張旭東

(中鐵十六局集團第五工程有限公司 河北唐山 063000）

1 工程概述

1.1 大橋概況

新建鐵路南昌至贛州客運專線贛州贛江特大橋主橋為(35+40+60+300+60+40+35）m斜拉橋及相鄰一孔32 m簡支梁，是國內首座設計時速350 km大跨度鐵路斜拉橋。設計采用CRTSⅢ型板式無砟軌道，軌道結構高度為785 mm。其中軌道板厚200 mm，自密實混凝土層厚103 mm，隔離層14 mm，底座厚度220 mm。

1.2 工程難點

(1）贛州贛江特大橋主橋為300 m斜拉橋，在斜拉橋上鋪設無砟軌道在國內外尚屬首次，沒有可借鑒的經(jīng)驗[1]。

(2）無砟軌道施工精度要求高與柔性橋相遇帶來的新挑戰(zhàn)[2-3]。無砟軌道施工精度高，而主橋是柔性橋，溫度、風速及荷載對主橋無砟軌道測量影響大。

(3）主橋恒載產(chǎn)生撓度大與CPⅢ測量條件不相符帶來的新挑戰(zhàn)。主橋二期恒載為150 kN/m，恒載產(chǎn)生的撓度最大為27 cm，CPⅢ測量數(shù)據(jù)貫穿整個無砟軌道施工難度大。

2 總體思路

在贛州贛江特大橋上鋪設無砟軌道，通過結合本橋結構特點和風速、溫度等環(huán)境因素及不同施工階段橋梁荷載對線形的影響，建立實時修正模型。通過模型和實際采集的數(shù)據(jù)進行對比分析，得出最合理的CPⅢ布點方式和CPⅢ點測量的最佳時間。根據(jù)主橋二期恒載分布情況，施工過程中通過對主橋實際線形監(jiān)測與理論分析對比，掌握風速、溫度等環(huán)境因素及不同施工階段橋梁荷載對主橋線形的影響情況，并采取主橋無砟軌道底座和CRTSⅢ型板精調為一次精調成型施工工藝，確保主橋無砟軌道施工精度[4]。

3 主要施工技術

3.1 橋面系施工

連續(xù)2 d(6:00～24:00，時間間隔為1 h）觀測鋼箱梁的標高與大氣溫度的關系，以便修正主橋二期恒載的理論預拱度[5]，同時得出橋面系荷載對大橋產(chǎn)生的線形變化值。橋面系施工完成后，對主橋線形進行對比分析，確定調索范圍和索力值，進行第一次調索[6]。

3.2 CPⅡ、CPⅢ點布設

3.2.1 CPⅡ布設

主橋上分別在每個橋塔處布設兩對CPⅡ點，位于人字形橋塔高于橋面的內側，橋塔處兩對CPⅡ點與CPⅢ點共點，因此其埋設高度應利于CPⅢ高程測量和安置棱鏡，具體埋設位置如圖1所示。

圖1 橋塔處CPⅡ、CPⅢ埋設示意

在大小里程簡支梁上距離大小里程主塔600 m和300 m處分別布設CPⅡ點，共計4個。具體布設如圖2所示。

圖2所示8個CPⅡ點埋設時使用的標志與昌吉贛客專全線CPⅢ標志一致。除主塔上4個CPⅡ點外，其余4個CPⅡ點埋設于簡支梁固定支座上方防撞墻頂面。

圖2 CPⅡ埋設布置示意

3.2.2 CPⅢ點布設

主橋上CPⅢ點對按如下原則布設:

(1）在大小里程靠近主塔的第一個過渡墩頂面(即贛江特大橋的34#和37#墩）分別布設一對CPⅢ點。

(2）在大小里程的主塔內側面分別布設一對CPⅢ點。

(3）在中跨的五等分處，分別布設一對CPⅢ點。

(4）在大小里程的伸縮縫簡支梁橋上靠近主橋的防撞墻頂面，分別布設一對CPⅢ點[7]。

主橋上中跨CPⅢ點布置在防撞墻頂端，埋設立式基座，其他橋梁段布置在防撞墻頂端。若為簡支梁，則布設在固定支柱端上方防撞墻頂端。橋塔處的兩對CPⅢ點埋設于橋塔之上，位于人字形橋塔內側，與主橋上CPⅡ點共點(見圖3）。

圖3 主跨中間段CPⅢ點埋設示意

3.3 CPⅡ、CPⅢ點測量時環(huán)境因素的確定

3.3.1 風速對主橋的影響

計算工況:如圖4、5所示，對主梁側面施加橫向風荷載，并考慮風速分別為 4、5、6、10 m/s。

圖4 主梁橫向風荷載示意

圖5 贛江特大橋風荷載示意

主梁的位移如表1所示。

表1 不同風速對主梁產(chǎn)生的位移

3.3.2 日照溫差計算

(1）計算工況一

如圖6所示，分別考慮主梁橋面板豎向溫差(T1-T2） =1、2、3、4、5 ℃時，主梁的位移情況。

主梁豎向溫差，主梁跨中最大豎向位移如表2所示。

圖6 主梁豎向溫差示意

表2 日照溫差主梁跨中最大豎向位移

(2）計算工況二

如圖7所示，分別考慮主梁橋面板溫度(T3-T4） =1、2、3 ℃時，主梁的位移情況。

主梁橫向溫差，主梁跨中最大水平位移如表3所示。

圖7 主梁橫向溫差示意

表3 主梁橫向溫差主梁跨中最大水平位移

3.3.3 大氣溫度計算

計算工況二，分別考慮大氣溫度變化1、2、3、4、5℃時，主梁的位移情況。

主梁大氣溫度變化，主梁跨中最大豎向位移如表4所示。

表4 大氣升溫主梁跨中最大豎向位移

3.3.4 CPⅢ測量邊界條件

從上面分析溫度與風速對主橋的影響結論得出CPⅢ測量邊界條件:

(1）風速小于 5 m/s。

(2）主梁不允許有梯度溫度，因此CPⅢ測量時間為22:00～4:00。

(3）在CPⅢ測量期間，大氣溫度溫差不大于3℃。

(4）主橋范圍內隨著荷載變化，CPⅢ數(shù)據(jù)易隨之發(fā)生變化，因此每期CPⅢ數(shù)據(jù)使用過程中不允許橋面荷載發(fā)生變化。

3.4 底座施工

施工過程中利用CPⅢ控制網(wǎng)對每塊軌道板對應的底座進行測量放樣。根據(jù)布板數(shù)據(jù)計算出每塊底座以伸縮縫為界的4個點的坐標，放樣完成后做好標記，用墨線彈出底座邊線，并記錄每個標記點的高程，作為底座立模的依據(jù)[8]。主橋邊跨每次單側施工60 m，主橋主跨為單側300 m一次澆筑。底座施工完成后，對主橋實際線形與理論線形進行對比分析，修正模型參數(shù)。根據(jù)主橋線形及目前索力情況，確定調索范圍和索力值，進行局部索力調整。

3.5 CRTSⅢ型板鋪設施工

(1）在隔離墊層及自密實鋼筋施工完成后，將主橋范圍內的CRTSⅢ型板全部鋪設到底座上去。

(2）粗鋪軌道板前對板底沖洗，既可清理雜物，又可充分濕潤板底混凝土。精調軌道板之后及時安裝模板，并對板腔進行封閉，盡量維持板腔濕度、盡早灌板。

(3）確定理論線形與實際線形相吻合后，對CPⅢ第二次測量。主橋范圍內的CRTSⅢ型板一次精調到位[9-10]。

(4）軌道板粗鋪到位后，由測量班通過精調爪將軌道板調整至略高于自密實混凝土設計厚度(103 mm）后，抽出墊木。

(5）鋪設完成后，對主橋實際線形與理論線形進行對比分析，修正模型參數(shù)，確定CRTSⅢ型板線形，進行CPⅢ聯(lián)測。

3.6 自密實混凝土施工

(1）根據(jù)無砟軌道工期要求，結合軌道板粗鋪及精調進度，自密實混凝土灌注采用左右線同步或左右線錯開施工。

(2）精調完成后及時灌注自密實混凝土，灌注時由跨中向邊跨兩側同時灌注，灌注過程中要對稱施工。

(3）軌道板精調完成后，及時安裝封邊模板，模板采用 14的槽鋼加工，模板內側粘貼模板布。并在模板轉角處設置排氣孔，防止氣泡質量通病。為了防止自密實混凝土灌注過程中軌道板上浮超限，應在灌注前在軌道板頂安裝壓緊裝置，同時在曲線內側還應設置防側移裝置[11-12]。

4 結論

贛州贛江特大橋主橋無砟軌道施工中，建立無砟軌道施工修正模型，確定了合理的CPⅢ布點方式及聯(lián)測時間，確保了主橋300 m大跨無砟軌道施工的安全質量，保證了施工工期，積累了大跨度橋梁無砟軌道施工數(shù)據(jù)和施工經(jīng)驗，具有廣泛的應用前景和推廣價值。

(1）結合本橋結構特點和風速、溫度等環(huán)境因素及不同施工階段橋梁荷載對線形的影響，建立實時修正模型。

(2）通過模型和實際采集的數(shù)據(jù)進行對比分析，得出最合理的CPⅢ布點方式和CPⅢ點測量的最佳時間。

(3）主橋無砟軌道底座，CRTSⅢ型板精調一次精調成型，解決了由于多次精調多次施工而導致的現(xiàn)場無法掌握主橋線形變化規(guī)律的難題。