跨鐵路多股道連續(xù)梁現(xiàn)澆支架研究及設(shè)計(jì)

盧達(dá)敘LU Da-xu

（中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司，柳州 545007）

1 工程概況及重點(diǎn)及難點(diǎn)

亭洪路延長(zhǎng)線（規(guī)劃一路-規(guī)劃四路）工程亭洪路大橋在K0+980.5～K1+225.5 段上跨南寧南貨場(chǎng)。橋梁與鐵路76.1°斜交。該段橋梁位于圓曲線（R=1000m）和緩和曲線上。橋梁以連續(xù)梁跨鐵路，孔跨布置為35+3×54（跨鐵路）+35m，連續(xù)梁段橋長(zhǎng)240m，按2 幅布置。單幅橋橋?qū)?8.7m，兩端及跨中梁高2m，主墩根部梁高3.5m。箱梁橫向懸臂板標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度2.5m。

連續(xù)梁采取支架現(xiàn)澆的方法。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，支架最大搭設(shè)高度達(dá)14.5m，平均高度約9m，為高大模板支撐體系。支架跨越貨場(chǎng)6 股道，其中貨1～貨4 線并行，線間距僅為4m 左右，無(wú)法在股道中間設(shè)置支架支墩，需設(shè)置連續(xù)跨越4 股道的超大跨度支架門洞，給現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。貨場(chǎng)6 股道均運(yùn)營(yíng)繁忙，要求搭設(shè)支架在確保鐵路安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，盡量減少對(duì)鐵路的影響。且需滿足施工簡(jiǎn)便，工期短，成本低的施工目標(biāo)。故，連續(xù)梁現(xiàn)澆的支架方案設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目施工所面臨的最大難題。

2 連續(xù)梁現(xiàn)澆支架系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

2.1 滿堂支架方案設(shè)計(jì)

針對(duì)連續(xù)梁斷面尺寸大，作用在支架上的荷載大，且為高大模板支撐體系的特點(diǎn)，選用了新型盤扣式支架。盤扣式支架是在碗扣式支架基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展而來(lái)，具有施工更簡(jiǎn)單、承載能力更強(qiáng)、造價(jià)更低、工期更短等優(yōu)勢(shì)。

滿堂盤扣式支架的立桿為?60×3.2mm 鋼管，豎向步距取150cm，立桿間距沿橋縱向在跨中取90cm，墩頂實(shí)體段取60cm；沿橋橫向在箱室及翼緣板下取90cm，而在腹板和實(shí)心梁段下則加密至60cm。立桿下端設(shè)底托，頂端設(shè)頂托。頂托上為I14 工字鋼主楞，沿橋縱向擺放。主楞上為橫橋向擺放的方木（10×10cm）次楞，次楞間距在箱室及翼緣板下取30cm，而在腹板和實(shí)心梁段下則加密至15cm。次楞上為連續(xù)梁底模（優(yōu)質(zhì)清水模板）。

2.2 跨南寧南貨場(chǎng)鐵路門洞設(shè)計(jì)

梁底至貨場(chǎng)軌頂?shù)母叨燃s為14.5m，需設(shè)置鐵路車輛的通行門洞（兼作防護(hù)棚架）。

跨線位置有3 處，第二孔上跨貨5 線，第三孔上跨貨1～貨4 線，第四孔上跨貨10 線，考慮門洞設(shè)置還需留置貨運(yùn)汽車的通行通道，因此分別設(shè)置24m、27m、24m 凈跨的大跨度門洞；門洞順橋梁走向設(shè)置，設(shè)置寬度按連續(xù)梁梁面正投影每側(cè)向外延伸2m。

門洞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為縱梁，不僅需具有足夠跨度，還需能承受連續(xù)梁澆筑所產(chǎn)生的巨大荷載，經(jīng)比選及評(píng)估，選用貝雷桁架作門洞縱梁。貝雷桁架縱梁沿橋縱向擺放，即平行于橋梁縱向?？缲? 線、貨10 線的門洞凈跨為24m，貝雷梁長(zhǎng)度為27m。跨貨1-4 線的門洞凈跨為27m，貝雷梁長(zhǎng)度為30m。門洞寬度兩側(cè)超出梁邊2m，以方便拆除。經(jīng)承載驗(yàn)算，單個(gè)24m 跨門洞縱梁采用單層62 榀貝雷梁。27m 跨門洞縱梁采用雙層共124 榀貝雷梁。

連續(xù)梁現(xiàn)澆支架及門洞布置示意圖如圖1 所示，貨1-貨4 線支架門洞布置如圖2、圖3 所示。

圖1 全幅支架布置立面圖

圖2 貨1-貨4 線支架門洞布置斷面圖

圖3 貨1-貨4 線支架門洞布置立面圖

3 支架設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 滿堂支架設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

3.1.1 滿堂支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)連續(xù)梁各節(jié)段截面幾何特征，縱橋向分2 種節(jié)段進(jìn)行荷載驗(yàn)算及支架參數(shù)的設(shè)計(jì)，即中跨墩頂實(shí)體段、中跨段；梁橫向分為3 個(gè)區(qū)域進(jìn)行荷載驗(yàn)算及支架參數(shù)的設(shè)計(jì)，即腹板下、翼緣板下、箱室下。滿堂支架的設(shè)計(jì)如下：①立桿縱距：縱橋向立柱間距中跨段為0.9m，在墩頂實(shí)體段加密至0.6m。②步距：落地滿堂支架步距為1.5m。③立桿橫距：端、中橫梁，橫隔板及腹板下肋正投影區(qū)域等實(shí)心梁體，橫距均按0.6m 搭設(shè)。箱室與翼緣板橫距均為0.9m。當(dāng)曲線梁體實(shí)體部分超界時(shí)，需按實(shí)心梁體加密。落地鋼管下設(shè)底托，上設(shè)頂托。④墩頂和蓋梁頂部無(wú)法搭設(shè)支架的位置采用枕木和楔形塊進(jìn)行處理。⑤因變截面連續(xù)梁底支架高度隨梁底曲線變化，高度不一，縱橫向每三跨布置一道水平桿，水平桿用扣件連接，保證頂部架體穩(wěn)定。⑥地基處理橫橋向?qū)挾葹檫B續(xù)梁外緣2m，挖除表層土后，壓實(shí)至大于150kPa 地基承載力后，鋪設(shè)級(jí)配碎石墊層（厚20cm），然后再澆筑C30 砼硬化層（厚20cm）。

3.1.2 滿堂支架加固設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

水平加強(qiáng)桿在豎向每2.4m 設(shè)置1 道，沿架體外圍連續(xù)設(shè)置，架體內(nèi)縱、橫向按每間隔9m 設(shè)1 道。

掃地桿、豎向斜拉桿和剪刀撐設(shè)置嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)置，并盡可能與周邊的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)物形成可靠拉結(jié)。

在支架兩側(cè)各留1m 施工通道，通道及上下人梯外側(cè)均設(shè)置1.5m 高防護(hù)欄桿，內(nèi)側(cè)滿掛密目安全網(wǎng)。腳手板采用30×5×300cm 木跳板，鋪滿施工平臺(tái)。

3.1.3 墩頂模板支撐設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

墩頂和臺(tái)帽頂部無(wú)法搭設(shè)支架，采用方條和楔形塊進(jìn)行處理。

在墩頂或臺(tái)帽頂部墊石外順橋向按間距0.2m 布置10×10cm 縱向方條，縱向方條底下每隔0.15m 采用楔形塊支撐和調(diào)整水平，支承墊石上（支座外）順橋向按間距0.15m 布置5×5cm 縱向方條，縱向方條底下每隔0.15m 采用楔形塊支撐和調(diào)整水平，方條上面鋪15mm 厚膠木板，膠木板與方條采用鐵釘聯(lián)接，使方條和膠木板聯(lián)成整體。支座四周采用15mm 厚木板圍抱，木板頂面與支座頂面平齊，縫隙之間采用雙面膠帶密封。

3.1.4 支架抱柱施工

為了增加支架的整體穩(wěn)定，在墩柱上用Φ48.3×3.5 鋼管以“井”字型抱箍墩柱，井字鋼管與支架桿件扣件連接。同時(shí)還在墩柱長(zhǎng)邊設(shè)置鋼管頂件，一端頂緊墩柱，一端與盤扣式支架聯(lián)接。抱箍及頂件使支架與墩柱聯(lián)成穩(wěn)固的整體。抱箍、頂件每隔1.5m 設(shè)一道。支架抱箍及頂件設(shè)置平面大樣如圖4 所示。

圖4 支架抱箍及頂件設(shè)置示意平面圖

3.2 門洞設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)置

門洞基礎(chǔ)采用1.5×1×45m 的C30 砼條形基礎(chǔ)。基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置間距為15cm 的Φ22 主筋，間距30cm 的Φ16 分布筋。在基礎(chǔ)頂面預(yù)埋厚1cm 鋼板（長(zhǎng)×寬=80cm×80cm）。

3.2.2 螺旋鋼管立柱

門洞立柱采用高6m 的Φ609×16mm 螺旋鋼管，同排按間距2m 布設(shè)。27m 門洞設(shè)4 排立柱，30m 門洞因條件所限，僅能設(shè)2 排立柱，全橋立柱共220 根。立柱底部與基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板焊接固定后，再在四周均布加焊4 塊楔形加強(qiáng)鋼板。立柱的頂部焊接厚1cm 端頭鋼板（長(zhǎng)×寬=120cm×120cm）。

3.2.3 立柱間的聯(lián)系

螺旋管立柱間設(shè)置[14 槽鋼花架聯(lián)系，以增強(qiáng)立柱結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

3.2.4 工字鋼橫梁

立柱頂部設(shè)置2I45a 工字鋼橫梁，并在立柱頂端鋼板上焊接限位［14 槽鋼，以固定工字鋼橫梁。

3.2.5 貝雷縱梁

縱梁采用加強(qiáng)型貝雷梁。27m 門洞設(shè)單層貝雷梁，30m 門洞設(shè)雙層貝雷梁。

貝雷梁在螺旋管頂支點(diǎn)處采用加強(qiáng)弦桿加強(qiáng)處理，保證支點(diǎn)受力處滿足要求。

相鄰貝雷梁間設(shè)置45 花窗聯(lián)接，貝雷片與45 花窗通過(guò)支架螺絲連接。用Φ22 自制U 型螺栓將貝雷縱梁與2I45a 工字鋼橫梁聯(lián)結(jié)固定。

3.2.6 門洞上盤扣式支架搭設(shè)

貝雷縱梁上按40cm 間距橫橋向擺放2I20 工字鋼分配梁，分配梁上縱橋向滿鋪10cm×10cm 方木，方木上再滿鋪2cm 厚的竹膠板。在竹膠板上搭設(shè)盤扣式支架，其設(shè)計(jì)參數(shù)參照滿堂支架，并根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。

3.2.7 門洞防護(hù)網(wǎng)

①線路防護(hù)。鄰近貨場(chǎng)股道的鋼管立柱間安裝鋼絲防護(hù)網(wǎng)（尺寸3m×2m，網(wǎng)孔50mm×50mm）進(jìn)行硬隔離，寬度超出鋼管立柱10m。

②門洞防護(hù)。為避免材料、雜物及砼漿落入貨場(chǎng)軌道上，在門洞頂部滿鋪2cm 厚的竹膠板作防護(hù)棚，且板縫用密封膠封閉，防止水及混凝土漿液滲漏；貝雷梁及支架比橋面兩側(cè)超寬2m 以上。鐵路上方的支架外側(cè)設(shè)置密目式安全立網(wǎng)，防止雜物掉落在既有線上。

3.2.8 支架預(yù)壓

支架預(yù)壓采用編織袋裝砂堆載的方式，堆載總重量為梁砼總重的1.2 倍。預(yù)壓分級(jí)進(jìn)行，且加載部位及次序模擬實(shí)際施工工況進(jìn)行。

跨越貨場(chǎng)股道的支架預(yù)壓對(duì)鐵路行車造成一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，需封鎖施工，完成預(yù)壓后，整理及分析量測(cè)數(shù)據(jù)，據(jù)以確定底模安裝標(biāo)高。

3.3 拆除方案

梁體砼強(qiáng)度達(dá)到100%，并完成預(yù)應(yīng)力的張拉及孔道壓漿后方可拆除支架，支架拆除按“縱橋向?qū)ΨQ均衡、橫橋向基本同步”的原則分階段循環(huán)進(jìn)行。

拆除盤扣鋼管支架按先兩側(cè)翼板、后中間、先上后下、一步一清。且橫桿逐層拆除，嚴(yán)禁先將支架橫桿全部拆除后，再拆除立桿。

要點(diǎn)封鎖線路后方進(jìn)行門洞防落物竹膠板、方木、分配梁及貝雷梁的拆除，以確保鐵路行車安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目連續(xù)梁支架現(xiàn)澆不僅上跨南寧貨場(chǎng)6 股道營(yíng)業(yè)線施工，且為高大模板支撐體系，施工技術(shù)難度大。本項(xiàng)目采用盤扣式鋼管搭設(shè)滿堂支架，并設(shè)置墩柱抱箍等加固措施。大跨度重載門洞結(jié)構(gòu)采用螺旋鋼管立柱+加強(qiáng)型貝雷桁架縱梁組合而成。因科學(xué)設(shè)計(jì)支架及門洞，嚴(yán)控搭設(shè)質(zhì)量，確保了本項(xiàng)目連續(xù)梁的順利施工及貨場(chǎng)行車安全，成果顯著，得到了監(jiān)理及業(yè)主單位的認(rèn)可，為此類項(xiàng)目支架及門洞的方案設(shè)計(jì)和施工提供參考。