城市高架桥跨线施工现浇支架施工技术

南京项口部 刘光唯【摘要】南京纬九路三期跨线桥在16#~20#墩范围内连续上跨秦淮河、凤台南路、宁芜铁路及2座地铁髙架桥、小行公路、排洪干渠，每部分建筑物不但与本桥交叉，而且各自互相立体及平而交叉，跨线现浇施工场地非常狭小，安全防护极为重要。其中地铁高压线离箱梁底标髙约1.9m左右，紧邻宁芜铁路的18#墩距离铁路的最近距离为3.95m,18#~19#墩梁段下又重叠下穿城市地铁高架桥及宁芜铁路、小行公路，如何在保证城市地铁、城市主干道及铁路干线安全运营的情况下进行现浇箱梁支架施工，同时本桥又基本涵盖了跨线施工的各种类型，本文通过把在现场施工中所得经验加以总结，以供同行借鉴。【关键词】跨线桥现浇支架接触网1概述南京纬九路三期跨线桥总长967.5m,共计六联31跨，第一联为6X30mA跨一联，第二、五、六联为5X30m五跨一联，第三联为5X28.5m五跨一联，第四联为30+3X45+30m五跨一联，其中笫四联为主桥。桥面总宽26m,双向六车道。箱梁施工采取逐跨现浇的工艺。主桥上部结构形式采用单箱四室斜腹板预应力混凝土箱梁结构，主梁中跨梁高2.47m,边跨梁高按圆弧渐变过渡山2.47m变到1.77m。该桥是南京市迎接第十届全国运动会召开而建设的重点项U之一。主桥的平面布置如下图所示:南京纬九路三期跨线桥在16#~20#墩范围内连续上跨秦淮河、凤台南路、宇芜铁路、宇芜公路、地铁1#线高架桥及通过小行车辆段高架桥、排洪干渠，每部分建筑物不但与本桥交叉，而且各自互相立体及平面交义，跨线现浇施工场地非常狭小，安全防护极为重要。其中地铁高压线离箱梁底标高约1.9m左右，紧邻宇芜铁路的18#墩距离铁路的最近距离为3.95m,18#~19#墩梁段下乂重叠下穿城市地铁高架桥及宇芜铁路、小行公路，如何在保证城市地铁、城市主干道及铁路干线安全运营的情况下进行现浇箱梁支架施匸，同时本桥乂基本涵盖了跨线施工的各种类型，本文通过把在现场施工中所得经验加以总结，以供同行借鉴。2交通组织2.1交通组织原则由于在城市现浇支架施工中对当地的交通干扰较大，特别是在车流量大、人流密集的城市主干道地区，交通安全显的尤为重要。因此交通组织在城市跨线桥施工准备中必须放在首要地位，施工前必须对现场道路交通状况进行详细的实地考察，制定切实可行的交通组织方案。交通组织一般按如下原则进行：调查桥位处有关交通参数，例如：车流量、人流量、人车流量的方向、车道数及车道宽度，为现浇支架门洞的个数和净宽、净高提供依据。调查施工现场附近周边地区道路、人流及与其它交通设施的关系，从而确定桥位处道路是否采用单向或双向通车。根据交通流向和施工场地确定封闭围挡的范围，同时设置相关交通安全设施。交通组织方案必须得到交管部门的支持和配合。2.2交通组织方案根据以上原则确定本桥的交通组织方案如下：⑴跨凤台南路凤台南路为双向六车道，考虑门洞支墩所占位置，把双向六车道改为双向四车道，即布置四个门洞，净高5.5m,净宽布置原则为：1.5m人洞+2X7.5m单向双车道+1.5m人洞。⑵跨宇芜铁路根据铁路单线宽度＜4.88m和净高*6m的桥梁限界要求，跨宇芜铁路门洞釆取7mX6.5m的形式。施工前须提前向铁路主管部门申请“要点”，并根据铁路安全行车的要求加强线路防护，以确保宇芜铁路正常运营。⑶跨地铁高架桥根据地铁限界要求，釆用净宽X净高=6.5mX6.7m的门洞形式。由于支架距离地铁拓压线较近，因此支架搭设期间须提询联系地铁部门在夜间停电。⑷跨小行路因19#墩承台开挖及现浇支架施工均需要占用小行路一个车道，因此要对小行路实行交通管制，即实行单行道，仅供驶进小行的车辆通行，现浇支架预留的门洞净宽X］争高=4.5mX4.5mo紧邻小行路和防洪渠的一条小路改道沿此路通行。3跨铁路施工3」跨铁路施工常见施工方案跨铁路施工的安全防护至关重要，安全危险源分别来自地下和空中，两者都会对铁路行车造成重大影响。地下指在铁路路基中进行的顶涵丄作和临近铁路路基的基础施工时引起的铁路线路变形和路基的塌陷。其预防措施一般采取架设D型便梁（铁路专有制式器材）对线路进行加固，对铁路路基一般采取钢板桩、钢轨桩、钢管桩、高压旋喷桩或挖孔桩的方法进行加固。空中指来自在铁路上方架梁、现浇混凝土、吊装、电力接触网施工等作业时的物体坠落、触电等。对架梁、吊装、接触网施工等作业，施工前须提前向铁路主管部门申请“要点”。对跨线现浇而言，施工方法一般均采用门架的形式,上部承重梁采用工字钢、贝雷梁、军用梁等既有制式器材；支墩材料采用钢管桩、钢管架、混凝土柱、八三军用墩等形式；支墩基础按基底承载力的不同可设置成混凝土方墩、条形混凝土基础或桩基础。3.2本桥跨亍芜铁路施工方案3.2.1工程情况本桥第四联的18#墩位于宇芜铁路与凤台南路之间的旱沟内。18#墩相关设讣参数如下:⑴桥墩基础为双排钻孔灌注桩基础，桩径l・5m。桩中心纵横间距分别为4m、5.5nio桩长50mo⑵承台尺寸为8X6.5X2.5m（长X宽X高），桩中心距承台边距离为1.25m。管水一5亠9・3r・管水一5亠9・3r・1—S:5经现场实测，18#墩承台边距铁轨最近距离为3・95m。⑶桥墩为Y型薄壁墩，墩柱尺寸为2.5mX1.7m,中间薄壁为lm,并设0.2m圆倒角。桥墩上方设有系梁，其断面尺寸为lmX1.2m,系梁内配置预应力钢束。墩高19.752m。⑷铁轨顶面标高为10.693m,路基坡脚地面标高为7.69m,承台底面标高为6.5mo下图为宇芜铁路、凤台南路和18#墩的纵断面相对关系：639.210.4579.79774.7009凤台南卅□□1010.4579.79774.7009凤台南卅□□3.2.2线路加固下部基础施工中为确保铁路行车安全，线路釆用架设D型便梁的加固方案。由于承台顺线路方向长跖，考虑承台基坑开挖深度(4.2m)、坡度(1:1)及便梁支墩尺寸，选定24m长的D便梁。便梁两端设置C20混凝土支墩，该支墩沿铁轨两侧布置，尺寸根据火车荷载和地基承载力确定。3.2.3路基加固山于承台底距轨顶高差为4.2m,承台基坑开挖过程中有可能造成铁路路基坍塌；同时现浇箱梁的支架布置在铁路路肩及其边坡上，要求路基边坡必须有良好的稳定性。因此为防止承台开挖过程中路基坍塌，路基边坡釆取高压旋喷桩进行加固，同时插入钢轨或槽钢。3.2.4下部基础施工⑴桩基施工山于桩基距离铁路较近，钻进过程中重点是预防塌孔。钻孔采用回旋钻，钻孔前，须备有足够数量的粘土或膨润土，清渣后应及时补水。对于泥浆稠度,按通过的土层情况来决定。通过砂砾、砂、粉质粘土层时，并加大泥浆稠度，使孔壁坚实，以防止坍孔。⑵承台施工根据对18#墩承台位置现场实测，承台边缘距铁路路基坡脚较近，其最近距离为3.95m。铁轨顶面标高为10.695m,承台底设计标高为6.5米,开挖后基底距轨顶达4.2m。由于已提前对铁路线路及路基进行了加固，因此承台开挖不会对铁路安全行车造成影响。基坑开挖后在承台四周设置排水沟和集水井，以防止水流入承台施工范围。对基底清平后铺筑混凝土垫层，待达到一定强度后即可绑扎钢筋、立模、浇注混凝土。为保证靠近铁路侧填土密实，该侧面不立模，表面覆盖塑料布后即可灌注混凝土。承台施工完毕经监理检验合格后，基坑须及时进行回填。基坑回填须确保承台周围回填土密实，回填时每30cm一层，密实度要求达到95%以上。夯实机具采用小型电动振动夯。3.2.5支架布置根据铁路限界要求，跨'宁芜铁路现浇支架采用7mX6.5m的门洞形式。选取了两种门洞形式进行比选：形式一：钢管桩（支墩）+贝雷梁（承重梁），其特点为承载力大，但钢管桩对地基承载力要求高，支墩位置设置在铁路路基坡脚的水沟内，经计算需要采取桩基础。形式二：钢管（支墩）+工字钢（承重梁），支墩采取钢管密布的形式，对地基承载力要求低。考虑到形式二支墩人工拼装较为容易，地基处理较简单，承重梁滑移方便、安全（受地铁高架桥影响，部分工钢无法直接吊装到位），经过比选确定形式二为跨宇芜铁路布置形式。支墩采取碗扣支架形式，沿铁路两侧进行布置，其宽度为2.4m,纵X横X高=60cinX30cmX60cmo支墩顶部摆放横向分配梁，然后再摆放I40a工字钢纵梁。最后工字钢纵梁上再搭设碗扣支架。路基边坡用混凝土做成阶梯状形式以利于搭设碗扣支架。具体布置详见下图。在跨宇芜铁路门洞顶I40a丄钢正式吊装施工前，必须进行模拟吊装试验。试验的U的是实测吊装过程所需要的时间。模拟现场实际情况，特别是吊机的站位与支架高度要与实际情况相符合。试验时准确记录各种数据，以便于指导施工。4跨地铁高架桥施工4.1跨地铁高架桥的工程悄况主桥第四联18#~19#墩箱梁跨越地铁1片线高架桥，19#~20#墩箱梁跨越地铁联络线，其中第四联中线与地铁1#线交义交角为46°。由于地铁接触网高压线电压为1500V,所以近距离跨越接触网的安全防护尤为重要。下图为跨线桥与地铁高架桥主线之间的纵断面关系：k0+793.827 k0+808.3444.2施工方案根据地铁限界要求，现浇支架采用两个6.5mX6.7m的门洞形式，中间支墩在地铁高架桥分支空档处布置5m宽的碗扣支墩，两侧布置2.4m宽的碗扣支墩，支墩顶部摆放横向分配梁，然后再纵向摆放I40b_E字钢纵梁。对于地铁联络线,布置一个垂直净宽为6.5m的门洞，两侧布置2.4m宽的碗扣支墩，支墩顶部摆放横向分配梁，然后再纵向摆放I40b工字钢纵梁。支墩碗扣钢管步距纵X横X高=60cmX30cmX60cm。地铁高架桥跨小行公路门洞按单车道布置，布置形式为净宽x净高=4.5mX4.5mo两侧支墩釆取碗扣支架形式，其宽度为1.2m,纵X横X高=60cmX30cmX60cmo支墩顶部摆放横向分配梁，然后再摆放I40b工字钢纵梁。最后工字钢纵梁上再搭设碗扣支架。同时跨越地铁高架桥和宇芜铁路或小行公路区域采取双层门洞形式，第一层门洞为跨铁路或小行公路门洞，门洞顶部纵向摆放工字钢，然后在工字钢上再搭设碗扣支墩，钢管步距纵x横X高=60cmX30cmX60cm,其上再沿桥纵向摆放I40b工字钢纵梁，从而完成第二个门洞的搭设。4.3安全防护设计因18#~19#墩梁跨越地铁一号线，同时高圧线和地线离梁底的最近距离分别为1.9m和1.2m左右，同时根据电气化设计院“支架距离高压线的安全距离不得小于lm”的要求，因此现浇施工支架的纵梁建筑高度不能大于1.2m,只能选用工字钢，经计算选用I40b工字钢作为纵梁。4.3.1安全防护措施（1）搭设跨越地铁支架前，应事先与地铁管理部门协调，申请在夜间停止地铁电网的供电。⑵对地铁接触网支柱设施采用油毛毡进行包裹防护。（3）工字钢纵梁在高压线处底部挂设环氧树脂高压绝缘板，厚2、3min,每mm防电击穿能力达1.64万伏。如下图所示：⑷在碗扣支墩每侧埋二根接地线，接地线用"12圆钢，接地极用角钢或扁铁，打入原地面以下3m。并在地面下50cm釆用角钢连接所有接地极，以连成整体导电体，确保接地电阻小于10Q（安好后要进行电阻测试），以消除接触网对支架的感应电。

⑸当搭设至地铁接触网高压线（额定电压1500V）高度以下2m时，及时在靠近高压电网一侧用绝缘板封闭隔离，并保证支架的任何部位与接触网带电体距离大于1臥距离高压线2m以外部分用竹胶板进行封闭隔离。如下图所示：nob匸字簡nob匸字簡⑹工字钢就位后于其顶部满铺两层塑料布，防止施工用水流到高压线上。⑺跨地铁联络线支架搭设时因其上无高压电网，不必釆取绝缘防护，但同样要用竹胶板、安全网等封闭防护。⑻在门洞上方及两侧用安全网进行封闭，以防坠物及材料侵入车辆限界。⑼在桥梁施工期间，要每半个月一次，利用停电时间对门架绝缘防护进行安全检查，发现问题及时修补，以确保施工过程中的安全。（10） 接触网、地铁轨道等设施如发现有污染将山施工单位及时进行清除。（11） 支架搭设、拆除、混凝土浇注时，安排专人进行安全防护，同时监控支架的变形情况。5跨河施工5」跨河施工常见施工方案跨河现浇支架通常采用钢管桩或钻孔灌注桩作为基础，钢管桩可回收，钻孔桩一次性投入，成本较大。在选择时须根据河流深浅、地质情况、施工难易程度、成本情况综合考虑。上部承重梁采用工字钢、贝雷梁、军用梁等既有制式器材，考虑到梁段成型后，承重梁拆除便利，承重梁一般采取下承式，在其上搭设钢管支架，除非满足河道通航要求。为减少水上基础的工程量，承重梁的跨度尽量发挥其承载力。5.2跨南河工程悄况及施工方案16#、17#墩分别位于秦淮河两侧的河堤护坡上，西边岸堤上为一简易公路,东边岸堤紧邻凤台南路。经现场实测，河道上口宽度为40m,施工时水位为7.597mo16#、17#墩墩高分别为19.998和20.587m。经河床覆盖物勘探，河堤坡角为片石混凝土基础，河心处回填物为片石，钢管桩基础难以实施，选用钻孔桩基础。对于承重梁，考虑到墩高在20m左右,结合河道宽度、吊车起重能力、拆除的便利性，所以梁部现浇支架采取下承式纵梁方案一跨跨越。下承纵梁釆用贝雷梁，贝雷梁两端的基础采用“1.0m的钻孔灌注桩，承台两侧分别布置2根，和承台一起作为贝雷梁的基础。因承台设计标高较低，在承台上浇筑C25混凝土支墩，以保证施工期间跨河支架在河水面以上以及保证

支架两端水平。钻孔桩纵向跨度为22.5m。在钻孔桩和承台支墩顶部铺设5根I56a工字钢，作为贝雷梁支点的横向分配梁，然后贝雷梁按两片一组用30T吊车进行吊装，共计33排双层贝雷梁。每组吊装到位后贝雷梁之间及时用自制的联结架联结。贝雷梁顶面横向铺设方木,最后在其上搭设碗扣支架。6跨城市主干道施工6.1施工方案选择跨城市主干道现浇支架均要为车辆和行人留出门洞，一般过机动车的门洞和过非机动车、行人的门洞分别设置。门洞支墩有钢管桩、钢管架、混凝土柱、八三军用墩等形式；上部承重梁釆用工字钢、贝雷梁、军用梁等形式；支墩由于在刚性路面上，故基础多为条形混凝土形式。门洞净高＜4.5m,单、双机动车道门洞分别《4.5m和《7.5m。根据市场材料情况和施工习惯，选用扣件式钢管支墩和工钢承重梁的门洞形式。6.2跨凤台南路工程惜况和施工方案凤台南路位于17#墩和18#墩之间，为双向六车道，左右幅各宽约12m。预留四个门洞，即1.5m人洞+2X7.5m单向双车道+1.5m人洞。门洞支墩采用碗扣，纵X横X高二30X60X60cm。支墩顶部摆放15X15cm方木作为横向分配梁，然后顺桥向纵向摆放I40a工字钢，在其上搭设碗扣支架,支墩基础为C20混凝土，厚50cm。为加强支