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科技动态第239期中铁XXXX有限公司XXXX部二○○八年三月二十五日目录高墩大跨桥梁下横梁施工新技术三塔悬索桥施工应用技术隧道衬砌施工缝、变形缝防水新思维新意法隧道设计施工广深港大断面特长水下盾构隧道的技术难点分析泥水盾构超长距离掘进的盾尾选型技术“铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南”将推动铁路隧道掘进机施工技术的发展现行公路工程标准、规范、定额一览表高墩大跨桥梁下横梁施工新技术铁罗坪特大桥主塔下横梁施工采用的墩旁托架和反支点预压施工新技术，将以前零散的施工方法经过详细的施工设计改进后，以系统的成套施工技术来满足高空大吨位横梁施工，尤其是反支点预压新技术可以广泛应用于各种大吨位的支架预压、托架预压、挂篮预压等，是未来高墩大跨桥梁施工的发展方向。1工程概况铁罗坪特大桥位于湖北沪蓉西高速公路宜昌至恩施段，桥址区属构造剥蚀的“V”形河谷地貌单元，呈现出山体边坡较陡、河谷切割深度大的地貌特征。大桥主桥为140m+322m+140m三跨一联双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥。索塔为H型，高190．397m，由塔座、塔柱、下横梁、上横梁等组成，该桥下横梁底面离承台顶面高度达104.305m，两塔柱横向净间距27.5m。下横梁宽6.1m，高为6～6.28m，设置28束15～19钢铰线束，一个下横梁630m3。主塔主梁在下横梁处固结，在世界同类桥梁中排名前列。2下横梁施工新技术2.1施工顺序塔柱施工到下横梁底时，将横梁位置的大直面爬模系统吊离塔柱，其他面的爬模在钢筋绑扎后正常爬升，横梁内外侧单另配模型施工。施工顺序：安装支架及模板→反向支点支架预压→先绑扎底板及腹板钢筋→第一次横梁浇注→绑扎顶板钢筋及预埋0#块悬臂段钢筋→张拉部分预应力筋→第二次混凝土浇注→混凝土达到80％后张拉及压浆→拆除模板和支架。2.2墩旁托架施工新技术2.2.1预埋构件当塔柱施工到预埋件标高位置时，预埋φ50mm的PVC管和用5mm厚钢板焊成内径为21．5mm×17mm×60mm的矩形盒作为预埋件。2.2.2安装铰座及剪力销塔柱浇筑完混凝土后，拆除模板，将[20a槽钢与20mm钢板组成的剪力销插入矩形盒中，放上铰座。用φ32mm的精轧螺纹钢穿过PVC管将两端铰座连接，用穿心式YDC650型千斤顶在铰座另一端张拉。对上铰座每根精轧螺纹钢施加P=500kN的预应力，对下铰座每根精轧螺纹钢施加P=450kN的预应力。张拉到位后，用扭力扳手将精轧螺纹钢螺帽拧紧，使精轧螺纹钢不出现回缩。在施工中注意确保精轧螺纹钢在同一竖直线上，每个铰座孔中心在同一水平轴线上。2.2.3安装牛腿牛腿采用2[32b槽钢加工并焊接，经技术员现场检查，满足设计要求后使用。用塔吊吊装到位，人工配合精确安装。采用[20a和[8槽钢将每边5个牛腿横向连成整体，形成刚构体系。2.2.4安装钢管支撑下横梁整个荷载作用在支架上，作用力对塔柱有一个向内的弯矩，塔柱外侧存在拉应力，故为抵抗此部位弯矩，结合现场具体问题，在塔座顶面90．83m的位置，塔柱中心轴线两侧，将左右幅之间支撑两根长为27.5m，直径为529mm，壁厚为8mm的钢管。钢管两头焊接于4块附墙钢板上，每块附墙钢板由40cm×15cm钢板焊接2根预埋[8槽钢组成。2.2.5安装横梁及钢楔子横梁由2I56a工字钢，上下各贴一块35cm宽，δ=10mm厚钢板焊接而成，钢楔子由4[8槽钢加4块δ=10mm厚钢板焊接而成，用塔吊将其吊装到位，人工配合放置在牛腿上，焊接牢固。2.2.6安装贝雷梁将贝雷片在塔柱下面按相应要求每9片拼成一排，采用特制的吊架分别勾住贝雷片不同位置，防止贝雷片因拼装太长而发生变形。采用塔吊将其吊装到横梁上面，人工配合临时用型钢固定，最后将贝雷片采用标准支撑架拼装成为整体，共拼装21排，在两头支点处增加10排贝雷片以增强局部剪应力。2.2.7铺设方木在贝雷梁顶部满铺10cm厚方木作为横向分配梁。每隔50cm铺设一根9m长的10cm×10cm角钢作为操作平台，上铺5cm厚木板，用φ25mm钢筋焊接于角钢上作为防护栏杆,防护栏杆上面挂防护网。2.2.8铺设底模根据预压结果分析确定出来的预拱值，并结合监控要求，采用方木上铺设干凝性砂浆设置预拱值，顶部铺设竹胶板。2.2.9安装侧模及内模内模采用竹胶板和钢模板组合配置，外模采用的大块竹胶板。内模里面搭设钢管架支撑，钢管架间距90×90cm，上面采用可调上托调节以便拆模。顶板预留120×40cm的入孔。2.3反支点预压施工技术下横梁钢筋混凝土自重1500t，考虑到浇注混凝土按两次浇注，故预压采用自重的1．05倍考虑，即1600t加载，以消除整个支架的非弹性变形，得出弹性变形，便于设置预拱值。采用反向支点法进行预压，两端3.5m范围及中间部分分别模拟混凝土荷载。反向支点预压方法即采用钢铰线张拉，每根张拉力为15t，共设钢铰线100根，加上[40c槽钢分配梁及张拉钢铰线自重，共计1600t。将钢铰线垂直吊到承台及塔座顶面，将钢铰线锚固在承台和塔座混凝土中，采用YDC650型液压千斤顶进行单端张拉，采用2[40c槽钢作为分配梁。布置点位模拟混凝土荷载。在端部、支点处、跨中处、支点与跨中二分之一处等共7个截面设置观测点，每个截面分别设置3个观测点，共计21个观测点。对观测点位的沉降量在加载之前观测、加载过程中(按每根钢筋张拉5t、10t、15t加载)观测、卸载过程中(按加载反顺序)观测。对统计的数据进行分析，确定出弹性变形量及非弹性变形量。再结合计算挠度，分析确定预拱度。预压采用的φ15．24mm钢铰线，其端部增设挤压头，钢铰线插入混凝土深度为600mm，采用直径不小于50mm的孔中，用M50的水泥浆填充密实。2.4模板及支架的拆除混凝土浇筑结束达到设计强度后，拆除下横梁的内模和侧模。张拉及压浆结束后，水泥浆强度达到80％后，割掉钢楔子，将支架整体降到牛腿上。采用人工配合塔吊逐一将贝雷片和支架拆卸至地面。铁罗坪特大桥主塔下横梁施工采用墩旁托架支撑施工新技术，主要体现在如此高空大吨位的横梁荷载是从空中承载而不是跟以往的落地钢管支撑一样；将竖向荷载通过剪力销承担，横梁荷载通过精轧螺纹钢承担，受力体系明显；对牛腿进行优化，取掉零杆。采用反支点预压施工新技术，主要体现在施工工序简洁，投入小，安全性高；作用在支架上的上锚固点布置与混凝土实际荷载分布相一致，能真实模拟荷载，达到预压目的。通过采用新技术，有效的解决了施工支架及预压难题，节约了人工，提高了工作效率，同时大大的降低了施工成本。铁罗坪特大桥主塔下横梁施工的成功经验，可为同类斜拉桥、悬索桥下横梁以及其它高墩、塔的横系梁施工提拱依据，相信此技术通过不断的摸索优化完善，一定会在高墩大跨桥梁施工中得到广泛的应用。选自《科技通讯》2007年第4期三塔悬索桥施工应用技术悬索桥是以主缆为主要承重结构的大跨度桥梁结构，近年，为尽量减少建桥对繁忙航道的影响，为桥下水域提供长远的发展空间，国内开始创新设计和准备实施一种新型的三塔悬索桥。该桥型既能适应所在架桥位置处特殊的水文形势的复杂变化，还能将建桥投资规模控制在经济适当的范围内，同时还有利于综合考虑附近区域码头、道路以及城市规划等因素，为解决江河上建桥与利用航道矛盾提供了新的思路，是悬索桥结构的一种创新和发展。三塔悬索桥是在两塔悬索桥主跨的中部增加1个主塔、减小主跨跨度的新型桥梁形式，与同跨度二塔悬索桥相比，跨度可以减小1／2，相应就减小了主缆缆力及锚碇规模，还可以降低锚碇基础施工对防洪大堤的影响，其综合造价低于一跨过江的单跨悬索桥。主跨1000m级的三塔悬索桥在国外有过多年的设计论证，被认为技术上切实可行，但因种种原因至今未实际开展。我国正在建设的泰州长江公路大桥三塔悬索桥方案为主跨2×1080m，两边边跨各390m的三塔钢箱梁悬索桥。从施工应用角度，这种桥型方案需要重点考虑的问题有：①主缆在中塔顶鞍座中的滑移；②中塔需要有足够的刚度及中塔的防撞。由于中塔需要规模较大防撞设施的深水基础，增加了三塔悬索桥设计和施工的难度，在软基和强台风地区实施比较困难。为了限制主缆纵向移动，建议设置双主缆，通过多缆结构增加悬索桥的主缆系刚度。三塔悬索桥需要重点研究主塔结构刚度、加劲梁的弯曲和扭转刚度、垂跨比和恒载的特性等结构特征。研究认为悬索桥加劲梁在活载作用下的较低刚度是因为主跨主缆的弹性刚度系数比边跨小造成的。同时认为用加强中塔弯曲系数的方法来提高刚度是经济有效的，主缆的三维垂度几何外形对于限制加劲梁的扭转变形是有效的，这对于中塔受扭引起的三塔悬索桥加劲梁的扭转变形是特别重要的。选自《桥梁建设》2008年第1期隧道衬砌施工缝、变形缝防水新思维1隧道衬砌施工缝、变形缝防水的新思维目前隧道衬砌施工缝和变形缝所用的防水理念是以防为主，即被动的将有压地下水阻挡在隧道衬砌外，但是在二十几公里的隧道上，要使每条施工缝和变形缝都密不漏水，而且要保证在100年的运营期内密不漏水，这是谈何容易的事。尽管有些隧道引人了排水的思想，在衬砌处设置了排水设施，也是设置在二次衬砌的内部，对以深入隧道的地下水有规律的排走，这种排水对渗漏处混凝土造成一定的腐蚀。目前，鉴于隧道施工技术和材料胶结技术的限制，还不能完美地解决这个问题，所以隧道衬砌施工缝和变形缝的防水理念应当有所改变，不能一昧地消极防水，应当采用新的防水指导思想。隧道主体结构防水的指导思想是防排结合，目的是将渗水及时排离，降低防水层的水压力，防止因防水层受到的水压过大造成的渗漏。对于隧道衬砌施工缝和变形缝的防水也可以采用防排结合的指导思想，同时应引入可维护性的指导思想。在隧道衬砌施工缝和变形缝处设置适当的排水设施，一方面可以降低水压，减轻施工缝、变形缝处止水带和遇水膨胀橡胶条等防水设施的工作压力；另一方面是为水流提供排水通路，对透过防水层的地下水进行有目的的疏导，不但可以有效地防止施工缝和变形缝发生渗漏，而且可以将渗水按照指定路径排出隧道，防止渗水在衬砌和防水层之间随意窜流，减小地下水对隧道二次衬砌混凝土的腐蚀。隧道施工缝和变形缝防水设施的可维护性是指为保证防水设施在隧道运营期内良好工作，在发生渗漏时对隧道的防水设施进行维护，保证隧道的防水效果。2衬砌变形缝防水新方法的具体措施在防排结合和可维护性的指导思想下，隧道衬砌变形缝处防水应该在原防水设施的基础上增加一些排水设施或采用排水型止水带，并设置隧道施工缝防水的可维护性防水设施。在防排结合和可维护性的指导思想下，对变形缝防水采用背贴式止水带、中埋式可排型止水带、可注浆中埋式止水带、软式透水软管、嵌缝膏和接水盒等设施，具体措施如下(图1)。(1)采用背贴式止水带，并设置注浆管，变形缝施工结束后，对注浆管进行注浆堵塞背贴式止水带的缝隙，对渗入的地下水进行初防水。(2)无纺布包裹透水软管，用钢钉悬挂在已施工的混凝土上，将纵向和环向排水管连接起来，在隧道底部引排到隧道的排水体系内。(3)衬砌中部设置中埋式可排型止水带A，作为第二道防水层，可通过排水通道有效排离。(4)安设1道可注浆的中埋式止水带B，作为施工缝的预备防水措施，在止水带上涂抹一层保护膜，使其在前2道防水设施工作状态良好，无地下水渗入其附近时，此止水带处于不工作状态，而且可以防止微生物的腐蚀。一旦前2道防水失效，止水带B与水接触保护材料自然降解，止水带B开始工作，这样可以延长防水设施的工作时间。同时，这个止水带具有可维护性的防水设施，将注浆管有序地固定在隧道衬砌边界。如果发生渗漏，可以进行注浆堵漏。(5)在变形缝处的衬砌表面安装接水盒，如果以上的防水设施都失效，接水盒可以防止渗水流入隧道影响隧道的正常运营。3衬砌施工缝防水新方法的具体措施隧道衬砌施工缝防水与变形缝防水存在一定的区别，主要是因为隧道施工缝的宽度非常小，有时甚至人眼很难观察到，但是此处是隧道结构自防水的薄弱环节。在新的防水思想指导下，主要采用背贴式止水带、软式透水管、中埋式止水带、接水盒和水泥基结晶材料等对施工缝进行防水，具体措施如图2所示。(1)隧道衬砌施工缝和变形缝有所不同，此处的排水设施布置也应有所不同。为了使排水系统能