中铁十局集团有限公司 山东济南 250101
摘要：本文以鲁南高铁临沂至曲阜段高上1号特大桥上跨京沪高铁2×48m转体T构为实例，针对传统挂篮法或原位支架法等施工工期长、安全风险大，特别是邻近繁忙干线京沪高铁，现场施工受诸多因素制约等问题，本文提出了一种除0#块在墩顶预制外，其余悬臂节点在远离京沪高铁30m范围以外的地方搭设支架、安装模板、绑扎钢筋，采用同步顶推整体支架进行施工的新型施工技术。另外，对该施工工艺的设计形式、工艺步骤进行了模拟分析，对施工流程的可行性及控制要点进行了分析验证。该技术成功解决了邻近高铁仅夜间维修天窗点施工的难题，实现24小时不间断施工，避免了对京沪高铁行车安全的影响，工期可控，安全风险小，为今后类似工程的施工提供了重要参考。
关键词：T构；整体支架；顶推；繁忙干线
引言
随着我国高速铁路建设的迅速发展，以及城市规模的不断扩大，邻近或跨越既有高速铁路的工程越来越多，传统的挂篮法或支架法现浇施工梁体都选择在原位施工，不仅施工工期长，且安全风险大，特别是邻近繁忙干线京沪高铁，现场施工更是受到诸多因素制约，不能满足安全及工期要求。为保证梁体施工的安全和质量，同时满足工期和经济效益要求，对主梁施工方案的选择有着非常重要的意义。
1 工程概况
高上1号特大桥在29#～30#墩处采用2×48m转体T构跨越京沪高铁，与京沪高铁交叉角度为61°，梁面高出京沪高铁梁面14m，转体前梁边与京沪高铁AF线距离为12.65m。
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图1 转体梁与京沪高铁立面关系图
T构箱梁采用C50混凝土，预应力体系采用纵向、竖向预应力体系。梁体全长97.3m，共分为9个节段。边跨端部10.65m梁段为等高梁段，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，梁高3.2m，中墩处梁高为6.2m，其余梁段梁体下缘按二次抛物线Y=3.2+3x²/35.25²m变化，x=0～35.25m。箱梁顶板宽7.1m，箱底宽4.5m，全桥顶板厚40cm，底板厚44～65cm。梁体共设4道横隔板，横隔板中部设有孔洞。主墩身为空心墩，高度14m。
2 施工方案的选择与设计
2.1 施工方案的选择
转体梁施工方案在整体支架侧位拼装顶推施工与传统的挂篮施工以及原位支架施工三者间进行比选。通过从工期、安全和经济等三个方面进行比较分析，支架侧位拼装可以保证京沪高铁的绝对运营安全，将邻近B类营业线施工降低为邻近C类以及非邻近营业线施工，方案可节省施工工期4个月，节约成本161.8万元，且施工质量能够得到有效的保证，因此，本项目选择支架侧位拼装顶推施工工艺。
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图2 整体顶推支架布置图
2.2 施工方案的设计
为保证营业线安全及施工工期要求，确保梁体施工质量，在京沪高铁AF线30m以外的地方对转体梁a1-a3、a1’-a3’号块（共计70m）进行支架体系安装，并绑扎梁体钢筋，待支架体系搭设完成后，采用顶推法将支撑体系顶推至设计位置，然后进行混凝土浇注。
2.2.1结构设计参数
（1）模板：梁体底板、腹板、翼缘板下及侧墙均采用1.5cm厚竹胶板。
（2）分配横梁：梁体底板及腹板模板通过10cm×10cm方木纵梁支撑于分配桁架上，分配桁架支撑于分配横梁上。翼缘板下模板通过盘扣架支撑于分配横梁上。分配横梁采用I16a工字钢，放置于I45a工字钢纵梁上。
（3）纵梁：采用I45a工字钢，放置于双拼I45a工字钢横担上。
（4）横担：采用双拼I45a工字钢，放置于直径630mm螺旋钢管柱顶砂箱上。
（5）钢管柱：采用直径630mm螺旋钢管，壁厚10mm。钢管柱间横纵向均设剪刀撑和水平支撑，以保持整体稳定性。钢管柱长度由梁底标高与对应位置条形基础顶标高确定。钢管柱顶部设置砂箱，砂箱调节范围为30～40cm，采用钢管上下套接。钢管柱柱脚处设置滑道梁，滑道梁采用双拼H400型钢，滑道梁与滑道连接，滑道与预埋地脚螺栓的基础进行固定连接。
（6）基础：基础采用C30混凝土条形基础，基础下设0.5米厚砂石垫层。基础施工完后应进行预压。基础预压、施工及监测应按《钢管满堂支架预压技术规程》JGJ/T194-2009要求执行。
2.2.2计算模型
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图3 支架整体模型图
2.2.3计算结果
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图4 桁架纵梁组合应力图（单位：MPa）
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图5 I16工字钢横梁组合应力图（单位：MPa）
3 整体顶推支架工艺
3.1 整体顶推支架布置方式
（1）支架体系自底模以下依次布置为10cm×10cm横向方木→桁架纵梁→I16工字钢横梁→I45a工字钢纵梁→双拼I45a工字钢横担→φ630×10mm钢管立柱→钢筋混凝土条形基础。10cm×10cm横向方木间距为30cm，桁架纵梁上、下弦杆和竖杆为I16a工字钢，斜杆为[10#槽钢。桁架纵梁间距在腹板下为25cm，在底板下为50cm或80cm。
（2）顶推支架纵向布置6排钢管，钢管纵向间距为（750+700+700+650+550）cm。支架横向布置6排钢管，钢管横向间距为（300+300+340+300+300）cm。钢管支撑在钢筋混凝土条形基础上。条形基础尺寸为（39.4×2.5×0.75）m。钢管之间采用φ159×6钢管做连接系，起到稳定作用。同时钢管与墩身进行可靠连接，增加支架的整体稳定性。
3.2 整体顶推支架工艺流程
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图6 整体顶推支架工艺流程图
3.3 整体顶推支架操作要点
3.3.1条形基础施工
支架体系下共设置12排C35钢筋混凝土条形基础。基础结构尺寸分为2部分，平移区基础宽度1.2m，厚度0.8m；顶推就位区基础宽度2m，厚度1m；基础总长度为43.5m。条形基础下换填砂石垫层，垫层顶面宽度超出混凝土基础底面1m，厚度不小于0.5m。条形基础之间设置5道系梁，增加基础整体稳定性。
3.3.2轨道施工
轨道采用P60工具轨。现场通过硫磺锚固道钉和弹条扣件将钢轨固定在条形基础上。钢轨接头处使用夹板连接，接缝平齐，无错牙。硫磺锚固道钉应预先做拉拔试验，试验合格后，方可进行轨道施工。
支架侧位拼装顶推施工对轨道的平直度要求较高，施工中必须严格控制轨道的间距及标高，各条轨道必须互相平行，间距误差不得大于1cm。支架轨道为平坡，顶推开始前须采用水准仪测量轨道顶面标高，精确控制轨道顶面高程，同一钢轨两端误差不得大于5mm，以此来保证支架地顺利推进及就位后与0#块之间的准确对接。
3.3.3滑道施工
滑道梁采用双拼H400型钢。为保证钢管立柱下的型钢受力稳定，须在H型钢与钢管连接位置处的H型钢两侧上下翼缘板之间各设置5道加肋板。滑道滑动介质选择硬度较高、摩擦因数较小的铜墨合金滑片，并使用[10槽钢反扣在轨道上，与H型钢焊接。为保证铜墨合金滑动片稳定，须使用U型卡槽将铜墨合金滑板固定在槽钢内。
3.3.4支架搭设
支架支系采用钢管柱及工字钢结构体系，钢管柱采用直径630mm，壁厚10mm的螺旋钢管。单侧钢管柱设置为6排，每排6根，钢管柱之间采用直径180mm，壁厚6mm的螺旋钢管进行焊接。
3.3.5支架顶推
顶推设备主要由PLC同步顶推夹紧控制液压泵站、在轨重载推移机（千斤顶、抱轨器）和拉线式位移采集器组成。数据集成至液压泵站控制中心后，可手动调节顶推速度和顶推位移。
顶推段钢筋模板施工完成后，即可进行支架顶推施工。在每组滑道的其中一条钢轨上安装有1套PLC同步在轨重载推移机，PLC同步在轨重载推移机由一台200t夹轨千斤顶和一台50t顶推千斤顶组成。每2个滑道为1个控制点，共3个控制点，每个控制点安装1台精度0.01mm的位移检测传感器，反馈到PLC同步顶推夹紧控制液压泵站上，可以精确控制千斤顶推进速度及位移，保证支架顶推的同步性和准确性。
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图7 整体顶推支架总控系统图
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图8 整体顶推支架搭设图
3.3.6精确就位
施工前，在滑道上标记顶推支架梁中线，在钢轨上标记设计梁中线，安排专人观测就位情况。30#墩0#块上由测量人员观测0#块中心与a1块中线的合拢情况，中线合拢前1m内时，监测人员开始给控制台倒数报告监测数据，每10cm报告一次；在30cm内，每2cm报告一次；在5cm内，每5mm报告一次；在2cm内，每1mm报告一次，直至就位。在滑道基础顶推就位的位置安装限位装置，防止顶推施工时超顶。限位装置通过在钢轨滑道上焊接横向支撑进行卡位的方式实现。
3.3.7就位调整锁定
在就位前10m和1m位置处，使用全站仪测量支架模板位置，并进行微调来校正架体偏差，由此保证架体以正确姿态同步顶进。在支架达到设计位置后，再次测量模板支架坐标，通过单只千斤顶操作校正模板偏差，直至准确就位。
顶推就位后，应在支撑体系就位区提前放置双拼I18工字钢（工字钢顶部低于钢轨顶5mm）对滑道基础进行加固。同时，须在H型钢底部钢轨外侧填充方木并夯实牢固，并将限位装置与H型钢焊接成一体，增加整体受力效果。
3.3.8混凝土浇筑
转体T构采用泵车在天窗点内进行混凝土浇筑。混凝土浇筑分三次，每次浇筑前后和张拉前后应分别测量梁截面面积和梁底标高，随后调整下一梁段的立模标高，做好线性监控工作，保证梁体线型、标高符合设计要求。浇筑混凝土时，注意测量条形基础的沉降情况，发现沉降应立即停止施工，待找出原因并整改完成后，方可施工。
3.3.9支架拆除
梁体预应力施工完成后进行支架落模。支架和梁底脱离后，使用同步顶推系统将支架顶推至邻营范围以外，保证支架与京沪高铁距离大于支架倾覆半径，再将支架按与搭设时相反的顺序进行分解拆除。
4 施工安全质量注意事项
4.1 支架搭设工作
支架安装时，应服从安排，统一指挥，确保安装精度。
钢管柱位置和承台上的预埋钢板位置应准确。
构件通过焊接连接时，应确保焊缝质量。构件通过预留螺栓孔位置连接时，应确保预留位置准确，连接牢固。
现场应在测量人员测量完成并提供准确数据后，方可施工。
4.2 千斤顶调试工作
检查所有油管连接部位，确保连接可靠。检查所有动力设备以及线路是否良好，若有问题应即时处理。检查所有液压元件是否加注润滑脂和液压油。点动液压泵且无误后进行空载运行，检查管路、阀门连接是否可靠，仪表是否正常。
4.3 顶推
顶推反力座制作时，要严格按照图纸位置进行施工。
顶推前，要进行预顶，随后过程要缓慢，时刻观察基础整体的变化情况。
提前做好施工期间天气预报的咨询工作，避免在暴雨或台风期间作业。
顶推时注意观察基础的变化情况，如有局部裂纹、破坏等问题，应及时分析并妥善处理。
5 结语
通过采用邻近高速铁路整体支架顶推施工工艺，大大缩短了施工工期，降低了施工成本。实践证明，在此特定条件下采取该支架顶推方案是一个较为成功的施工技术工艺亮点，对今后类似桥涵工程的施工具有重要的借鉴意义和指导作用。
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