桥梁下部结构施工21

铁路客运专线桥梁施工技术介绍（桥梁下部结构施工）1. 铁路客运专线桥梁概述随着我国国民经济的飞速发展，铁路建设又掀起了以客运专线建设为主的新的一轮建设高潮，同时也给铁路桥梁的建设与发展提供了又一次历史性机遇。

目前，我国普通铁路线路行车速度最高不大于160km/h，在建以及即将开工的客运专线的列车运行速度按200～350km/h设计，客运专线的桥隧比都很高，一般可达40%～70%，甚至到达90%以上，其中，京津城际轨道工程桥隧比高达95%以上。

因此，对桥梁施工技术提出了更高的要求。

铁路客运专线上的桥梁，除须满足一般铁路桥梁的要求外，还需满足一些特殊的要求，这是因为在高速列车运行条件下，结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料的疲劳、列车运行时的噪声、结构的耐久性等等问题都与普通铁路不同。

所以，桥梁结构必须具有足够的强度和刚度，必须保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态，使高速铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用，具备良好的动力特性，从而保证旅客行车的舒适性。

客运专线列车的运营要求较高，能用于检查、维修的时间有限。

因此，从总体上来说，铁路客运专线上的桥梁结构应构造简洁，规格和外形力求标准化，消除构造上的薄弱环节，使得便于施工、建造质量容易得到控制，达到少维修的目的。

1.1 铁路客运专线桥梁的特点当列车高速过桥时，不仅产生竖向振动而且产生横向振动，影响列车运行的安全性和旅客乘坐舒适性，必须对桥梁结构的竖向刚度和横向刚度应有一定的要求，对梁体的变形进行严格的限制。

因此，桥梁结构要求刚度大；桥梁沉降及桥梁徐变上拱控制严格；对桥梁结构的耐久性要求也较高，其主要结构按100年设计使用。

1.1.1 桥梁上部结构刚度《规范》规定：桥梁上部结构应优先采用预应力混凝土结构，亦可采用钢筋混凝土结构、钢结构和钢-混凝土结合结构。

结构要有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，并保证结构的整体性。

预应力混凝土梁部结构，宜选用双线整孔箱形截面梁。

需要时可选用两个并置的单线箱形截面梁。

梁部结构在ZK活载静力作用下，跨度L＞80m的梁端竖向折角不应大于2‰。

梁体的竖向挠度限值在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。

在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，桥跨结构横向水平变形引起的梁端水平折角应不大于1.0‰。

随着列车速度的提高，乘坐舒适度要求桥梁有较大的刚度，动力效应也要求高速铁路桥梁较之普通铁路线上的桥梁有更大的刚度（即较高的固有频率）。

1.1.2 桥梁下部结构刚度铺设焊接长钢轨的混凝土简支梁，桥梁下部结构的纵向水平刚度应满足下表所列数值的要求。

纵向刚度限值1.2 桥梁结构要求1.2.1 常用结构形式(1)简支箱梁：L=20、24、32、40m。

(2)中小跨度连续梁：3×20、2×24、 3×24、2×32、3×32、2×40(3)连续箱梁：32+48+32m、40+64+40m、48+80+48m。

(4)连续结合梁：32+40+32、40+50+40、40+56+40m。

(5)墩台分为矩形双柱墩、圆形双柱墩、圆端形板式墩、圆端形桥墩、单圆柱形桥墩、矩形空心墩、圆端形空心墩。

1.2.2 桥梁沉降墩台基础其工后沉降量不应超过下列容许值：墩台均匀沉降量：对于有碴桥面桥梁： 30 mm对于无碴桥面桥梁： 20 mm外静定结构相邻墩台沉降量之差：对于有碴桥面桥梁：Δ=0.5L（mm），并不大于 15 mm对于无碴桥面桥梁：Δ=0.15L（mm），并不大于 5 mmΔ—相邻墩台沉降量之差，单位mm。

L—相邻墩台间的梁跨长，单位m。

1.2.3 桥梁徐变上拱根据已有桥梁数据资料显示，我国预应力混凝土梁，徐变上拱问题比较突出，普通铁路上跨度32m的预应力混凝土梁为，实测徐变上拱值约为6cm。

对于高速铁路中为保证轨道地高平顺状态，《规范》中对桥上线路铺设后的徐变上拱进行了严格地控制。

即：轨道铺设后，有碴桥面梁的徐变上拱值要求不大于20mm；无碴桥面梁的徐变上拱值不大于10mm。

1.2.4 桥梁的耐久性桥涵主要承重结构应按100年使用要求设计。

国内外大量桥梁的使用经验说明，结构的耐久性对桥梁的安全使用和经济性起着决定的作用。

经济合理的设计应当是：使建造费用与使用期内的检查维修费用之和达到最少。

片面地追求较低的建造费用而忽视耐久性，往往会造成很大的经济损失。

因此，铁路客运专线的桥梁结构设计中十分重视结构物的耐久性设计，统一考虑合理的结构布局和结构细节。

*混凝土结构：采用高性能耐久混凝土抗冻融、抗碳化、抗渗、耐腐蚀性。

*支座：要求少维修,少更换。

一般的讲，支座容易损坏或丧失其使用性能。

铁路客运专线桥梁，由于长钢轨纵向力、制动力、列车动力作用和机车车辆横向摇摆力等动力影响较之普通铁路桥梁加剧，因而对支座的减振、消振性能就提出了新的要求。

为满足减、消振性能的要求，除个别桥梁采用钢支座外，其余均采用盆式橡胶支座。

以保证：水平纵向剪切刚度较小，能够使上部结构在水平方向得到柔性支承，避开振动的卓越周期，有效的降低结构的振动反应。

具有足够的横向刚度，在风力或列车横向摇摆作用下，不致使结构产生有害的振动位移，以满足正常使用的要求。

(2)普通桥梁设计活载：2. 铁路客运专线桥梁施工桥梁工程作为客运专线的重要建筑物，按100年使用寿命设计。

因此，客运专线在施工工艺、技术标准等方面较普通线路上的桥梁有了更加严格的要求。

在主体结构施工中，主要反映在三个方面，即：桥梁高性能耐久混凝土施工、桥梁基础沉降控制及梁体徐变拱度控制，并贯穿桥梁施工的全过程，也是桥梁施工过程控制的重点和难点。

由于铁路客运专线桥梁中常用跨度主要是32、24米箱形梁，自重分别达到850、620吨。

因此采用预制（梁场的布置、台座、模板）、架设（起吊、运输、架设）、现场浇筑（支架法施工、造桥机施工、悬臂浇筑）等施工方法进行施工，具有一定的施工难度。

对于采用常用跨度简支梁的桥梁，也决定了施工方法与普通铁路桥梁相比具有一定的相同点和不同点。

相同之处主要体现在桥梁下部结构的施工，不同之处主要体现在桥梁上部结构的施工。

当对于特殊结构形式的桥梁，如大跨度连续梁桥、斜拉桥、拱桥、钢桁梁桥等复杂及深水桥梁，其施工方法需根据桥梁设计中的具体要求，有针对性的选择施工方法，制定相应的施工工艺，进行施工。

下面以某铁路客运专线特大桥为例介绍其施工组织安排及施工工艺要点。

2.1 主要工程概况该桥地处东南沿海，全长为6244.34m。

桥梁主孔跨为（70+3×120+70）m连续梁；边孔为156孔双线预应力砼简支箱梁，其中，24m 双线简支箱梁9孔，32m双线简支箱梁147孔，（40+64+40）m 及（48+80+48）m跨公、铁路连续梁5处。

全桥175个墩台,钻孔浇筑桩1626根，总工期28个月。

该桥98#主桥墩，基础为12根直径2.5m大孔径超长钻孔浇筑桩，最长约90m。

大部分桩穿过40m深的淤泥、30多米深的松散大卵石层及嵌入单轴极限强度120Mpa以上的微风化凝灰岩层，是全线施工技术难度最大的基础之一。

连续箱梁采用挂篮施工。

全桥悬浇总长度达1200余米，为了确保工期，新制20套挂篮同步作业。

引桥32m和24m简支箱梁，采用移动模架现浇，全桥共投入6套移动模架。

2.2 桥梁下部结构施工铁路客运专线桥梁下部结构主要采用钻孔桩基础及专用的墩台结构，但其施工方法与普通铁路桥梁结构基本相同。

具体施工机械、设备的配置、施工工艺的选择等均需根据地质及环境情况确定。

深水桩基础施工常用方案主要有以下几种方法：① 施工平台（施工栈桥）+钢围堰方案② 浮运钢围堰+施工平台方案本工程通过进行多种方案比选拟用了河滩中边墩钻孔桩采用栈桥、墩位平台法钻孔、垂直导管法浇筑水下混凝土，边墩承台采用钢板桩及钢管桩围堰施工； 97#～100#墩处水深22m ，受潮汐影响最大潮差达6m 。

采用浮吊插打定位钢管桩和拼装钻孔平台施工方案；中升动力头全液压钻机钻进。

承台用双壁钢（吊箱）围堰施工。

2.2.1钢栈桥和施工平台施工★方案的确定一般按20年一遇水位考虑施工，特殊情况下应综合考虑施工水位。

栈桥及平台的高度应考虑结构高度、施工水位、波浪高度等因素，并留有安全高度，对通航河流通航影响。

其结构计算必须满足各种施工工况下的使用要求。

★钢栈桥、平台搭设:①、钢管桩运输、堆放由专业厂家加工的10米-20米长的Φ60-80cm的钢管桩，直接用船运至工地即可，根据现场施工进度组织分批运送至工地，避免钢管桩压船。

钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放，各层垫木位于同一垂直面上，船上管桩的叠放层数不易超过三层，以保证行船安全。

钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。

注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。

②、钢管桩插入前先计算出每条钢管桩的坐标，在两岸大堤上针对各桩分别布置一条基线，基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其坐标位置，并用水准仪测出其高程；然后计算出每一根桩上观测点的坐标及交会角，并汇总成表供观测沉桩使用。

沉放时在正面布置一台全站仪观测定位，侧面设置两台经纬仪校核。

钢管桩插打使用DZ60振动锤，可以满足本工程的要求。

起吊设备采用50t起重船。

起重船抛锚定位后，先期依靠钢管桩重力插入覆盖层中，上部用缆绳绑在吊船边，待桩身有一定稳定性后，再利用浮吊吊上振动沉桩机夹住钢管桩，开始振动沉桩机振动下沉钢管桩到位。

钢管桩逐排沉放，一排桩沉放完成后再移船至另一侧。

钢管桩插打应注意：振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。

沉放过程加强观测，钢管桩偏位不得大于10厘米，垂直度不得低于1%。

③钢平台搭设钢管桩插打完毕后，开始进行钻孔平台型钢布设，其具体步骤如下：各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头安装已拼接好的I56工字钢横梁，与钢管桩（开口）壁点焊→浇注各钢管桩桩头C15砼，使I56横梁嵌固在桩头中→安装I36工字钢分配纵梁，并与I45横梁焊接（设加劲板）→在“井”字梁上铺设δ=10mm厚钢板，加设安全栏杆。

★平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标志，并打设钢管桩防撞墩，以策安全。

栈桥及平台施工完成可进行钢护筒安装。

2.2.2钢护筒的制作钢护筒必须有足够的强度和刚度。

护筒内径为2800mm，壁厚不小于18mm，底节20mm。

采用工厂螺旋管制作工艺，圆度在±5mm 内、保证有足够的强度和刚度。

护筒成形采用定位器，专用台座接长，确保卷筒圆、接缝严。