鐵路多線梁避免架梁橫移梁施工的方案優(yōu)化

相浩義

摘要：川南城際鐵路CN-1標(biāo)架梁區(qū)段包括白馬西站特大橋，孔跨布置為19×32+（4×33）m道岔連續(xù)梁+（32+3×48+32）m連續(xù)梁，0#～19#跨為四線雙幅箱梁結(jié)構(gòu)。由于特殊孔跨原因，梁頂截面尺寸不一致，道岔梁為6.05m～9.175m漸變尺寸，與之相接的預(yù)制箱梁無法按照常規(guī)施工方法進(jìn)行架設(shè)，需要進(jìn)行橫移梁施工。需增加臨時(shí)支墩或加長加寬墩柱尺寸、增加橫移裝置和橫移施工費(fèi)用。安全風(fēng)險(xiǎn)大、施工周期長、措施施工費(fèi)用多，梁場通過方案優(yōu)化變更施工方案降低了安全風(fēng)險(xiǎn)、縮短施工周期，大大降低了施工措施費(fèi)用。

Abstract： The CN-1 frame beam section of Chuannan intercity railway includes the Baima West Station Super Bridge， and the hole span is arranged as 19 × 32 + （4 × 33） m turnout continuous beams + （32 + 3 × 48 + 32） m continuous beam， 0 # ～ 19 # span is a four-line double-width box girder structure. Due to the special hole span， the cross-section dimensions of the top of the beam are inconsistent. The turnout beam has a gradient size of 6.05m to 9.175m. The prefabricated box beam connected to it cannot be erected in accordance with conventional construction methods and requires transversal beam construction. It is necessary to increase the size of temporary support pier or lengthen and widen the pier column， increase the traverse device and traverse construction costs. The safety risks are large， the construction period is long， and the measures are costly. The beam site has optimized the construction plan to reduce the safety risk， shorten the construction period， and greatly reduce the cost of construction measures.

關(guān)鍵詞：預(yù)制箱梁;橫移;支架現(xiàn)澆;連續(xù)梁;成本;安全

1? 工程概況

梁場IDK23+400位于白馬西站特大橋IDK20+393.5的大里程側(cè)，架梁順序?yàn)榉聪蚣芰海磸拇罄锍滔蛐±锍碳茉O(shè)。運(yùn)梁車駝運(yùn)架橋機(jī)先經(jīng)過（32+3×48+32）m連續(xù)梁，然后經(jīng)過（4×33）m道岔連續(xù)梁，然后架橋機(jī)下馬開始架梁作業(yè)。

0#～19#跨為四線雙幅箱梁結(jié)構(gòu)，梁面總寬度23.3m，道岔梁總寬度為18.45m～12.2m。因?yàn)榈啦砹毫好鎸挾葹闈u變寬度，且寬度不足;架橋機(jī)無法按照按照常規(guī)箱梁架設(shè)進(jìn)行施工，架橋機(jī)個(gè)別部位會(huì)懸空。因此需先將單幅箱梁架設(shè)至中部-橫移出去-另外單幅箱梁架設(shè)至中部-橫移-原單幅箱梁橫移回來，每跨2片箱梁橫移3次，共影響3跨6片箱梁，共需橫移9次。結(jié)構(gòu)布置如圖：

2? 施工設(shè)備及工況簡介

本次施工采用秦皇島天業(yè)通聯(lián)TTSJ900t型隧道內(nèi)外通用架橋機(jī)，運(yùn)梁、架橋機(jī)馱運(yùn)為配套型TTSJ900t矮式運(yùn)梁車。架橋機(jī)橋間轉(zhuǎn)移采用運(yùn)梁車馱運(yùn)方式、過孔采用自行式過孔、架梁采用運(yùn)梁車喂梁（架橋機(jī)后支腿支撐于運(yùn)梁車尾部）雙點(diǎn)抬吊型式，設(shè)備各工況的具體操作方式見說明書。

2.1 架橋機(jī)設(shè)備參數(shù)（圖2）

2.2 架橋機(jī)過孔

過孔時(shí)以前支腿滾輪為支點(diǎn)，主梁及后行走臺(tái)車前移，隨著主梁縱移后行走支腿輪壓逐漸減小，故此需檢算不同梁型截面變化處頂板受力。

2.3 運(yùn)梁車馱梁

運(yùn)梁車運(yùn)梁時(shí)需通過32+3×48+32m連續(xù)梁、4×33m岔道連續(xù)梁以及32m混凝土預(yù)制梁，尤其是通過不同梁型時(shí)截面變換處由于腹板位置的突然轉(zhuǎn)變（19-23#墩、19# 墩處及梁體面），而運(yùn)梁車為漸變式轉(zhuǎn)換方式（曲線運(yùn)行），所以此位置對(duì)不同梁型斷面產(chǎn)生較大影響，需根據(jù)運(yùn)、架設(shè)備各工況進(jìn)行詳細(xì)檢算，方可操作。

運(yùn)行過程中各工況都要對(duì)架橋機(jī)、運(yùn)梁車每一步進(jìn)行復(fù)雜的工況受力分析。過程復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

3? 橫移方案施工

簡支梁架設(shè)時(shí)雙幅砼梁均須采用橫移方式就位（按照架設(shè)時(shí)第一片梁側(cè)）。

3.1 橫移裝置

橫移裝置由滑道、兩端頂推油缸、滑座、泵站、落梁千斤頂?shù)冉M成;滑座與滑道接觸面采用聚合高分子耐磨材料+不銹鋼板組成。

3.2 橫移工況

橫移裝置安裝方式：橫移裝置放置在墊石上。

為滿足落梁要求墩臺(tái)一側(cè)須在原基礎(chǔ)上加長（以架設(shè)首片梁側(cè)為基準(zhǔn)）7m。橫移裝置放置在墊石上，滑道下方須增加墊墩作為支撐點(diǎn)，并根據(jù)墊石高度找平，防止滑道變形，支撐點(diǎn)間距600-800mm。落梁千斤頂放置在滑道外側(cè)（墩臺(tái)邊緣側(cè)），并周邊設(shè)置護(hù)欄裝置，便于操作并保證安全。

以首跨架設(shè)（18#-19#梁）橫移為例：

①架橋機(jī)至架梁工況，前、后墩臺(tái)（18#、19#）安裝橫移裝置，橫移裝置放置在墊石上，并根據(jù)墊石高度找平。落梁千斤頂放置在滑道外側(cè)（墩臺(tái)邊緣側(cè)）。架橋機(jī)吊首片梁于橫移裝置上（圖3）。

②通過橫移油缸配合共同推拉砼梁，每次推拉0.8m，使砼梁向一側(cè)橫移12m（中心距為準(zhǔn)），以保證第二片梁吊裝不干涉，并穩(wěn)固好。

③吊裝第二片梁至橫移裝置上，并橫移就位（橫移6m），橫移方式同首片梁（圖4、圖5）。

④首片梁再次橫移，就位（圖6）。

⑤落梁：

由于橫移裝置放置在墊石上，現(xiàn)有落梁千斤頂不滿足直接落梁要求，須至少增加一套千斤頂和若干墊片，與現(xiàn)有落梁千斤頂配合落梁。

⑥拆除橫移裝置，安裝在下一墩臺(tái)：

采用吊車從一側(cè)分節(jié)段抽出、吊卸橫移裝置，然后吊裝到下一墩臺(tái)重新組裝。

綜上所述，橫移裝置放置在墊石上。根據(jù)現(xiàn)有工況，須解決以下問題：

1）墩臺(tái)一側(cè)須在原基礎(chǔ)上加長（以架設(shè)首片梁側(cè)為基準(zhǔn)）7m;

2）墩臺(tái)周邊須設(shè)置護(hù)欄裝置，便于操作并保證安全;

3）落梁至墊石上時(shí)，須至少增加一套千斤頂和若干墊片，與現(xiàn)有落梁千斤頂配合落梁;

4）18#墩臺(tái)（包括16#、17#墩臺(tái)）為左幅、右幅設(shè)置，最小間隙4400mm，無法放置墊墩支撐滑道。

3.3 控制難點(diǎn)

①橫移裝置安裝精度要求高，安裝時(shí)須與墩臺(tái)固定，可下預(yù)埋件;且須保證滑道的平整度。②由于砼預(yù)制梁落在橫移裝置上后只能橫向調(diào)整，不能縱向調(diào)整，所以落梁時(shí)要求定位準(zhǔn)確，并且必須保證頂推砼預(yù)制梁時(shí)直線度，不能頂偏。③橫移裝置拆除時(shí)，需要吊車配合，從一側(cè)分節(jié)段抽出、吊卸，轉(zhuǎn)移到下一墩臺(tái)重新組裝。④操作空間小，操作復(fù)雜且難度大，風(fēng)險(xiǎn)性高。

4? 工程量及費(fèi)用

采用上述方式橫移架梁，我梁場及線下分部在施工中增加下列施工工作及相應(yīng)費(fèi)用：

線下分部結(jié)構(gòu)增加：16#～19#墩應(yīng)在墩身一側(cè)增加7m寬輔助支墩，墩身高度與原墩身等高，新增工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)列于表1。

線下分部工程數(shù)量變更：16～18#墩原為2個(gè)橫向并列分離式墩，考慮架橋機(jī)架設(shè)該處箱梁時(shí)，支腿支撐及橫移裝置安置情況，需將分離式墩身合并為一個(gè)整體式墩身，高度與原墩身等高，新增工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)列于表2。

根據(jù)上述新增工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)，線下分部新增工程費(fèi)用（表3）。

①梁場架梁橫移施工工程費(fèi)用統(tǒng)計(jì)（表4）。

以上費(fèi)用包含：操作橫移人員：12人，按照每孔15-18天架設(shè)完成計(jì)算，以及橫移裝置拆解、吊裝、倒運(yùn)等費(fèi)用。

②道岔梁與預(yù)制梁相接處為了保護(hù)梁體翼緣板不受損壞，需用28#工字鋼墊高梁面，分配翼緣板集中受力，滿鋪3跨、間距30cm、上鋪20mm鋼板、兩邊順坡，大體估算費(fèi)用為86萬元。

③橫移設(shè)備、材料可以進(jìn)行轉(zhuǎn)場利用，考慮綜合折算費(fèi)用0.5。則橫移施工措施費(fèi)用為：298+0.5×354+0.5×86=518萬元。

5? 優(yōu)化方案

由于設(shè)計(jì)、業(yè)主等原因，白馬西站特大橋箱梁架設(shè)都為常規(guī)架設(shè)固定綜合單價(jià)，約為10萬元/片，相關(guān)措施費(fèi)用考慮很少。而據(jù)以上橫移梁方案分析：措施費(fèi)用巨大、施工周期長、安全風(fēng)險(xiǎn)極高，梁場難以承受。梁場與線下分部通過與業(yè)主、設(shè)計(jì)方溝通，在公司領(lǐng)導(dǎo)的大力幫助和指導(dǎo)下，提出優(yōu)化方案：將白馬西站特大橋16#～19# 3跨6片預(yù)制箱梁變更為支架現(xiàn)澆箱梁。并且順利完成了變更手續(xù)。

6? 支架現(xiàn)澆施工方案

6.1 工程概況

白馬西站多線特大橋位于白馬西車站范圍內(nèi)。本橋第1～23孔四線鐵路部分采用雙線梁并置方式布置，3線與I線并修、II線與4線并修，中間設(shè)置10cm施工縫。其中第17～19孔為兩幅并行的雙線32m簡支箱梁，受架梁影響采用支架現(xiàn)澆施工，墩臺(tái)基礎(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)，墩身為圓端型實(shí)體橋墩。

本橋第16～19孔采用兩聯(lián)單箱單室簡支箱梁左右兩幅對(duì)稱布置，兩片箱梁橫向無連接，兩片箱梁翼板間距10cm。梁體截面類型為單箱單室簡支箱梁，單孔梁全長32.6m，計(jì)算跨度31.1m，跨中梁高2.8m（未含泄水坡），梁端梁高3.05m（未含泄水坡），單片箱梁頂寬為12.05m，橫向支座中心距為5.0m。梁體采用C50混凝土澆注，設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力體系。

6.2 總體施工方案

本橋第16～19孔現(xiàn)澆簡支梁采用鋼管柱貝雷梁支架現(xiàn)澆施工，每幅梁體采用3排鋼管柱進(jìn)行支撐，兩端立柱支撐于承臺(tái)上，中間支撐柱設(shè)置灌注樁基礎(chǔ)。混凝土澆筑前對(duì)支架進(jìn)行不小于梁體自重120%的荷載預(yù)壓，以消除支架的非彈性變形。模板采用竹膠板及方木進(jìn)行組拼，鋼筋在鋼筋加工場集中制作完畢后運(yùn)送到施工現(xiàn)場，利用吊車吊放到箱梁模板內(nèi)，再人工進(jìn)行現(xiàn)場綁扎。梁體混凝土采用泵送入模，一次澆筑成形。

6.3 支架搭設(shè)

支架設(shè)計(jì)為鋼管柱+貝雷梁梁柱式支架，搭設(shè)鋼管柱+貝雷梁結(jié)構(gòu)作為施工平臺(tái)，縱向梁跨設(shè)置為8.54+12.0+7.77m，保證跨中鋼管柱支撐點(diǎn)位置均位于貝雷梁結(jié)點(diǎn)處，對(duì)難以實(shí)現(xiàn)的近墩身鋼管柱位置采用[10槽鋼豎桿加強(qiáng)。

每跨梁體沿縱向采用4排Φ630×10mm鋼管柱進(jìn)行支撐，每單幅每排橫向設(shè)置3根支撐柱，兩端立柱支撐于承臺(tái)上，中間支撐柱設(shè)置混凝土灌注樁基礎(chǔ)，每排樁基礎(chǔ)頂部采用高0.5m的系梁進(jìn)行橫向連接?？缰?排鋼管柱頂設(shè)置三拼I56b主橫梁，近墩身鋼管柱頂設(shè)置雙拼I45b主橫梁，主橫梁上布置321貝雷片作為縱向分配梁，縱向分配梁上布置I16b橫向底模分配梁，橫向底模分配梁上布置方木+竹膠板底模和側(cè)模系統(tǒng)。貝雷桁架梁與墩身間缺口處采用I20工字鋼或[20槽鋼搭接過渡，一端搭接在貝雷梁上，另一端搭在墩帽上。墩帽頂翼緣板部分采用2片貝雷梁連接過渡。