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城市高架橋跨線施工現(xiàn)澆支架施工技術(shù)論文
摘 要：本文以南京緯九路三期跨線橋為例，進(jìn)行了在保證城市地鐵、城市主干道及鐵路干線安全運(yùn)營的情況下進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)分析，并將所得經(jīng)驗加以總結(jié)，以供同行借鑒。
關(guān)鍵詞：跨線橋；現(xiàn)澆支架；接觸網(wǎng)
南京緯九路三期跨線橋總長967.5m，共計六聯(lián)31跨，第一聯(lián)為6×30m六跨一聯(lián)，第二、五、六聯(lián)為5×30m五跨一聯(lián)，第三聯(lián)為5×28.5m五跨一聯(lián)，第四聯(lián)為30 3×45 30m五跨一聯(lián)，其中第四聯(lián)為主橋。橋面總寬26m，雙向六車道。箱梁施工采取逐跨現(xiàn)澆的工藝。主橋上部結(jié)構(gòu)形式采用單箱四室斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，主梁中跨梁高2.47m，邊跨梁高按圓弧漸變過渡由2.47m變到1.77m。
南京緯九路三期跨線橋在16#～20#墩范圍內(nèi)連續(xù)上跨秦淮河、鳳臺南路、寧蕪鐵路、寧蕪公路、地鐵1#線高架橋及通過小行車輛段高架橋、排洪干渠，每部分建筑物不但與本橋交叉，而且各自互相立體及平面交叉，跨線現(xiàn)澆施工場地非常狹小，安全防護(hù)極為重要。其中地鐵高壓線離箱梁底標(biāo)高約1.9m左右，緊鄰寧蕪鐵路的18#墩距離鐵路的最近距離為3.95m，18#～19#墩梁段下又重疊下穿城市地鐵高架橋及寧蕪鐵路、小行公路，如何在保證城市地鐵、城市主干道及鐵路干線安全運(yùn)營的情況下進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁支架施工，同時本橋又基本涵蓋了跨線施工的各種類型，本文通過把在現(xiàn)場施工中所得經(jīng)驗加以總結(jié)，以供同行借鑒。
1、南京緯九路三期跨線橋交通組織
根據(jù)交通組織原則確定本橋的交通組織方案如下：
�、趴瑛P臺南路。鳳臺南路為雙向六車道，考慮門洞支墩所占位置，把雙向六車道改為雙向四車道，即布置四個門洞，凈高5.5m，凈寬布置原則為：1.5m人洞2×7.5m單向雙車道1.5m人洞。
�、瓶鐚幨忚F路。根據(jù)鐵路單線寬度≮4.88m和凈高≮6m的橋梁限界要求，跨寧蕪鐵路門洞采取7m×6.5m的形式。施工前須提前向鐵路主管部門申請“要點(diǎn)”，并根據(jù)鐵路安全行車的要求加強(qiáng)線路防護(hù)，以確保寧蕪鐵路正常運(yùn)營。
⑶跨地鐵高架橋。根據(jù)地鐵限界要求，采用凈寬×凈高=6.5m×6.7m的門洞形式。由于支架距離地鐵高壓線較近，因此支架搭設(shè)期間須提前聯(lián)系地鐵部門在夜間停電。
�、瓤缧⌒新�。因19#墩承臺開挖及現(xiàn)澆支架施工均需要占用小行路一個車道，因此要對小行路實行交通管制，即實行單行道，僅供駛進(jìn)小行的車輛通行，現(xiàn)澆支架預(yù)留的門洞凈寬×凈高=4.5m×4.5m。緊鄰小行路和防洪渠的一條小路改道沿此路通行。
2、南京緯九路三期跨線橋跨鐵路施工
2.1本橋跨寧蕪鐵路施工方案
2.1.1 工程情況。本橋第四聯(lián)的18#墩位于寧蕪鐵路與鳳臺南路之間的旱溝內(nèi)。18#墩相關(guān)設(shè)計參數(shù)如下：
�、艠蚨栈A(chǔ)為雙排鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.5m。樁中心縱橫間距分別為4m、5.5m。樁長50m。
�、瞥信_尺寸為8×6.5×2.5m（長×寬×高），樁中心距承臺邊距離為1.25m。經(jīng)現(xiàn)場實測，18#墩承臺邊距鐵軌最近距離為3.95m。
�、菢蚨諡閅型薄壁墩，墩柱尺寸為2.5m×1.7m，中間薄壁為1m，并設(shè)0.2m圓倒角。橋墩上方設(shè)有系梁，其斷面尺寸為1m×1.2m，系梁內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力鋼束。墩高19.752m。⑷鐵軌頂面標(biāo)高為10.693m，路基坡腳地面標(biāo)高為7.69m，承臺底面標(biāo)高為6.5m。
2.1.2 線路加固。下部基礎(chǔ)施工中為確保鐵路行車安全，線路采用架設(shè)D型便梁的加固方案。由于承臺順線路方向長8m，考慮承臺基坑開挖深度(4.2m)、坡度(1:1)及便梁支墩尺寸，選定24m長的D便梁。便梁兩端設(shè)置C20混凝土支墩，該支墩沿鐵軌兩側(cè)布置，尺寸根據(jù)火車荷載和地基承載力確定。
2.1.3 路基加固。由于承臺底距軌頂高差為4.2m，承臺基坑開挖過程中有可能造成鐵路路基坍塌；同時現(xiàn)澆箱梁的支架布置在鐵路路肩及其邊坡上，要求路基邊坡必須有良好的穩(wěn)定性。因此為防止承臺開挖過程中路基坍塌，路基邊坡采取高壓旋噴樁進(jìn)行加固，同時插入鋼軌或槽鋼。
2.1.4 下部基礎(chǔ)施工
�、艠痘┕�。鉆孔采用回旋鉆，鉆孔前，須備有足夠數(shù)量的粘土或膨潤土，清渣后應(yīng)及時補(bǔ)水。對于泥漿稠度，按通過的土層情況來決定。通過砂礫、砂、粉質(zhì)粘土層時，并加大泥漿稠度，使孔壁堅實，以防止坍孔。
⑵承臺施工。根據(jù)對18#墩承臺位置現(xiàn)場實測，承臺邊緣距鐵路路基坡腳較近，其最近距離為3.95m。鐵軌頂面標(biāo)高為10.695m，承臺底設(shè)計標(biāo)高為6.5米，開挖后基底距軌頂達(dá)4.2m。基坑開挖后在承臺四周設(shè)置排水溝和集水井，以防止水流入承臺施工范圍。對基底清平后鋪筑混凝土墊層，待達(dá)到一定強(qiáng)度后即可綁扎鋼筋、立模、澆注混凝土。為保證靠近鐵路側(cè)填土密實，該側(cè)面不立模，表面覆蓋塑料布后即可灌注混凝土。承臺施工完畢經(jīng)監(jiān)理檢驗合格后，基坑須及時進(jìn)行回填�；踊靥铐毚_保承臺周圍回填土密實，回填時每30cm一層，密實度要求達(dá)到95%以上。夯實機(jī)具采用小型電動振動夯。
2.1.5支架布置。根據(jù)鐵路限界要求，跨寧蕪鐵路現(xiàn)澆支架采用7m×6.5m的門洞形式。選取了兩種門洞形式進(jìn)行比選后，考慮到形式二支墩人工拼裝較為容易，地基處理較簡單，承重梁滑移方便、安全，確定形式二[鋼管（支墩） 工字鋼（承重梁）]為跨寧蕪鐵路布置形式。支墩采取碗扣支架形式，沿鐵路兩側(cè)進(jìn)行布置，其寬度為2.4m，縱×橫×高=60cm×30cm×60cm。支墩頂部擺放橫向分配梁，然后再擺放I40a工字鋼縱梁。最后工字鋼縱梁上再搭設(shè)碗扣支架。路基邊坡用混凝土做成階梯狀形式以利于搭設(shè)碗扣支架。
在跨寧蕪鐵路門洞頂I40a工鋼正式吊裝施工前，必須進(jìn)行模擬吊裝試驗。試驗的目的是實測吊裝過程所需要的時間。模擬現(xiàn)場實際情況，特別是吊機(jī)的站位與支架高度要與實際情況相符合。試驗時準(zhǔn)確記錄各種數(shù)據(jù)，以便于指導(dǎo)施工。
3、跨地鐵高架橋施工
3.1 跨地鐵高架橋的工程情況。主橋第四聯(lián)18#～19#墩箱梁跨越地鐵1#線高架橋，19#～20#墩箱梁跨越地鐵聯(lián)絡(luò)線，其中第四聯(lián)中線與地鐵1#線交叉交角為46°。由于地鐵接觸網(wǎng)高壓線電壓為1500V，所以近距離跨越接觸網(wǎng)的安全防護(hù)尤為重要。
3.2 施工方案。根據(jù)地鐵限界要求，現(xiàn)澆支架采用兩個6.5m×6.7m的門洞形式，中間支墩在地鐵高架橋分支空檔處布置5m寬的碗扣支墩，兩側(cè)布置2.4m寬的碗扣支墩，支墩頂部擺放橫向分配梁，然后再縱向擺放I40b工字鋼縱梁。對于地鐵聯(lián)絡(luò)線，布置一個垂直凈寬為6.5m的門洞，兩側(cè)布置2.4m寬的碗扣支墩，支墩頂部擺放橫向分配梁，然后再縱向擺放I40b工字鋼縱梁。支墩碗扣鋼管步距縱×橫×高=60cm×30cm×60cm。地鐵高架橋跨小行公路門洞按單車道布置，布置形式為凈寬×凈高=4.5m×4.5m。兩側(cè)支墩采取碗扣支架形式，其寬度為1.2m，縱×橫×高=60cm×30cm×60cm。支墩頂部擺放橫向分配梁，然后再擺放140b工字鋼縱梁。最后工字鋼縱梁上再搭設(shè)碗扣支架。同時跨越地鐵高架橋和寧蕪鐵路或小行公路區(qū)域采取雙層門洞形式，第一層門洞為跨鐵路或小行公路門洞，門洞頂部縱向擺放工字鋼，然后在工字鋼上再搭設(shè)碗扣支墩，鋼管步距縱×橫×高=60cm×30cm×60cm，其上再沿橋縱向擺放I40b工字鋼縱梁，從而完成第二個門洞的搭設(shè)。
3.3 安全防護(hù)設(shè)計�，F(xiàn)澆施工支架的縱梁建筑高度不能大于1.2m，只能選用工字鋼，經(jīng)計算選用I40b工字鋼作為縱梁。
�、糯钤O(shè)跨越地鐵支架前，應(yīng)事先與地鐵管理部門協(xié)調(diào)，申請在夜間停止地鐵電網(wǎng)的供電。
�、茖Φ罔F接觸網(wǎng)支柱設(shè)施采用油毛氈進(jìn)行包裹防護(hù)。
⑶工字鋼縱梁在高壓線處底部掛設(shè)環(huán)氧樹脂高壓絕緣板，厚2～3mm，每mm防電擊穿能力達(dá)1.64萬伏。
⑷在碗扣支墩每側(cè)埋二根接地線，接地線用φ12圓鋼，接地極用角鋼或扁鐵，打入原地面以下3m。并在地面下50cm采用角鋼連接所有接地極，以連成整體導(dǎo)電體，確保接地電阻小于10Ω（安好后要進(jìn)行電阻測試），以消除接觸網(wǎng)對支架的感應(yīng)電。
�、僧�(dāng)搭設(shè)至地鐵接觸網(wǎng)高壓線（額定電壓1500V）高度以下2m時，及時在靠近高壓電網(wǎng)一側(cè)用絕緣板封閉隔離，并保證支架的任何部位與接觸網(wǎng)帶電體距離大于1m。距離高壓線2m以外部分用竹膠板進(jìn)行封閉隔離。
�、使ぷ咒摼臀缓笥谄漤敳繚M鋪兩層塑料布，防止施工用水流到高壓線上。
�、丝绲罔F聯(lián)絡(luò)線支架搭設(shè)時因其上無高壓電網(wǎng)，不必采取絕緣防護(hù)，但同樣要用竹膠板、安全網(wǎng)等封閉防護(hù)。
�、淘陂T洞上方及兩側(cè)用安全網(wǎng)進(jìn)行封閉，以防墜物及材料侵入車輛限界。
⑼在橋梁施工期間，要每半個月一次，利用停電時間對門架絕緣防護(hù)進(jìn)行安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時修補(bǔ)，以確保施工過程中的安全。
�、谓佑|網(wǎng)、地鐵軌道等設(shè)施如發(fā)現(xiàn)有污染將由施工單位及時進(jìn)行清除。
�、现Ъ艽钤O(shè)、拆除、混凝土澆注時，安排專人進(jìn)行安全防護(hù)，同時監(jiān)控支架的變形情況。
4、跨河施工
4.1跨河施工常見施工方案�？绾蝇F(xiàn)澆支架通常采用鋼管樁或鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)，鋼管樁可回收，鉆孔樁一次性投入，成本較大。在選擇時須根據(jù)河流深淺、地質(zhì)情況、施工難易程度、成本情況綜合考慮。上部承重梁采用工字鋼、貝雷梁、軍用梁等既有制式器材，考慮到梁段成型后，承重梁拆除便利，承重梁一般采取下承式，在其上搭設(shè)鋼管支架，除非滿足河道通航要求。為減少水上基礎(chǔ)的工程量，承重梁的跨度盡量發(fā)揮其承載力。
4.2 跨南河工程情況及施工方案。16#、17#墩分別位于秦淮河兩側(cè)的河堤護(hù)坡上，西邊岸堤上為一簡易公路，東邊岸堤緊鄰鳳臺南路。經(jīng)現(xiàn)場實測，河道上口寬度為40m，施工時水位為7.597m。16#、17#墩墩高分別為19.998和20.587m。經(jīng)河床覆蓋物勘探，河堤坡角為片石混凝土基礎(chǔ)，河心處回填物為片石，鋼管樁基礎(chǔ)難以實施，選用鉆孔樁基礎(chǔ)。對于承重梁，考慮到墩高在20m左右，結(jié)合河道寬度、吊車起重能力、拆除的便利性，所以梁部現(xiàn)澆支架采取下承式縱梁方案一跨跨越。
下承縱梁采用貝雷梁，貝雷梁兩端的基礎(chǔ)采用φ1.0m的鉆孔灌注樁，承臺兩側(cè)分別布置2根，和承臺一起作為貝雷梁的基礎(chǔ)。因承臺設(shè)計標(biāo)高較低，在承臺上澆筑C25混凝土支墩，以保證施工期間跨河支架在河水面以上以及保證支架兩端水平。鉆孔樁縱向跨度為22.5m。在鉆孔樁和承臺支墩頂部鋪設(shè)5根I56a工字鋼，作為貝雷梁支點(diǎn)的橫向分配梁，然后貝雷梁按兩片一組用30T吊車進(jìn)行吊裝，共計33排雙層貝雷梁。每組吊裝到位后貝雷梁之間及時用自制的聯(lián)結(jié)架聯(lián)結(jié)。貝雷梁頂面橫向鋪設(shè)方木，最后在其上搭設(shè)碗扣支架。
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