连续钢箱梁桥临时支架同步卸载控制施工技术研究

马 洪 龙

(中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030032)

连续钢箱梁桥临时支架同步卸载控制施工技术研究

马 洪 龙

(中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030032)

以贵安新区歆民路车田河大桥为背景，结合工程施工采用了大量临时支架的实际情况，针对连续钢箱梁桥临时支架卸载时需要保证箱梁整体变形协调一致的施工要求，提出了临时支架同步卸载控制技术。采用多个千斤顶组成的阵列在同一液压泵驱动下进行箱梁的顶升和卸载，同时提出了同步控制卸载的详细卸载顺序和现场组织构架，有力保证了箱梁临时支架卸载的安全性，可为今后类似工程提供参考。

桥梁工程，临时支架，同步控制卸载，组织构架

1 概述

钢箱梁桥具有自重小、结构设计成熟、造型优美及施工效率高等特点，为许多市政工程采用[1-3]。贵安新区歆民路车田河大桥采用了V型腿+桁架连续箱梁方案，歆民路在K4+020～K4+140段连续跨越规划车田河景观带和滨湖路，桥位处车田河规划宽度为40 m左右，两侧河岸为景观步行道，歆民路与河道大致正交。在K3+988.240～K4+148.160范围设置桥梁，桥梁分两联，第一联跨径布置为32 m+56 m+32 m钢结构V构桥，其中，6 m中跨跨越车田河，边跨跨越河岸景观步行道；第二联为30 m简支钢箱梁，跨越滨湖路。桥梁全长159.92 m，分为左右两幅修建，单幅桥宽21.25 m。边跨主梁为正交异形板钢箱梁高度为1.8 m～1.94 m，顶板形成桥面横坡，底板水平。顶板宽21.1 m，底板宽度15.66 m，断面为单箱6室形式，两侧悬臂宽度分别为3 m和2.5 m，箱室宽度为：边室1.58 m,中室宽度为3.11 m。

箱梁梁段在临时支架拆除前，大部分荷载由临时支架承载，临时支架卸载过程中，逐渐完成受力体系转换。一般而言，这一过程都要求临时支架按照合理的顺序和卸载控制措施，以保证桥梁的安全性，尤其是在支架卸载过程中需要保证其同步性，避免因卸载不同步造成结构内力，从而导致结构损伤甚至破坏。目前关于临时支架的结构安全性研究[4,5]和施工技术研究[6,7]较为成熟，但是关于连续箱梁临时支架的卸载技术研究相对滞后，虽然在类似钢结构工程中有学者研究了卸载施工技术[8]，但整体而言，卸载技术研究非常有限，一定程度上已经成为连续钢箱梁施工中的短板所在。

本文结合车天河钢箱梁连续桥施工方案、现场临时支架方案和桥梁自身特点，提出了利用千斤顶阵列，采用人工+机械控制方法，提出了钢箱梁临时支架同步卸载控制技术，有力保证了桥梁结构安全，为类似桥梁施工提供了有益借鉴。

2 临时支架架设方案

箱梁吊装到位后到梁段焊接完成前，梁段由临时支架支撑。临时支架的作用在于将梁段固定在设计位置，保证每节梁段空间位置的准确性，进而确保后续焊接工序完成后梁段之间不存在因空间位置偏差而产生的结构应力，实现无应力装配。根据本工程的实际特点，箱梁吊装时的临时支架主要包括两大类，一是用于固定和支撑V型腿；另一类是固定和支撑上下层梁段和桁架。支架整体架设方案根据现场施工条件、箱梁结构特点、分段施工技术及场地基础条件确定，整体安装效果图见图1。

2.1V型腿临时支架设计及施工

本连续梁桥的一大特点是采用了桁架+V型腿连续箱梁结构，V型腿在与上部箱梁及中间桁架段焊接装配前处于与周围结构相互独立状态，而后期要实现与周围结构的大面积无应力装配焊接，则需要保证V型腿的空间位置具有非常高的准确性。V型腿支架不仅要承担V型腿的竖向作用，还必须承担可能出现的顺桥向水平荷载，而一旦支架在水平作用下出现位移，V型腿则将会出现绕支座微小转动，竖向位移在其顶部出现放大，导致后期与上部箱梁段装配位置出现偏差，位置纠偏工作出现困难。

本项目部采用了双重顺桥向楔形顶部支架结构，用于固定V型腿的空间位置。楔形支架顶部与V型腿采用了焊接方式连接，确保V型腿空间位置一旦被固定，后续不会出现偏移。V型腿支架所采用的楔形顶部支架见图2，安装效果图见图3。

支撑架ZCJ-2(ZCJ-8)平面尺寸为2.5 m×2.5 m，每节高度为2.3 m。支撑架立杆选取圆管P245×8，材质为Q235B；直腹杆选取圆管P140×6，材质为Q235B；斜腹杆选取圆管P108×6，材质为Q235B；顶面平台梁选用HW300×300×10×15。

支撑架ZCJ-1(ZCJ-3)平面尺寸为3 m×3 m，每节高度为3 m。支撑架立杆选取圆管P245×8，材质为Q235B；直腹杆选取圆管P140×6，材质为Q235B；斜腹杆选取圆管P108×6，材质为Q235B；顶面平台梁选用HW300×300×10×15。

2.2箱梁临时支架设计及施工

下层桁架在吊装施工过程中需要承担自重荷载、下层箱梁部分自重及上层箱梁全部自重，并通过临时支架传递至基础。下层桁架吊装完成后需要和上层桁架进行焊接拼装，必须保证下层桁架在上述荷载作用下变形量控制在合理范围内，本工程采取了下层桁架支架布设在桁架节点处的方法进行变形控制。桁架下方每个支架均位于桁架节点下方，以保持桁架受力简化，避免出现过大或者桁架局部变形过大，影响后续焊接拼装作业。

支撑架ZCJ-3和ZCJ-10平面尺寸为3.2 m×3.2 m，3联排，每节高度为4.4 m。支撑架立杆选取圆管P351×8，材质为Q345B；直腹杆选取圆管P140×6，材质为Q235B；斜腹杆选取圆管P108×6，材质为Q235B；顶面平台梁选用HW300×300×10×15，细部结构见图4。

下层箱梁支架编号ZCJ-7和ZCJ-8，其平面尺寸为3 m×3 m，5联排，每节高度为2.75 m。支撑架立杆选取圆管P245×8，材质为Q235B；直腹杆选取圆管P140×6，材质为Q235B；斜腹杆选取圆管P108×6，材质为Q235B；顶面平台梁选用HW300×300×10×15，结构细部如图4所示。

3 临时支架同步控制卸载技术

3.1支架卸载顺序

箱梁、桁架及V型腿吊装就位并完成焊接拼装后进行支架卸载。临时支架卸载过程中，箱梁自重逐渐由支架承载转换为自身结构承载，受力体系转换过程中箱梁整体逐渐产生微小变形，要保证桥梁结构在卸载过程中不出现过大的局部甚至整体瞬间变形，则支架卸载过程需要避免突发性和不均匀性卸载操作。

临时支架的卸载顺序直接决定桥梁整体结构受力体系的转换过程，常见的临时支架卸载顺序包括中间向两侧逐步卸载、两侧向中间逐步卸载及由左右两侧1/4全长处向外围逐步卸载。考虑到本工程临时支架有限，且B段跨度并非超大跨度，因此由左右两侧1/4全长处向外围逐步卸载方式并不适用于本桥梁，此卸载方法实施过程中桥梁整体结构受力状态复杂，进行专门的卸载结构力学分析难以实施。而采用从两侧向中间逐步卸载的方式容易在卸载最中间临时支架时，桥梁整体出现突发性卸载，产生突发性变形，变形量在惯性作用下远超过桥梁自重作用下的变形量，容易造成结构损伤，故此方法也不适用。

由上述分析可知，最适用于本工程的临时支架卸载顺序是从中间向两侧逐步卸载。本桥梁临时支架卸载顺序见图5。

如图5所示，以左幅桥梁支撑架卸载顺序为例说明，右幅与左幅一致。所有支架均按照图5中1～6所示顺序进行卸载，同一线框内的临时支架在卸载时保持同步。

3.2临时支架同步控制卸载施工

临时支架拆除施工时，桥梁局部自重承载结构由临时支架逐渐转移至桥梁自身结构，桥梁结构力学体系逐渐转换。此过程中需要保证同时卸载的支架上各个支撑点卸载同步完成，以保证桥梁结构中不出现大的卸载内力，确保结构安全。

卸载时，对每个临时支点用不小于50 t的千斤顶代替，千斤顶距离现有标高凳支点不超过200 mm，对千斤顶的支撑位置做好加固，防止失稳。支架上荷载的卸载至少分三次进行，第一次卸载10 mm，第二次卸载20 mm，第三次卸载20 mm；以此类推，直至支架支撑与钢箱梁分离为止，千斤顶布置示意图如图6所示。

卸载过程中各千斤顶同步进行，本课题组采用了液压泵站连接每个支架上的千斤顶，千斤顶之间保持油路连通，实现了同一油泵供油的千斤顶群顶升和卸载的同步控制。每个支架上千斤顶组群分别有专人操作，在统一指挥下各液压泵保持一定压力条件下可以同时开启和关闭，实现了各支架上的液压千斤顶组的同步顶升和卸载。千斤顶组群安装调试完成后，即可对支架进行卸载操作，本工程需要同步拆除多个支架上的临时支点，为保证拆除控制的同步性，本课题组对支架拆除工作人员进行了如下组织安排，具体见图7。

4 结语

歆民路车田河大桥整体结构较为复杂，全桥分段多，施工中采用了大量的临时支架以保证桥梁吊装施工的安全性。在全桥吊装和焊接施工完成后，如何保证临时支架卸载过程中桥梁结构的安全性是收尾工作的重要一环，本文结合桥梁自身特点和现场施工方案，确定了桥梁临时支架卸载顺序，并提出了同步控制卸载技术。同步控制卸载技术从支架卸载时保证桥梁安全性出发，重点控制各支架支撑点卸载的同步性，主要对设备进行了配套研究，提出了千斤顶阵列技术，并制定了合理的现场卸载施工组织构架。通过现场施工应用，所提出的连续箱梁临时支架同步卸载控制技术很好的完成了车田河大桥的临时支架卸载工作，保证了桥梁结构的安全性，可对类似工程提供有益的借鉴。

[1] 袁霖宇.成都市二环路高架桥特殊钢箱梁设计研究[D].成都：西南交通大学,2014.

[2] 甘立全.城市高架桥大型钢箱梁整体吊装技术[A].成都市“两快两射”快速路系统工程论文专辑[C].2014.

[3] 童激扬,黄南育,曾宪双.武汉沙湖南环路跨楚河桥钢箱梁分节段顶推安装技术[J].世界桥梁,2012,40(3):28-32.

[4] 李 娜,周小勇,吕 露,等.钢箱梁临时支架安全性分析[J].施工技术,2010(S2):250-252.

[5] 周开利,钱云刚.大跨径连续梁现浇支架施工阶段安全性评价[J].公路交通科技(应用技术版),2016(4):76-79.

[6] 王志强.河床内大型现浇箱梁少支架方案设计与施工[J].铁道建筑技术,2013(5):17-20.

[7] 王 华,朱莉娟.现浇连续箱梁支架的设计与施工[J].中外建筑,2014(8):154-156.

[8] 魏成权,胡智勇.2011年世界大学生运动会主体育馆钢屋盖综合卸载技术[J].钢结构,2010,25(10):53-56.

Studyonconstructiontechnologyofsynchronousunloadingoftemporarysupportforcontinuoussteelboxgirderbridge

MaHonglong

(CR17BGNo.1EngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030032,China)

Taking Chetian River Bridge as the background in Gui’an Xinmin road, based on the situation that a large number of temporary support are used for the continuous steel bridge. The overall deformation of box girder should be ensured in the unloading process of temporary support. The temporary support synchronous unloading control technology is put forward. Multiple array composed of Jack box girder lifting are used and unloading at the same hydraulic pump drive. And the detailed sequence of unloading and field structure synchronous control of unloading are puts forward, which effectively ensured the safety of the box girder temporary support unloading. The proposed technology can provide a good reference to future similar projects.

bridge engineering, temporary support, synchronous unloading process, organization frame

1009-6825(2017)32-0157-03

2017-09-06

马洪龙(1985- )，男，工程师

U448.213

A