延崇高速上跨大秦铁路立交桥设计与施工

文章编号:1009-4539(2021)增1-0078-05
延崇高速上跨大秦铁路立交桥设计与施工
孙新忠
(中国铁路太原局集团有限公司山西太原030013)
摘要:延崇高速公路连续上跨大秦铁路、京新高速公路,根据交叉处地形和铁路、公路分布情况,设计采用(52+ 140+49)m连续梁。由于大秦铁路运营极为繁忙,京新高速车流量也非常大,为减小桥梁施工对铁路和公路正常运营的干扰,施工采用双主墩不平衡转体,最后在跨中合龙的方式。为减轻转体时不对称造成的不平衡影响,主孔采用钢-混凝土混合结构,边孔为预应力混凝土结构。该桥是上跨铁路既有线首次采用混合梁转体施工的连续梁桥,可为类似工程提供参考。
关键词:桥梁设计转体混合连续梁不对称梁
中图分类号:U442.5;U445.465文献标识码:A+B DOI&10.3969/j.issn.1009-4539.2021.S1.020
Design and Construction of Yanqing-Chongic Expressway Overpass Across
Datong-Qinhuangdao Railway
SUN Xinzhony
(China Railway Taiyuan Group Co.Ltd.,Taiyuan Shanxi030013,China)
Abstract:Yanqing-Chongli Expresswyy continuously crosses Datong-Qinhuangdac Railway and Jingxin Expressway in Yanqing District of Beijing.According te the topoaraphy of the intersection and the distribution of railways and highways, the design adopts(52+140+49)m continuous beams.Due te the extremely busy operation of the Datong-Qinhuangdac Railwty and the high traffic volume of the Jingxin Expressway,in ordei te reduce the inte/erence of the bridge construction on the normal operation of the railway and highway,the construction adopts the method of doubW main pieia unbalanced rotation and finally closed in the middle of the span.In ordei te reduce the impact of unbalance caused by asymmetro during rotation,the main span adopts a steel-concrete hybrid structure,and the side spans are prestressed concrete structures.
This bidge is the first time that the hybrid beam rotation is used on overpasing railway,which can provide a useful reference foi similaf projects.
Key words:biidge;design;rotation;hybrid continuous beam;asymmetric girdef
1工程概述
延崇高速是连接北京城区、延庆新城与河北张北地区的快速交通干道,同时也是2019年世园会园区道路和2022年冬奥会赛场联络通道。本工程在北京延庆区境内连续上跨并行的大秦铁路和京新高速公路,同时立交桥位于G110互通的影响范围,工程建设条件复杂。大秦铁路目前是全球年运量最大的铁路线,运输极为繁忙,相邻的京新高速公路车流量也很大。为减小施工过程对铁路和公路运营的干扰,桥梁采用双主墩平面转体后合龙的施工方法〔一3*,桥位处平面见图1。
图1桥位处平面示意(单位:;)
收稿日期:2020-12-22
作者简介:孙新忠(1970-),男,山西太原人,高级工程师,主要从事铁路工程技术管理方面的工作;E-mail:**************
孙新忠:延崇高速上跨大秦铁路立交桥设计与施工
桥址范围内大秦铁路为双线电气化铁路,线间距4.1m,为无缝线路、钢筋混凝土枕。
桥址处地层岩性主要由新近沉积层粉土和粉质黏土、第四纪冲积层粉土细砂、粉砂、圆砾、卵石组成。地震动峰值加速度为0.20g,基本地震动加速度反应谱特征周期为0.40s o
2桥梁孔跨布置
主桥边孔在101号墩侧与国道G110互通变宽区相接,为避免转体时两侧桥面宽度不一致导致不平衡,边孔跨度取49m o
确定桥梁主跨,应考虑以下因素:
(1)主跨的布设以整个施工过程不侵入铁路坡脚,且最大限度减少工程施工对铁路正常运营以及铁路光电缆的影响为基准。
中大博济(2)主墩承台最外侧距离铁路线路中心最小距离不小于15m o
(3)主墩承台不侵入京新高速公路坡脚。由于边孔与主孔的跨径比仅为0.42,小于常规的0.6-0.8,为避免边支座处出现负反力〔4*,跨中60m区域采用钢结构。
综合以上控制因素,本桥孔跨最终采用(52+ 140+49)m钢-混凝土混合连续梁[5*o桥型布置见图2o
图2桥型布置(单位:m)
3桥梁主体结构设计
3.1主要技术标准
(1)公路等级:高速公路。
(2)汽车荷载标准&1.3倍公路(级[6*o
(3)设计速度&80kmh。
(4)结构设计基准期&100年。
(5)设计安全等级:本工程为重要结构,安全等级为一级。
(6)桥梁标准横断面:0.55m(包含防撞墙)+ 19.39m(净宽)+0.55m(包含防撞墙)+0.02m (防撞墙间隙)+0.55m(包含防撞墙)+19.39m (净宽)+0.5m(包含防撞墙),总宽41.0m°
起凡左慈3.2桥梁结构设计
天网防火桥梁孔跨布置为(52+140+49)m钢-混凝土混合连续梁结构,桥面宽度由标准的41m渐变至42.108m,采用分幅设计,左右幅间设2cm的缝。中跨钢箱梁理论长度为60m,其余部分主梁采用预应力混凝土箱梁。99、100号主墩处均采用转体施工, 99、100号墩顶转体梁段跨径分别为48m+70.25m、66.25m+45m°中跨合龙段长度为3.5m,两边跨端部现浇段长度均为3.88m o
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(1)混凝土箱梁梁部构造
混凝土梁结构采用单箱双室斜腹板箱形截面,中支点处梁高7.5m,中跨跨中及边支点等高段梁高4.0m,其余部分梁底线形按1.6次抛物线变化。箱梁顶板宽20.49m、底板宽11.64〜9.89m,悬臂长度为3.6m;箱梁顶板厚30cm、底板厚度30 -85cm;两边跨腹板厚为75cm,中跨腹板厚65-75cm°为了配重,边支点附近设有3m宽压重横梁,见图3o
36084.4580.1540.8123.7360
图3单幅混凝土梁段标准断面(单位:cm)
混凝土主梁采用纵、横、竖三向预应力体系。为了改善和提高中跨的整体受力及结构刚度,中跨主梁设置体外预应力束,采用27-!15.2mm的填充型环氧预应力钢绞线,一个箱梁断面共8根,均锚固于主墩墩顶横梁处。为了提高钢混结合段混凝土应力储备,于钢混结合段顶、底及腹板均设置了10-!15.2mm钢绞线短束。
(2)钢箱梁
主跨跨中采用钢箱梁,钢箱梁理论区段长(至
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结合面处)为60 m ,分为钢混结合段和整体标准钢 箱梁段,其长度分别为5.75 m 、52.5 m o
钢箱梁为等高钢箱梁,梁高4.0 m °顶板设置
2%的单向坡,顶板水平投影宽度为20.49 m ,为正交
异性板,板厚+ 1 16 mm ,在不同部位分别采用U 形
闭口肋、板肋纵向加劲。U 肋标准间距为580 mm ,
上开口为300 mm ,下边宽为180 mm ,高为300 mm , 板厚为8 mm ;板肋规格为200 x20 mm 。
箱梁腹板采用斜腹板,板厚为16 mm 。受横坡 影响,分内、中、外腹板,腹板上设置水平和竖向加 劲板,水平加劲板均设置3道。
底板全宽为11 784 mm ,板厚16 mm ,纵向采用 U 形加劲肋,标准间距为800 mm ,底板U 肋下开口为
400 mm ,上边宽为 250 mm ,高 260 mm ,板厚 8 mm 。
箱梁标准段横隔板与横肋板间隔布置,间距均
为2 m ,标准横隔板腹板板厚12 mm ,横隔板上开设 人孔和体外索管道孔;在两相邻横隔板中部设
置一
个或两个横肋板,横肋板采用倒“ T ”形截面,见图4 o
图4单幅钢箱梁段标准断面(单位:
/fx  /fx  Tjx  /
5 857
t  5291 L
(
3)钢混结合段
钢混结合段的设置考虑了刚度和受力的过渡。 本桥钢混结合段采用部分截面连接承压传剪
式〔八8*。主要依靠承压钢板以承压的方式传递梁的
轴力。仅在钢梁侧对应混凝土梁的顶板、底板、腹 板断面范围的箱内填充混凝土。竖向剪力由混凝
土断面和连接于承压钢板的PBL 剪力键传递。该 方式刚度过渡均匀,应力扩散好。
本桥结合段实际长度为5.75 m ,结合面向钢梁
侧采用变刚度钢箱结构,长度为3.75 m o 本段梁高 4.012 m ,宽度为20.49 m ,采用正交异性板,板厚
)122 mm ,顶板采用“T ”形加劲板肋纵向加劲并通
过变高实现刚度过渡,由结合面至刚度过渡板终 端,见图5o
100150
15075
PBL 剪力键
X
PEL 剪力键石/钢-轻
混凝土箱梁
结合段 钢箱梁加强段钢箱梁
纵向预应 力钢束
畀 2°°彳--------亜-------图5钢-混凝土结合段立面(单位:cm )
在距结合面1.5 m 处设置一道横隔板,横隔板
板厚为 20 mm o  由于结构受力需要, 在钢混结合段
设置局部预应力索。
(4)下部构造
下部结构主墩与主梁通过支座连接。主墩采用 箱形截面,墩身纵横向尺寸5 mx8.5 m ,墩壁厚2 m ,
下部与转盘固结组成箱形结构。
转盘结构采用滑道与中心支撑相结合的球铰
转动体系;承台为八边形结构[…0*,纵横尺寸为 2 120 cm  x 3 820 cm ,厚 500 cm 。基础采用 37 根
!200 cm 钻孔灌注桩,梅花形布置,均按摩擦桩计 算, 见图 6o
边墩采用双柱式桥墩,分幅设计,基础为桩承
台基础。盖梁顶宽2.8 m ,墩身直径2.0 m ,桩基直 径1.5 m ,均按摩擦桩计算。
4转体结构关键技术
转体结构是转体法施工的关键部位,由转体下
转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。本桥的转
体施工技术指标见表1。
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表1主桥转体施工技术指标
参数单位99号墩100号墩
平转角度度78.81.
平转角速度rad/m in0.015
主梁端部水平线速度m m in  1.1  1.05
转体&重量t  2.12万
转体理论
耗时
试转
度115
min136转体到位min7990
(1)球铰制造与安装
考虑到本桥转体重量达到21200e且是不平衡转体,球铰的设计应能承受转体重量及抵抗不平衡弯矩。本桥转体钢球铰直径设计为!5200mm。整体高度为903mm,分上下两片。采用较大直径的转体球铰能更好地适应本桥的特殊性,见图7o 成水平旋转力偶,使得转体系统转动。助推反力座采用两台3000kN型千斤顶。
为保证超宽、超重和不等跨结构顺利转体,转体前进行称重配重:11_12*o
5施工支架
转体桥连续箱梁施工采用贝雷梁支架。贝雷梁支撑在钢管柱上,钢管桩纵向间距约12m,下部采用条形桩基础,在主墩处与墩身连接以增强稳定性。贝雷梁上采用满堂支架,支架布置形式为:翼缘板下步距为1im,底板下步距为0.6m,腹板下为0.3m,顺桥向中心距0.6m。在贝雷梁上横向布置等间距90cm的125型钢做为脚手架的搭设支撑,见图8o
图7球铰总成立面(单位:mm)
321型贝雷片
630x10mm 图8转体支架布置(单位:cm)
钢支撑
直径100cm
钢支撑
盘扣脚手架
为减小转体球铰的摩阻力,在上下两球铰之间设置聚四氟乙烯滑动片,每个球铰布置2336块!6cm 的聚四氟乙烯片,总面积为66049cm2。聚四氟乙烯片处于高压应力状态,平均计算压应力为32.2MPt o 为增强转体时结构整体稳定性,在转盘四周设置8组保险腿,保险腿由两个!800x24mm钢管组成。
(2)转体上转盘
桥上转盘承受斜向桥墩传递下来的全部荷载,在整个转体过程中形成一个多向、立体的受力状态。为保证上转盘受力安全,在上转盘布设纵、横、竖三向预应力钢筋。上转盘底长25.35m(宽17.1m(高4.0m,平面四个边角均有切角,为八边形构造。转台直径!16.0m、高度0.7m°
(3)牵引力计算及设备配置
本桥单个转体总重量为212000kN,按照启动时静摩擦系数和转动过程中的动摩擦系数选用两台3500kN型千斤顶、同步自动连续牵引系统,形6结束语
延崇高速上跨大秦铁路立交桥同时连续上跨铁路和京新高速,根据地形、铁路和公路的特殊情况,桥梁采用大跨径钢-混凝土混合连续梁结构,由两个转体重量超20000t的转体桥组合而成。施工过程中对全桥的应力、应变进行全程监测,转体前对整个桥体进行精确称重、配重,保证了桥梁转体系统安全可控。大桥于2018年12月2日顺利转体就位,为世园会和冬奥会的顺利召开提供了重要的交通保障。
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图4基于BIM公司管理组织结构
通过对公司层与项目层管理组织结构比较,可以发现审计部作为公司层不涉及施工管理的部门参与BIM模型,这是一大特。传统施工企业审计部这一特殊的部门,按照公司相关规定要求对项目审计。由于审计人员不参与项目施工,对现场情况并不了解,在有限的时间内无法掌握大量的现场施工信息,仅仅凭借查看凭证及相关资料无法全方面掌握施工资金流向。审计部通过公司BIM管理团队实时掌握所属项目,可以直观地了解施工现场,审计工作开展之前对项目有清晰的认识,有利于审查项目可能出现的问题,提高工作效率:12*o
4结束语
我国目前正处在全力推广BIM阶段,国家相关的标准规范尚未制定,施工企业现有的管理流程不
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适合BIM发展。随着国家对绿建筑大力提倡,迫切需要改善高耗能、低效率建筑工程项目管理施工环境。本文试图建立基于BIM的施工阶段工程项目管理流程,同时从项目层和公司层分别对BIM管理团队进行组织结构探讨,为BIM技术在施工企业的进一步推广及工程管理信息集成水平的提高奠定基础。
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