铁路预制箱梁桥面系在制梁场内预制施工的可行性

2021-08-20刘冰

商品与质量 2021年31期

刘冰

中建一局集团建设发展有限公司河北石家庄 050081

铁路桥面系主要指遮板、AB竖墙、防护墙、接触网支柱基础、下锚拉线基础等。桥面附属设施除遮板为预制混凝土结构外，防护墙、电缆槽竖墙等均采用现浇混凝土结构，存在施工周期较长、现场工作量大、质量难以控制、运营期间养护维修工作量大等问题。本文以郑徐铁路开封制梁场跨度31.5m箱梁相关参数为基础，对桥面系在制梁场内施工的可行性进行分析和研究。

1 工程概况

郑徐铁路开封制梁场位于开封市兰考县境内，承担了517孔单箱单室简支箱梁的预制及架设任务，梁型采用通桥（2016）2322A-Ⅱ-1/通桥（2016）2322A-Ⅴ-1，线路采用双块式无砟轨道板。

2 预制施工工况分析

铁路箱梁桥面系预制施工安排在箱梁架设之前，即梁片预制→预应力张拉→桥面系施工→运架梁。工序的改变使得预制梁质量增加和尺寸改变，对运架梁产生相应影响。

2.1 质量增加

以速度350km/h的高速铁路无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）跨度31.5m单榀整孔双线箱梁及其桥面系为例，计算其增加的质量。根据各桥工点图纸等设计资料，曲线半径、接触网支柱基础、下锚拉线基础、防落梁、声屏障、支座布置情况如下：①曲线半径为12000m，防护墙高度为760-940mm（取最大超高180mm），直线段防护墙高度为760mm。②接触网支柱基础型号为QJ-B，下锚拉线基础为QJLX-1型，在上汤村大桥0#台与1#墩间的箱梁上设置双QJ-B型接触网支柱基础。③每孔梁均设有防落梁装置，声屏障采用金属插板式声屏障。④不同梁型、跨度箱梁支座分别采用TJQZ-8360-4000-0.1g，TJQZ-8360-4500-0.1g，TJQZ-8360-5000-0.1g，TJQZ-8360-5500-0.1g型球型钢支座。运架梁前，防落梁装置、支座均在制梁场装梁准备台座处安装就位，支座灌浆料及其施工用水放置在箱梁内箱运至架梁现场。若安装遮板并施工完成B竖墙、防护墙、接触网支柱基础、下锚拉线基础，则单榀整孔双线箱梁及桥面附属结构的总质量最大值为884.9t，小于目前使用轮胎式搬梁机、轮胎式运梁车、架桥机的最大额定起重质量900t，满足运架设备质量要求[1]。

2.2 尺寸改变

（1）起移梁工况。由于预制梁宽度、高度的改变，在预制场施工桥面系后厂区内起移梁的最不利工况为双层存梁时搬梁机提携第3孔箱梁从上方经过，即“存二过三”。施工桥面系后预制梁需考虑的高度：①曲线段防护墙高度为760-940mm（取最大超高180mm），直线段防护墙高度为760mm。②截面中心处梁高为3.035m，翼缘板端部桥面以上接触网支柱基础预留螺栓高度为0.612m。③混凝土支墩高度按0.6m计算。双层存梁橡胶支座高度为0.07m。根据上述参数，计算得到箱梁双层存放后总高度=0.6+0.07+3.035+0.07+3.035+0.94=7.75m。DLT900型轮胎式搬梁机的最大提升高度为10.5m，当搬梁机提携第3孔梁达到最大提升高度时，第3孔梁梁底面距最大超高时的防护墙（高度940mm）顶面距离约617mm（图1），满足要求。

图1 “存二过三”梁体位置关系（单位：mm）

（2）运梁工况。施工桥面系后运梁需要考虑2种最不利工况：①运梁过桥（图2（a））。施工防护墙后，其内侧净宽9.0m，运梁车外边缘与防护墙净宽为1522mm，运梁车外缘不会与防护墙冲突，满足通过需求。②运梁过隧。未安装遮板时，用YLSS900B型轮胎式运梁车（过隧道型）驮运预制梁通过隧道，箱梁结构与隧道结构净空仅为160mm（图2（b））。黄黄铁路隧道最小平曲线半径为9500m，运梁车总长度为50m，据此计算得到经过曲线段隧道运梁车侵入圆弧长度为40mm。考虑安全距离200mm，净空160mm＜240mm。因此，不具备安装遮板条件。

图2

3 主要问题及对策

①预制工艺、预制质量问题。桥面系在预制梁场内施工，如何选取B墙及防护墙平面位置、A墙及遮板预留拼装螺栓孔位置的线形控制基准线。相应对策：以桥面纵向中心线为参考线，确定每孔箱梁防护墙、AB竖墙、接触网支柱基础等桥面系相对位置。②混凝土徐变及张拉上拱对桥面系的影响。桥面系混凝土设计强度与梁体混凝土设计强度不一致，严重时桥面会产生横向裂纹。相应对策：箱梁梁体浇筑后先进行预应力终张拉，在梁体弹性上拱形成并稳定后，再施工桥面系，防止桥面系因变形产生横向裂缝。③桥面系先行施工增加的质量（近40t）对制运架梁的影响。相应对策：在箱梁场场建规划期，对制梁台座、存梁台位承载力设计时考虑增加的相应质量，并对地基进行加强处理[2]。