上跨既有铁路桥梁施工方法

上跨既有铁路桥梁施工方法本工程主线高架桥Z4联及与其不等高并行的C2、D2联匝道，于0+554.063处上跨湘桂线及专用线。因铁路线上方净空无法满足匝道箱梁浇筑时支承桁架的搭设高度，本次施工采用挂模工艺，兼顾施工安全、进度与质量，确保既有铁路正常通行。本方案围绕下部结构、上部结构施工及安全、质量管控展开，明确各工序施工流程、技术要点及保障措施，全面指导现场施工。一、工程概况本工程上跨段包含主线高架桥Z4联及C2、D2联匝道，均上跨湘桂线及专用线，施工区域紧邻既有运营铁路，安全管控要求高。主线桥及匝道桥基础均采用桩基，墩柱形式分为双柱式（主线）和独柱式（匝道），上部结构均为5×30m一联预应力砼箱梁，其中主线桥桥面净宽12.2m+2×0.5m防撞护栏（双向二车道），匝道桥桥面净宽7.0m+2×0.5m防撞护栏（单向单车道）。由于上跨铁路净空限制，匝道箱梁浇筑采用挂模施工，主线箱梁采用支架现浇施工，整体施工需严格控制施工误差，避免影响铁路运营安全。二、下部结构施工下部结构施工核心为桩基、墩柱施工，需严格把控地质适应性、施工精度及安全防护，确保基础稳固，为上部结构施工奠定基础。本合同段主线桥及匝道桥基础均为桩基，桩长17m～36.4m，桩径1.5～1.7m，根据地质钻探资料及现场实际情况，Z13桩基采用钻孔桩施工，其余桩基采用挖孔桩施工。（一）桩基施工1.挖孔桩施工挖孔桩施工需结合地质条件，重点做好排水、通风、护壁及安全防护，避免坍塌、涌水等隐患，确保施工安全及桩体质量。（1）施工准备：挖孔桩施工前，先在桩孔四周开挖排水沟，及时排出地表积水，防止雨水浸泡孔壁；孔口搭设防雨栅，避免雨水冲刷孔口土体；安装稳固的提升设备（如卷扬机），规划合理的出碴道路，确保出碴顺畅；对于桩长较长的桩基，除配备充足的抽水设备（应对地下水）外，还需配置照明、通风设备，保证孔内作业环境安全（通风可采用鼓风机，照明采用安全电压灯具）。（2）开挖作业：挖孔桩宜选择柳江枯水期施工，优先施工最长桩基，既能保障施工进度，又可在后续桩基施工遭遇地下水较大时，作为井点降水之用，降低施工难度。开孔时，孔壁不宜修为光面，需保留一定凹凸不平，增加护壁与孔壁的摩擦力；土层开挖时，每掘进0.6～1.6m（根据土质及地下水情况调整），立即浇筑砼护壁，顶层护壁需高出地面20cm，防止杂物掉入孔内伤人。每节护壁下端需扩大开挖为喇叭形耳台，利用土壤支托已灌注的砼，增强护壁稳定性；对于不良土质（如软土、砂层），每灌注20cm高砼，靠内圈放置一圈Φ8mm钢筋加固，提升护壁承载力。（3）特殊地质处理：挖孔过程中若遇大漂石或基岩，需采用打眼放炮施工，严格控制炮眼深度、药量，采用浅眼放炮工艺，避免震动过大导致孔壁坍塌；放炮前需加强孔壁防护，清理孔内人员及设备，确保施工及人身安全。（4）质量控制：挖孔过程中，需经常检查孔净空尺寸及平面位置，孔的中线误差不得大于设计要求，孔口平面位置与设计桩径偏差不得大于5cm；挖孔至设计标高后，需彻底清理孔底，露出新鲜岩石面，孔底沉淀厚度≤5mm，确保桩基承载力。（5）钢筋笼制作与安装：桩基钢筋笼在孔外预制，根据吊装能力及各桩实际长度分节制作，每节钢筋笼需进行质量检验（尺寸、钢筋间距、焊接质量），合格后分节吊装，在孔口采用双面焊接接长至设计长度，焊接焊缝需饱满、无夹渣、气孔，焊接长度符合规范要求。钢筋笼下放后，需进行精准定位，防止偏移；定位完成后，根据桩内流水情况，确定采用直接灌注或清水水下砼灌注工艺，砼灌注一次完成至设计标高，中间不留施工缝，确保桩体完整性。2.钻孔桩施工（Z13桩基）Z13桩基因桩长较长、地质情况较差，采用冲击钻钻孔施工，重点做好泥浆制备、溶洞处理、清孔及水下砼灌注，杜绝坍孔、断桩等质量隐患。（1）施工准备：钻孔前清理施工场地，平整压实，开挖泥浆池，制备合格泥浆；由于上层为砼路面，采用人工开挖破除砼路面，并在桩位处下挖一定深度后，埋设钢护筒，钢护筒埋置深度符合规范要求，顶部高出地面30cm，防止泥浆溢出及孔口坍塌，护筒中心线与桩位中心线偏差不得大于5cm。（2）钻孔作业：钻孔时，针对上层粘性土、砂砾石及含砂量较多的卵石层，采用中低冲程，孔内多投放粘土，并加入适量粒径不大于15cm的片石，泥浆比重控制在1.6左右，防止坍孔；该桩基上部位于地下水位之上，若钻孔过程中出现失水现象，及时补水、投加粘土，维持泥浆液位及比重；冲至护筒下3～4m后，加高冲程正常冲孔，勤抽碴，避免碴料堆积影响钻孔进度及孔壁质量。（3）钻孔过程控制：钻孔时密切观察钢丝绳回弹、回转情况，耳听冲击声音，判别孔底地质情况，及时调整冲程及泥浆比重；钻进过程中保持孔位正确，经常测定泥浆比重，控制在1.4～1.6为宜，确保孔壁稳定。（4）溶洞处理：根据地质钻探资料，该桩位存在一向西北方向延伸至深部的溶洞。冲孔靠近溶洞顶部时，采用低锤慢击，防止进入溶洞后发生卡钻；穿越溶洞时，向孔内抛填砼片石，缓慢冲击，使砼片石将溶洞填塞密实，确保钻孔顺利穿越；穿越溶洞后，继续采用正常冲程钻孔，确保孔形正直。（5）检孔与纠偏：为保证孔形正直，钻进过程中常用检孔器检孔，更换钻头前必须检孔，将检孔器下至孔底后方可放入新钻头；若检孔器无法下至已钻深度，或钢丝绳拉紧时位置偏移护筒中心，说明存在弯孔、斜孔或缩孔问题，需调整桩锤直径及位置，回填片石夹粘土至正常孔位上方少许处，重新冲孔，直至孔形、孔位符合设计要求。（6）清孔与水下砼灌注：钻孔达到设计标高后，经终孔检查合格，立即进行清孔，清孔过程中控制泥浆比重，防止泥浆比重过小导致坍孔，清孔后孔底沉淀厚度符合设计及规范要求。清孔合格后，下放钢筋笼，采用竖向导管法灌注水下砼；灌注前计算第一斗砼方量，确保满足导管最小埋管要求（不小于1.2m）；灌注过程中经常测定导管埋深，控制在2～6m之间，防止拆除、提升导管时导管拔出砼面，引发人为断桩事故；为确保桩基质量，砼灌注标高比设计标高高出0.5m以上，后期墩柱施工时凿去浮浆，保证桩顶砼强度。（二）墩柱施工本合同段主线桥墩柱为双柱式，匝道桥为独柱墩，墩径1.3～1.6m，高度4.5m～16m，施工重点控制外观质量、施工精度及砼浇筑连续性，确保墩柱内实外美。（1）施工准备：墩柱施工前，对墩位进行复测，核对桩顶标高、桩位偏差，确保符合设计要求；清理桩顶浮浆及杂物，露出新鲜砼面，绑扎墩柱与桩基连接钢筋，确保连接牢固。（2）模板安装：为确保墩柱外表美观，采用组合钢模板，内加光面板，模板拼接缝隙控制在2mm以内，拼接处采用密封胶封堵，防止漏浆；模板安装采用吊车配合人工进行，安装过程中控制模板垂直度、轴线偏差，采用拉杆、斜撑加固，确保模板牢固，无松动、移位隐患；模板安装完成后，进行全面检查，合格后方可进入下一道工序。（3）砼浇筑：为减少施工接缝，墩柱砼一次浇筑至顶；砼采用符合设计要求的标号，严格按配合比搅拌，浇筑时采用溜槽或串筒下料，防止砼离析；采用插入式振捣器振捣，振捣至砼表面不再下沉、无气泡、泛出水泥浆为止，严禁漏振、过振，避免出现蜂窝、麻面、空洞等缺陷；浇筑过程中实时监测模板垂直度、标高，发现偏差及时调整。（4）质量控制：严格控制墩柱施工误差，轴线偏差、垂直度偏差均控制在规范容许范围内；砼浇筑完成后，及时覆盖保湿材料，进行洒水养护，养护时间不少于14天，防止砼表面开裂；模板拆除时机根据砼强度确定（达到设计强度75%以上），拆除时避免碰撞墩柱棱角，确保墩柱外观完好。三、上部结构施工上部结构为5×30m一联预应力砼箱梁，主线桥采用支架现浇施工，匝道桥因上跨铁路净空限制，采用挂模施工，核心工序包括支架工程、箱梁钢筋及预应力施工、砼现浇、预应力张拉及附属工程施工。（一）支架工程支架主要由竖向受力的钢塔架、纵向受力的99式及64式军用梁组成，配套工字钢、钢轨、枕木、槽钢、砂箱等构件，支架施工需满足承载力、稳定性要求，经预压合格后，方可进行箱梁施工。1.主线桥支架施工（1）支架基础处理：钢塔架底座进行整平、压实，浇筑砼垫座（宽2.5m、长10m、厚0.3m），垫座内预埋地脚螺栓，固定钢塔架相对位置，防止支架移位；垫座施工完成后，进行养护，确保强度达到设计要求。（2）钢塔架搭设：主线桥钢塔架采用英式“T”型钢塔架，根据各墩柱实际高度搭设相应高度，塔架搭设过程中控制垂直度、间距，确保整体稳定性，搭设完成后进行全面检查，合格后方可进行后续施工。（3）支架布设：塔架顶部先纵向摆设6组2/3扣短轨（P43、长约4m），其上横向铺设3根[36b工字梁，工字梁上设置特制砂箱（用于落架）；砂箱上架设99式军用梁，军用梁根据吊装能力在地面分节制作，采用吊机吊至支架上拼装，共6片组成，每两片为一组，分三组分别置于箱梁三个肋之下；两侧肋下军用梁采用通长设置，增强整体受力性能，中间军用梁组因墩柱系梁无法通长，按标准杆件长度制作成27.9m，两头悬出部分采用支撑加固，确保受力稳定。（4）模板支撑体系：军用梁安置完成后，其上横向每1.5m摆放两根[36b工字梁，工字梁上纵向铺设P43轨，再在钢轨上摆放方木，方木上方铺设箱梁底模、侧模，模板安装平整、牢固，接缝严密，标高符合设计要求（详见附后《主线上跨铁路线支架示意图》）。2.匝道桥支架施工匝道桥支架组成结构与主线桥一致，主要由钢塔架、99式军用梁组成，因匝道桥为单向单车道，荷载小于主线桥，军用梁采用两组四片组成，置于箱梁两肋之下，钢塔架支柱间距及数量根据荷载进行适当调整。由于匝道桥标高低于主线桥，上跨湘桂线及地方专用线时，若采用军用梁作为下承式支架，军用梁下净空无法满足列车通行要求，故采用挂模施工：将该孔军用梁升至匝道桥桥面一定高度（不影响桥面施工为宜），在梁顶部横向每米设置2-[40c槽钢，槽钢上设置3根Φ36吊杆（两侧各1根、正中1根），吊杆均穿越箱梁，施工完毕后取出吊杆，对孔眼进行灌浆补填；吊杆下部横向设置2-[40c槽钢，槽钢上摆放方木及箱梁模板；吊杆上下与2-[40c槽钢连接处，纵向设置2-[20c槽钢，既用于连接固定，又增强吊杆整体受力及稳定性（详见附后《上跨铁路匝道挂模施工示意图》）。3.支架预压本联箱梁为150m预应力砼箱梁，对支架承载力、稳定性及沉降量要求较高，浇筑砼时不得出现超容许沉降。为确保支架符合设计要求，砼施工前对支架进行预压：采用沙袋或钢筋等重物，按箱梁实际荷载的120%进行分级加载，加载过程中实时观测支架沉降量、变形情况，做好记录；加载完成后，静置一段时间，观测沉降是否稳定，根据预压结果调整支架标高，确保箱梁竣工尺寸符合设计要求；预压合格后，卸载并清理支架，准备箱梁施工。4.主要工程数量（1）桩基及墩柱工程数量表序号工程名称单位数量1桩基25#砼m³722.982护壁20#砼m³302.223墩柱25#砼m³227.014系梁20#砼m³26.285盖梁30#砼m³19.866桩基Ⅱ级钢筋t35.987桩基I级钢筋t5.158桩柱Ⅱ级钢筋t19.01（2）主线桥支架工程数量表序号工程名称单位数量199式军用梁t162.4612英式钢塔架t271.53P43轨t172.54[35b工字梁t229.65砂箱用钢板(δ=10mm)t6.586砂箱用钢轨t8.61（3）匝道桥支架工程数量表序号工程名称单位数量199式军用梁t233264式军用梁t51.663英式钢塔架t1674苏式万能杆件t77.565P43钢轨t204.196[36b工字梁(L=8m)t226.87[40c槽钢(L=8m)t128.088[20b槽钢(L=14.25m)t17.649Φ38吊杆钢(L=6.892m)(含垫圈、螺栓)t13.3910Φ20×100mm槽钢联结螺栓t2.2311砂箱用钢板（δ10mm）t7.4512砂箱用钢轨t6.78（二）预应力砼箱梁施工支架施工完毕并经全面检查合格后，开展预应力砼箱梁施工，工序依次为钢筋加工绑扎、预应力管道预埋、砼现浇、预应力张拉、孔道压浆及落架，各工序严格按规范及设计要求施工，确保箱梁质量。1.钢筋及预应力管道施工（1）钢筋加工与绑扎：普通钢筋的力学性能必须符合国家标准GBJ1499-84的规定，进场后需抽样送检，合格后方可使用；钢筋按设计图纸配料、下料，加工精度符合规范要求，弯曲、切断尺寸误差控制在允许范围内。非预应力筋绑扎严格按施工规范执行，绑扎牢固，钢筋间距、排距符合设计要求，绑扎铅丝丝头朝向箱梁内侧，防止外露形成腐蚀通道。（2）预应力钢绞线及管道预埋：预应力钢绞线的物理力学性能需符合美国标准ASTMA4/6，强度级别1860MPA的有关规定，进场后抽样送检，合格后方可使用。预应力钢束采用预埋波纹管成孔工艺，波纹管进场后检查完整性，无破损、漏浆隐患；施工过程中，严格按设计坐标放样，采用定位钢筋固定波纹管，定位钢筋间距符合设计要求，现场根据管道实际情况，适当加密局部定位钢筋，确保波纹管位置准确、线形平顺，防止砼浇筑时移位、变形。波纹管接头采用专用接头，连接严密，缠绕密封胶带，防止漏浆堵塞管道。2.砼现浇施工（1）施工准备：砼采用高标号砼，提前进行配合比设计，掺加符合要求的外加剂，改善砼工作性能；由于砼方量大、需连续浇筑，提前做好施工准备，配备充足的搅拌设备、运输车辆及振捣设备，确保浇筑连续进行；对支架、模板、钢筋、预应力管道进行全面检查，确认合格后，方可浇筑砼。（2）浇筑作业：本联预应力砼箱梁位于纵坡上，浇筑时从最低处向高处逐段推进，控制砼浇筑速度，避免局部荷载过大导致支架变形；采用插入式振捣器振捣，振捣时避免碰撞模板、预应力波纹管及钢筋，防止模板破损、管道移位或漏浆；在桥墩处设置施工缝，待支架沉降稳定后，再浇筑墩顶砼，确保箱梁整体性。（3）质量控制：浇筑过程中做好砼试块，按规范要求养护，作为预应力张拉时砼强度的依据；控制砼浇筑标高，表面平整，及时清除顶部浮浆；砼浇筑完成后，立即覆盖保湿材料，进行洒水养护，养护时间不少于14天，高温天气增加洒水次数，防止砼开裂。3.预应力张拉施工（1）张拉准备：砼强度达到设计规定强度（一般不低于设计强度的80%）后，方可进行预应力张拉；采用OVM15型预应力锚具系统，锚具、千斤顶、油表进场后进行检查、核验、标定，千斤顶与油表一一对应编号，严禁混用；张拉前清理预应力钢绞线表面油污、锈蚀，检查波纹管孔道是否畅通。（2）张拉控制：预应力钢绞线的张拉方法和控制应力符合设计要求，任何情况下，钢绞线最大控制应力不得超过标准抗拉强度的80%；张拉采用张拉力和伸长量双控，伸长量偏差控制在±6%以内，若偏差过大，及时分析原因并处理。（3）张拉原则及程序：①两端张拉的钢束，若设备不足，可先一端张拉锚固后，再在另一端张拉补足预应力值；②两端同时张拉的钢束，两端千斤顶升降压、划线、测伸长等工作同步进行，确保受力均匀；③截面钢束张拉时，对称于截面中心，先张拉靠近截面重心部位的钢束，再张拉距重心较远的钢束，避免截面偏心受压过大；④同一截面钢束较多、受设备限制时，分批张拉，计算确定各批钢束的实际张拉应力，确保整体预应力值符合设计要求；⑤张拉时，千斤顶作用线与预应力钢束轴线重合，钢束在张拉控制应力达到稳定后，方可锚固。4.孔道压浆与落架（1）孔道压浆：预应力张拉完成后，及时进行孔道压浆，一般在张拉完成后24小时内完成，若无法及时压浆，需采取防护措施，防止锚具及钢绞线锈蚀；压浆材料采用专用压浆剂，按设计配合比配制，确保浆液流动性、强度符合要求；压浆时从孔道最低点注入，最高点设置排气孔，直至排气孔排出均匀、无气泡的浆液后，关闭排气孔，继续加压至设计压力，持荷一段时间后停止压浆，确保孔道压浆密实；压浆完成后，及时封堵压浆孔、排气孔。（2）支架落架：孔道压浆浆液强度达到设计要求后，进行支架落架，落架采用砂箱分级卸荷，缓慢、均匀进行，避免突然卸荷导致箱梁开裂；落架顺序从箱梁两端向中间逐步进行，落架过程中实时观测箱梁变形情况，发现异常及时停止，妥善处理。（三）附属工程施工箱梁施工完毕、支架落架后，开展桥面铺装及防撞墙等附属工程施工。桥面铺装严格按设计要求施工，清理箱梁顶面杂物、浮浆，铺设防水层，再浇筑铺装砼，控制铺装厚度、平整度，振捣密实，养护到位；防撞墙施工采用定型钢模板，绑扎钢筋后浇筑砼，确保防撞墙尺寸准确、外观平整，与箱梁连接牢固；施工过程中严格按公路桥涵施工规范执行，确保附属工程质量。四、施工安全保障措施1.铁路安全防护：上跨铁路施工前，与铁路运营部门沟通报备，办理施工许可手续；施工区域设置硬质围挡、警示标识，严禁无关人员、车辆进入；在铁路两侧设置防护网，防止施工杂物掉入铁路轨道，影响列车通行；安排专人24小时值守，实时监控铁路运营情况，发现异常及时处置。2.高空作业安全：高空作业人员必须系安全带、戴安全帽，搭设安全通道、操作平台，平台铺设脚手板，设置防护栏杆；吊装作业时，吊车操作规范，专人指挥，严禁超载、斜吊，防止高空坠落、物体打击事故。3.用电安全：施工现场临时用电采用“三相五线”制，线