牛 丽 聂东升

1 工程概况

宝天高速公路BT5标新庄渭河大桥为左右分离式,桥梁先跨陇海铁路,再跨310国道,最后斜跨渭河终点于罗家山隧道进口。左线桥梁起点桩号为K194+405.25,终点桩号为K195+155.341,桥梁全长为750.091 m;右线桥梁起点桩号为K194+378.91,终点桩号为K195+102.237,桥梁全长为723.327 m。本工程结构处于两座山头之间且横跨陇海铁路,地势起伏非常大,施工比较困难。

左右线第1联上部为40 m-70 m-40 m三孔一联形式的现浇C50预应力混凝土连续箱梁,梁高4.0 m,顶板单幅宽12.25 m,悬臂2.6 m,桥面坡度3.4%。

其中第二孔的70 m长箱梁从陇海铁路下行正线K1267+202～K1267+277间以上跨形式穿过。与铁路的平面夹角26°。铁路钢轨轨顶到梁底的设计高度9.0 m。

2 支架基础处理方案

根据现场标贯实验,路肩承载力约为200 kPa,故为保证铁路路基安全,所有施工地段铁路路基全部进行压浆处理,其中铁路路肩压浆深度不得小于500 cm,铁路路基边坡压浆深度不得小于300 cm;并且在铁路右侧路肩横梁外侧处每隔0.5 m平行铁路打一排P50钢轨桩,桩间距50 cm,桩长不小于8 m。处理后的铁路路肩和路基承载力经检测均达到了265 kPa。

3 1-70 m现浇箱梁跨陇海线支架施工总体方案

跨陇海铁路支架采用钢筋混凝土横梁基础、碗式杆件立柱、横向Ⅰ30工字钢帽梁、纵向九扣P5钢轨束、横向跨铁路Ⅰ55工字钢横梁复合承重结构体系搭建。具体为:在陇海铁路两侧路肩分别各满铺一道截面不小于250 cm(宽)×50 cm(高)的C30钢筋混凝土横梁,并在横梁顶沿铁路方向搭建9排碗式杆件支架,再在沿垂直铁路方向每排支架上托顶通长放Ⅰ30工字钢,然后,沿铁路方向在所有Ⅰ30工字钢中部搭设由9根P50钢轨组成的九扣轨束,最后在铁路两侧碗式杆件支架顶部的九扣轨束上垂直铁路方向搭设55号工字钢横梁,就形成了铁路防护支架结构(见图1,图2)。

铁路接触网正上方采用绝缘板(规格为100 cm×200 cm×5 mm)进行防电防护。防护范围:长度为铁路防护支架沿铁路方向长度,宽度为400 cm(对称于铁路接触网,南北侧各200 cm)。铁路防护支架范围内的所有接触网回流线,锚固端子拉线、接触网金属托架及接触网杆拉线等有可能产生静电感应的构件在支架施工前必须全部套绝缘管进行防电防护。

4 支架承载力检算

4.1 单侧铁路支架顶托上方每米宽(梁横向)设计荷载

单侧铁路支架顶托上方每米宽(梁横向)设计荷载由现浇梁梁体及施工产生动荷载、55号工字钢自重产生荷载、30号工字钢及P50钢轨自重产生的荷载组成,具体计算如下:

铁路上方现浇梁长度约为10 m,现浇梁梁体施工每米宽总荷载:

55号工字钢自重(每米布置 2.5根,单根长12 m)为:

铁路支架九扣轨上方每米宽(梁横向)施工荷载为:

30号工字钢及P50钢轨自重为:

单侧铁路支架顶托每米宽(梁横向)所受施工荷载为:

取安全系数2.0,则单侧铁路支架顶托上方每米宽(梁横向)设计荷载为:

4.2 单侧铁路支架每米宽(梁横向)承载力

碗式立杆18根,单根高度9 m,横杆15×(2.5×3+9)=247.5 m,查《公路施工手册(桥涵)下册》知:碗式立杆在横杆间距为60 cm时,单根承载力为4 t。

单侧铁路支架顶托每米宽(梁横向)承载力为:

因 G设=68.56 t/m＜F顶=72 t/m。

故铁路支架的承载能力满足现浇梁施工需要。

4.3 底部C30钢筋混凝土横梁承载力验算

单侧铁路支架每米宽(梁横向)自重为:

单侧铁路支架底部每米宽(梁横向)荷载为:

单根铁路支架立杆底部荷载为:

单根立杆底部与混凝土接触面积为:

单根立杆底部与混凝土接触面积处应力为:

由于 σ=0.61 MPa＜C30=30 M Pa。

所以跨铁路支架底部C30钢筋混凝土横梁满足现浇连续箱梁需要。

4.4 55号工字钢横梁挠度验算

1)跨铁路段箱梁混凝土面荷载。

2)55号工字钢40 cm布置,按最不利荷载布置,一根工字钢承受荷载为:

3)工字钢自重:q2=1.24 kN/m。

4)加载到一根工字钢上的荷载(梁重按系数1.2计算):

挠度验算(55号工字钢力学特征:E=210 GPa,I=71 400 cm4):

故挠度满足要求。

4.5 铁路路肩承载力验算

取1 m长的基础,按最不利(满载)情况下验算。

1)梁自重:

2)脚手架自重(脚手架线荷载:30/2.5=12 kN/m,跨铁路主跨8.3 m,邻跨5.5 cm):

3)工字钢自重(每米布置 2.5根工字钢,工字钢自重1.24 kN/m):

4)基础自重(宽2.5 m,厚0.5 m):

路肩每米总承重:

路肩承载力为:考虑到安全,取安全系数 1.3,则:σ=202.705×1.3=264 kPa,小于265 kPa,满足承载力要求。

5 结语

宝天高速公路BT5标新庄渭河特大桥工程上跨铁路的1-70 m现浇箱梁,采用支架法进行现浇施工,不需要梁体预制场地和大型吊装设备,施工方法简单,工序衔接紧凑,对既有线行车干扰相对较小。同时有效的保证了既有线设备和施工人员的安全,创造了良好的经济效益。

[1]公路桥涵施工手册[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]文望春.高速铁路桥梁实现跨越功能的桥式方案设计[J].山西建筑,2008,34(25):330-331.