鐵路橋梁現(xiàn)澆支架技術(shù)應(yīng)用

孫德杰（中鐵十局集團(tuán)青島工程分公司，山東 青島266555）

現(xiàn)澆支架制梁法在我國(guó)的鐵路橋梁連續(xù)梁施工設(shè)計(jì)中較為常用，這種方法通常用來(lái)建造中等跨度的鐵路橋梁，隨著現(xiàn)澆支架制梁法的越來(lái)越成熟，我國(guó)的某些較大跨度的鐵路橋連續(xù)梁也會(huì)使用此種方法。該方法施工較為經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)較為合理。

1 工程簡(jiǎn)介

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在設(shè)計(jì)鐵路橋梁之初，必須在專業(yè)的水文地質(zhì)調(diào)查單位的協(xié)助下，對(duì)目標(biāo)建橋區(qū)域內(nèi)的水文條件、地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察，在水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上確定設(shè)計(jì)的總體方案?，F(xiàn)澆支架制梁法一般選用的梁柱均采用鋼管柱，在鋼管柱的支撐之下采用箱式貝雷梁做為主承重梁。有了設(shè)計(jì)的總體方案就可以建立橋梁的設(shè)計(jì)模型，建立模型以后，要綜合運(yùn)用幾種分析方法，比如有限元分析法等對(duì)地基荷載、立柱以及鋼材的強(qiáng)度、支架系統(tǒng)受力、縱彎系數(shù)、立柱壓力、鋼材抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行分析。在現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)中對(duì)于支架的強(qiáng)度計(jì)算是設(shè)計(jì)的重中之重，任何計(jì)算的偏差都有可能給鐵路橋梁帶來(lái)極為嚴(yán)重的后果。強(qiáng)度計(jì)算是箱梁設(shè)計(jì)的重要的基礎(chǔ)，也是未來(lái)橋梁使用過(guò)程中承載有效荷載的依托，貝雷梁的支架受力驗(yàn)算要綜合鋼筋自重、混凝土自重、工字鋼自重等因素對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。剪力的驗(yàn)算也要綜合考慮貝雷梁的片數(shù)計(jì)算其分別的荷載與總荷載。還要進(jìn)行恒載與荷載的計(jì)算并對(duì)其差值與橋梁的最大通行車輛的載重進(jìn)行對(duì)比。在鐵路橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中必須關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題就是設(shè)計(jì)的荷載必須留有余量，而且必須超前，因?yàn)槲覈?guó)的鐵路貨運(yùn)車輛由于車皮的持續(xù)緊張，標(biāo)稱載重55噸的車廂實(shí)際裝載往往可達(dá)到80-100噸，如果在設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到這種現(xiàn)實(shí)中的情況，只是按照書本中的規(guī)定計(jì)算并進(jìn)行設(shè)計(jì)的話，在未來(lái)的使用過(guò)程中可能會(huì)引發(fā)災(zāi)難性的后果。

2 支架的分類

橋梁的支架一般可以分為箱式支架、簡(jiǎn)支梁式支架、梁式支架與滿堂式支架等種類。下面主要對(duì)梁式支架與滿堂式支架做一簡(jiǎn)介：

1）滿堂式支架在施工設(shè)計(jì)中算是較有文采的詞匯，在實(shí)際的施工設(shè)計(jì)中這樣的詞匯是較少的。所謂滿堂式支架即指在跨度下布滿立桿以支撐澆筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)澆筑支架構(gòu)造方法。在立桿之間還要連接水平方向的連接緊固件以確保立桿的牢固不搖。原則上只要鐵路橋梁的施工現(xiàn)場(chǎng)滿足布設(shè)滿堂支架的環(huán)境與客觀因素則應(yīng)以滿堂支架方式為宜。

2）梁式支架即指在某些不符合滿堂支架的環(huán)境下，比如湍急的河流、險(xiǎn)峻的山谷等環(huán)境中可以采用僅在橋梁的兩端設(shè)置支架，在兩端的設(shè)架上布設(shè)托梁以形成澆筑構(gòu)造的方法。梁式支架在橋梁工程施工設(shè)計(jì)過(guò)程中也常被稱為膺架法。梁式支架系膺架法之一種?？梢钥缭降缆贰⒑恿飨淞旱氖┕?，滿足車輛通行、通航的要求。梁式支架搭設(shè)。

①支墩安裝施工

支墩安裝一般采用汽車調(diào)配和人工進(jìn)行，應(yīng)嚴(yán)格控制支墩的垂直度和平面位置。支墩之間用水平撐、斜拉撐與支墩上的拼接鋼板（T形、十字形）聯(lián)結(jié)，上端與型鋼墊梁、下端與預(yù)埋鋼板螺栓聯(lián)結(jié)，加固成排架，提高整體穩(wěn)定性。

②貝雷桁架安裝施工。 貝雷桁架安裝采用先拼裝成片拼、再視起吊能力拼裝成組、分段吊裝就位的方法。在地面上將標(biāo)準(zhǔn)三角、端構(gòu)架、撐桿和弦桿等用鋼銷銷接成一片完整的支架。用吊車在地面將拼接好的軍用梁吊起安放于臨時(shí)支墩上的墊梁上，然后橫向用連續(xù)系槽鋼或鋼管聯(lián)系成整體，提高其整體穩(wěn)定性和抗扭轉(zhuǎn)能力。

③型鋼梁安裝施工

型鋼梁安裝采用汽車調(diào)配和人工進(jìn)行。箱梁支架基礎(chǔ)完成后，在其上搭設(shè)貝雷片墩或型鋼立柱，墩頂上安置卸落支架用的鋼制砂筒（大小可以采用Φ32×30cm），砂筒上安放工字鋼的橫蓋梁。支架采用型鋼作縱梁，型鋼上鋪設(shè)強(qiáng)弦桿或方木。

3 軍用梁支架概述

軍用梁式支架也是膺架法中的一種，在橋梁現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工中較為常用。這種施工方法通常用在從高空中穿越既有線、穿越河流、穿越既有道路、穿越其他不能或無(wú)法支架施工的特殊工區(qū)。這種用軍梁支架的好處就是不影響梁下的道路通行、河流通航。軍用梁式支架的主梁就是六四式的標(biāo)準(zhǔn)件，這種標(biāo)準(zhǔn)件是專門為軍用鐵路制造的。這種軍用梁式支架的主要構(gòu)件包括：橫向梁底構(gòu)件八片、單側(cè)翼下構(gòu)件一片、單側(cè)腹板兩片、底板兩片。八片橫向梁底構(gòu)件與立墩之間以及與對(duì)面立墩延伸過(guò)來(lái)的另外一側(cè)的構(gòu)件之間都是由專用直插式銷軸相接，每一片與立墩之間的槽鋼與螺栓緊固以確保主梁的穩(wěn)定性與穩(wěn)固性。選用軍用梁之前不要急于安裝，首先要用激光儀器對(duì)其變形程度進(jìn)行測(cè)試，如果其變形嚴(yán)重則必須矯正方能安裝使用。軍用梁的構(gòu)件中還包括鋼枕。鋼枕的作用就是上承混凝土的重量，下托軍用梁的支撐，鋼枕的布置通常采取交錯(cuò)式的布置方式。

4 鐵路現(xiàn)澆橋梁支架的施工

4.1 平整場(chǎng)地、測(cè)量放樣

在橋墩跨內(nèi)，清理拼裝現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行清點(diǎn)。場(chǎng)地面積長(zhǎng)50m，寬20m，范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)雜物。按軍用梁現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)圖測(cè)量放出PHC管樁和擴(kuò)大基礎(chǔ)的定位軸線和控制點(diǎn)，控制點(diǎn)設(shè)置在遠(yuǎn)離沉樁區(qū)域不受干擾的地方，并加以固定保護(hù)。

4.2 支架預(yù)壓

為消除支架、模板等非彈性變形和地基的壓縮沉降影響，測(cè)量支架的彈性變形實(shí)際值，作為梁體模板系統(tǒng)設(shè)置預(yù)拱的依據(jù)；同時(shí)檢查支架的強(qiáng)度、剛度和受力穩(wěn)定情況，驗(yàn)證支架承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

預(yù)壓材料采用砂袋進(jìn)行預(yù)壓。因工期緊迫需縮短支架預(yù)壓時(shí)間，按總荷載值的60%、100%和125%分三級(jí)加載，各級(jí)加載后靜停十五分鐘測(cè)量豎向及橫向變形量，第三級(jí)加載后靜停30分鐘開始分級(jí)卸載并逐級(jí)觀測(cè)彈性變形。

支架預(yù)壓流程：設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，分級(jí)加載預(yù)壓進(jìn)行沉降觀測(cè)支架沉降穩(wěn)定分級(jí)卸載預(yù)壓成果，分析調(diào)整支架及模板標(biāo)高。

對(duì)于沉降點(diǎn)的布置應(yīng)定點(diǎn)準(zhǔn)確，將觀測(cè)斷面布置在每跨支架的1/2及1/4處和端部，每個(gè)斷面分左、中、右三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。將觀測(cè)斷面布置在模板底部和支架底部?jī)蓪樱０宓装宓挠^測(cè)點(diǎn)用鐵釘釘入模板底部的方木加以定位，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測(cè)，因觀測(cè)點(diǎn)在上部，所以需要倒尺觀測(cè)，支架底部的觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在地面的鋼管樁上，用水準(zhǔn)儀觀測(cè)。

加載前各點(diǎn)標(biāo)高與卸載后的標(biāo)高差值為支架系統(tǒng)不可恢復(fù)的塑性變形值，施工不予以考慮。支架的彈性變形為卸載后各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值與卸載前各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值之差。根據(jù)測(cè)得的彈性變形，在底模上設(shè)置預(yù)拱度，以使支架變形后梁體線性滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合原預(yù)留理論預(yù)拱度，重新調(diào)整支架托撐至標(biāo)準(zhǔn)值，同時(shí)也是對(duì)支架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的檢驗(yàn)。支架標(biāo)高允許偏差符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 支架模板調(diào)整、檢查

支架組裝預(yù)壓結(jié)束后，全面檢查各部位支撐和梁的底模、外模，進(jìn)行箱梁的外觀尺寸檢查，對(duì)存在的平整度、錯(cuò)臺(tái)、整體尺寸等方面的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行修整，保證其滿足驗(yàn)標(biāo)要求。

為了使成品梁的線型滿足設(shè)計(jì)要求，模架必須設(shè)置預(yù)拱度。

預(yù)拱度的設(shè)置：預(yù)拱度的設(shè)置是通過(guò)軍用梁頂鋼枕上加墊塊實(shí)現(xiàn)。當(dāng)側(cè)模及底模安裝就位后，調(diào)整各支點(diǎn)模板縱向標(biāo)高，使竹腳板模板處于澆筑混凝土?xí)r的正確位置，同時(shí)設(shè)置好預(yù)留拱度。反拱理論值按10天預(yù)施終張應(yīng)力，60天鋪設(shè)二期恒載計(jì)算，直線梁為36.2mm。

4.4 支座安裝

1）測(cè)量放線

在安裝支座前，對(duì)墩臺(tái)的中心線、高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢查螺栓孔的位置，對(duì)有問(wèn)題的及時(shí)處理。

2）支座的安裝

（1）安裝前準(zhǔn)備

支座墊石混凝土標(biāo)號(hào)為C50，墊石高度應(yīng)考慮安裝、養(yǎng)護(hù)和必要時(shí)更換支座的方便，墊石頂面四角高差不大于2mm。

支座采用預(yù)埋套筒和錨固螺栓的連接方式，在墩臺(tái)頂面支承墊石部位需預(yù)留錨栓孔，錨栓孔預(yù)留尺寸：直徑大于套筒直徑60-80mm，深度大于錨栓長(zhǎng)度60-80mm，預(yù)留錨栓中心及對(duì)角線位置偏差不得超過(guò)10mm。

支座安裝前，工地應(yīng)檢查支座連接狀況是否正常，但不得任意松動(dòng)上、下支座連接螺栓。鑿毛支座就位部位的支承墊石表面，清除預(yù)留錨栓孔中的雜物，并用水將支承墊石表面浸濕。

5 結(jié)語(yǔ)

鐵路橋梁現(xiàn)澆支架的設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)較多，工藝流程較為復(fù)雜，投入的施工人員與施工機(jī)械設(shè)備種類繁多，必須建立健全安全文明生產(chǎn)責(zé)任制，明確劃分作業(yè)施工范圍及相關(guān)文明責(zé)任，制定有關(guān)安全文明生產(chǎn)制度，并與每一個(gè)作業(yè)班組、個(gè)人簽訂相關(guān)的安全文明生產(chǎn)責(zé)任書，確保安全文明生產(chǎn)。

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