高墩T构桥梁施工技术.docx

铁路大跨高墩T构桥0号块施工技术
1工程概况
新建Ⅰ级铁路宜（昌）万（州）铁路马水河大桥位于湖北省建始县境内，桥址位于U型峡谷地形中，跨马水河谷及既有红建公路，地势陡峻，峭壁林立，桥面与河面高差约125m，是宜万线25个重点控制工程之一。马水河大桥全长281.66m，中心里程DK174+786.85，全桥共计4个墩台，孔跨类型为：双线（116+116）mT型刚构+1-32m后张梁，箱梁全长233.6m（含两侧梁端至边支座中心各0.8m）。采用道碴桥面，桥面顶宽10.7m，底宽6.0m。大桥为全桥位于平坡、直线上，设计时速160公里/小时。
该桥1#墩（刚构主墩）采用矩形厚壁空心墩，墩高108m，最大建筑高度约145m，与梁部按空间框架形式相接；T构单侧悬臂长度98m，其跨度在同类型桥梁中居世界之首，主梁为C60变截面预应力高强混凝土箱梁，单箱单室直腹板，墩顶截面梁高为12.2m，边支点梁高为4.7m，其底缘按R=631.017m的圆曲线进行过渡变化。箱梁顶板宽10.7m，底宽为6.0m，道碴槽宽8.4m。顶板厚34cm，靠近主墩中心处顶板厚加厚至44cm。腹板宽由45～55～70～80～90cm，局部加厚至110cm。底板厚32～150cm，主墩中心处加厚至250cm。其中0号块高12.2m，长16.0m，设计方量884.73m3。0号块的纵向预应力束共126束，采用19-7Ф5钢绞线，锚具采用VLM15-19型；顶板横向预应力筋采用5-7Ф5钢绞线，张拉端采用VLM15B-5型锚具，锚固端采用VLM15B-5P型锚具锚固，沿纵桥向每隔50cm左右分布一道；腹板竖向预应力筋及底板横向加强预应力采用Ф32精轧螺纹粗钢筋。0号块预应力管道集中、钢筋密集。全桥示意图及断面如图1所示。
2方案选择
0号块是箱梁与墩身联结的关键部位，也是箱梁悬臂灌筑法施工的首道工序，由于0号块断
面高、混凝土体积大、钢筋、波纹管交错密集，结构受力复杂，是箱梁悬臂灌筑法施工周期最长，施工技术难度最大的一个节段，因此，保证0号块施工质量是箱梁施工的关键。0号块施工的灌筑方案的选择主要考虑一次还是两次灌筑的问题，实践中主要从技术保证措施上进行分析。
0号块需设置临时托架作为支撑系统完成施工，临时支撑的作用，一是作为0号块施工的作业平台和受力支撑结构；二是在有支座的预应力连续梁悬臂灌筑法施工时，临时支撑可以承受悬灌过程中产生的部分不平衡弯矩。临时托架形式的选择与桥梁的结构形式（有无支座）、桥墩高度、河床条件（是否有条件做到落地支架）、经济合理的器材等诸因素有关。对高桥墩从托架布设上来看，托架可以分成3种形式：（1）悬臂扇形式托架，即在墩身内预埋型钢牛腿，用万能杆件拼装成扇形托架；（2）悬臂三角式托架，即在墩身内预埋型钢牛腿，由型钢焊接杆件组成三角形托架；（3）悬臂平台式托架，即在墩身内预埋型钢牛腿，由万能杆件或贝雷架拼装成施工平台。
采用一次性灌筑方案托架受力较大，各种杆件、构件要求截面尺寸大且结构复杂，而两次性灌筑方案则可以用比较小一点的支架，第一次灌筑的混凝土可以承受部分两次灌筑时的混凝土的压力。
从等效加载的角度考虑，在进行0号块施工时，预先加载，然后边灌筑混凝土边卸载。采取一次性灌筑方案，在高空进行大重量的加载和卸载有相当大的难度，而且，由于各个托架受力不均，给等效加载造成更大的困难；而采取两次灌筑方案，第一次灌筑荷载相对小了很多，比较容易实现，第二次的重量由托架和第一次灌筑的混凝土承受，不用等效加载。但两次灌筑会出现混凝土收缩时差和水平向施工缝的问题，采取改变混凝土配比（加粉煤灰）和竖向预应力筋的张拉措施可解决。
综上所述，从施工难度、安全、施工过程的有效控制、托架布设、混凝土浇筑工艺、等效加载等的角度考虑，本桥采用在墩身上部预埋托架分两仓浇筑0号块的方案进行施工。
3施工方案
3.1墩旁托架设计及施工
墩旁托架设计
托架横梁采取I40b工字钢，斜支撑采用2[28b槽钢，托架横梁上铺3根I45b工字钢，托架预埋件采用型钢、钢板组合件，如图2所示。
由于托架杆件的连接采用现场焊接，所以在受力计算时，假设构件与构件之间与预埋件之间为铰接。当分两次浇筑时，取第一层混凝土（461m3）产生的静荷载作为主要静荷载即可。经过

图1马水河全桥示意图（单位：cm）

图2托架设计图（单位:cm）
对最大承力杆件托架横梁、斜撑和预埋件的验算可知，托架受力满足要求。
托架的检算
（1）荷载的确定
托架预压的荷载包括：1）竖向荷载：0号块梁体悬臂端自重；模板、平台、托架自重；施工荷载、临时设计荷载。2）水平荷载：施工中振动冲击荷载，不均匀荷载，施工误差，风力等。3）特殊荷载：施工中可能发生的荷载对托架的作用，如混凝土灌筑时因跑模而引起的水平分力，非对称灌筑混凝土时的偏心