1工程概况
新建鲁南高铁高上1号特大桥位于曲阜市息陬镇境内，全长3325.93m，在29#~30#墩处上跨既有京沪高速铁路，与京沪高铁斜交61°，设计采用2×48mT构结构，施工采用转体施工工法，转体梁球铰设置于上下层承台之间。主墩30#墩为空心墩，墩高14m。转体梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，梁体全长97.3m，梁面标高高于京沪高铁轨面标高14m。梁体施工原设计采用在距京沪高铁12.65m、平行于京沪高铁的右侧位置采用挂篮悬臂浇筑法施工，全梁共分为13个浇筑段。
2施工重难点及方案优化
2.1施工重难点
（1）梁体采用挂篮悬臂浇筑法施工，由于梁体与京沪高铁间净距为12.65m，安装挂篮设备及相应的防护设施后，距离京沪高铁的净距将进一步缩小，且高度均高于京沪高铁。经测算，如采用挂篮法施工，施工设施距京沪高铁净距预计为8~10m，梁体施工对京沪高铁运营带来很大安全隐患。
（2）高上1号特大桥上跨京沪高铁，梁面标高高于京沪高铁轨面14m，吊装挂篮、钢筋等需使用吊车等大型机械，吊车作业高度及作业半径均大于吊车至京沪高铁之间距离，危及京沪高铁行车安全。
（3）根据《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》，以上施工作业均为B类邻近营业线施工，需纳入天窗进行施工管理。每天只能施工几个小时，对施工工期影响巨大，增加了大量的施工成本，且大大增加了营业线施工安全防护等工作量。
2.2方案优化
为减少不必要的临近营业线施工，降低施工等级，降低施工风险及对京沪高铁运营的风险，加快施工进度，经京沪高铁运营单位、设备管理单位、建设单位、设计单位及施工单位多次研讨、论证，制定了“现浇梁支架体系侧位拼装整体顶推”的施工方案。
具体施工方案为：梁体施工由挂篮悬臂浇筑法优化为支架分段现浇法，梁体分段由原来的13节段优化为9节段，0#块长18m，1#~3#（1’#~3’#）块长分别为10m、11m、14m，4#（4’#）块为边跨现浇段。其中0#块在30#主墩位置搭设钢管支撑进行原位现浇；1#~3#（1’#~3’#）块梁段现浇支架体系在距离京沪高铁30m以外的位置整体拼装、安装梁体模板、钢筋后，通过滑道采用千斤顶进行整体顶推（两侧各顶推1次），顶推至30#主墩旁设计位置，再将接口模板及钢筋连接好后，分3段完成梁体混凝土浇筑成桥。其中1#（1’#）块与0#块连接位置模板及钢筋预留1.2m不安装，待支架体系顶推就位后再进行连接，确保支架体系能顺利顶推到位。
其工艺流程为：滑道基础施工、预压→滑移体系施工→钢支架体系搭设、梁体模板及支架体系安装→支架体系整体顶推施工→梁体分段现浇施工→支架体系拆除。
3钢支架体系侧位拼装整体顶推施工技术
钢支架体系侧位拼装整体顶推施工技术主要包括滑道基础、滑移体系、钢支架体系及顶推体系等施工技术，各体系技术方案及施工要点如下：
3.1滑道基础技术方案及施工要点
滑道基础采用C35钢筋混凝土条形基础，根据支架体系设计，在30#墩位两侧、垂直于现浇梁各设置6道滑道基础，每道基础长34m。为增加基础整体稳定性，在各条形基础间共设置了5道系梁。依据钢支架体系结构设计检算，地基承载力应大于150Kpa，根据现场地基承载力检测结果，需对基础采用砂夹石换填，满足承载力要求后才能进行混凝土基础施工。滑道基础分两部分，一部分为滑移区基础，该条形基础截面尺寸为宽1.2m、厚0.8m，长14m；另一部分为钢支架顶推就位区域的滑道基础，该基础不仅承担钢支架滑移时的荷载，还应承担梁体现浇混凝土及施工荷载，该部分条形基础截面尺寸为宽2m、厚1m，长20m。
为确保钢支架顶推安全及梁体混凝土现浇施工安全，基础施工完成后，按基础荷载1.1倍对滑道基础进行预压，预压堆载严格按支架受力状态进行布置。
3.2滑移体系技术方案及施工要点
滑移体系由钢轨滑道、铜墨合金滑动片、槽钢卡槽及滑道梁组成。
钢轨滑道采用双P60工具轨，在滑道基础顶精确定位钢轨安装位置，钻孔后用硫磺锚固道钉和弹条扣件将钢轨安装固定，形成滑道，相邻轨道连接采用鱼尾板连接，不得有错牙，钢轨末端设置限位装置，防止钢轨在顶推过程中滑动。硫磺锚固道钉需根据要求做拉拔试验，试验合格后，方可进行轨道施工。由于钢支架体系整体顶推对滑道的平直度要求高，各滑道需确保相互平行，间距误差不得大于10mm，标高误差不得大于5mm。
滑移介质采用在钢轨上安装铜墨合金滑动片。滑动片长1m,宽度75mm,厚度10mm。铜墨合金滑动片具有硬度高、摩擦系数较小的特点，标准抗压强度为92Mpa。每条滑道上共设6对滑动片，与钢立柱位置对应。
槽钢卡槽采用10#槽钢，长1.2m，将铜墨合金滑动片反扣于钢轨上，在10#槽钢内侧滑动片两端焊接限位钢板以限位固定滑动片。
滑道梁采用双拼H400×400型钢，滑道梁长17m，安装于槽钢卡槽上方，与各槽钢卡槽焊接牢固。滑道梁在钢管支架处增加肋板以增加滑道梁强度。
3.3钢支架体系技术方案及施工要点
支架体系采用钢管柱及型钢结构体系，钢管柱型号为直径630mm，壁厚10mm，单侧支架纵向布置6排钢管柱，钢管柱纵向间距为7.5+7.0+7.0+6.5+5.5m。单侧支架横向布置6排钢管柱，钢管柱横向间距为3.0+3.0+3.4+3.0+3.0m，其中中间4排钢管柱为梁体受力支撑，外侧两排为辅助立柱，主要为提高支架的整体稳定性及抗倾覆性（将支架高宽比由原来的3.6降低到1.4），不承担梁体荷载。钢管柱横桥向、纵桥向及水平向均采用φ180×6钢管做连接系，保证支架的整体稳定性。钢管柱顶为落模砂箱，砂箱的底部与钢管柱进行焊接。砂箱上方为双拼45A工字钢作为横向分配梁。在梁底部分采用16工字钢桁架结构作为梁底模板支撑；翼缘板部分采用45A工字钢作为纵向分配梁，分配梁上搭设盘扣式脚手架作为模板支撑，脚手架底部与工字钢焊接连接。
钢管柱底部焊接于滑道梁上，与滑道梁共同形成顶推支架体系。
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图：支架纵、横剖面图
钢支架的安装质量是影响支架体系整体顶推质量的关键因素之一，要求钢支架的制作、安装质量严格按《钢结构工程施工质量验收规范》执行。
钢支架体系在远离京沪高铁一侧的滑道梁上搭设，支架顶部模板体系（包括临近营业线临边防护）需与钢支架体系进行牢固连接成整体，并设置相应的斜支撑，确保顶推时的整体稳定性。支架体系及模板搭设完成后，进行试顶推，试顶长度2~3m，主要检验支架体系的整体稳定性及滑移系统启动时和正常滑移的摩擦力。试顶完成后对支架体系进行全面检查，验收合格后进行梁体钢筋绑扎。
在模板支架搭设及钢筋安装过程中，1#（1’#）与0#块连接位置预留1.2m暂不施工，待支架体系顶推就位后，再进行梁体模板安装及与0#块钢筋连接。
3.4顶推体系技术方案及施工要点
顶推施工分两次进行，主墩两侧各顶推一次，单个支架体系长35m，宽16m，高23m。
顶推体系由在轨重载推移机（千斤顶、抱轨器）、PLC同步顶推夹紧控制液压泵站、拉线式位移采集器组成。数据集成至液压泵站控制中心，可手动调节顶推速度和顶推位移。
钢支架体系及模板、钢筋安装完成后，进行整体顶推施工。在每组滑道的靠中间一侧钢轨上安装一套在轨重载推移机，共计6套。根据计算，支架体系及模板、钢筋总重约430吨，铜墨合金滑动片启动时滑动摩擦系数为0.1，每台在轨重载推移机顶推力约为7.2t。选用由一台200t夹轨千斤顶和一台50t顶推千斤顶组成的在轨重载推移机。6套在轨重载推移机被分成3组，每组安装1台位移检测传感器，根据位移传感器反馈的信号，PLC同步顶推夹紧控制液压泵站可以精确控制每组千斤顶的顶推速度及位移，达到各组千斤顶之间精确同步。从而有效地保证了支架体系的整体顶推，并最大限度地降低了由于顶推给支架体系增加的附加应力，保证支架体系在滑移过程中的结构安全。
为确保支架整体顶推的同步性，一方面通过顶推系统全电脑自动控制，位移传感器反映位移数据到PLC控制台，通过人机操作界面设定PLC电脑，从而PLC计算机自动操控电动液压泵站和千斤顶，形成闭合控制体系实现位移同步。另一方面进行人工监测，顶推前在滑移轨道上做刻度标记，在滑道前端安装刻度指针，安排专人观测位移量，与传感器采集的数据进行印证。
顶推施工精确就位措施：一是在钢轨滑道上安装顶推导向装置及在支架就位位置安装就位限位装置，防止顶推施工时超顶。二是顶推前，将支架轴线、各钢立柱精确就位位置在基础上弹出，顶推施工过程安排测量人员专门观测顶推进度，顶推就位前1m内，放慢顶推速度，测量观测人员及时进行观测并将观测结果反馈顶推操作人员，直至精确就位。
为确保施工安全，在顶推施工过程中，安排专人对支架体系的整体性及稳定性进行观测，同时在远离京沪高铁一侧设置了6道缆风绳，缆风绳带可松紧装置固定于地锚上，顶推过程中专人负责缆风绳松绳。
顶推就位后，对支架体系进行全面检查，重点检查支架体系各部位的焊缝质量、支架垂直度及平面位置、标高等。支架体系检查完成并验收合格后，对钢管柱柱底进行连接固定，采用工字钢及加劲钢板将钢管桩与条形基础进行可靠连接。
连续梁浇筑完成后，通过柱顶落模砂箱将顶部模板支撑体系下落10cm，拆除翼缘板及腹板外侧模板及支架后，采用整体顶推法将支架体系顶至远离京沪高铁30m以外后拆除。
4应用效果
在新建鲁南高铁高上1号特大桥上跨京沪高铁（48+48）mT构转体梁施工过程中，应用现浇梁支架体系侧位拼装整体顶推施工技术，顺利完成了T构梁在临近京沪高铁的现浇施工。该T构桥主墩0#块及支架基础施工从2018年12月1日开始施工，至2019年4月17日完成T构梁现浇施工，工期仅为138天。由于支架在远离高铁营业线地方拼装，不受施工天窗的限制，极大的提高了工效，在缩短工期的同时，节约了施工成本及降低了安全风险，取得了较好的经济效益及社会效益。该技术为首次在临近高速铁路施工中应用，可为类似工程提供借鉴意义，具有很大的推广应用价值。
参考文献：
[1]吴国飞,杨智刚.液压同步顶推顶升技术在桥梁施工中的应用[J].交通世界,2017(25):118-119.
[2]闵南.液压同步顶推技术在桥梁施工中的运用[J].建材与装饰,2016(44):251-252.
[3]田海燕,张正阳等.轻便模板支架体系整体滑移技术[J].施工技术,2017,46(S2):607-609.
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论文作者:曾来仕
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年06期
论文发表时间:2020/4/16
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