鐵路多孔簡支箱梁支架現(xiàn)澆法快速施工技術(shù)

江峰

【摘? 要】本文介紹了一種鐵路橋梁工程簡支箱梁支架現(xiàn)澆快速施工方法，通過優(yōu)化梁柱式支架結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)新型貝雷梁整體落架工藝，減少了人力、材料投入，提高了施工效率。

【關(guān)鍵詞】簡支箱梁;支架現(xiàn)澆;整體落架;快速施工

近年來，隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁工程施工工藝越來越成熟，目前24m、32m等標(biāo)準(zhǔn)跨徑箱梁建設(shè)主要采用預(yù)制架設(shè)的工藝;對于因跨越特殊地形的非標(biāo)跨徑簡支箱梁施工，大多采用支架現(xiàn)澆施工的方法，其具有施工方便、技術(shù)簡單、適用性廣、無需預(yù)制場地和大型吊裝架梁機(jī)械等的優(yōu)點(diǎn)。但在支架現(xiàn)澆施工過程中通常存在現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)方案復(fù)雜、施工材料浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象，尤其是對于孔跨數(shù)量較多的現(xiàn)澆梁支架施工，每跨支架安裝、拆除耗時(shí)長工期難以保證，人工、材料投入多造成成本增加，因此掌握并優(yōu)化現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)，提高支架現(xiàn)澆施工工效顯得極其重要。

1.工程概況

某鐵路刁口河特大橋橫跨河口區(qū)黃河故道，橋梁全長12443米，全橋共282孔，其中91#-173#墩和184#-207#墩位于黃河古道內(nèi)，由于黃委會防洪管理要求，需盡量減少水中墩數(shù)量，因此該處105孔梁均設(shè)計(jì)為48m簡支箱梁，簡支箱梁原計(jì)劃采用節(jié)段預(yù)制現(xiàn)場拼裝方式進(jìn)行施工，一方面考慮節(jié)段梁成本較高，另一方面橋位處黃河古道已基本無水具備支架搭設(shè)條件，因此將此處簡支梁變更優(yōu)化為支架現(xiàn)澆施工。

2.施工優(yōu)化思路

該橋梁48m簡支梁數(shù)量多、工期緊，計(jì)劃的支架現(xiàn)澆施工中存在勞力資源投入多、周轉(zhuǎn)材料浪費(fèi)、安全風(fēng)險(xiǎn)性高等潛在難題，有必要對其施工過程進(jìn)一步優(yōu)化。項(xiàng)目施工過程中，承建單位通過提前對鋼管柱+貝雷梁支架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了材料投入;同時(shí)對支架搭設(shè)拆除過程進(jìn)行創(chuàng)新研究，研究形成了一種現(xiàn)澆梁貝雷梁支架整體落架工藝，加快了施工工效，提高了周轉(zhuǎn)效率，減少資源投入，施工進(jìn)度、施工成本、施工質(zhì)量得到多重保證。

3.具體工藝原理

3.1 優(yōu)化后支架結(jié)構(gòu)形式

本項(xiàng)目105孔簡支箱梁現(xiàn)澆施工優(yōu)化設(shè)計(jì)采用鋼管柱+貝雷梁的膺架結(jié)構(gòu)，48m簡支箱梁支撐架全長（墩間凈距）44.2m，模板支撐架縱橋向布置為五點(diǎn)支撐四跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，布置間距為（820+1200+1200+1050）cm，鋼管柱均垂直布置。墩旁鋼管支撐柱N11下端置于承臺上，中間鋼管支撐柱N12下端置于臨時(shí)基礎(chǔ)上（混凝土樁或混凝土擴(kuò)大條形基礎(chǔ)）。所有鋼管柱中間順橋向立面結(jié)構(gòu)鋼管柱中間位置均不需增加桁撐桿件。支撐架橫橋向一律采用兩根鋼管支撐柱，鋼管樁橫向布置間距328cm。位于墩旁鋼管支撐柱N11柱頂部位均應(yīng)與臨近橋墩設(shè)置臨時(shí)剛性水平鏈接，以增加支撐架的整體穩(wěn)定性。橫橋向立面結(jié)構(gòu)鋼管柱超過6m高的，在其中間等高位置增設(shè)一道穩(wěn)定桁撐，立面均設(shè)置剪刀斜拉桿。

3.2 貝雷梁整體落架工藝

在梁體澆筑前于I56工字鋼位置在梁體翼緣板預(yù)留吊裝孔，梁體張拉壓漿完畢達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在梁面安裝螺桿千斤頂，精軋螺紋鋼穿過吊裝孔用錨墊板、小鋼抬梁與支架橫梁I45工字鋼連接。拆除支架砂箱、鋼立柱后通過螺桿千斤頂把支架橫梁、貝雷梁、分配梁落到一定高度作為施工平臺，拆除底模后，繼續(xù)整體下落到地面（見圖1）。整體落架既可作為現(xiàn)澆梁底模拆除的平臺，也避免了用吊車拆除支架時(shí)工字鋼、鋼管橫飛的危險(xiǎn)、散亂場面，節(jié)省了機(jī)械、人工成本，加快了施工材料的周轉(zhuǎn)率，保證，材料的完整性降低損耗。

貝雷梁整體落架到位后，將每組貝雷梁拆分為三個(gè)大節(jié)段（見圖2），直接吊至下一孔梁安裝后循環(huán)施工，減少了支架搭設(shè)時(shí)間。

4.關(guān)鍵工序施工工藝及操作要點(diǎn)

4.1 地基處理

1 臨時(shí)樁基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)，鉆孔樁直徑采用1.0m、C25素混凝土樁基礎(chǔ)。采用沖擊鉆孔或旋挖鉆機(jī)成孔。樁基礎(chǔ)頂面應(yīng)高出地面，樁頂混凝土應(yīng)有良好質(zhì)量。梁端臨近墩身位置基礎(chǔ)設(shè)置在承臺上。

2 擴(kuò)大條形基礎(chǔ)采用為C25素混凝土結(jié)構(gòu)，每個(gè)條形基礎(chǔ)設(shè)置為兩層承臺結(jié)構(gòu)。最下層尺寸8.28×5×1.5m;上層承臺尺寸5.28×2×1.0m條形擴(kuò)大基礎(chǔ)基坑采用挖掘機(jī)開挖。為保證條形基礎(chǔ)的承載能力要求，基底填筑10～20cm厚大粒徑碎石，然后碾壓或強(qiáng)夯密實(shí)，以確?；壮休d能力不小于100kpa。

3 為減小臨時(shí)基礎(chǔ)沉降量，做好地基排水，防止雨水、砼澆筑及養(yǎng)生過程中滴水對地基的影響，并在支架四周以外開挖排水溝防止雨水浸泡地基。

4.2 支架搭設(shè)

1 支架采用鋼管柱+貝雷梁的膺架結(jié)構(gòu)，由于48m簡支箱梁支撐架全長（墩間凈距）44.2m，模板支撐架布置為五點(diǎn)支撐四跨箱梁結(jié)構(gòu)。布置間距為（820+1200+1200+1050）cm，鋼管柱均垂直布置。其中墩旁鋼管支撐柱下端置于承臺上，中間鋼管支撐柱下端置于臨時(shí)基礎(chǔ)上支架搭設(shè)現(xiàn)場施工見圖3。

2 為保證支撐柱軸心受力，支撐柱柱頂落架支座安裝應(yīng)對中放置，底座板應(yīng)與支撐柱頂座板焊接，并在落架支座順橋向兩側(cè)焊接限位擋板，限位擋板控制主梁支撐位置，保證主梁安裝位置準(zhǔn)確，落架支座見圖4。

3 待支撐柱安裝就位后，逐一吊裝L1主梁。每根L1主梁采用2根I56a工字鋼組成、水平并置，上下翼緣可適當(dāng)點(diǎn)焊連接——形成整體結(jié)構(gòu)。為防止其側(cè)向傾覆，應(yīng)在N11柱頂焊接斜向支撐擋板。

4 先將每根L2貝雷梁主梁安裝位置畫在L1主梁上。再將組裝完整的貝雷桁架梁逐一吊裝到L1主梁上，按安裝位置安放。每孔L2主梁與兩端橋墩接觸面加楔頂緊，防止順橋向竄動(dòng)。使用特制U形螺栓，將L2主梁與L1主梁捆扎牢固。U形螺栓使用直徑φ20mm鋼筋制作。

4.3 預(yù)壓

支架搭設(shè)完成后進(jìn)行支架驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后對鋼管立柱貝雷支架進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓的目的是為了消除支架拼裝及基礎(chǔ)的非彈性變形，測算出施工荷載時(shí)的彈性變形數(shù)據(jù)，為箱梁底模的預(yù)拱度計(jì)算提供基礎(chǔ)依據(jù)。支架預(yù)壓采用按荷載總重的0→25%→50%→75%→100%→120%→100%→75%→50%→25%→0進(jìn)行加載及卸載。

4.4 箱梁模板施工

箱梁模板按照安裝底模，其次安裝外側(cè)模，待底板、腹板鋼筋安裝完成后，再安裝內(nèi)模的順序施工。模板安裝后須進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保模板支撐牢固、不松動(dòng)、不跑模、拼縫嚴(yán)密、不漏漿，所有預(yù)埋件位置及其高程符合圖紙要求。

4.5 鋼筋、預(yù)應(yīng)力施工

1 底模及外側(cè)模安裝并調(diào)整好后進(jìn)行鋼筋綁扎，鋼筋綁扎按照先綁扎底層鋼筋→腹板鋼筋→頂板鋼筋的順序施工。鋼筋面的鋼筋保護(hù)層墊塊采用C55混凝土墊塊。墊塊按梅花形布置。

2 箱梁縱橫向預(yù)應(yīng)力預(yù)留孔采用金屬波紋管，在底腹板鋼筋綁扎完成后進(jìn)行波紋管安裝，波紋管連接采用配套連接接頭，并用防水膠帶包裹嚴(yán)密，預(yù)防漏漿。波紋管嚴(yán)格按照坐標(biāo)位置控制，轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)角不能小于135度，對應(yīng)位置采用定位網(wǎng)片進(jìn)行定位和固定，波紋管安裝完畢，采用人工按照編號穿束鋼絞線。

4.6 箱梁混凝土施工及養(yǎng)護(hù)

1 混凝土箱梁采用兩臺輸送泵輸送入模，箱梁縱向澆筑順序由低向高澆筑，先澆筑箱梁底板、腹板最后澆筑箱梁頂板。澆注完成后對梁面進(jìn)行兩次收光，確保梁面平整。

2 混凝土澆筑完畢，用石棉布覆蓋，外覆一層不透水的薄膜，灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

4.7 預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉及孔道灌漿、封錨

為了保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉持荷的有效性，預(yù)應(yīng)力張拉采取分級張拉，每級張拉到位持荷5分鐘，預(yù)應(yīng)力采用夾片式自錨錨具，預(yù)應(yīng)力筋為低松弛鋼絞線束，預(yù)應(yīng)力筋張拉程序按0→初應(yīng)力→σcon（持荷5分鐘錨固）執(zhí)行。梁體終張拉完成后，在48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行管道壓漿，壓漿前管道內(nèi)應(yīng)清除雜物及積水，壓漿采用強(qiáng)度等級不低于42.5級低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥，漿體注滿管道后應(yīng)在0.5～0.7MPa下持壓2min。

4.8 支架拆除

當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%，拆除端模與內(nèi)模，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉并進(jìn)行孔道壓漿，壓漿完成后，依次拆除底模、工字鋼分配梁、貝雷梁縱梁、工字鋼主橫梁、螺旋焊管立柱等，其中，貝雷梁縱梁采用整體落架工藝進(jìn)行拆除，工字鋼和鋼管柱立柱部分采用氧氣乙炔焊切割解除焊縫分解拆除，鋼管柱立柱法蘭盤拆除連接螺絲，分節(jié)拆除。拆除周轉(zhuǎn)料將再次在下一跨搭建支架使用，并進(jìn)行下一跨梁的支架施工。

5.質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 鋼管、貝雷片、工字鋼等主材必須要有出廠合格證，并對租賃的材料進(jìn)行復(fù)試，出示相關(guān)報(bào)告。

5.2 承臺頂表面平整，確保鋼管立柱與承臺接觸面嚴(yán)密，鋼管立柱與臨時(shí)支座連接處焊接牢固，焊縫飽滿。

5.3 地面組裝好的貝雷梁采用汽車吊裝，支架搭設(shè)必須嚴(yán)格控制貝雷梁頂面標(biāo)高，確保模板安裝精度。

5.4 嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行支架搭設(shè)，分階段進(jìn)行驗(yàn)收，主控項(xiàng)目檢查標(biāo)準(zhǔn)見表1。

6.工藝優(yōu)點(diǎn)

6.1 本工藝設(shè)計(jì)了一種48m現(xiàn)澆梁支架結(jié)構(gòu)形式，采用鋼管柱+貝雷梁支撐架，支架橫橋向均采用兩根鋼管柱、8片貝雷片，在順橋向立面結(jié)構(gòu)鋼管柱中間均不增加桁撐桿件。該支架結(jié)構(gòu)簡單、安拆方便，經(jīng)檢算安全可靠，在保證施工安全前提下最大化減少材料投入，有效加快施工進(jìn)度，平均十幾天即可干完一孔現(xiàn)澆梁。

6.2 研究開發(fā)貝雷梁整體吊裝及落梁方法，利用翼板上方千斤頂直接整體落至梁底，將貝雷梁拆卸成三大節(jié)段快速循環(huán)吊至下一孔梁施工，減少了重新拼裝貝雷梁的時(shí)間，施工效率高。

7.總結(jié)

該項(xiàng)目施工中，針對48m簡支梁數(shù)量多、工期緊的情況，對梁柱式支架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)一種適宜于本項(xiàng)目單線鐵路施工的支架結(jié)構(gòu)，減少了材料投入;同時(shí)開發(fā)應(yīng)用貝雷梁整體落架工藝，加快了施工工效，提高了周轉(zhuǎn)效率，減少資源投入。通過應(yīng)用本技術(shù)，提高了工程整體施工進(jìn)度，避免了交通、汛期和河道對施工的不利影響，確保了工程按期完工，贏得了建設(shè)、監(jiān)理單位的好評，提升了企業(yè)形象，效益顯著。經(jīng)過在本項(xiàng)目應(yīng)用，該技術(shù)已成熟，可以在類似的工程中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王永勝.貝雷支架原位現(xiàn)澆鐵路簡支箱梁施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2009年第8期.

[2]曹爽.貝雷支架法現(xiàn)澆簡支箱梁施工技術(shù)[J].科技致富導(dǎo)向，2011年第10期.

作者簡介

江峰（1985.10.22），性別：男;籍貫：江蘇;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：高級工程師;研究方向：工程管理