跨天然气管道门式墩盖梁施工技术

摘 要：文章以新建吴忠至中卫城际铁路为例，以杨滩村跨定武高速立交特大桥34#、92#门式墩盖梁施工实际为背景，论述了采用贝雷支架在高铁大跨度、跨天然气管道门式墩盖梁施工中的应用技术，为类似跨铁路、公路、河流等桥梁工程提供了经验。

关键词：跨天然气管道 门式墩 贝雷支架

中图分类号：F062.4 文献标识码：A

文章編号：1004-4914（2017）11-291-02

一、工程概况

杨滩村跨定武高速立交特大桥位于宁夏回族自治区中卫市境内，全桥长7423.6米。该桥以门式墩形式在34#、92#墩两处上跨天然气管道，墩身高分别为22.7m、5.2m。盖梁截面尺寸为4m×3m（宽×高）。净跨度分别为19.4m、18m。天然气管道直径1.16m，埋深1.5m。本文以墩高、跨度大的34#门式墩盖梁施工为例，介绍贝雷支架法在门式墩盖梁施工中的应用技术。34#门式墩跨越天然气管道平面位置图如下。

二、总体施工方案

因受天然气管道影响，无法采用落地满堂支架方案，经项目部研究决定采用大钢管立柱+双层贝雷梁方案。该方案委托有资质单位验算，安全系数大于2，满足施工要求。

总体方案为：

在门式墩承台上搭设φ630×10mm钢管立柱，横向设置2排，纵向设置3排，间距2.5m，共5根立柱。钢管支柱间连接采用蝶形连接件和矩形连接件（内设置三角斜撑），均采用[20b槽钢，连接件横联间距2.5m，与钢管支柱焊接采用□800×10×220mm，竖向间距3.5m设置。

钢管立柱上部主横梁采用双榀H600型钢，型钢上纵向铺设双层贝雷梁，贝雷片间距0.45m，3个贝雷片通过标准支撑架连接成1组。贝雷梁上横向分配梁采用I40b工字钢，间距50cm。分配梁上纵向设置I12工字钢焊接的支撑架，上部铺设10×10cm方木，间距20cm。方木上铺设15mm厚的优质竹胶板充当底模，侧模则用大块定型钢模。

钢管支架搭设见下图。

三、支架施工

（一）钢管立柱安装

采用φ630×10mm螺旋焊管作为支撑立柱，将上部支架及盖梁的荷载传到承台，然后传递给桩基础。为固定钢管立柱及增加受力面积，事先在承台施工时，预埋φ1000×20mm（直径×厚度）的钢板，钢板底部焊接6根1m长Ф22螺纹钢筋，作为固定钢板用。根据盖梁底标高、模板厚度、方木高度、工字钢高度、贝雷梁高度、H型钢高度等计算出钢管长度并下料，并将切口打磨平整。用50T吊车将钢管按预定位置放好，用仪器检查，保证钢管的垂直度，然后用电焊与底部预埋钢板焊接牢固，并用8块220×100×10mm（长×宽×厚）钢板作为加劲板，对称焊接在钢管与钢板之间。

（二）柱间连接系安装

为加强钢管立柱整体稳固性，立柱间采用连接系将单个承台上的钢管立柱连接成整体。连接系均采用[20b槽钢，连接件横联间距2.5m，与钢管立柱焊接采用□800×220×10mm（长×宽×厚）钢板连接，竖向间距3.5m设置。连接系安装采用25T吊车吊装，工人在脚手架搭设的操作平台上进行连接系的焊接操作。

（三）H型钢主横梁安装

采用双榀H600型钢作为主横梁，用50T吊车将H型钢顺桥向放置在钢管立柱顶部的连接钢板上，并在H型钢两侧各焊一个三角钢板作为加劲板，防止H型钢移动和倾覆。

（四）贝雷梁安装

先在地面将贝雷片按设计片数拼装联结好，用50T吊车将贝雷梁依次吊装到主横梁H型钢上预定位置，贝雷梁间距0.45m，3个贝雷片通过标准支撑架连接成1组，并用自制U型卡将其与主横梁H型钢固定好。

本盖梁支架设计采用双层贝雷梁作为盖梁的承重平台，为提高贝雷梁的整体受力效果，加强整体稳固性，用自制U型卡将上下两层贝雷梁连成整体，同时在靠近墩柱处的贝雷梁，用[10槽钢做背楞和Ф16对拉杆拉紧使之连成整体。

（五）分配梁及模板安装

分配梁采用I40b工字钢，顺桥向布置，间距0.5m，并用[20b槽钢将其焊接连成整体。分配梁上纵向设置I12工字钢焊接的支撑架，上部铺设10×10cm方木，间距20cm。方木上铺设15mm厚的优质竹胶板充当底模，同时设置好预拱度。侧模采用大块定型钢模，分节用螺栓连接。

四、支架预压

在贝雷梁上每隔2米标记一个点作为沉降观测点。

34#现浇盖梁荷载总重为609.2吨，其中包括梁体重601.2t（减去墩顶范围梁体重量）；各种施工荷载约8t（人工、机械荷载2t，模板重6t）。预压荷载=（梁重+施工荷载重）*1.2=（601.2+8）*1.2=731t。

预压采用袋装土，按照施工总荷载的60%、100%、120%分三级加载，加载顺序按照水平分层、从两头往中间的顺序逐级堆载，每级加载完毕1h后进行变形观测。支架预压荷载全部加载完成后，按照4h、8h、12h、24h观测4次，当相邻两次观测累计变形量平均值之差小于1mm时，认为支架预压已达稳定；当加载完成后24小时仍不能达到要求，后续以每4h观测一次，直至变形量符合要求方可卸载。卸载按加载顺序反向进行，卸载时再次测量标高，得出塑性变形、弹性变形值。

通过各级荷载下支架的变形值，消除塑性变形，测出弹性变形，绘制沉降量观测曲线，弹性变形曲线，从而根据确定立模标高。公式如下：

Δ=Δ（e）+Δ（n）

Δ=加载0%相对标高-100%相对标高

Δ（e）=总变形-塑性变形

Δ（n）=加载0%相对标高-卸载后相对标高

立模标高=设计梁底标高+Δ（e）

式中：Δ——支架总变形；

Δ（e）、Δ（n）——支架的弹性变形和塑性变形。

五、钢筋及预应力管道施工

钢筋在加工厂集中加工，按设计图将钢筋加工成半成品，用汽车运到现场。用25T吊车吊运至盖梁底模上绑扎安装。先绑扎底板钢筋，再绑扎腹板和顶板钢筋，安装侧模。钢筋保护层采用同标号混凝土垫块，以确保均匀可靠。

预应力管道跟随钢筋之后及时安装固定，当盖梁钢筋与波纹管位置相碰时，可适当移动盖梁钢筋或进行适当弯折。预应力孔道定位网预先点焊成片，网格准确。安装时按50cm间距布置，与四周钢筋绑扎或点焊固定。

六、混凝土施工

门式墩盖梁为大体积混凝土工程，混凝土方量大，强度高，水泥用量多，为减少施工中混凝土膨胀、收缩不均，及温度应力等不利因素，应尽量缩短混凝土浇注时间及采取其它有效措施，保证混凝土浇注质量。混凝土由搅拌站集中拌制供应，采用混凝土罐车运到施工现场，用混凝土汽车泵运送至模内进行浇筑。

七、预应力施工

（一）预应力张拉

纵向预应力采用两端对称张拉，张拉控制采用应力与伸长量双向控制，应力控制为主，伸长值作为校核。张拉时，千斤顶张拉力作用线应与钢绞线的轴线重合。

设计伸长量与实际伸长量之间误差应在±6%以内，在测定伸长量时应扣除因非弹性变形引起的伸长值。

张拉程序：

张拉到初应力时，划线作测伸長值的标记。两端千斤顶的升降压、划线、测伸长值的测量等工作应同步进行。张拉同一截面的断丝率不得大于5‰，在任何情况下，不允许整根拉断。

（二）孔道压浆

张拉后24小时内对管道进行压浆。

孔道压浆采用真空压浆工艺。先用真空泵使孔道内形成一定的气压差，再将水泥浆用压浆机压入孔内，使之填满预应力筋与孔道间的空隙，让预应力筋与混凝土牢固粘结为一整体。

（三）封锚

封锚前对锚槽进行凿毛处理，并利用焊在锚板上的钢筋与封锚钢筋绑扎在一起，以保证锚端混凝土与梁体混凝土连为一体，封锚后用聚胺脂进行防水处理，封锚混凝土标号不应低于梁段混凝土强度。

八、支架拆除

支架拆除顺序和搭设顺序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先从钢管支架顶端拆起。拆除顺序为：防护网→施工平台和爬梯

→纵向支撑架→横向分配梁→纵向贝雷梁→钢管立柱。

九、结束语

杨滩村跨定武高速立交特大桥34#、92#门式墩，采用贝雷梁支架法现浇施工盖梁技术取得了成功，解决了跨天然气管道、大跨度门式墩的施工难题，提高了工效，加快了施工进度，简化了支撑体系，节省了大量的周转材料及人工，大大降低了工程成本，经济效益和社会效益显著，为以后跨越铁路、公路、河流的桥梁施工提供了宝贵经验。

参考文献：

[1] 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）

[2] 《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）

[3] 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424—2010）

（作者单位：中铁十六局集团第二工程有限公司 天津 300162）

[作者简介：刘俊江，从事铁路施工技术方面的工作。]

（责编：贾伟）