动车先特大桥门式墩帽梁支架施工技术

殷 宝

(中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司，上海 200940)

0 前 言

跨主线门式墩帽梁一般采用碗扣式支架、工字钢支架组成的支撑系统，同时该支撑系统支架底部需再设置防护棚架等。但是该系统具有工序多、结构复杂和安全风险大等缺点。结合鲁南高铁动车线特大桥门式墩帽梁施工的实例，对贝雷梁及双拼I56工字钢或钢管为主支撑，贝雷梁(立柱顶部设置钢垫板)分块吊装至立柱的上横梁上，然后增设方木和工字钢等材料构成整个支架系统。门式墩帽梁施工结束后贝雷片不用重新组装分片吊入指定位置。与其他施工方法相比，该施工方法具有施工周期短、结构安全可靠、操作简单等特点，还具有较高的抗干扰性、经济价值和社会效益明显等优势[1]。

1 工程简介

本文所探讨项目为鲁南高铁动车线特大桥(中心里程为DZDK2+070)，其中左线31#门式桥墩与新建鲁南高铁沂河特大桥(正线DK93+532.966处)以13°角度上跨立交，跨新建鲁南高铁沂河特大桥(正线)上部结构设计采用的是预制简支箱梁，采用钻孔桩承台基础、门式桥墩作为下部结构；左线32#门式桥墩与新建鲁南高铁沂河特大桥(正线DK93+564.97处)以5°角度上跨立交，跨新建鲁南高铁沂河特大桥(正线)上部结构设计采用32 m预制简支箱梁，下部结构设计采用钻孔桩承台基础、门式桥墩；左线38#、40#门式桥墩与既有公路干渠线分别以19°、16°上跨立交，跨既有公路干渠线上部结构设计采用32 m预制简支箱梁，下部结构设计采用钻孔桩承台基础、门式桥墩；右线37#、38#、39#门式桥墩与既有公路干渠线分别以22°、24°、18°角度上跨立交，跨既有公路干渠线上部结构设计同样采用32 m预制简支箱梁，下部结构设计采用钻孔桩承台基础、门式桥墩。

2 施工特性以及存在的难点

2.1 施工特性

1)施工工期短：可实现在场外进行拼装，不占用施工场地和施工时间，多个工序可同时进行。

2)使用材料少：通过使用钢管立柱和贝雷梁桁架所组成的平台，该平台的支撑系统一般是使用普通模板，这样一来减少了钢管以及其他物料的使用，同时该工序结束后贝雷梁还可以再次使用。

3)安全性高：性能可靠、贝雷梁桁架、平台受力明确，但是当脚手架一次搭设完成后还存在一定的安全隐患，同时安全检查难度大，可将具有可靠安全防护的作业条件替换传统的高空作业的高支模。

4)良好的经济性：支架基础利用承台效率高，降低了搭设满堂支架所需要的钢管立柱基础和硬化地面的施工费用，同时基础沉降控制也较为容易。

2.2 施工的难点

1)该鲁南高铁动车线，门式墩与主线斜交且斜交角度较大，承台基础距主线挡砟墙最小距离只有0.6 m，施工安全压力较大。

2)动车线31#及32#门式墩与沂河特大桥主线存在交叉作业，主线上有大型施工车辆通行，门式墩施工对于主线上行车安全要进行科学的指挥与协调，施工难度较大。

3 施工工艺流程

其施工工艺流程具体如下：钢管支柱安装→横梁吊装→贝雷梁拼装→贝雷梁地面模拟预压→贝雷梁吊装→安装纵横向及底模分配梁→绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉梁体→拆除底模及分配梁→拆除贝雷梁桁架、立柱

4 施工技术要点

4.1 钢管立柱和牛腿支架施工及设计

支架立柱设计采用Φ650×15 mm钢管，底面设法兰盘，法兰盘与钢管柱之间焊接三角形加强肋，加强肋采用12 mm钢板，焊缝宽度及高度为10 mm。同时还设有15根钢管柱，钢管柱与承台预埋的钢板运用焊接的方式连接。为了减少墩身竖向受力钢筋受到预埋工字钢的影响，一般将工字钢底部和顶部受力钢筋制作成L型与工字钢单面搭接焊，然后再进行加强焊接，单面焊接长度10d，焊缝宽度0.5d。

为了保证埋在墩内工字钢内部的混凝土密实，工字钢需要进行开孔处理，孔口尺寸Φ8 cm，间距为60 cm，呈梅花形布置，工字钢底部顶部和开孔位置一样。立柱需要按设计尺寸在钢结构加工场加工成型之后利用平板车运输到现场进行吊装，同时采用25 t汽车配合安装，承台基础预埋钢板与立柱采用焊接的方式连接。立柱安装的过程中要保证垂直，同时主线两侧的牛腿分别进行吊装。为了避免出现牛腿进入到主线界限内，在吊装时安排专人对主线两侧进行针对性的防护。

4.2 横梁施工

钢管立柱顶端设置了2根I56a型钢，同时使用钢板焊接成了整体。将砂箱和滑道设置在工字钢顶板，方便贝雷架能够从帽梁底部纵向滑移并脱离帽梁底部。横梁通过吊车来实现安装，在吊装过程中同样需要安排专人指挥，同时主线两侧设专人防护。

4.3 支架体系基础的施工方法

在条基和承台施工过程中需要对支架底部预埋件进行预埋处理，预埋钢板的规格尺寸为1 000×1 000×10 (mm)，预埋钢板底部需固定，钢筋型号为HRB400直径20 mm，固定长度为1.0 m，固定根数为12根，钢筋端部设置20 cm长弯钩。在帽梁的中间位置处增设尺寸为5.8×2.7×1 (m)条形基础和预埋钢板。在门墩条形基础上设置干渠路，门式墩条形基础下方设置直径为1.0 m、长度为12 m的钢筋混凝土灌注桩，钢筋笼主筋采用Φ18钢筋，混凝土采用C40混凝土，间隔距离为12 cm，箍筋采用Φ12钢筋，间距为20 cm。

4.4 吊点位置的试吊以及确定

支架在吊装过程中首先要确认横梁组合体是否连接牢固；场地平整是否已满足吊车作业的需求[2]。在开展吊装索具的系接作业时，每个吊点用一根钢丝穿过纵梁用卡环进行卡紧，每个钢丝长度必须相等。在起吊之前需要进行试吊，经过多次试吊实验，布置监督人员对监督的重点环节进行全方位检查，确保各部分的安全性和协调性，然后相关人员经过试吊和测算来确定吊点位置。

在具体吊装时，当贝雷片落于指定点上之后须确定好贝雷片的位置，如果其位置偏离须重新吊起并进行相应的位置微调，同时，在封锁点内将万能杆件支墩与万能杆件支墩顶的钢构件接地连通。贝雷片就位以后用U型夹把贝雷片每隔2 m进行固定。在吊装人行道钢到位之后，同样在封锁点内将万能杆件支墩与万能杆件支墩顶的钢构件接地连通。完成吊装施工之后必须由监理、施工单位进行确认，只有符合质量要求方可进行围栏、吊篮、帽梁钢筋绑扎、门式墩帽梁侧模板支设、封锚、压浆、钢绞线张拉等施工。后期拆除施工必须在帽梁混凝土强度满足设计强度的100%时才可进行。

4.5 贝雷梁的拼装

在施工现场，吊车起吊配合人工进行贝雷梁的拼接，纵梁使用的是321型贝雷梁，在墩柱内侧(横桥向)横梁上安放321型贝雷梁，横向间距为50 cm，共设置8排，墩柱外侧(横桥向)安放321型贝雷梁，横向间距为24.5 cm，每侧设置4排，贝雷梁立杆应设在立柱位置处，如果出现贝雷梁立杆无法安装的情况，需采用槽钢进行加固连接。在贝雷梁拼装过程中需要将门架、上下加强弦杆、连接杆一同进行拼接。

4.6 贝雷梁吊装

为了保证安全施工，采用的是25 t吊车在现场进行整体吊装。贝雷梁两端需增设牵引绳，目的是防止贝雷梁摆动。吊装的过程需要有专业人员进行现场指挥，同时施工点要在200 m处设置安全防护人员进行安全防护[3]。

4.7 安装底模

在进行横向分配梁制作的过程中，首先是在贝雷梁顶端铺设I16a型钢，每道钢的间距需要保持在50 cm左右，接下来铺设纵向方木，其规格为12 cm×12 cm，方木间距为50 cm，最后在方木层顶端铺设竹胶板作为帽梁底模。为了保证拆除工作的顺利，底膜采取分块制作的方式进行(与方木连为整体)，其规格为400 cm×150 cm，在进行拆除的过程中可直接从帽梁两侧拖出。

4.8 安全防护

因施工工点距离村庄附近，在距离施工点50 m以外设置安全员，避免坠物对行人及车辆造成伤害。采用密目网满挂的方式来对贝雷梁两侧的施工平台进行防护，用角钢制作立柱，横向栏杆则采用钢筋制作，栏杆顶高出帽梁顶面1.2 m。

4.9 支架预压

为了防止支架出现变形，相关人员需要对支架的非弹性变形以及弹性变形的参数值进行检测，在这一检测过程中要对支架进行预压处理，但是需要考虑其风险，为了保证预压的安全进行，需要做好相应的防护措施，通常情况下预压的方法主要是根据支架正上方梁段混凝土重力分布的实际情况来堆放荷载为2倍的沙袋。

4.10 支架的拆除

详细的拆除步骤如下。

1)拆除两侧防护围栏。

2)放出沙箱内的沙子，放出过程要缓慢进行，等支架与混凝土结构物有1.0～2.0 cm的缝隙时将放砂口拧紧，将贝雷帽下落至沙箱顶部。

3)底模拆除。

4)I16a型钢横向分配梁拆除，使用25 t汽车吊将其吊离支架。

5)贝雷梁拆除。

6)I56型钢横梁拆除。

7)钢管柱拆除。运用人工与25 t汽车吊相配合的方式拆除630 mm钢管立柱。

5 结束语

随着我国路桥设施建设的步伐不断加快，动车线特大桥的建设也越来越受到社会的广泛关注，但是在施工过程中，动车线特大桥门式墩帽梁支架吊装施工难度较大，同时由于存在施工技术的不成熟，为后期吊装埋下了较多不稳定因素，而采用贝雷梁及钢管为主支撑提升了施工的安全性，保障了后期施工的稳步进行，值得为今后类似工程参考。

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