成绝缘防护3.2结构计算移动防护支架主要计算以下工况:工况一,防护支架走行工况;工况二,防护支架静止防护工况;工况三,门式框架墩横梁施工工况将防护结构离散成梁单元,建立空间模型进行计算纵横梁及立柱均采用梁单元模拟下横梁与轮箱之间为销轴连接,模型中采用释放梁端转动自由度模拟

[1]恒载包括移动防护支架自重门式框架墩横梁自重,施工门式框架墩横梁模板临时平台脚手板等自重人群荷载按上人的屋面活荷载标准值取0.5kN/m2,但不与雪荷载同时组合列车驶过时引起的气动力按列车通过时的速度为120km/h计算坠落物的冲击力按100kg重物下落高度4.5m计算经计算可知,工况三支架受力最不利,最大应力为134MPa,最大竖向位移为15.4mm移动防护支架刚度强度稳定性均满足规范要求心]4施工方案对比,在要求范围内可继续开挖,若超出允许范围应立即停止开挖并启动应急措施[3]4.2移动防护支架拼装

4.2.1移动防护支架试拼装移动防护支架在既有铁路线上拼装之前,需在另一空闲场地上进行试拼装,并记录拼装每个部件所需要的时间试拼装完成后对移动防护支架进行静载压重试验,试验的荷载值为门式框架墩横梁自重的1.2倍通过静载试验,取得支架弹性和非弹性变形数据据此在门式框架墩横梁施工时调节预拱度4.2.2正式拼装分别在106号108号墩处拼装移动防护支架1支架2拼装时首先吊装上行侧立柱第一次要点90min封锁上行侧线路,吊机站位到上行侧指定位置,将立柱原地吊起,吊至设计位置,下部与轨道临时连接固定,安装临时撑杆吊装过程中进行测量控制,指挥调整立柱位置,保证平面位置和垂直度调整到设计位置后撑杆锁定,确认连接牢固,开通线路,上行侧立柱吊装完毕下行侧立柱吊装工序与上行侧相同要点60min封锁上下行线,吊机站位到指定位置,整体吊装纵梁组纵梁就位后安装连接螺栓纵梁与立柱连接成整体后,检查确认,开通线路,利4.1基础施工基础施工前需对既有设备迁改,主要包括封闭用天窗时间,安装爬梯栏杆等辅助设施拼装完成的移动防护支架布置示意见图3下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工方案设计吴向军架及张拉操作平台在移动防护支架上安装框架墩横梁底模,并调节预拱度,安装侧模,绑扎钢筋,浇注混凝土,同时埋设连续梁现浇封闭支架牛腿框架墩横梁达到设计强度后,张拉横梁预应力106号108号框架墩横梁施工完成,解除移动支架与墩身图3拼装完成的移动防护支架布置示意及承台的临时锁定移动防护支架走行至下一横梁4.3门式框架墩墩身施工及施工过程中对运营铁路的防护

4.3.1墩身施工防护2台移动防护支架拼装完毕,将移动防护支架1移动至104号墩位置处,形成一道封闭区域,将施工区域与运营铁路分隔开此时移动防护支架作为防护结构同时利用移动防护支架2在108号墩墩身施工区域形成另外一道封闭区域4.3.2墩身施工同时绑扎两侧墩身钢筋,整体立墩身模板,一次浇注完成墩身混凝土104号108号墩墩身施工完成后,将移动防护支架1依次移动至105号106号107号墩位置,将移动防护支架2依次移动至109号110号111号墩位置进行两侧墩身施工4.4门式框架墩横梁施工及施工过程中对运营铁路的防护4.4.1横梁施工防护墩身施工完成后,将移动防护支架1移动至106号墩位置,移动防护支架2移动至108号墩位置利用移动防护支架1在106号墩横梁施工区域形成一道封闭区域,将施工区域与运营铁路分隔开此时移动防护支架作为防护结构同时作为承重结构同时利用移动防护支架2在108号墩墩身施工区域形成另外一道封闭区域位置重复上述步骤施工107号109号110号墩横梁门式框架墩横梁施工布置示意见图44.5现浇连续箱梁的施工及施工过程中对运营铁路的防护7孔连续箱梁全长115.92m,设计需一次浇注完成,施工难度大采用满铺封闭支架法施工,即在框架墩横梁预埋牛腿上搭设支撑结构,封闭支架即作为防护结构,又作为连续箱梁施工承重结构4.5.1连续梁施工防护门式框架墩横梁施工完毕,移动防护支架12移动至104号105号墩之间2台移动防护支架进行组合拼接成整体,将该孔跨箱梁下方既有线路进行封闭防护在框架墩横梁预埋牛腿上安装封闭支架横梁,在封闭支架横梁上搭设纵梁及分配梁封闭支架纵横梁采用H700型钢在封闭支架顶面满铺厚4mm的钢板及绝缘板首孑L封闭支架安装完成后,将其上方作业面形成封闭体系2台移动防护支架走行至下一孔即105号106号墩之间,封闭孔位处既有线路重复上述步骤,逐孑L拼装连续梁封闭支架封闭支架拼装过程中,利用移动防护支架对既有津山铁路进行防护封闭支架完成后,将由封闭支架对既有津山铁路进行防护4.4.2门式框架墩横梁施工4.5.2现浇连续箱梁施工门式框架墩横梁施工时,移动防护支架作为横梁承重结构移动防护支架移动到位,利用顶升千斤顶顶升支架至设计位置,并调整支架顶面标高至横梁底标高然后将移动支架上横梁与墩身临时锁定下横梁与承台锁定,同时在墩身外侧拼装墩旁支封闭支架完成后,安装箱梁模板支座;绑扎钢筋,安装预应力管道,准确定位;安装内模,顶面设混凝土灌注孔和人孑L;整体浇注7孑L连续梁混凝土待混凝土达到设计强度后完成张拉作业连续箱梁施工布置示意见图5图4f-1式框架墩横梁施工布置示意12世界桥梁2010年第2期必须精心组织预先演练,吊机等重要设备站位合适,派有资格证有经验吊车操作员进行操作,保证在要点时间内完成支架拼拆6结语图5连续箱梁施工布置示惹下坞蓟运河特大桥斜交跨越津山铁路,交角小,4.6移动防护支架拆除现浇梁张拉压浆达到设计要求后拆除现浇梁封闭支架与拼装步骤相反,2台移动防护支架组合拼接成整体,移动至首孑L现浇箱梁下,对既有铁路进行防护,拆除该孔封闭支架封闭支架逐孔拆除完成,向秦皇岛方向将防护支架移到连续梁外,拆除防护支架,拆除与拼装顺序相反防护区域广,施工风险大根据该工程特点,设计了2台移动防护支架,在门式框架墩墩身及现浇梁施工过程中对运营铁路进行防护并作为承重支架完成了门式框架墩横梁的施工在确保防护效果的前提下,相对于固定支架法顶推施工转体施工,移动防护支架法具有施工控制风险小所需设备常规经济性好等特点组合移动防护支架法对以后跨铁路桥梁或类似建筑物施工具有借鉴意义5施工重点及注意事项该工程属跨既有铁路施工,有承台距既有线较参考文献:近门式框架墩横梁及箱梁现浇均为跨线施工的特点,施工过程中需保证既有线路基稳定防止高空坠落,确保行车安全基坑开挖前需对线路迁改以保证线路供电安全;基坑开挖时需对基坑进行有效支护并严格监控,确保路基稳定移动防护支架拼拆ConstructionSchemeDesi[1]薛守义.有限单元法EM],北京:中国建材工业出版社,2005.[2]GB500]7—2003,钢结构设计规范Es].[3]李克钏,罗书学.基础工程[M].北京:中国铁道出版社,1999.7'iaaCrossingTianjin--ShanhaiguanRailwayWUXiang—jun(ThelstEngineeringCo.,Ltd.,ChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroup,Zhengzhou450053China)Abstract:TheXiawujiCanalBridgeonthenewlybuiltTianjin—QinhuangdaoPassengerDedi—catedRailwaycrossesTianjin—ShanhaiguanRailwayinaskewwaywithskewangleofonly12.Thesuperstructureofthebridgeis7spansof16mcontinuousboxgirderandthepiersthatsup—portthesuperstructurearetheportalframepiers.Beforetheconstructionofthefoundationsofthebridge,theequipmentonthesideoftheexistingrailwaywereremovedandprotected.Be—causetheconcreteforthecrossbeamsofthepiersandthecontinuousboxgirderhadtobecastinsituovertherailway,theconstructionoftheconcretewasdesignedtobecarriedoutonthecom—binedmovableprotectionscaffoldings.Priortotheassemblingofthescaffoldingsinfield,thetwosetsofthescaffoldingsweretrialassembledandunderwenttestofthestaticloadplacedonthem.Intheconstructionofthepiersandthecontinuousboxgirder,thescaffoldingswereusedforprotectionoftherailwaythatwasinoperationandastheprincipalload—bearingstructures,thescaffoldingshelpedtocompletetheconstructionofthecrossbeamsofthepiers.Keywords:passengerdedicatedrailway;overpassbridge;portalframepier;movableprotec—tionscaffolding;bridgeconstructionn98irBBridge下坞蓟运河特大桥跨津山铁路施工方案设计作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):吴向军,WUXiang-jun中铁大桥局集团第一工程有限公司,河南,郑州,450053世界桥梁WORLDBRIDGES2010

(2)参考文献

(3条)1.李克钏;罗书学基础工程19992.GB50017-2003.钢结构设计规范20033.薛守义有限单元法2005