铁路连续梁施工支架方案设计与施工

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摘要:本文对铁路预应力混凝土连续箱梁桥采用支架法施做中遇到的设计和施工重难点问题进行了介绍，对支架结构的采用形式、计算、检算、材料选用、搭设和预压、连续梁预拱度设置、支架拆除的等问题进行了阐述。

关键词:铁路连续梁桥； 施工支架； 计算； 施工

Abstract: In this paper, the prestressed concrete continuous box girder bridge with bracket method design and problem encountered in the construction difficulties are introduced, the form, structure calculation, calculation, material selection, erection and preloading, continuous beam arch problem setting, stent removal etc. the paper.

Key words: railway continuous beam bridge construction support; calculation; construction;

中图分类号：TU2

前言: 目前在铁路建设中大量采用桥跨作为轨道的下部结构。而连续梁具有内力状态均匀合理、梁高减小、净空增大、整体性好，跨度大、梁型优美的特点，在铁路及城市交通建设中被大量采用。其施工形式一般有移动挂篮悬臂浇注、支架法、移动模架（造桥机）三种，其中支架法因具有临时用地少、材料通用性强、适用范围广、造价相对较低、工期可控的优点，在连续梁施工中使用最为普遍。本文以石家庄市京广货迁左线跨既有石太铁路特大桥为例，对支架法施工连续梁桥的支架方案设计和施工进行了介绍。

1 概述

石家庄市京广货左线跨石太铁路特大桥采用一联（32+48+32）预应力混凝土连续箱梁跨越石家庄市西三环路，梁体全长113.20m。梁体为单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。综合考虑梁体结构形式、社会环境、施工工期和工程造价等因素,决定选用支架法整体浇筑。同时由于该连续梁的中跨跨越石家庄市西三环路，为保证在施工过程中保证公路的正常通行能力，还在道路范围内搭设了龙门架体系。支架法施工连续梁分为5个阶段：支架的搭设及预压、梁体分段浇注、合拢段施工、预应力张拉、桥面及附属工程施工。下面对连续梁的施工支架计算和施工进行浅析。

2 方案的设计和施工

设计和施工分为以下6部分：连续梁施工支架的计算，支架搭设，支架预压，箱梁预拱度设置，支架验收，支架拆除。

连续梁施工支架的计算。根据《路桥施工计算手册》和《桥梁施工常用数据手册》等技术资料，按照模板和脚手架自重、梁体自重、施工人员和机具自重、倾倒混凝土时产生的冲击荷载、振捣混凝土产生的荷载分别对地基承载力、支架的选材和布置进行计算，并分别对支架结构使用的立杆、顶杆、立杆垫座、横杆、钢管、立杆可调座、可调横托座进行强度及稳定性检算。通过计算和检算，制定出本连续梁桥支架施工方案：①为保证支架的整体稳定性，避免不均匀沉降，梁体下方支架基础范围内原有地面以下1m土层换成3:7灰土夯填整平，使地基承载力不小于150KPa，再浇筑25cm厚C15混凝土做支架基础，支架底部横桥向垫设5cm厚20cm宽木板。②支撑排架以WDJ碗扣支架为主，满堂红布置。立杆型号选用LG300 和LG240，横杆选用HG90，其中立杆长度分为3.0m、2.4m两种,用于接长时错开布置；顶杆长度用1.5m、0.9m两种；横杆有0.9m、0.6m、0.3m三种；顶底托采用可调托撑。③杆件布置形式。立杆：箱梁箱室下方：60cm（横距）×60cm（纵距）×60cm（步距）；腹板下方：30cm（横距）×60cm（纵距）×60cm（步距）；边跨箱梁翼缘板下方：90cm（横距）×60cm（纵距）×120cm（步距）；中跨箱梁翼缘板下方：60cm（横距）×60cm（纵距）×120cm（步距）。④西三环过车通道位置处龙门架支撑形式为：门洞上方设置I32a主工字钢，方向与机动车道垂直，间距0.3m，工字钢上满铺木板以防止物体坠落，木板上方设0.12×0.12m脚手架支撑方木。主工字钢下由0.12×0.12m方木支撑，下方脚手架立杆设置间距为0.3×0.3m。

支架搭设施工要求：①因碗扣支架为定型支架，安装时先确定起始安装位置，利用可调底托将标高调平,避免局部不平导致立杆不平、悬空或受力不均。施工时采取先测量地面标高,计算出立杆底面标高后,用可调底托将四角立杆标高调整到统一标高，再挂线安装其它底托和立杆。②立杆的接长缝应错开，即第一层立杆应用长2.4m和3.0m的立杆错开布置，第二层往上均采用3.0m的立杆，至顶层再用1.5m和0.9m两种长度的顶杆找平。③立杆的垂直度按架高的1/200进行控制，且脚手架全高的垂直偏差不应大于10cm，可调底座的调节螺杆伸出长度不得大于20cm。④脚手架拼装到3～5层高时，必须检查横杆的水平度和立杆的垂直度，并在无荷载情况下逐个检查立杆底座，对罗口松动的要及时旋紧，当发现可调座下有悬空情况时，用薄钢板调整垫实，木板有损坏的要及时更换。⑤剪刀撑布置：本桥支架高度约为8m，架体外侧立面顺桥向通长通高连续布置剪刀撑；横桥向每6m设1道通长通高剪刀撑。斜杆相交点处于同一条直线上。在水平面内设置水平向剪刀撑，沿架体通长通宽连续布置，剪刀撑夹角控制在45°～60°之间。剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。剪刀撑的杆件采用搭接，其搭接长度≥100cm，并采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端的距离≥10cm。最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30cm以内。⑥脚手板布设：作业面上要满铺一层脚手板，并设置安全网及防护栏杆。脚手板采用厚5cm、宽35～45cm、长度不小于3.5m的硬木板。避免出现探头及空挡现象。⑦作业层防护：脚手架操作层设置180mm高的挡脚板和高度0.6m、1.2m的护身栏杆。⑧人行坡道：在脚手架外侧设置之字型斜道，宽度为1.2m，坡度为1:3。拐弯处设置休息平台，人行道脚手板应每隔250～300mm设置一根防滑木条，木条厚度为20～30mm。⑨安全网：作业层四周在外排立杆内侧挂设一层封闭安全网，安全网绑扎牢固，两网连接处应绑在同一根杆件上。⑩因地处野外，且周围无高大建筑，本支架应良好接地，以防漏电和雷击。支架外侧2米处设置防排水沟一道，沟底、沟壁用水泥砂浆抹严，防止流水或雨水流入、渗入支架区，引起支架下沉和失稳。

支架预压要求：①支架经安质部专业人员验收合格后，开始预压工作。②预压观测点的布置：顺桥向按6m一节段在左右侧各布设1个沉降观测点，测取其原始高程。③预压采用土袋法，连续梁各部分的预压荷载为梁体自重的130%。施压时按照梁体总重分级施加荷载，第一步加荷到60%，第二步加荷到90%，第三次加荷到130%后并各测定一次变化值，其后每天早中晚各观测一次，至沉降稳定为止。沉降稳定的标准为每日沉降不大于1mm。雨天应用彩条布覆盖施压土袋，避免荷载发生变化。④预压卸载后再对底模标高进行观测，观测至底模回弹稳定，计算出支架的弹性变形及地基下沉数值。全部观测须专人、在固定时间、使用固定仪器观测并采用相同的计算方法。基准点必须闭合并达到精度要求。测量仪器选用精密水准仪。⑤预压中测出支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，并与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，计算模板预拱度，通过对桥梁线型重新放样，调整立杆高度达到所需的预拱度值。

箱梁预拱度设置：①设置预拱度时的因素：支架在荷载作用下的弹性压缩和非弹性变形；支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷；其中非弹性变形通过支架预压后，可予以消除，预拱度可不考虑这部分变形。②施工预拱度主要由支架的弹性变形量来控制。抄测记录并分析预压前后箱梁底模标高变化量，从而计算出支架的弹性变化量，就可以进行预拱度设置。③根据计算出的支架弹性变化量对预压后的箱梁底模标高重新进行调整。其最大值应设在梁跨中位置，并按抛物线形式进行分配。通过支架上的可调丝杆顶托对底模进行调整。

支架验收注意事项：①支架验收要按照技术交底和相关质量文件的要求进行。②必须由专业施工队进行搭设，并检查合格后才能使用。发现问题及时纠正。验收合格后的支架未经批准，不得随意拆改或调整。

支架拆除要求：连续梁浇注养护预应力张拉等工作完成后，方可开始拆除支架。注意支架搭设过程是由不稳定向稳定方向进行，而拆除支架恰好相反。在类似工程中支架拆除时发生事故例子不胜枚举，故本工程对拆除支架提出了严格要求：①拆除支架时，禁止无关人员进入危险区域。②拆除前召集有关人员学习拆除方案，并对支架进行全面检查后方可进行拆除。③拆除支架前，应将架上的遗留材料，杂物清理干净，按照先装者后拆，后装者先拆的顺序进行。拆下的材料，严禁往下抛扔。④不准分立面拆架或上下两步同时进行拆除。剪刀撑应先拆除中间扣件后，再拆除两头扣件。所有杆件和扣件拆除时分离，不得在杆件上附着有扣件或两杆连接送到地面。⑤拆下的杆件与零配件随时整理，分类堆放，妥善保管。⑥拆架时要加强对连续梁、墩台的成品保护。

3 结束语

通过石家庄市京广货左线跨既有石太铁路特大桥预应力混凝土连续箱梁施工支架的方案制定和执行，保证了该连续梁桥按施工组织设计中的计划工期顺利完成。由于支架方案制订全面周到、切合实际、指导性强，施工完毕后连续梁主体结构工程验收优良，同时在施工期间保证了石太铁路运输安全及石家庄市西三环路的运输秩序。