門式支架高位落梁施工技術(shù)研究

何建府

(中鐵二局第五工程有限公司，四川成都610031)

支架現(xiàn)澆箱梁按照箱梁的位置分為原位現(xiàn)澆、高位現(xiàn)澆和偏位現(xiàn)澆，后兩種箱梁現(xiàn)澆等強終張、壓漿后，箱梁要進行落梁或者橫移，難度比較大，一般適用于重量比較小的梁體支架施工，而且大部分為預(yù)制簡支梁改為現(xiàn)澆施工，梁端張拉互相頂位，必須錯位現(xiàn)澆。

1 工程概況及施工方案的選定

成都至都江堰鐵路工程32 m單線梁，梁頂寬7.15 m，梁底寬2.95 m，梁重424t，橋墩設(shè)計為禾形墩，墩頂寬3.1～3.4 m。本橋原按照制梁廠預(yù)制、架橋機架設(shè)的施工方法進行設(shè)計，因該線路位于半徑小于600 m的曲線上，無法采用架橋機架設(shè)而改為支架現(xiàn)澆施工方法進行設(shè)計。

由于左、右支線及聯(lián)絡(luò)線由多跨現(xiàn)澆梁及多聯(lián)連續(xù)梁組成，臨近連續(xù)梁處的簡支箱梁，預(yù)應(yīng)力無張拉操作空間，需采用高位制梁和偏位制梁以及落梁和橫移梁施工方案，而偏位制梁需橫移6 m距離，且同樣需要落梁施工工序，工程量較大，因此除特殊需要外，主要采用高位制梁后落梁的方案。

通常高位落梁有2種方案:一種是在梁體的每端梁底設(shè)前后兩排臨時落梁支墩，在其中一排落梁支墩上放置千斤頂，通過千斤頂將梁體頂起和下落，使梁體的重量在兩排落梁支墩上反復(fù)轉(zhuǎn)換，拆除落梁支墩上的落梁墊塊，實現(xiàn)落梁。另一種方案是在箱梁兩端拼裝門式支架，將制好的梁用千斤頂起頂后通過更換落梁吊桿上的螺母位置循環(huán)落梁。

根據(jù)施工布置，高位制梁時梁體抬高達2.5 m左右，且箱梁最大縱坡28.5‰，大噸位、大落距的落梁施工控制難度很大。通過前述兩種落梁施工方案的比選，第一種施工方案較經(jīng)濟，但因墩頂與梁底結(jié)構(gòu)尺寸較小，不具備安放落梁支墩的條件，且縱坡較大，對落梁支墩的穩(wěn)定性控制難度大。采用門式支架落梁，具有較高的安全性、可操作性。因此決定采用門式架高位落梁施工方案。

2 工程特點

(1)落梁的噸位大，箱梁重達424t;落梁高度達2.5 m，箱梁縱坡大，最大達28.5‰。如此大的落梁噸位和落梁高度，以及大縱坡的門式支架落梁，在國內(nèi)目前的施工中極為罕見。

(2)高位制梁完成后，需進行箱梁預(yù)應(yīng)力的張拉，導(dǎo)致箱梁起拱，對臨時支墩要求高，并且箱梁重量轉(zhuǎn)移至門式支架后，要求現(xiàn)澆支架及臨時支墩應(yīng)拆除方便。

(3)落梁施工過程中，需多次頂升、下落箱梁，如何確保施工安全和確保落梁過程中箱梁不發(fā)生開裂是本方案的難點。

3 落梁的支架結(jié)構(gòu)形式

3.1 臨時支墩

根據(jù)現(xiàn)場情況及施工方便的原則，現(xiàn)澆支架采用滿堂式鋼管腳手架，同時為避免箱梁預(yù)應(yīng)力張拉后，梁體起拱引起滿堂支架局部受力而被破壞，因此在梁端支座位置與墩頂墊石支架設(shè)計臨時支墩，支墩具有足夠的剛度、強度及穩(wěn)定性。通過計算分析，臨時支墩采用 603×12 mm螺旋鋼管，鋼管與墊石之間設(shè)置簡易錨固連接，便于梁體提起后易于拆除該臨時支墩。為確保臨時支墩的穩(wěn)定性，將臨時支墩與臨近箱梁之間設(shè)計附著連接(圖1)。

3.2 落梁支架

門式落梁支架主要由四部分組成，鋼管支墩、承重梁、分配梁及落梁系統(tǒng)。

3.2.1 鋼管支墩及基礎(chǔ)

落梁支架采用 603×12 mm螺旋鋼管做支墩，每支墩設(shè)置4根鋼管，橫縱向鋼管間距各1.0 m，鋼管之間設(shè)置連接系，鋼管支墩較高，在鋼管與墩身之間設(shè)置附著件，用于增加鋼管支墩的穩(wěn)定性。

支墩基礎(chǔ)采用鋼板擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)內(nèi)按構(gòu)造要求配置鋼筋，基礎(chǔ)與鋼管之間通過設(shè)置預(yù)埋鋼板，鋼管立柱與預(yù)埋鋼板通過焊縫連接，增加兩者之間的連接強度。

鋼管支墩施工時，務(wù)必確保鋼管的垂直度，通過計算分析，鋼管垂直度＜5‰且柱頂偏位＜10 cm。

3.2.2 承重梁

每個承重梁采用4HN800×300×14×26 mm型鋼，分為兩組，每組兩根型鋼中間設(shè)置一組吊點，型鋼之間設(shè)置連接板將其連接為整體，并且在型鋼局部受壓區(qū)域設(shè)置加勁板對其加強，防止出現(xiàn)局部破壞。

3.2.3 分配梁

分配梁采用2工56a組成，設(shè)置于與千斤頂上下兩層之間以及鋼管支墩頂部，用于平衡兩吊桿承受荷載及將上部荷載均勻的傳遞至每根鋼管上。

3.2.4 落梁系統(tǒng)

落梁系統(tǒng)主要由吊桿及千斤頂組成。

為確保結(jié)構(gòu)安全，按照最不利的情況通過計算分析選擇吊桿及千斤頂，吊桿采用 70 mm鋼桿，鋼材材質(zhì)采用20CrMnTi，并通過熱處理，使其強度大于850 MPa，單根吊桿承受200t荷載。吊桿長度，因落梁高度、承重梁以及分配梁等累計計算，需大于7.5 m。

千斤頂?shù)倪x擇，為確保單端落梁時，箱梁同步下落，因此千斤頂采用同步千斤頂。根據(jù)最不利情況，單個千斤頂承受箱梁1/2的荷載，即單個千斤頂承受424/2=212t，因此選用TYZF320/200千斤頂，其各項性能見表1。

表1 TYZF千斤頂性能參數(shù)表

4 落梁施工工藝

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工流程

4.1 施工準(zhǔn)備

(1)落梁前，對所有參加施工的人員進行技術(shù)交底及施工操作培訓(xùn)，并進行操作演練，特別是油泵操作人員應(yīng)熟悉油泵的性能和小流量進油和回油的控制方法，考核合格后，方可上崗。

(2)對千斤頂進行標(biāo)定，同時為確保梁端的雙頂單泵的同步性，在千斤頂使用前，應(yīng)進行游標(biāo)千斤頂?shù)男：耍瑢⒛ψ柘嘟?個千斤頂配對使用。

(3)檢查門式支架的安裝質(zhì)量，主要包括:鋼管立柱的垂直度，鋼管立柱的附著連接情況，鋼管法蘭盤的塞墊情況，纜風(fēng)的設(shè)置情況等。

(4)應(yīng)力監(jiān)控準(zhǔn)備，在門式支架受力集中、變形較大或受復(fù)雜應(yīng)力區(qū)域埋設(shè)振弦式傳感器，收集初始數(shù)據(jù)。

(5)測量監(jiān)控準(zhǔn)備，選定控制點，做測量的控制測量，滿足現(xiàn)場連續(xù)測量工作。

生9：因為∠PNM=∠PNA，∠NPM=∠NPA，所以△APN ∽△PMN；在做這道題的時候我覺得要會找相似的條件，那就是一要抓住相等的角，二要抓公共角，這樣就容易一些．

4.2 落梁施工

為檢驗結(jié)構(gòu)的安全性，在落梁施工前進行落梁試驗，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)與理論計算分析各數(shù)據(jù)比對，修正施工參數(shù)，確定結(jié)構(gòu)安全可靠性。待落梁試驗成功后方才進行落梁施工，落梁支架結(jié)構(gòu)見圖3落梁支架結(jié)構(gòu)圖。

(1)提升梁體，鎖緊頂部螺母，拆除梁體現(xiàn)澆支架及臨時支墩

開啟千斤頂提升箱梁，隨即鎖緊螺母1、螺母2，開始拆除梁體現(xiàn)澆支架及臨時支墩。

在提梁準(zhǔn)備就緒后，向一端的兩臺千斤頂緩慢供油，油壓表不應(yīng)大于5 MPa/min，油泵司機應(yīng)隨時注意油表變化，待千斤頂將梁體稍稍頂離支架時，即時鎖死油閥及吊桿上螺母，每根吊桿上兩層墊梁上均設(shè)置雙層螺母。提升箱梁時，先旋緊頂部螺母1，再開啟油泵提升箱梁，稍稍提升后，隨即旋緊的下面一層的螺母2。

(2)支座安裝

在梁體即將就位時，應(yīng)仔細復(fù)核梁體縱向、橫向位置偏差，隨即安裝支座。安裝時，應(yīng)進行標(biāo)高和跨度測量，確保各支座均滿足施工規(guī)范要求，同時應(yīng)保證橋墩錨栓孔的定位準(zhǔn)確，支座安裝完畢后開始落梁，直到支座完全落到墊石上為止。最后進行灌漿等處理工作。

圖3 落梁支架結(jié)構(gòu)

(3)梁體高差調(diào)整

落梁提升前檢查梁底平面、標(biāo)高以及吊桿長度，先利用千斤頂預(yù)緊吊桿，在緩慢提升梁體。在落梁前再次復(fù)核梁體平面，同一墩頂上梁底標(biāo)高差異不大于5 mm，千斤頂徐徐回油，回油速度保持與供油速度一致。在一端的梁體下落過程中不斷的調(diào)整下層螺母，向上旋轉(zhuǎn)，時刻保持螺母和橫梁高差縫隙小于20 mm，至到該端梁體落量為40 mm，即完成首次落梁。

(4)落梁

在首次落梁高差調(diào)整完畢后，即可進行正常落梁循環(huán)，為保證梁體在下落過程中的安全，在梁體下落時應(yīng)分若干步進行，以40 mm為一小步為宜，待該段拆除一層鋼墊板下落完成后再在另一端進行同樣工作，至到該端下落40 mm時，再重新回到開始進行的那一端，下落40 mm落至鋼墊板上依次循環(huán)操作，以后每端下落高度為40 mm，保證梁體高差小于40 mm。

(5)倒頂

在按照上述落梁方法落梁，至千斤頂用完一個行程時，需要對千斤頂?shù)鬼敚┕で皯?yīng)準(zhǔn)確測量千斤頂?shù)纳扉L量，當(dāng)千斤頂一個行程將用完時，準(zhǔn)確測量梁底標(biāo)高，并利用千斤頂調(diào)平梁體，調(diào)平后，旋緊下層螺母2，松開上層螺母1，使千斤頂進油伸長活塞，并移動上部墊梁，完成千斤頂?shù)牡鬼敼ぷ鳎俅温淞呵?，先稍稍提升梁體。此時應(yīng)注意調(diào)整千斤頂上部墊梁標(biāo)高，確保提升梁體后，箱梁底面在同一標(biāo)高上。

(6)縱坡調(diào)整

因橫移的箱梁采用水平制梁，而最大縱坡約90 cm，此類梁落梁時，先按上述步驟落梁，在高墩處的支座錨栓孔應(yīng)做縱向放大處理，并在支座距離墊石5 cm時，對高墩一端的吊桿進行鎖定，并在箱梁端設(shè)置反拉措施，將箱梁與已完成箱梁設(shè)置拉索限制箱梁縱向移動;隨即開始對矮墩處箱梁進行逐步落梁，落梁操作按前述步驟進行，落梁過程中應(yīng)加強對箱梁縱向移動的觀測，注意對反拉索的調(diào)整。

4.3 高位落梁的安全保障措施

4.3.1 技術(shù)上的保障措施

(1)落梁主要受力構(gòu)件，如鋼管支墩、承重梁、分配梁、落梁系統(tǒng)以及橋梁基礎(chǔ)，按照落梁過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載(包括沖擊荷載)進行檢算并留一定的安全儲備。落梁的設(shè)備千斤頂按照施工過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載選型，確保施工安全。

(2)在每個千斤頂上增設(shè)截止閥和油泵上的截止閥對千斤頂形成雙控。頂升梁體時，要求千斤頂?shù)男谐滩荒艹^有效行程的80%。

(3)落梁采用的門式支架，必須確保墩頂錨固螺栓的錨固質(zhì)量，設(shè)專人負責(zé)檢查驗收。墩頂上鋼支撐與已澆梁段的水平連接，要認真焊接，確保質(zhì)量，設(shè)專人負責(zé)檢查驗收。

(4)在梁體支座附近的腹板上設(shè)有2個觀測點，由專人負責(zé)對落梁的整個過程進行觀測，將梁體的下落量控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)，確保梁體不發(fā)生側(cè)扭、開裂;并觀察支墩與橋臺基礎(chǔ)的變位情況。

(5)為防止出現(xiàn)梁端2個落梁千斤頂?shù)牟煌皆斐闪后w的偏載，除采取雙頂單泵、千斤頂間設(shè)有三通管從設(shè)備上進行控制外，還在梁底設(shè)有測點，由專人觀測落梁過程中梁體兩側(cè)底板的下落情況，以及在落梁過程中，隨時通報兩側(cè)的下落量，確保兩側(cè)梁底的下落量控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)。

(6)落梁過程中，需反復(fù)的松開和移動下層錨具螺母，每次松開的高度不得超過2 cm。

(7)橫移、落梁作業(yè)必須在無雨和無大風(fēng)的白天進行，嚴禁在惡劣天氣和晚間進行。

4.3.2 施工組織上的保障措施

(1)落梁操作由專人統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)后上崗，每道工序由專人負責(zé)操作。

(2)所有施工作業(yè)人員必須經(jīng)過崗前培訓(xùn)，了解操作規(guī)程及應(yīng)注意的安全事項，否則不允許進行任何操作。

(3)落梁的設(shè)備如千斤頂、油表和油泵等，應(yīng)有專人保管，定期校核，施工前，由技術(shù)人員清點落梁所需的各種鋼板和墊塊等的準(zhǔn)備情況。

(4)現(xiàn)場施工必須嚴格執(zhí)行各項安全規(guī)章制度，施工現(xiàn)場配備專職安全員，負責(zé)現(xiàn)場所有安全工作，要求施工人員進入工地必須佩戴安全帽、系安全繩，嚴禁違章作業(yè)。

(5)現(xiàn)場進行作業(yè)時必須有專人指揮，在各墩臺作業(yè)人 員、操作司機及指揮人員之間配備對講機，統(tǒng)一指揮信號，各崗位人員分工明確，工作協(xié)調(diào)。

(6)測量人員和油泵司機要隨時通報各部的數(shù)據(jù)變化情況，確保在施工過程中的安全穩(wěn)定性。

(7)在梁體一端頂起后，先持荷3～5 min，鎖死閥門后，作業(yè)人員方可進入梁底進行拆除鋼墊作業(yè)。

(8)在落梁施工過程中，落梁體系在受力狀態(tài)下，要隨時檢查支撐架的穩(wěn)定情況，以及連接角鋼螺栓的緊固情況。

(9)由專人負責(zé)落梁過程中橋下的安全，在橫移、落梁施工過程中，嚴禁無關(guān)人員在橋下作業(yè)。

5 結(jié)束語

高位落梁施工被認為是危險性較大的施工方法，對落梁的每一施工環(huán)節(jié)都應(yīng)充分考慮清楚并制定相應(yīng)的對策。高位制、落梁施工中所采用的關(guān)鍵設(shè)備如現(xiàn)澆支架、落梁支墩、落梁千斤頂、承重梁等應(yīng)根據(jù)落梁過程中的最不利荷載組合進行設(shè)計。落梁工藝以及落梁過程中的安全保障措施，是施工方案成敗的關(guān)鍵點，應(yīng)認真組織施工人員，精心設(shè)計，充分考慮橋位處的交通、環(huán)境以及施工設(shè)備等因素。

門式支架落梁施工，具有支架簡單、易操作，機動性強、占地面積小、不用預(yù)制臺座及存梁道、能以更快的速度投入生產(chǎn)等特點，且后期不需要架梁設(shè)備。通過我項目部快速、優(yōu)質(zhì)、安全地完成多片箱梁的高位制梁、落梁施工，積累了較豐富的施工經(jīng)驗，收集大量的施工參數(shù)，已在類似工程施工中成功使用。