鐵路橋梁懸灌梁0號(hào)段底托架施工新技術(shù)研究

邱永軍

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概況

新建鐵路連云港至鎮(zhèn)江線漣水特大橋（D K46+383.2～D K82+144.015）于 D K66+268處跨公興河。（40+64+40）m連續(xù)梁0#塊長(zhǎng)度為8m，墩中心線處梁高為5.232 m，混凝土總方量為177.93 m3。鋼管支架采用φ509鋼管，壁厚0.8 cm，斜撐采用14型鋼，底模采用1.5 cm竹膠板，小肋采用10 cm×10 cm方木，大肋采用I25。底模調(diào)整采用鋼楔塊與砂箱結(jié)合的方式。底模排架與橫向分配梁之間進(jìn)行點(diǎn)焊固定。0#塊底部防護(hù)欄依靠縱向分配梁伸出1.5 m，水平和橫向焊接腳手架鋼管作為底模施工平臺(tái)。翼板位置施工平臺(tái)采用[8型鋼做成三角形支架，安裝于翼板桁架位置，間距為1.9 m，護(hù)欄采用腳手架鋼管焊接，跳板采用通長(zhǎng)木跳板?，F(xiàn)以該工程為例，對(duì)鐵路橋梁懸灌梁0號(hào)段底托架施工技術(shù)進(jìn)行分析和探討。

2 懸灌梁托架體系結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在現(xiàn)澆梁的眾多類型中，懸灌梁屬于其中一種，在鐵路橋梁施工中應(yīng)用較廣泛。橋梁懸灌梁的澆注區(qū)域一般分為兩種類型：一種是在橋墩上澆注的懸灌梁，由于缺乏大的架橋機(jī)，大型橋梁的懸灌梁只能澆注在橋墩上；另一種是在施工現(xiàn)場(chǎng)的地面進(jìn)行澆注，完成后借助架橋機(jī)將懸灌梁舉升到橋墩上，這種情況適用于中型橋梁。對(duì)這兩種類型進(jìn)行分析可知，在地面上進(jìn)行澆注的是在水泥的強(qiáng)度已達(dá)到要求后再讓其承受梁的重力，強(qiáng)度高且不易變形。懸灌梁托架體系則是在澆注水泥的強(qiáng)度還未達(dá)到要求時(shí)就需承受梁的重量，若設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)降低懸灌梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而通過(guò)托架結(jié)構(gòu)的有效設(shè)置可承擔(dān)一部分外力，起到加固的目的[1]。因此，托架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)顯得尤為關(guān)鍵。在進(jìn)行托架構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注以下方面：確保兩個(gè)掛籃設(shè)置在主桁梁兩邊對(duì)應(yīng)的區(qū)域；為了提高主桁梁的穩(wěn)定性，可使用螺紋鋼對(duì)掛籃主桁梁進(jìn)行加固處理，可在掛籃的前端串入一個(gè)拉桿，拉桿的一端固定在液壓千斤頂上，另一端用螺紋鋼進(jìn)行鎖定；根據(jù)掛籃主桁梁荷載力的1.2倍進(jìn)行檢測(cè)，看其是否滿足相關(guān)強(qiáng)度要求；待滿足掛籃荷載力的要求后，停止檢測(cè)工作1 h后，再逐級(jí)卸載；施工人員需對(duì)掛籃的所有部件、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全面的檢查，對(duì)不合格部位進(jìn)行更換或改進(jìn)，提高施工效率；試驗(yàn)中各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求后安裝懸灌梁托架體系。

3 懸灌梁托架施工技術(shù)

3.1 預(yù)埋件施工

承臺(tái)施工前，施工人員應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行細(xì)致、全面分析，明確鋼板預(yù)埋的具體位置。對(duì)鋼板的尺寸做出了嚴(yán)格的界定，為75 cm×75 cm×1.5 cm鋼板，在鋼板的底部還應(yīng)焊接12根型號(hào)為φ16的鋼筋，鋼筋深入承臺(tái)的深度應(yīng)在50 cm以上。焊縫長(zhǎng)度應(yīng)＞16 cm，焊縫高度控制在6 mm以上。

3.2 鋼管立柱制作、安裝

鋼板與鋼管之間主要采取焊接的方式進(jìn)行處理，對(duì)焊縫部位可使用15 cm×10 cm×1 cm鋼板進(jìn)行加焊，每個(gè)接頭加焊4個(gè)。為確保焊接工作順利開展，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)完成鋼管的焊接與立柱拼裝工作。每個(gè)區(qū)域的鋼管樁高度主要取決于梁底板與基礎(chǔ)頂標(biāo)高。此外，鋼管之間應(yīng)焊接牢固，且在鋼管柱連接時(shí)，管壁要處于同一軸線上。

在現(xiàn)場(chǎng)完成鋼管柱拼接工作后，可借助汽車安裝立柱。焊接時(shí)，施工人員對(duì)鋼管立柱的垂直度進(jìn)行必要的調(diào)整，將誤差控制在0.1%以內(nèi)。待每排鋼管立柱的安裝工作結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固，可將槽鋼焊接在鋼管立柱之間，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.3 落梁砂箱制作、安裝

與鋼管工藝施工流程相類似，砂箱制作與安裝工作也應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求有序開展。首先，準(zhǔn)備砂箱制作所需要的各種材料，比如：直徑為Ф508mm、Ф470 mm的鋼管；其次，按照砂筒筒體高度與設(shè)計(jì)安裝高度計(jì)算出砂筒內(nèi)裝入標(biāo)準(zhǔn)砂的實(shí)際高度；最后，進(jìn)行裝砂作業(yè)，可采取人工分層的方式進(jìn)行夯實(shí)處理，以提高其穩(wěn)定性。應(yīng)采取焊接的方式將砂箱與鋼管柱進(jìn)行有效連接[2]。為了避免砂箱松動(dòng)，可借助三角固定板加以固定。圖1所示為砂箱安裝示意圖。

圖1 砂箱安裝示意圖

3.4 安裝分配梁

在落梁砂箱上應(yīng)安裝2I32工字鋼作橫向傳力分配梁。而將縱向分配梁I25置于橫向傳力分配梁之上。為了避免工字鋼來(lái)回移動(dòng)，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可在砂箱頂兩側(cè)設(shè)置10 cm×5 cm×1 cm的鋼板擋塊，將其與工字鋼焊接在一起。在雙拼工字鋼頂面和底面均應(yīng)設(shè)置10 cm×5 cm×1 cm鋼板

圖2 分配梁安裝示意圖（單位：cm）

3.5 托架安裝

（1）在進(jìn)行托架安裝前，施工人員應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深入分析，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求進(jìn)行合理的施工。在施工中，如某一部位需臨時(shí)進(jìn)行焊接也要根據(jù)要求進(jìn)行科學(xué)操作，確保焊接的可靠性。托架頂部還應(yīng)安裝相關(guān)防護(hù)措施，比如：欄桿、梯子等。在日常使用中，工作人員還應(yīng)對(duì)托架結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)在第一時(shí)間進(jìn)行加固，以避免不安全事故的發(fā)生。

（2）在進(jìn)行桿件的拼裝作業(yè)中，工作人員應(yīng)盡量避免在桿件上行走。如若施工所需，可選擇以騎馬式雙手扶桿的方式通過(guò)，以確保人員的安全。此外，在作業(yè)中所有的工作人員都應(yīng)佩戴安全帽，系安全帶，將安全意識(shí)常記心間，嚴(yán)格規(guī)范自身的行為，保障施工的順利實(shí)施。

（3）施工人員事先需將腳手架、梯子等材料準(zhǔn)備到位后再進(jìn)行桿件拼裝工作。首先，將桿件提升一定的高度，確保無(wú)異常現(xiàn)象發(fā)生的基礎(chǔ)上再繼續(xù)進(jìn)行起吊；其次，裝拆腳手架、擰緊螺栓；最后，拼裝用的腳手板必須固定牢靠。使用撬杠找到拼裝對(duì)孔位置后，將桿件插入其中，絕不能用手指直接深入孔內(nèi)。此外，為了安全起見(jiàn)，拼裝中所使用到的各種工具應(yīng)放置在固定的區(qū)域，不得隨意拋擲。

（4）將在地面上所拼裝好的桿件吊裝到固定的位置。在吊裝過(guò)程中，必須指派專人負(fù)責(zé)，其他人員應(yīng)遠(yuǎn)離，待桿件到達(dá)指定區(qū)域、支墊平穩(wěn)后方可放下。

（5）在頂部型鋼構(gòu)件的吊裝過(guò)程中，施工人員必須明確吊桿件的中心位置。起吊時(shí)，應(yīng)將重心位置捆綁牢固，避免不安全事故的發(fā)生，以提高施工效率[4]。

（6）將梁板底模上的支墊放置在平穩(wěn)的工作面后再進(jìn)行托架壓重工作。施工人員應(yīng)對(duì)托架結(jié)構(gòu)面進(jìn)行檢查，在確保無(wú)誤后進(jìn)行壓重。壓重時(shí)，不能一次性施加力，而應(yīng)采取分級(jí)施加的方式，使托架結(jié)構(gòu)受力均勻。每一級(jí)施加沙袋完成后，應(yīng)請(qǐng)技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)。滿足要求后，才能繼續(xù)投放沙袋，直至達(dá)到托架結(jié)構(gòu)的承載力要求。

（7）在吊運(yùn)重物時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照安全操作流程進(jìn)行科學(xué)操作，提高施工的安全性。

3.6 施工過(guò)程注意事項(xiàng)

考慮到0號(hào)段底板為圓弧狀的結(jié)構(gòu)，受力不均勻，因此需將砂箱與橫向分配梁進(jìn)行有效焊接。對(duì)縱向分配梁與橫向由分配梁之間存在的縫隙，需使用木楔進(jìn)行填充，提高整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

4 托架壓載與驗(yàn)收

4.1 試壓依據(jù)

在托架試壓中，應(yīng)按照如下要求進(jìn)行合理操作：根據(jù)托架設(shè)計(jì)拼裝圖的要求并結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行試壓工作；采用單片預(yù)壓的方式進(jìn)行試壓；預(yù)壓方法的選擇可借鑒一些成功項(xiàng)目的實(shí)施方案，有針對(duì)性地加以選擇，合理應(yīng)用。

4.2 試壓情況

結(jié)合0號(hào)梁端作用在托架上結(jié)構(gòu)混凝土重與施工荷載力之和，采取三級(jí)加載的方式進(jìn)行試壓。各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)如下：加載系數(shù)取1.25為宜，單片托架加荷載為31.2 t。

4.3 試壓數(shù)據(jù)

（1）撓度：撓度觀測(cè)也應(yīng)貫穿于每級(jí)荷載的加載前后。撓度觀測(cè)的參照值如下：水平桿的允許最大撓度為6.5 mm，最大設(shè)計(jì)撓度為1.9 mm，而實(shí)際觀測(cè)中所得出的最大撓度值為3.0 mm。

（2）強(qiáng)度：每級(jí)荷載在加載前后都需要檢測(cè)應(yīng)力強(qiáng)度變化。托架的最大壓應(yīng)力為76.9 MPa，最大拉應(yīng)力為173.8 MPa；最大剪應(yīng)力為48.6 MPa。

（3）穩(wěn)定性觀察：對(duì)一些關(guān)鍵部位進(jìn)行長(zhǎng)期觀察得知結(jié)構(gòu)體系無(wú)變形等異?，F(xiàn)象發(fā)生。

5 施工過(guò)程注意事項(xiàng)

因?yàn)?#塊底板采用半徑為195 m的圓弧，變化比較大，橫向分配量2I32、立柱、砂箱之間要焊接牢固，避免受力過(guò)大出現(xiàn)位移或傾斜，如果橫向分配梁和縱向分配梁之間不夠密貼，需要增設(shè)木楔或鋼板，避免受力不均勻?qū)е聶M向分配梁受力集中。在橫向分配梁砂箱位置要焊接厚度為1 cm的鋼板，并施做加勁板[5]，見(jiàn)圖3所示。

圖3 增設(shè)加勁板示意圖（單位：cm）

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)鐵路橋梁懸灌梁底托架的施工進(jìn)行分析和探討，保證了橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和施工安全。在實(shí)際施工時(shí)，嚴(yán)格按照方案策劃、認(rèn)真檢算、指導(dǎo)施工、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基本原則和基本思路，順利解決了橋梁懸灌梁的技術(shù)難題，且在施工過(guò)程中還對(duì)施工荷載、沖擊荷載、撓度變形、風(fēng)荷載等因素進(jìn)行了充分的考慮，保證項(xiàng)目滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

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