客运专线钱江铁路新桥南引桥起止里程为DK4+705.48~DK14+404.45,全长9698.47m。其中DK4+705.48~12+953.025为杭甬、杭长四线并行段,DK12+953.025~DK4+404.45为杭甬双线段。
本桥位于杭州市萧山区,与既有沪昆线并行,且在DK5+950处跨越既有沪昆线,并跨越多条城市公路及河流,部分承台施工难度较大,工期要求紧。
本桥承台为矩形,分为单层和双层两种,四线承台中1#~16#、22#~31#、37#~223#采用四线整体式承台,其余采用双线分离式承台。全桥共282个承台,混凝土123502方。承台平面最大尺寸29.6×16.8m,最小尺寸5.6m×10.2m;承台高度为2.0m~5.0m。其中2.0 m高的承台61个, 2.5 m高的承台66个, 3.0 m高的承台133个, 3.5m高的承台4个, 4.0 m高的承台8个, 4.5 m高的承台4个, 5.0 m高的承台6个。
3.2.1.2主要技术标准
铁路等级:客运专线;
正线数目:DK4+705.48~DK12+950.29四线桥(杭甬双线、杭长双线并行),余为双线桥;
设计速度:200km/h;
最小曲线半径:2200m;
正线线间距:4.4-5.0m;
最大坡度:20‰
设计荷载:ZK活载。
3.2.1.3地震动参数
该区地震动峰值加速度为0.05g。
3.2.1.4工程特点
(1)地质情况特殊,施工投入大。承台深度范围内为第四系人工填土和粉土层,且粉土层属可液化土层,施工时需采取防护措施。
(2)地表水丰富,对工程不利。桥址范围内河流纵横,施工布置、施工安排难度大。
(3)地下水埋藏浅,承台开挖降水困难。地下水稳定水位埋深仅约0.4~3.2m。
(4)结构耐久性要求高,使用寿命按100年设计,采用高性能混凝土。
(5)工后沉降和混凝土徐变控制标准高。为满足无砟轨道沉降控制技术要求,对桥梁工后沉降和混凝土收缩徐变需严格控制。
3.2.2、承台施工工艺
3.2.2.1基坑放样
(1)首先根据承台底面尺寸及埋置深度、桥址水文条件、机具布置、施工作业空间等确定基坑开挖的尺寸。
(2)基坑边坡线的确定:根据承台及基坑底平面尺寸,将基坑底平面轮廓线测设到地面上。沿地面上的基坑平面轮廓线的四条边方向进行断面测量。放坡时,根据放坡坡度及每边放宽100-150 cm的宽度确定边桩。将开挖边桩测设到地面上,并撒上白灰线连结各边桩,此封闭线即为开挖边线。
3.2.2.2基坑开挖
桩身砼达到一定的强度后进行基坑开挖。基坑采用挖掘机配合人工进行开挖。基坑开挖至接近承台基底标高后,为了不扰动承台基底,人工开挖20cm,然后采用蛙式打夯机夯实至承台底设计标高。无水基坑底面按基础设计平面尺寸每边放宽100cm,有水基坑150cm。在基坑开挖前在开挖线以外5m处设置纵横向截水沟将地表水截住排入天然水沟。基坑底排水采取在基坑四周设排水沟及集水井,并由专人负责排除基坑积水,严禁积水浸泡基坑。
3.2.2.3凿除桩头、桩基检测
破除桩头时采用空压机结合人工凿除,上部采用空压机凿除,下部留有10~20cm由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断,以免破坏主筋。凿除桩头完成后,将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状,复测桩顶高程,进行桩基检测。桩基检测前需将桩内预埋的声测管清理干净,桩基检测合格后进行混凝土垫层施工。承台施工中在基坑四周设置排水沟和集水井,排水沟截面为0.3×0.3m,集水井尺寸为0.5×0.5×0.5m,集水井内放置水泵,用水泵将可能的淤积水抽出。
3.2.2.4钢筋绑扎
承台基坑开挖至设计基底高程经检验合格后,立即浇筑基础垫层砼,并在垫层边缘预埋钢筋头,用以固定模板。混凝土垫层浇筑完成后绑扎承台钢筋前,使承台底面以上到设计高程范围的基桩顶部显露出新鲜混凝土面。基桩埋入承台长度及桩顶主钢筋锚入承台长度满足设计要求。同时核对钢筋原材及焊接件试验的报告,经专业监理工程师检查合格后进行钢筋的施工。
承台钢筋在加工场制作成型,运至现场进行安装。钢筋绑扎在垫层砼达到设计强度75%后进行。底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固;在安装钢筋时同时按设计要求预埋墩身钢筋、综合接地钢筋网和沉降观测点。
在每根桩中应有一根通长接地钢筋,桩中的接地钢筋在承台中应环接。桥墩中应有二根接地钢筋,一端与承台中的环接钢筋相连,另一端与墩帽处的接地端子相连。接地钢筋优先利用结构物中的非预应力结构钢筋,施工时对接地钢筋作出标识,便于检查。所有接地钢筋的联接均应保证焊接质量,采用搭接焊或L型焊接。
3.2.2.5模板安装
承台模板采用厂制大块钢模板,模板在承台外侧用φ50钢管背带连接,用装载机或汽车起重机配合安装。模板立设在钢筋骨架绑扎完毕后进行,先在垫层顶面用墨线弹出承台边线,用起重机或装载机将整体的大块模板吊入基坑进行组拼,采用φ50双钢管背带,横纵向间为70~80cm,背带后方采用顶托顶紧。采用φ20圆钢作为拉杆,拉杆两端设置丝口,用螺帽和燕尾卡固定在横纵向背带上,作为承台模板的对拉筋。模板支撑加固通过型钢、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实并固定在垫层的预埋钢筋头上,确保模板稳定牢固、尺寸准确。模板拼装完成后,采用绷线法调直,吊垂球法控制其垂直度。墩身预埋钢筋的绑扎在模型立设完毕后进行,根据模型上口尺寸控制其准确性,采用与承台钢筋焊接的方法,形成一个整体骨架以防预埋钢筋在浇筑砼进程中移位,模板应平整,不漏浆。
3.2.2.6浇筑混凝土
根据本桥的水文地质特征,按照地表水和地下水对混凝土结构不同的侵蚀性,承台分别采用C30、C35、C40、C45高性能混凝土,承台砼在拌合站集中搅拌,砼车运至现场,混凝土泵车泵送或溜槽法入模,分层浇筑成型,插入式振捣器振捣。
混凝土的浇筑温度昼夜平均温度低于5℃或最低气温低于-3℃,采取冬季施工措施。当昼夜平均气温高于30℃,采取暑期施工措施。在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土,混凝土下落高差大于2.0米时,设串筒或溜槽。混凝土浇筑连续进行,如因故必须间断时,其间断时间小于前层混凝土的初凝时间,若超过允许间断时间,按工作缝处理。
混凝土水平分层浇筑,并应边浇筑边振捣,分层厚度控制在30cm。振捣采用插入式振动器,振捣时严禁碰撞钢筋和模板。振捣器的振动深度一般不超过棒长度2/3~3/4倍,振动时要快插慢拔,不断上下移动振动棒,以便捣实均匀,减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5~10cm,移动间距不超过40cm,与侧模保持20cm距离,对每一个振捣部位,振捣到该部位混凝土密实为止,即混凝土不再冒出气泡,表面出现平坦泛浆。
3.2.2.7基坑回填
砼达到设计强度后进行基坑回填,回填时承台四周必须同步进行,防止单侧土压力对承台造成不良影响,回填土分层夯实,每层虚土厚度15~20cm,用3TA55冲击夯夯实。
3.2.2.8养生
暴露面保护层混凝土初凝前,用抹子搓压表面至少两遍,使表面平整。养护用水及材料不能使混凝土产生不良外观质量影响。采用双层麻袋片浇水养护,安派专人负责,覆盖彼此搭接完整,内表面具有凝结水珠。养护期间,加强混凝土温度控制,防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化,混凝土芯部与表层、表层与环境之间的温差控制在20℃内。