邻近铁路大吨位转体桥装配式支架体系安拆施工

摘要：针对邻近铁路营业线大吨位混凝土转体桥箱梁现浇施工的特点，研发设计了装配式支架体系，其全部采用装配式部件，施工速度快，零件周转率高。针对大吨位支架一侧邻近铁路营业线，支架拆除作业空间严重受限，研发设计了用于拆除临近铁路侧混凝土现浇梁装配式支架的吊运装置，有效解决了支架安全拆除问题，确保了邻近铁路营业线施工安全、高效。

关键词：邻近铁路;转体桥;装配式支架;安拆施工

Abstract： In view of the characteristics of cast-in-situ construction of large-tonnage concrete rotating bridge box girder adjacent to the railway business line， a prefabricated support system was developed and designed， prefabricated components are used， which had fast construction speed and high parts turnover rate. Aiming at the large-tonnage support side adjacent to the railway business line， the support removal work space is severely limited. The lifting device for the removal of the concrete cast-in-situ beam prefabricated support near the railway side has been developed and designed， which effectively solves the problem of the safe removal of the support and ensures the safe and efficient construction of the adjacent railway business line.

0  引言

随着我国城市交通的迅猛发展，在新建或改建城市道路施工中上跨既有铁路线的情况经常遇到。近年来，我国在上跨既有铁路线的桥梁施工中，越来越多地采用转体施工的方法，即邻近铁路线桥梁T构预制后再跨线转体的施工方法，该方法在最大限度地保障了铁路的正常运输并且安全、可靠。对于邻近铁路大吨位现浇混凝土转体桥来说，箱梁预制支架体系安拆施工已成为该类型桥梁施工的难点之一。

1  工程概况

中铁七局集团郑州工程有限公司承建的郑州市四环线及大河路快速化工程大河路上跨郑焦城际、京广铁路立交工程，上跨桥梁采用（85+147+85）m连续刚构整幅上跨郑焦城际、京广铁路、军专线等3条线5股道，采用东西两侧双T构进行转体，转体悬臂长71.75m，单侧转体吨位3万吨。转体T构现浇支架平均高度达25m，支架宽度约40m，支架长度290m，支架方量约29万m3，支架用钢量大，且邻近营业线施工，安全风险大，传统的满堂支架工作量大、施工成本高，项目部成立科技攻关小组，开展调研和技术攻关，采用装配式支架体系施工，解决了支架施工难题，降低了施工成本及安全风险。

2  工艺流程

邻近铁路大吨位现浇混凝土转体桥箱梁装配式支架体系安拆方法，包括下述工艺流程：

步骤1：预制混凝土条形基础，在混凝土基础四角预埋吊耳，便于后期吊装。在混凝土基础强度达到要求后将其放置在设定测量位置，然后比照钢管柱上法兰盘的孔位在混凝土基础上钻孔植入精轧螺纹钢。

步骤2：钢管柱可通过法兰盘拼接成需要长度，然后吊起钢管柱使精轧螺纹钢穿过底部钢管柱的法兰盘孔眼，将钢管柱安放于混凝土基础上，最后在精轧螺纹钢上拧上螺帽进行紧固。

步骤3：在钢管柱的设计位置通过夹板将中间连接槽钢连接成设计长度，然后将连接好的中间连接槽钢使用夹板和螺栓连接在抱箍上的槽钢上，组成钢管柱的侧向连接。

步骤4：依次安装横梁、纵梁、分配梁和满堂支架。

步骤5：进行支架预压、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑、张拉压浆、模板拆除等现浇梁常规施工工序。现浇箱梁浇筑前，在梁底板邻近铁路侧和远离铁路侧分别预埋拆除系统钢板。

步骤6：现浇梁施工完成拆除临时支架时，在邻近铁路侧钢板上焊接一块带孔的槽钢，在远离铁路侧钢板焊接一个带孔槽钢和两个定滑轮;在两块槽钢之间穿入钢绞线并张拉固定;在钢绞线上设置一个单轮吊钩滑车，用钢丝绳连接滑车绕过定滑轮接入卷扬机组成水平移动系统;在滑车下方安装两个多轮吊钩滑车，用钢丝绳连接两个多轮吊钩滑车绕过定滑轮接入卷扬机组成竖直移动系统。

步骤7：支架拆除时通过竖直移动系统吊起重物，然后通过水平移动系统将邻近铁路侧重物移至远离铁路侧，再通过其他起重机械将重物吊起然后装车运走。

3  操作要點

3.1 地基处理

条形基础下原地面承载力不小于190kPa，如原地面承载力不满足要求需换填50cm厚5%水泥土，要求50cm厚水泥土下原地面承载力不小于140kPa，换填后50cm厚水泥土承载力不小于190kPa。比照钢管柱上法兰盘的孔位在混凝土基础上钻孔植入植入精轧螺纹钢。

基础之间采用C20混凝土硬化路面10cm厚，表面由中心向两侧作成1%的双面排水坡，并在两侧做30cm×30cm排水沟;路面硬化部分每隔10m设置一道宽20cm、高10cm的横向排水沟。

3.2 支架系统装配式组装方法

根据批复和专家验证后的支架设计方案进行施工，施工时支架立柱必须保证垂直度。在已处理好的地基上将钢管柱固定在底座上，根据横坡度和纵坡找齐，设置槽钢剪刀撑将所装立柱连成一整体，以保证立柱的整体稳定性。钢管柱上部布置两组双拼40C槽钢（3703工字钢），槽钢采用加强钢板连接成整体，居中放置于钢管柱顶部。按设计间距架设贝雷片纵梁及其上分配横梁，横向用连接片固定，形成整体支架后在其上铺设纵横向方木、调节块、底模等。每节梁段支架组装如下：

A0梁段梁长12m，梁高8.193-8.5m，底板支架高度为17m、20m、23.7m。墩柱两侧翼缘板下采用钢管柱+贝雷片+盘扣支架布置，薄壁墩之间底板下采用盘扣支架布置。钢管柱贝雷梁布置形式为：钢管柱布置于A1段，两侧A1段间距10.5m，采用贝雷梁纵向连接，贝雷梁横向间距0.9m，两两连接为整体（A0段贝雷梁与两侧A1段贝雷梁各交叉0.75m布置，下悬杆中点布置于双拼40C槽钢上，交叉部分贝雷梁采用钢板或角钢进行固定连接）。贝雷梁上部采用150H型钢横向布置，纵向间距对应支架立杆布置。盘扣支架布置形式：横桥向腹板0.6m、箱室0.9m、翼缘板1.2m，纵桥向0.6m，水平步距1m。边腹板与翼缘板连接倒角位置采用斜向Φ48mm×3.5mm钢管支撑，纵向、竖向间距均按60cm布置，斜向钢管固定于盘扣支架立杆上。（图1）

A1梁段梁长24m，梁高5.427-8.193m，底板支架平均高度21.6m，采用6排型号？覬609*16mm的钢管立柱，纵向间距3+6+3+6+3+6m，横向每排9根钢管柱，间距4.5m，钢管柱纵横向均采用16#槽钢交叉连接。钢管柱上部布置两组双拼40C槽钢（3703工字钢），槽钢采用加强钢板连接成整体，居中放置于钢管柱顶部，槽钢与钢管柱接触面两侧采用Φ32钢筋进行焊接，对槽钢进行固定。槽钢上部采用贝雷梁沿纵桥向布置，横向间距在腹板下0.45m、箱室下0.9m、翼缘板位置1.35m，横桥向每两个连接为整体。贝雷梁上部采用150H型钢横向布置，纵向间距对应支架立杆布置。盘扣支架布置同A0段布置。

A2梁段梁长41.75m，梁高3.5-5.427m，底板支架平均高度22.9m，采用10排型号？覬609*16mm的钢管立柱，间距3+6m连续布置，横向每排7根钢管柱，间距6m，钢管柱纵横向均采用16#槽钢交叉连接。钢管柱上部布置两组40C槽钢（3703工字钢），槽钢采用加强钢板连接成整体，居中放置于钢管柱顶部，槽钢与钢管柱接触面两侧采用Φ32钢筋进行焊接，对槽钢进行固定。槽钢上部采用贝雷梁沿纵桥向布置，横向间距在腹板下0.45m、箱室下0.9m、翼缘板位置1.35m，横桥向每两个连接为整体。贝雷梁上部采用150H型钢横向布置，纵向间距对应支架立杆布置。盘扣支架布置：横桥向腹板0.6m、箱室0.9m、翼缘板0.9m，纵桥向0.9m，水平步距1.5m。腹板布置同A0段布置。（图2）

在主墩位置翼缘板处远离铁路一侧设置高30m梯笼作为人员上下通道，四周全部采用密目网进行围闭，梯笼与支架采用钢管进行连接，步距3m、每层至少采用三根钢管连接。

3.3 支架的预压

盘扣支架搭设完毕项目部自检合格后，报请公司总工程师负责组织方案编制人、审查人、项目经理、副经理、总工、安全总监、项目技术、物资、设备等人员进行联合检查验收。验收合格报监理工程师验收，同意后进行预压，预压采用预压混凝土块，预压荷载宜为支架需承受全部荷载的1.1倍，预压荷载与梁重分布对应，以消除支架非弹性变形，测定支架的弹性变形，以及检验支架设计的可靠性。

3.4 满堂支架拆除

当支架、脚手架使用完成后，制订拆除方案，拆除前应对支架系统作一次全面检查，清除所有多余物件，并设立拆除区，禁止人员进入。

梁的落架程序应从梁挠度最大处的支架节点开始，逐步卸落相邻两侧的节点，并要求对称、均匀、有顺序的进行;同时要求各节应分多次卸落，以使梁的沉降曲线逐步加大。可从跨中向两端进行;此项工作宜在白天进行，且卸落支架时应由专人负责指挥。拆除顺序自上而下逐层拆除，不容许上、下两层同时拆除。拆除的构件应用吊具吊下、或人工递下，严禁抛掷。拆除的构件应及时分类堆放，以便运输、保管。

3.5 邻近铁路侧贝雷梁拆除

为使落架更安全高效，在满堂支架拆除后，邻近铁路侧的预埋钢板上焊接一块带孔的槽钢，远离铁路侧预埋钢板焊接一个带孔槽钢和两个定滑轮;在两块槽钢之间穿入钢绞线并张拉固定;在钢绞线上设置一个单轮吊钩滑车，用钢丝绳连接滑车绕过定滑轮接入卷扬机组成水平移动系统;在滑车下方安装两个多轮吊钩滑车，用钢丝绳连接两个多轮吊钩滑车绕过定滑轮接入卷扬机组成竖直移动系统;采用联动开关箱控制电动卷扬机和滑轮组。

支架拆除时通过竖直移动系统吊起重物，然后通过水平移动系统将邻近铁路侧重物移至远离铁路侧，再通过其他起重机械将重物吊起后安全下落至地面，最后装车运走。

4  安全措施

4.1 塔式起重机使用安全注意事项

全体作业人员均须戴安全帽、系安全带及穿防滑鞋作业。对重点连接部位应由专人用对讲机统一指挥，严禁用喊话或手势指挥作业。现场须设警示标志、设专人看管，严禁闲散人员靠近施工现场。安装须为专业作业人员，安全意识高，有较好的危险判别能力。安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。

4.2 邻近营业线防止吊车、支架材料等倾斜侵限安全措施

现场组织学习《铁路工程施工安全技术规程》，以确保在施工过程中做到行车安全、人员安全。在邻近既有线旁进行机械作业，必须指派安全防护人员，每台机械配置一名机械操作指挥人员，“一机一人，专人防护，人随机走”。在铁路营业线旁进行机械作业的驾驶人员必须经过铁路限界知识教育且考试合格，先培训后上岗，防护员、驻站联络员要经过培训，经培训考试合格后持证上岗。邻近既有线吊车的大臂伸展（最长部分）距接触网保持2.0m以上安全距離，作业区域与正在行车线路之间设置隔离措施。铁路营业线施工所需的材料、工具必须安放在铁路限界外，作业完毕后及时将工具材料带回驻地、将材料堆放在安全地带。

5  结语

该梁转体T构预制采用支架现浇施工，桥面宽度38.7m、桥长317m、支架平均高度25m，支架方量约31万m3，采用盘扣式支架约需要盘扣式支架10500吨，所需钢材数量巨大，市场供应难度大，成本费用较高，实际采用的装配式支架体系及其安拆施工方法与常规的“盘扣式支架体系”相比可节省成本约750万元。分析表如表1。

此外，本工法充分利用已有制式杆件和型钢，现场拼装效率高，发挥了机械设备作业优势，劳动工人作业强度小，提高了各个作业面的工作效率，大大降低了项目部劳力及材料费用的投入，缩短了工期，减少了项目的各项管理费用，取得了良好的经济效益，还被评选为“河南省建筑业绿色施工示范工程”。

参考文献：

[1]JTG F9—2015，公路工程施工安全技术规范[S].

[2]GB 50017-2017，钢结构设计规范[S].

[3]黄登科.道路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2018（11）：228.