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跨既有铁路框架式桥墩施工及防护

文档作者：赵成贵文档来源：中铁大桥局集团第四工程有限公司		点击数：	更新时间： 2024年05月30日
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上一篇：施工环境保持措施

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跨既有铁路框架式桥墩施工及防护
赵成贵
(中铁大桥局集团第四工程有限公司，南京210031)
摘要：介绍津秦铁路客运专线上跨津山铁路门式框架墩施工
及防护方案，本工程在上跨既有电气化铁路施工时，由于净空
等限制，无法搭设独立防护棚时，采用模板、防护棚一体化的移
动式防护设计，对于类似跨线桥门式框架墩、桥梁等净空困难
条件下工程施工有一定借鉴意义。
关键词：铁路桥墩；框架墩；既有线；防护
中图分类号：U445．55 9 文献标识码：B
文章编号：1004—2954(2011)03—0061—03
1 概述
1．1 工程概况
新建津秦铁路丰南跨津山铁路特大桥位于河北唐
山市境内，于DK115+537处以l5。夹角上跨既有津山
铁路，津山铁路是国家繁忙干线电气化铁路，行车密度
大，专、特运列车多，相交段津山铁路为高填土路基。
收稿El期：2010—12一O1；修回日期：2010—12—20
作者简介：赵成贵(1975一)，男，工程师，1997年毕业于西南交通大学
桥梁工程专业，工学学士，E-mail：1torcher@sina．corn。
◆ ·◆ ’● ● - ● ● ● i● i◆ ● ◆ ● ● ● ● ● i● 1◆ ◆ ◆ ◆ ● I● ‘● ●
束采用19一西。15．2，计算中未考虑普通钢筋的作用，
将其作为安全储备考虑，预应力束配置详见图7，顶、
底束采用平弯方式在腹板处锚固。
根据最终计算结果：转体状态时，梁端和各索横梁
处的向下挠度值分别为80、55、42、30、20、11、5、1 mm。
全桥墩顶以上总重l1 0650 kN，桥塔重5 200 kN，桥面铺
装、防护栏等二期恒载重19 250 kN。转体重力
86 250 kN。转体时斜拉索竖向荷载分担率为(49 900—
5 200)／(86 250—5 200)=55．2％ ，成桥初时(48 300—
5 200)／(110 650—5 200)=40．9％ ，收缩、徐变完成后
(43 800—5 200)／(110 650—5 200)=36．6％ 。纵向预应
力束总质量86．4 t，指标值为26 kg／m 。
4 结语
随着国家铁路路网不断加密，跨越既有铁路桥梁
也随之增加，铁路作为国家经济大动脉，任何对铁路正
常运营干扰，都会给国家经济造成巨大的损失。大悬
臂平面转体施工法，因其在铁路上方操作的时间很短，
大大降低桥梁施工对既有铁路线正常运营的干扰。在
梁桥基础上结合斜拉索优点的矮塔斜拉桥，不仅提高
了梁桥的跨越能力，同时降低了梁高，降低梁高即缩短
铁道标准设计RA儿WAY STANDARD DESIGN 201j(3)
· 桥 梁·
新建铁路由于受轨顶高程和桥下既有铁路净空双重限
制，设计不能采用梁高较大的更大跨度桥梁跨越既有
铁路，773号～777号墩段只能采用梁高较低的小跨度
连续梁桥式，受桥墩布置平面位置限制，774号～
776号墩3座桥墩设计采用框架墩形式横跨既有铁
路，框架桥墩与既有铁路平面位置关系如图1所示。
1．2 与既有线位置关系
774号～776号墩净跨度均为14．1 m，墩柱为竖
向曲线墩，横梁为矩形截面钢筋混凝土结构，既有线轨
顶高程为+10．2 m，接触网承力索距轨顶高度约为
7．55 m，各墩横梁底高程与既有铁路轨顶净空如表
1所示
表1 框架墩横梁下净空参数
● ● I● ● ● ● IH ● 一● ● ● Ill● ● ● ● ● ● III● ● I～ il ． ¨I ● ⋯ I
了桥梁整体长度，也减少了桥梁转体施工及成桥后的
重力，降低了桥梁基础造价。故从施工安全性和经济
性考虑，对中等跨度的跨越既有铁路线桥梁，平面转体
法施工的矮塔斜拉桥有很大的优越性。
参考文献：
[1] JTG／T D65—01—2OO7，公路斜拉桥设计细则[S]．
[2] 日本预应力混凝土技术协会．PC斜张桥·矮塔斜拉桥设计施工
规准[S]．东京：日本预应力混凝土技术协会，2009．
[3] 周念先，杨共树．预应力混凝土斜张桥[M]．北京：人民交通出版
社，1989．
[4] 郑一峰，黄 侨，张连振．部分斜拉桥结构体系分析[J]．公路，
2005(6)．
[5] 金增洪．矮塔斜拉桥的设计与施工[J]．中外公路，2004(2)．
[6] 徐升桥，刘永峰．北京市六环路斜拉桥设计关键技术[J]．铁道标
准设计，2009(2)．
[7] 欧阳永金．矮塔斜拉桥结构参数分析[J]．钢结构，2006(4)．
[8] 陈从春，周海智，肖汝诚．矮塔斜拉研究的新进展[J]．世界桥梁，
2006(1)．
[9] 刘凤奎，蔺鹏臻，孙红红．矮塔斜拉桥塔高优化[J]．铁道工程学
报，2003(4)．
[10] 刘建红．绥芬河斜拉桥设计与转体施工[J]．铁道标准设计，
2009(8)：48—50．
[11] 孙建平．京承高速公路潮白河大桥施工关键技术[J]．铁道建筑，
2005(7)．
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·
桥 梁· 赵成贵一跨既有铁路框架式桥墩施工及防护
图1 框架墩与既有线平面位置(单位：cm)
既有津山铁路电气化接触网电压为2．5 kV，安全
距离要求不小于2．0 m，5．0 m之内金属结构(电力导
体)要求做接地设施，框架墩与既有铁路横断面关系
如图2所示。
L — j L — J L — J L — J
图2 框架墩横梁与既有线位置断面(单位：m)
2 框架墩横梁底模平台设计
2．1 底模结构设计
既有津山铁路为国家I级繁忙干线铁路，电气化限
界条件预留开通双层集装箱货运列车，导线高度距轨顶
为6．45 m，现场测量承力索距轨顶高度为7．55 m，框架
墩横梁完工后横梁底距承力索最近仅为0．98 m。框架
墩横梁采用支架法现浇施工，底模跨度大，底模高度尺
寸严重受限，因此，框架墩底模平台设计及与既有铁路
电力设施距离是本工程施工设计最大难点之一。
津山铁路为全封闭式，框架墩施工时两侧施工支
架不得侵入防护栅栏，考虑既有铁路路基两侧预埋通
讯、信号管线多，横梁施工支架钢管柱支承于承台上，
承台施工时在相应部位设置预埋件，钢管柱与预埋板
焊接连接，钢管柱顶设置纵向型钢梁，型钢梁作为底模
平台支点。
框架墩横梁截面尺寸为2．2 mX3．0 m，内分3段
空心腔，平均自身质量约为12．5 t／rn，根据框架墩质量
及施工荷载等参数条件计算，底模平台主梁选用5根
HN700；<300型钢。
2．2 承力索绝缘防护
底模平台跨度大，承受荷载大，下面既有铁路接触
62
网等电力设施为高压带电体，横梁
施工完成后，底模脱模卸落高度约
为15 em，原有0．98 m净空高度无
法满足施工要求，经与铁路局设备
单位多方沟通协调，将承力索高度
临时降低到距轨顶高度为6．95 m，
即承力索与导线距离降到0．6 m，
横梁底净空从0．98 m 增加到
1．58 rn，并对承力索安装绝缘护套，
作为第一道安全防护。
2．3 底模绝缘防护
底模平台5HN700型钢主梁上
设[63 mm槽钢横向分配梁和6 mm厚钢板作为底模
面板，底模总高度为769 mm，底模卸落量按150 mm考
虑，即落模后底模平台底面距承力索约0．66 m，距接
触网导线约为1．26 m，小于安全距离2．0 m要求，为保
证电气化铁路和施工安全，需采取一定绝缘防护措施。
考虑到横梁施工期间施工人员在铁路上方操作，
钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑、养护均利用底模平
台兼作防护平台，同时需要考虑雨、雾天气状态下，空
气湿度增大时平台不能因雾汽、雨水形成导电造成事
故；另外，根据高压放电物理原理，平台底部不宜有锐
角尖端。因此，底模平台底部设置1层厚2 mm钢板作
为圆滑外包面，并以外包面钢板作为基面，在上面喷涂
耐高压绝缘层。底模平台绝缘防护布置见图3。
底模面板
图3 底模平台绝缘防护布置(单位：cm)
2．4 绝缘性能测试
底模平台底面外包钢板作钝化处理，在现场喷涂
聚氨酯绝缘层，绝缘层固化1 d后，由具有试验资质机
构现场对地作3．0 kV绝缘测试。测试合格后，出具合
格报告，报铁路局设备单位认可后，再进行底模平台吊
装就位。
为防止施工期间因意外原因造成放电，现场同时
设置放电时声、光报警装置，如图4所示。
3 框架墩横梁施工
3．1 底模平台滑道梁搭设
因为横梁施工时，改线后津山铁路上行线已经投
入运营，因此横梁施工支架搭设、钢筋绑扎及模板安
装、拆除必须进行要点施工、设防护棚架，框架墩施工
影响区段导流线高度不大于6．45 m，接触网承力索高
铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2011(3)
赵成贵一跨既有铁路框架式桥墩施工及防护
图4 泄漏电流电、光报警器
度临时调整到不宜大于6．95 m(图5)。
图5 临时改移后接触网相对高度(单位：m)
框架墩承台施工时，在承台上预埋铁板，作为横梁
支架tb630 mm钢管支柱基础的固定连接，钢管支柱共
布置4根，间距均为3 m，钢管柱间采用型钢作为连接
系，将4根钢管柱连成整体以增加稳定性。
底模平台因涉及到铁路上方吊装作业，申请给点
后，接触网区间停电进行吊装作业，底模平台安装到位
后，固定连接并再次检查绝缘、报警装置是否完好，确
认后消点开通铁路运营。
3．2 框架墩横梁施工
框架墩横梁截面尺寸为：2．2 m×3．0 m(高×宽)，
因涉及横梁与墩柱连接体系转换的问题，要求墩梁固
接处的混凝土分阶段灌注，本工程框架墩横梁均分
2次浇筑，一侧预留5．89 m与左侧框架墩顶的2 m同
时浇筑，如图6所示。
注：括号内数字为775号墩。
图6 框架墩横梁施工缝位置(单位：m)
横梁侧模采用人工可以搬运、安装的小块模板，横
铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 2011(3)
· 桥 梁·
梁钢筋单件质量在50 kg以下，可以由人工从墩柱外
侧提升到横梁顶面，再搬运至绑扎的地点，对于长度较
大的大件钢筋需由吊机提升时，吊装过程中设专人指
挥，严禁机械侵限，搬运时不得超过防护栏杆高度。
横梁顶层钢筋及垫石预埋铁件、钢筋均需点焊或
绑扎牢靠，不得有松动，横梁钢筋及预留管道、预埋板
等安装好后，布置混凝土输送管道和混凝土地泵，混凝
土地泵布置在既有铁路外侧，通过管道水平、垂直输送
到横梁上。
养护时采用喷养护剂的方法防止混凝土失水。必
要时可人工提桶喷雾洒水，不允许使用自吸泵管浇水，
洒水以混凝土表面湿润为限，不允许有流水溢出模板，
防止形成水流淋到接触网上导致放电。
3．3 底模平台脱模及滑移
框架墩横梁混凝土强度达到一定强度具备拆模条
件时，在不影响铁路运营安全的情况下松动部分侧模
与底模螺栓，然后逐块人工拆除外侧模。外侧模由两
端向中间逐块拆除，拆除前，外侧模需用安全绳拴好，
防止意外掉落。
墩顶部分外侧模采用吊机辅助拆除，该部分模板
拆除不需要要点，做好机械安全防护。
底模在滑道梁上由穿心式连续千斤顶通过钢绞线
拖移到下一墩位，拖移千斤顶及反力座布置在拖移方
向前端，底模落到2I40型钢滑道梁上后，两端分别穿
入钢绞线和锚固装置，通过穿心式连续千斤顶反复张
拉将底模平台向前拖移。拖移过程中注意两端操作同
步，并在底模两端设置横向限位装置，防止模板拖移偏
位。框架墩底模拖移布置见图7。
图7 框架墩底模拖移布置
4 结语
随着近年来客运专线建设大发展，尤其是在铁路
网较为密集大城市周边客运专线的建设，新建铁路以
较小角度上跨既有铁路时，由于新建铁路轨顶和桥下
净空、工程造价等条件限制，无法实施大跨度桥梁方
案，框架墩桥梁方案成为一种较为常见方式。框架墩
跨越方案是在墩柱上设置刚性横梁，墩柱布置灵活、跨
越能力较大，在小角度跨越下方道路上应用较多，一般
常见于城市高架桥。
当上跨如电气化铁路钢筋混凝土框架墩下净空条
件限制时，为尽可能减少对既有铁路运营影响，同时减
少既有线上方繁琐要点作业量，确保操作人员作业和
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· 桥 梁·
高速铁路道岔连续梁支座上方预应力孔道
保护层厚度对梁体局部应力的影响研究
李 强，刘敬棉
(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，天津300142)
摘要：按照连续梁的施工顺序，预应力管道灌浆前支座上方
的预应力孔道周围混凝土比较薄弱，可能被压碎。针对此问
题，分析不同混凝土保护层厚度对梁体局部应力的影响分析。
采取预应力孔道直径d分别为10、20 cm两种情况，得出通过增
加混凝土保护层厚度，对混凝土孔道局部承压改善比较明显。
而对混凝土孔道局部抗拉的改善则小很多的结论。建议在支
座反力(面荷载)15 MPa左右时，混凝土保护层厚度应不小于
50 cm。
关键词：高速铁路； 道岔梁；连续梁；混凝土保护层；局部
应力
中图分类号：U448．21 5 文献标识码：A
文章编号：1004—2954(2011)03—0064～03
1 问题的提出
连续梁的施工顺序为先浇筑混凝土，然后再施加
预应力，最后再向预应力管道灌浆。在管道灌浆前，支
座上方预应力孔道周围混凝土在梁自重和预应力作用
下处于薄弱位置，很容易被压碎。本文鉴于此对支座
处混凝土保护层厚度对梁体局部应力的影响进行
分析。
2 模型建立说明
本文以京沪高速铁路某道岔连续梁(跨度
30．9 m+2~32．7 m+30．9 113，截面高度305 cm)为例对
中支座处横断面建立有限元模型进行局部应力分析，
支座处粱断面如图l、图2所示。
收稿日期：2011—01—10
作者简介：李强(1977～ )，男，工程师，2001年毕业于西南交通大学
土木工程专业，工学学士，E—mail：liqiangO2@tsdig．conl。
图1 道岔梁横隔板空间图
图2 横隔板断面尺寸f单位：cm )
2．1 模型尺寸的选取
在实际道岔梁结构尺寸的基础上，本文采取预应
力孔道直径d分别为l0、20 cm两种情况作出分析。
根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计
规范》(TB10002．3—2005)要求，最小预应力钢筋距离
结构表面不应低于6 cm，每种情况考虑混凝土保护层
厚度c分别为6，26，36，50 am 四种。孔道间距：d=
10 am时，Ⅱ=20 cm；d=20 cm时，a=40 CITI。另外考虑
没有孔道的模型进行比较。道岔梁断面尺寸在梁纵向
上有变化，但是在横隔板处的变化比较小，所以所有模
型均取支座中心断面处尺寸。
2．2 模型的建立
考虑结构的对称性，所有模型建模时取结构1／4作
分析，同时加上由于对称性所需要考虑的约束。由于
● ● ● ◆
铁路运营安全，防止出现因导电、漏电造成人员伤亡、
列车停运事故，安全、合理的底模平台结构设计、绝缘
防护设计和相关措施尤为重要，本工程考虑到同一工
点多座同类型框架墩横梁施工特点，采用底模平台首、
末次吊装，其余均采用滑移方案，不仅有效减少对既有
线运营影响，也增加了施工单位对工程进度的可控性。
参考文献：
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2003(8)．
64 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN 201』(3)

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