铁路多孔简支箱梁支架现浇法快速施工技术

江峰

【摘  要】本文介绍了一种铁路桥梁工程简支箱梁支架现浇快速施工方法，通过优化梁柱式支架结构形式，设计新型贝雷梁整体落架工艺，减少了人力、材料投入，提高了施工效率。

【关键词】简支箱梁;支架现浇;整体落架;快速施工

近年来，随着我国铁路建设的快速发展，桥梁工程施工工艺越来越成熟，目前24m、32m等标准跨径箱梁建设主要采用预制架设的工艺;对于因跨越特殊地形的非标跨径简支箱梁施工，大多采用支架现浇施工的方法，其具有施工方便、技术简单、适用性广、无需预制场地和大型吊装架梁机械等的优点。但在支架现浇施工过程中通常存在现浇支架设计方案复杂、施工材料浪费严重的现象，尤其是对于孔跨数量较多的现浇梁支架施工，每跨支架安装、拆除耗时长工期难以保证，人工、材料投入多造成成本增加，因此掌握并优化现浇箱梁支架施工技术，提高支架现浇施工工效显得极其重要。

1.工程概况

某铁路刁口河特大桥横跨河口区黄河故道，桥梁全长12443米，全桥共282孔，其中91#-173#墩和184#-207#墩位于黄河古道内，由于黄委会防洪管理要求，需尽量减少水中墩数量，因此该处105孔梁均设计为48m简支箱梁，简支箱梁原计划采用节段预制现场拼装方式进行施工，一方面考虑节段梁成本较高，另一方面桥位处黄河古道已基本无水具备支架搭设条件，因此将此处简支梁变更优化为支架现浇施工。

2.施工优化思路

该桥梁48m简支梁数量多、工期紧，计划的支架现浇施工中存在劳力资源投入多、周转材料浪费、安全风险性高等潜在难题，有必要对其施工过程进一步优化。项目施工过程中，承建单位通过提前对钢管柱+贝雷梁支架结构形式进行优化设计，减少了材料投入;同时对支架搭设拆除过程进行创新研究，研究形成了一种现浇梁贝雷梁支架整体落架工艺，加快了施工工效，提高了周转效率，减少资源投入，施工进度、施工成本、施工質量得到多重保证。

3.具体工艺原理

3.1 优化后支架结构形式

本项目105孔简支箱梁现浇施工优化设计采用钢管柱+贝雷梁的膺架结构，48m简支箱梁支撑架全长（墩间净距）44.2m，模板支撑架纵桥向布置为五点支撑四跨连续梁结构，布置间距为（820+1200+1200+1050）cm，钢管柱均垂直布置。墩旁钢管支撑柱N11下端置于承台上，中间钢管支撑柱N12下端置于临时基础上（混凝土桩或混凝土扩大条形基础）。所有钢管柱中间顺桥向立面结构钢管柱中间位置均不需增加桁撑杆件。支撑架横桥向一律采用两根钢管支撑柱，钢管桩横向布置间距328cm。位于墩旁钢管支撑柱N11柱顶部位均应与临近桥墩设置临时刚性水平链接，以增加支撑架的整体稳定性。横桥向立面结构钢管柱超过6m高的，在其中间等高位置增设一道稳定桁撑，立面均设置剪刀斜拉杆。

3.2 贝雷梁整体落架工艺

在梁体浇筑前于I56工字钢位置在梁体翼缘板预留吊装孔，梁体张拉压浆完毕达到设计强度后，在梁面安装螺杆千斤顶，精轧螺纹钢穿过吊装孔用锚垫板、小钢抬梁与支架横梁I45工字钢连接。拆除支架砂箱、钢立柱后通过螺杆千斤顶把支架横梁、贝雷梁、分配梁落到一定高度作为施工平台，拆除底模后，继续整体下落到地面（见图1）。整体落架既可作为现浇梁底模拆除的平台，也避免了用吊车拆除支架时工字钢、钢管横飞的危险、散乱场面，节省了机械、人工成本，加快了施工材料的周转率，保证，材料的完整性降低损耗。

贝雷梁整体落架到位后，将每组贝雷梁拆分为三个大节段（见图2），直接吊至下一孔梁安装后循环施工，减少了支架搭设时间。

4.关键工序施工工艺及操作要点

4.1 地基处理

1 临时桩基础采用钻孔桩基础，钻孔桩直径采用1.0m、C25素混凝土桩基础。采用冲击钻孔或旋挖钻机成孔。桩基础顶面应高出地面，桩顶混凝土应有良好质量。梁端临近墩身位置基础设置在承台上。

2 扩大条形基础采用为C25素混凝土结构，每个条形基础设置为两层承台结构。最下层尺寸8.28×5×1.5m;上层承台尺寸5.28×2×1.0m条形扩大基础基坑采用挖掘机开挖。为保证条形基础的承载能力要求，基底填筑10～20cm厚大粒径碎石，然后碾压或强夯密实，以确保基底承载能力不小于100kpa。

3 为减小临时基础沉降量，做好地基排水，防止雨水、砼浇筑及养生过程中滴水对地基的影响，并在支架四周以外开挖排水沟防止雨水浸泡地基。

4.2 支架搭设

1 支架采用钢管柱+贝雷梁的膺架结构，由于48m简支箱梁支撑架全长（墩间净距）44.2m，模板支撑架布置为五点支撑四跨箱梁结构。布置间距为（820+1200+1200+1050）cm，钢管柱均垂直布置。其中墩旁钢管支撑柱下端置于承台上，中间钢管支撑柱下端置于临时基础上支架搭设现场施工见图3。

2 为保证支撑柱轴心受力，支撑柱柱顶落架支座安装应对中放置，底座板应与支撑柱顶座板焊接，并在落架支座顺桥向两侧焊接限位挡板，限位挡板控制主梁支撑位置，保证主梁安装位置准确，落架支座见图4。

3 待支撑柱安装就位后，逐一吊装L1主梁。每根L1主梁采用2根I56a工字钢组成、水平并置，上下翼缘可适当点焊连接——形成整体结构。为防止其侧向倾覆，应在N11柱顶焊接斜向支撑挡板。

4 先将每根L2贝雷梁主梁安装位置画在L1主梁上。再将组装完整的贝雷桁架梁逐一吊装到L1主梁上，按安装位置安放。每孔L2主梁与两端桥墩接触面加楔顶紧，防止顺桥向窜动。使用特制U形螺栓，将L2主梁与L1主梁捆扎牢固。U形螺栓使用直径φ20mm钢筋制作。

4.3 预压

支架搭设完成后进行支架验收，验收合格后对钢管立柱贝雷支架进行预压。预压的目的是为了消除支架拼装及基础的非弹性变形，测算出施工荷载时的弹性变形数据，为箱梁底模的预拱度计算提供基础依据。支架预压采用按荷载总重的0→25%→50%→75%→100%→120%→100%→75%→50%→25%→0进行加载及卸载。

4.4 箱梁模板施工

箱梁模板按照安装底模，其次安装外侧模，待底板、腹板钢筋安装完成后，再安装内模的顺序施工。模板安装后须进行质量检查，确保模板支撑牢固、不松动、不跑模、拼缝严密、不漏浆，所有预埋件位置及其高程符合图纸要求。

4.5 钢筋、预应力施工

1 底模及外侧模安装并调整好后进行钢筋绑扎，钢筋绑扎按照先绑扎底层钢筋→腹板钢筋→顶板钢筋的顺序施工。钢筋面的钢筋保护层垫块采用C55混凝土垫块。垫块按梅花形布置。

2 箱梁纵横向预应力预留孔采用金属波纹管，在底腹板钢筋绑扎完成后进行波纹管安装，波纹管连接采用配套连接接头，并用防水胶带包裹严密，预防漏浆。波纹管严格按照坐标位置控制，轉弯处转角不能小于135度，对应位置采用定位网片进行定位和固定，波纹管安装完毕，采用人工按照编号穿束钢绞线。

4.6 箱梁混凝土施工及养护

1 混凝土箱梁采用两台输送泵输送入模，箱梁纵向浇筑顺序由低向高浇筑，先浇筑箱梁底板、腹板最后浇筑箱梁顶板。浇注完成后对梁面进行两次收光，确保梁面平整。

2 混凝土浇筑完毕，用石棉布覆盖，外覆一层不透水的薄膜，洒水保湿养护。

4.7 预应力钢绞线张拉及孔道灌浆、封锚

为了保证预应力构件张拉持荷的有效性，预应力张拉采取分级张拉，每级张拉到位持荷5分钟，预应力采用夹片式自锚锚具，预应力筋为低松弛钢绞线束，预应力筋张拉程序按0→初应力→σcon（持荷5分钟锚固）执行。梁体终张拉完成后，在48小时内进行管道压浆，压浆前管道内应清除杂物及积水，压浆采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥，浆体注满管道后应在0.5～0.7MPa下持压2min。

4.8 支架拆除

当梁体混凝土强度达到设计强度的60%，拆除端模与内模，当达到设计强度的100%进行预应力张拉并进行孔道压浆，压浆完成后，依次拆除底模、工字钢分配梁、贝雷梁纵梁、工字钢主横梁、螺旋焊管立柱等，其中，贝雷梁纵梁采用整体落架工艺进行拆除，工字钢和钢管柱立柱部分采用氧气乙炔焊切割解除焊缝分解拆除，钢管柱立柱法兰盘拆除连接螺丝，分节拆除。拆除周转料将再次在下一跨搭建支架使用，并进行下一跨梁的支架施工。

5.质量控制要点

5.1 钢管、贝雷片、工字钢等主材必须要有出厂合格证，并对租赁的材料进行复试，出示相关报告。

5.2 承台顶表面平整，确保钢管立柱与承台接触面严密，钢管立柱与临时支座连接处焊接牢固，焊缝饱满。

5.3 地面组装好的贝雷梁采用汽车吊装，支架搭设必须严格控制贝雷梁顶面标高，确保模板安装精度。

5.4 严格按照施工方案进行支架搭设，分阶段进行验收，主控项目检查标准见表1。

6.工艺优点

6.1 本工艺设计了一种48m现浇梁支架结构形式，采用钢管柱+贝雷梁支撑架，支架横桥向均采用两根钢管柱、8片贝雷片，在顺桥向立面结构钢管柱中间均不增加桁撑杆件。该支架结构简单、安拆方便，经检算安全可靠，在保证施工安全前提下最大化减少材料投入，有效加快施工进度，平均十几天即可干完一孔现浇梁。

6.2 研究开发贝雷梁整体吊装及落梁方法，利用翼板上方千斤顶直接整体落至梁底，将贝雷梁拆卸成三大节段快速循环吊至下一孔梁施工，减少了重新拼装贝雷梁的时间，施工效率高。

7.总结

该项目施工中，针对48m简支梁数量多、工期紧的情况，对梁柱式支架结构形式进行优化，设计一种适宜于本项目单线铁路施工的支架结构，减少了材料投入;同时开发应用贝雷梁整体落架工艺，加快了施工工效，提高了周转效率，减少资源投入。通过应用本技术，提高了工程整体施工进度，避免了交通、汛期和河道对施工的不利影响，确保了工程按期完工，赢得了建设、监理单位的好评，提升了企业形象，效益显著。经过在本项目应用，该技术已成熟，可以在类似的工程中推广应用。

参考文献：

[1]王永胜.贝雷支架原位现浇铁路简支箱梁施工技术[J].铁道建筑技术，2009年第8期.

[2]曹爽.贝雷支架法现浇简支箱梁施工技术[J].科技致富导向，2011年第10期.

作者简介

江峰（1985.10.22），性别：男;籍贯：江苏;民族：汉;学历：本科、学士;职称：高级工程师;研究方向：工程管理