市域鐵路裝配式整孔現(xiàn)澆箱梁支架施工技術

李 新

(中鐵十六局集團有限公司，北京 100018)

1 工程概況

溫州市域鐵路S2線一期工程土建標SG10段全長8 413.74 m，北起瑞安塘下鎮(zhèn)，南至瑞安市區(qū)東山街道，區(qū)間均為高架現(xiàn)澆預應力簡支箱梁，箱梁高度為2.35 m，寬為11 m，單箱斜腹式結構，每片梁每延米重量約為2.2 t；線路多數(shù)位于市區(qū)道路中間，沿中央綠化帶行走，郊區(qū)均為農(nóng)田，淤泥質(zhì)土層較厚，支架均采用鋼管立柱+雙層貝雷支架進行搭設。

2 支架施工

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準備→鋼管基礎螺栓預埋→墩身抱箍施工→鋼管樁拼裝→活絡頭高度調(diào)節(jié)→大橫梁安裝固定→貝雷梁分組整體吊裝→結構施工→整體落梁。

2.2 施工準備

針對支架設計方案委托專業(yè)設計院進行受力驗算，確保整體方案安全可行，方案編制完成后經(jīng)過專家論證裝訂成冊并下發(fā)給各專業(yè)班組。

現(xiàn)澆梁支架全部采用標準間進行組裝，降低鋼材損耗率，鋼立柱拼裝采用法蘭螺栓固定，水平連接采用定型抱箍，拼裝靈活高效，鋼立柱采用直徑為630 mm壁厚為10 mm鋼管進行加工，抱箍采用20槽鋼進行焊接并預留精軋螺紋鋼穿孔，全部構件均在鋼構件加工廠內(nèi)進行集中加工，確保加工質(zhì)量。

2.3 支架搭設

(1)承臺立柱螺栓預埋

承臺預埋螺栓采用定型小行架進行整體施工，每個行架下設置4個額法蘭盤，每個法蘭連接16根螺栓，螺栓采用M24型長度為30 cm，螺栓埋入承臺混凝土20 cm?？紤]到不同跨徑的簡直梁鋼立柱間距不同，法蘭盤頂部設計成可調(diào)節(jié)滑動，使用更加靈活方便。

施工期間首先將定型行架固定在承臺鋼模，根據(jù)設計方案調(diào)整法蘭間距，并將螺栓固定在法蘭上，為了確保預埋螺栓垂直度，法蘭設置上下層，上下層間距為10 cm，螺栓定位完成后需和承臺鋼筋進行焊接固定，承臺混凝土澆筑期間做好保護工作避免振搗棒解除螺栓，同時做好螺栓范圍內(nèi)混凝土收面工作確保表面平整度，混凝土終凝后方可拆除螺栓上螺母，承臺施工完成后做好成品保護，避免螺栓遭到破壞[1]。

(2)墩身抱箍施工

墩身抱箍采用裝配式構件進行拼裝，根據(jù)墩身界面尺寸拼裝不同長度，抱箍四角固定采用精軋螺紋鋼進行固定，抱箍和墩身接觸面設置一層橡膠墊避免對墩身污染，抱箍沿墩身高度每4 m設置一道，鋼立柱和抱箍連接采用絲杠進行固定，每道抱箍設置4個固定點，通過調(diào)節(jié)各距離，確保支架整體穩(wěn)定。

(3)鋼立柱安裝

考慮到支架高度不同，鋼立柱分節(jié)加工設計，采用“標準節(jié)+配節(jié)”形式，提高鋼立柱利用率，鋼立柱加工高度分別為4、2、1、0.5 m，鋼立柱連接全部為法蘭螺栓連接，每個法蘭設置16顆螺栓。

鋼立柱安裝前需計算好鋼立柱搭設高度，根據(jù)計算高度選擇不同節(jié)配，每根立柱節(jié)數(shù)拼裝順序需一一對應，在地面拼裝完成后逐根進行吊裝，吊裝前需復核承臺頂面標高，確保高度統(tǒng)一， 鋼立柱固定期間做好垂直度控制工作，確保每排鋼管垂直度符合要求。立柱安裝完成后盡快和墩身抱箍進行連接，連接完成后進行斜撐安裝，斜撐采用標準間進行加工成型，圓形抱箍固定鋼立柱，斜撐連接均采用高強螺栓固定。

(4)活絡頭安裝

鋼立柱固定完成后進行活絡頭安裝，吊車吊裝并和鋼立柱進行螺栓連接固定，根據(jù)支架設計高度對活絡頭高度進行微調(diào)，并用三角塞鐵將活絡頭高度鎖住?；罱j頭調(diào)節(jié)高度需控制在5 cm以內(nèi)，活絡頭安裝期間控制好頂面平整度確?；罱j頭重心和鋼管中心線重合。

(5)標準鋼管安裝

常規(guī)鋼管每節(jié)預設為6 m，鋼管兩端用法蘭連接。它的直度控制是架構支架整體關鍵所在。常規(guī)鋼管起吊、架構完備后，先利用螺栓暫時穩(wěn)固法蘭盤，無需扭緊螺栓，再對鋼管橫撐和斜撐開始架構。確保該層鋼管橫撐、斜撐均架構完備，才可把螺栓全扭緊。完成后如檢測到法蘭間有縫隙，取1～2 mm鐵皮去填補縫隙，確保法蘭接觸面的緊密程度，以避免支架體系出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象。填補縫隙有助于降低鋼管作業(yè)時對法蘭盤平穩(wěn)性產(chǎn)生的影響，保證垂直度和高程發(fā)揮作用力。

(6)大橫梁安裝

大橫梁采用雙拼12 m I45a工字鋼，雙拼工字鋼上下兩個面焊接完后后需要用加勁板進行補強，采用10 mm厚加勁板焊接，間距為1 m。腹板加勁板焊接位置根據(jù)貝雷片間距來確定，確保每一排貝雷梁受力點都有加勁板，立柱頂部及腹板位置加勁板每20 cm一道。大橫梁和活絡頭頂部采用C型2 cm厚鋼板卡具進行焊接，確保整體穩(wěn)定。

(7)貝雷片吊裝

現(xiàn)澆梁支架采用321型貝雷片進行拼裝，每組貝雷片設計有2片和3片兩種形式，翼緣板投影區(qū)域采用2片形式，底板區(qū)域設計3片形式，貝雷片設置成雙層結構，上下層連接成一個整體，貝雷片按設計長度在地面進行拼裝，底部每隔3 m設置一處定型花架，確保每組的整體剛度，每一跨梁設置7組貝雷梁，每組貝雷梁間距為一個90型花架的距離，貝雷梁地面拼裝完成后，采用2臺80 t汽車吊進行分組吊裝，每組吊裝設置4個吊點。

貝雷片吊裝前在大橫梁頂面標記出每組貝雷梁放置的位置，便于后期貝雷梁安放，貝雷片吊裝完成盡快和活絡頭頂部大橫梁進行連接，每組貝雷梁設置2個點用U型螺栓將其連接在一起，貝雷梁橫向連接采用I20工字鋼進行固定，每6 m設置一道，確保整體受力。

(8)支架整體拆除

每片梁設置3根雙拼12 m I45a工字鋼作為整體支架下落橫梁，每個橫梁設置2個吊點，每片梁共設計6個吊點，每個吊點預留孔采用φ10 PVC管提前預留梁體內(nèi)，通過φ40精軋螺紋鋼將落梁橫梁固定在支架底部，千斤頂采用智能控制系統(tǒng)確保每臺行程控制精確。

落梁橫梁固定完成后將活絡頭頂部塞鐵拆除，全部塞鐵拆除是貝雷梁支架整體懸空，然后將全部鋼管立柱整根拆除并移除梁投影以外區(qū)域，支架開始下落前在精軋螺紋鋼上以2 cm為一個刻度做好標記，6根精軋螺紋鋼的每隔刻度需在同一水平面上，支架下落速度以5個刻度為一個行程緩慢整體下落，每完成一個行程需要對支架進行檢查，確保每個點同步進行直至落到地面。

(9)測量控制

測量控制系統(tǒng)為架構鋼管支架工序中的關鍵設備，合理預設和施工精確能夠?qū)︿摴艽怪倍取⒏叱毯拖淞核娇刂频木_性發(fā)揮決定性作用。在檢測和計算鋼管垂直度時，需架構2個觀測點開展垂直向測量，尤其東西和南北方位。在支架處預設沉降值測點，以便支架壓載和灌筑箱梁處混凝土時觀測數(shù)值。測量誤差范圍：①鋼管垂直度精確在5 mm內(nèi)；②水準檢測精確在0.5 mm內(nèi)；③箱梁線型的測點誤差在2 mm以下。

(10)支架預壓

將荷載量預設為箱梁的1.1倍。預壓值和與箱梁荷載數(shù)值統(tǒng)一，在預壓幫助下去除支架基底出現(xiàn)非彈性形變的可能性，并通過設備檢測，確定箱梁底部的模板彎曲度。在開展支架預設壓載作業(yè)時，利用沙袋荷載法對1/4跨、1/2跨、3/4跨以及支架兩端點所測數(shù)據(jù)進行解析，從而得出沉降值與荷載之間的聯(lián)系。

①預壓目的。為避免因基點沉降而導致梁體破裂，解除支架非彈性形變可能，校驗基點和支架的穩(wěn)固性，并保障工程作業(yè)持續(xù)開展，特預制現(xiàn)澆箱梁支架的沉降檢測方案。

②支架預壓范圍。支架的預壓范圍相當于箱梁底部板塊所投影的范疇，它的預壓荷載則依據(jù)該處箱梁重量的120%預設，當基點和支架沉降平穩(wěn)后，才開始拆卸預壓荷載的作業(yè)。

③預壓材料及加載總量。預壓荷載時利用黃砂作為堆壓荷載的材料。將黃砂裝入大號塑膠編制袋中，每袋重達1 600 kg，用吊機吊升至支架模板處，開展堆載預壓作業(yè)。

④加載。采用三級分級法勻稱加載，加載總重量分別為80%、100%、120%。每級加載完備后，等待3 h后對支架沉降量和基點開展檢測，并記錄在冊。加壓作業(yè)時注意勻稱加載每袋，每層均向上，保障偏心正常運作。加載作業(yè)完備后，靜待支架和根基沉降平穩(wěn)。待在48 h內(nèi)且沉降值在3 mm之下，才可開展拆卸作業(yè)，拆卸應依據(jù)與加壓相反步驟。拆卸后靜待1 h再分別檢測根基恢復狀況，及時記錄。

⑤沉降觀測。獲得支架預壓成果需對沉降開展檢測，因此觀察沉降的工序非常重要。a測點布置。為保障觀察到的沉降情況精確性，測點應預設在便于觀察且能更好反映沉降狀況的地點。測點預置分為兩層建構，一層預設在支架頂端模板處：橫橋處預設5排測點，共3個腹板，每處預設1排，橋梁端點各設1排。縱橋則一排設5個點，點與點之間均相隔6 m；b觀測階段：觀測沉降的過程需嚴格把控時間，尤其需按時開展第一次觀測，其余觀測作業(yè)依據(jù)施工進程適時開展(勿補測、漏測)，以避免得到錯誤的沉降值或規(guī)律。將相鄰的兩次觀測時間差預設為觀測周期，觀測預設為5個步驟開展：預壓加載開展前；荷載量為4/5時；荷載量到達1時；荷載量到達1.2倍時；拆卸后。每步驟需開展2次觀測。加載作業(yè)完備后，每天開展1次觀測，持續(xù)3 d，在觀測到沉降狀況平穩(wěn)的情況下，獲監(jiān)理工程師同意后方可開展拆卸并再觀測1 d。

⑥整理、核算觀測結果。確保原始數(shù)據(jù)的精確性，依據(jù)有效、嚴格、細心校驗、結果精確的原則進行記錄及核算，確保過程符合施工要求。整理、核算沉降觀測結果為兩個工序：a沉降量需在獲得每一觀測周期平差值的基礎上開展計算，取得沉降量后建立統(tǒng)計表并匯總；b以曲線圖的形式來呈現(xiàn)每觀測點的下沉變化。最先構建坐標，將橫坐標預設為時間數(shù)值，縱坐標分為上下兩部分，上面預設為荷載值，下面預設為每觀測周期內(nèi)記錄的沉降值。

3 支架落梁

3.1 落梁體系組成

落梁體系有4個部分，一是位于下吊點處的縱梁，二是精軋螺紋鋼型吊桿，三是上落梁構件，四是項目所需千斤頂。架構落梁所需環(huán)節(jié)：首先在梁體半幅點處預設6處共計12個對稱φ160 mm預置孔。其中2對預置孔用以拆卸跨中支點處的H588型分配梁。吊桿用φ32精軋螺紋鋼架構，并以吊桿連接上落梁設備與下吊點縱梁。用最新雙拼[32槽鋼來構建上落梁設備，下吊點縱梁則構建在原雙拼H588型分配梁處，在落梁的擔架上預置穿心型千斤頂。將雙拼[20和[14組合形成臺架，在臺架下預設空間以便進行下落梁設備卡緊工序，臺架處設雙層分配梁以調(diào)高并分離接頭。用千斤頂抬起上落梁，在千斤頂油缸回縮時逐步落梁。用半幅正孔開展落架工序，落架設備左、右幅倒用。在初始半幅落梁時，同時開展剩余兩組半幅落梁內(nèi)側梁吊桿以及上橫梁下落工序。預置孔需預置在雙拼H588型分配梁中部支點處上方，并與中心點呈線性，在開展實地預設時注意控制偏差。預置孔通常由Φ160 mmPVC管、波紋管組成。

3.2 拆除鋼管支墩

拆卸鋼管支墩需提前切斷兩跨貝雷梁墩頂部相接處的貝雷片、三角撐(加長)和連接弦桿；再切斷墩體上端、支架模型之間的連接點；繼而拆卸砂箱。開展上述工程應先拆卸跨中支點處的兩排鋼管和立柱，同時開展兩側方位鋼支墩拆卸作業(yè)，在降壓貝雷桁架的過程中分離梁底部和模板。在拆卸砂箱后，將箱梁兩端吊桿卡緊，在對半幅架拆卸前，需架構、卡緊另外半幅中間部分的吊桿，確保位于鋼管立柱的左、右幅間的支點處中間柱的安全。吊桿卡緊后，可先將落架系統(tǒng)向上調(diào)，將貝雷梁與H鋼橫梁焊接于梁上，為安裝鋼管立柱留有空間，將砂箱移除；鋼管立柱拆卸時，先拆連接部分、附墻部件，用吊機將余下支墩處理干凈。再拆卸中部支墩，將卷揚機鋼絲繩穿過原預置孔，以便升吊橫長分配梁，再拆卸縱短分配梁和梁柱間的聯(lián)接系統(tǒng)，將大梁緩放至地表。最后拆卸砂箱、鋼管立柱，該步驟采用切割柱腳模式，先將吊耳預置在柱端，用手動葫蘆連接柱端與貝雷梁下部，等切斷柱腳后將立柱穩(wěn)定下放。

3.3 落貝雷梁

為保持貝雷梁的穩(wěn)固，在梁落地前應預檢高差數(shù)據(jù)，提前預設梁體坡度。在獲得高差數(shù)據(jù)后，首先將兩個落梁位于同側的一端同時往下放，以保障貝雷梁處于平衡狀態(tài)，然后逐步將貝雷梁下放地面。如地表坡度較大，在開展鋼管立柱工序時，預留與立柱高差數(shù)據(jù)相吻合的高度，以暫時支撐梁體，在拆卸梁體后再拆卸這一部分。梁架構所用精軋螺紋鋼長度只有一般型的1/3(一般精軋螺紋鋼長為9 m)，利用連接器增長，以便項目順利開展。初始環(huán)節(jié)利用一般精軋螺紋鋼來保障首根精軋螺紋鋼高度達6 m。JN12#～JN13#的跨下預設高值只需3 m，直接使用精軋螺紋鋼；如JN12#～JN13#高12.5 m，則要連接三節(jié)3 m精軋螺紋鋼。將連接器進行穿孔時，需使用特別的穿孔墊片。

3.4 貝雷梁轉場

拆卸模板、木方后，需將其轉送到下一孔，再對雷梁桁架進行處理。處理時，先將它的橫向聯(lián)接部件拆卸，再拆卸其余部件，依類分別轉送到下一孔。

4 結 語

市域鐵路建設規(guī)模逐步擴大，且以高架橋建設形式為主，工程中涉及到大量的現(xiàn)澆梁施工作業(yè)，對施工技術提出較高的要求。經(jīng)過本文的分析，提出現(xiàn)澆箱梁支架施工技術的一些具體應用要點，希望能夠給同仁提供參考。