铁路桥梁现浇支架设计技术研究及应用

舒扬

【摘要】本文主要分析了铁路桥梁现浇支架设计技术，同时，论述了现浇支架设计的应用问题，以期可以为今后铁路桥梁现浇支架的设计和应用提供参考。

【关键词】铁路；桥梁；现浇支架；设计；应用

一、前言

目前，铁路桥梁现浇支架设计的过程中，还有很多问题有待于考究，为了能够提升设计的效果和应用的水准，一定要分析设计和应用的相关工作，确保工作的质量。

二、工程简介

某大桥堤内引桥75#～82#、93#～143#简支箱梁施工起止里程：DK845+140.5～DK845+493.0和DK846+890.7～DK849+408.79，共57跨48m簡支箱梁。48m简支箱梁计算跨度48m，梁全长50.2m；箱梁中心线处梁高4.385m；梁顶面宽8.9m，跨中箱宽5.2m，支点处为满足支座板放置要求，箱梁底板宽度为5.9m；防护墙内侧净宽8.5m，桥上人行道宽0.8m（设声屏障为4.3m），梁混凝土等级C55，有544.1m3（不含桥面附属设施）。

本工程7×48m跨简支箱梁采用军用梁支架现浇方案。现浇支架自上而下由钢枕、军用梁、桩顶分配梁、钢管桩、连接系、桩底预埋件、PHC管桩（扩大基础）等。箱梁模板采用竹胶板+方木，现场加工制作，共两套模板；军用梁及钢枕需2套；钢管桩及连接系3套；75#～80#墩基础采用PHC管桩，共5套；80#～82#墩基础采用扩大基础，共2套。

三、支架类型的选择

对于长度大的箱梁结构，在满足设计要求的前提下，应结合施工现场的具体条件，优先考虑选用施工方便、周转快、切实可行的预压方法。采用支架法现浇连续箱梁是常规的施工方法，不同的支架形式带来的工费、机械费及工期都有所差别。现浇连续梁支架通常采用贝雷梁式支架、满堂式钢管脚手支架、门型架支架、碗扣型钢管支架及多种方式相结合等形式。不同的支架形式也各有不同的特点和适用条件。

1、贝雷梁式支架为全焊构架、销接组装、单层或双层多片式拆装桁架，其主要特点是：承载力大，使用范围广，跨度易布置；杆件种类少，拆装与互换方便；结构轻便，构造简单，架设迅速等，现在越来越多地运用到相关工程中[1]。

2、碗扣式多功能支架为近年来新开发的一种新型建筑支架，该产品具有重量轻、操作简单、承载大、高度和宽度可根据不同模数进行选择的特点，其可调式上下托对于支架的安装调整及拆除都非常有利[2]。

3、扣件式钢管脚手架由钢管和扣件组成。广州市一般禁用。

4、门型架支架几何尺寸标准化，结构合理，受力性能好，拆装容易，架设效率高，经济实用，但稳定性较差，需要设置纵横向钢管与门架相连[3]。

综合考虑以上支架类型，以及结合现场施工条件，选择贝雷梁式支架和碗扣支架结合的支架体系，其中在箱梁底板区域内直接通过方木和分配梁将上部的荷载传递给贝雷梁，斜腹板和翼缘区域内则布置碗扣式多功能支架来灵活调整和控制立模标高。

四、施工方案

1、铁路桥梁现浇支架设计的施工方案

参照原有的工程经验，决定采用梁柱支架以及满堂支架这两种整体支架形式作为设计方案，出于对经济性的考虑，选择碗扣式钢管脚手架作为大面积区域的支架，选择钢管配合六四式军用梁梁柱式支架作为大堤整体跨越方案。

2、建立模型

要想使支架的适用性经济性以及安全性得到保证，必须要详细的计算两幅连续梁支架的稳定性刚度和强度，计算的主要对象包括基础，地基、钢管、横梁、纵梁、军用梁、下方木、碗扣式钢管支架、上方木以及模板等。下面以支架的结构形式为例对模型的建立进行介绍。

①荷载：施工荷载、支架自重、支撑重力、模板以及混凝土梁自重等是本桥支架的主要荷载。混凝土梁自重主要以支架的工况以及分区的不同为根据，分别设计箱梁翼缘、箱梁腹板以及箱梁底板。选择钢支撑以及钢木组合模板作为内外模，其标准值为：拉杆与内支撑3kPa、托梁1kPa以及模板315kPa，共计有715kPa。

②模型：连续梁支架现浇如果选择碗扣式钢管脚手架，就需要对三种不容的工况进行考虑：首先是现浇混凝土工况，采用分别投影的方式对箱梁混凝土荷载底顶板、腹板以及翼缘等进行考虑，并且在支架上施加荷载；其次为拆除侧模工况，全部的箱梁混凝土荷载都在底腹板支架上予以施加；最后为抗倾覆计算时，完成对模板的安全工作，但是没有对混凝土进行浇筑时的工况。

采用模板、纵梁、横梁以及立柱等将空间整体模型建立起来。铰支座为立柱底，桁架结构为军用梁，梁单元为型钢和横梁，柱结构为立柱，栓接就是横梁与纵梁之间的连接，因此可以将杆件之间连接看作是铰接。以箱梁和工况对纵梁的荷载分布为根据，对立柱、横梁以及纵梁的内力进行分别计算。

五、安装支架的具体步骤

1、基础建设

（1）扩大桩顶。在安装墩柱之前，我们要对桩进行扩大工程，看看它的顶面高程，把纵向贝雷支架安装在墩柱的两边，采用横向杆对其进行加固措施，再把横向贝雷支架安装在上面，在施工中，可以使用环形钢板在安装墩柱后进行安装。（2）地基基础：首先为了保持地基的稳定性，我们要在其中加入小块的碎石进行碾压密实，同时浇筑15cm厚的C25砼，这样的做法主要为了提高地基的负荷能力以便达到设计的要求。让梁体在浇筑后不容易发生上升与下沉的现象。

2、安装支架

（1）扣件式的支架安装。这种支架主要是由外径长度大概在φ48mm的杆件来构成。按照设计要求把木垫板设计成剪刀支撑的样子，安装到每根立杆的下方，在内部安装纵向方木和横向槽钢，上方可以使用U形支托。（2）贝雷式支架的安装。首先用吊车将组件初步成型后的状态吊到墩柱的顶部，根据桥梁类型的不同，位置而发生改变，横向的贝雷支架和纵向的贝雷支架相互合作，兼容并施，根据设计要求来调整支架的斜度，利用杆将上下两端的贝雷杆进行固定，最后再把工字钢铺在横向的梁上，可以通过钢管和扣件式的支架相连。增加支架的稳定与安全性。

3、预压支架

（1）普通不利位置：在桥梁的施工建设中，取一定数量的沙袋来与箱梁内板与施工负荷的总承载力，箱梁的总质量进行对比，在取得一定的平衡后，对沙袋的重量进行测算，根据沙袋的体检与数量计算中支架的总承受力。（2）最不利的位置：在桥梁的施工建设中，支架的承重能力主要依据箱梁的重量来判断，可以利用沙袋来替换在施工过程中承受的重量，最后对沙袋的容量进行测算，采用数学公式来计算总承受量（3）加载的方式：首先以平均每40kg一袋沙子的重量将沙袋提前装好，并将其运输运到施工现场备用，然后对要预压的地方进行标注，画线放样。用吊车把沙袋吊到支架的上端部分，现场施工人员要将沙袋按照一定的顺利排列好，尽量排的紧密无缝，确保中间的缝隙不超过体积的十分之一。最后要用抽样检测方式对加载完成的沙袋模式进行检测，确保操作无误，然后等待监理工程师的最后检验。

六、现浇支架的拆除

养生混凝土强度达到60%时松开内模支撑，拆除内模和端模。混凝土强度达到80%时进行初张拉，张拉后沙箱放沙，靠模板自重脱模。拆模时应从梁挠度最大处的节点开始按横桥向同步卸落，然后逐步向两端对称、均匀地卸落相邻支架节点。拆模选择晴好天气，尽量避免选择恶劣天气和气温急剧变化的时间。

七、结束语

总而言之，铁路桥梁现浇支架设计的过程中，必须要考虑到设计的特点和应用的需要，综合考虑各方面的设计需求，提升设计和应用的效果，保证铁路桥梁现浇支架的质量。

参考文献

[1]陈文连续箱梁现浇支架施工技术探讨[J].现代装饰（理论）.2012（06）.

[2]郝永军桥梁现浇支架布设及施工[J].交通世界（建养.机械）.2013（Z1）.