上跨高速铁路扇形小箱梁架设施工技术探讨

贾光龙

摘 要：预制小箱梁采用架桥机架设在上跨铁路工程中较为常见，但多为等宽的规则桥面，程扇形的异型桥面较为少见[1]，在架设过程中需要便捷地调整以适应多角度的梁体架设。同时因上跨铁路要求较为特殊，桥面多宽于普通桥梁，导致架桥机在实际架设过程中常遇到支撑点不理想的情况，需根据情况另增设临时支撑[2]。以江平西路二期工程上跨宁启铁路预制梁架设为例，采用JQGS280/55型公路架桥机，利用前后天车的错位以及架桥机自身的可扭转特性，可实现多角度、大角度的梁体架设;在盖梁上增设不同类型的临时支撑，有效增加架桥机的支撑点，满足架桥机横移要求，详细探讨了克服扇形桥面、支撑点不理想工况下的预制小箱梁架设方法，可为类似工程的施工提供借鉴。

关键词：上跨铁路;小箱梁架设;扇形;支撑

1 工程概况

扬州市江平西路二期工程为市政高架上跨宁启铁路，全线以混凝土现浇箱梁为主，互通立交处局部为钢箱梁，上跨宁启铁路段为预制小箱梁。

主线高架上跨宁启铁路设计为两跨预制小箱梁，铁路跨14片，邻跨13片，结构简支、桥面连续。小箱梁结构尺寸为：跨度40 m，梁高2.35 m，顶宽2.75 m/2.5 m（边梁/中梁），底宽1.4 m，最大梁重213 t。同时上跨铁路段为主线和匝道分流处，桥宽为渐变段，为适应道路弧线线型，桥梁主体结构采用扇形布置，预制梁与道路中线夹角由-0.84°渐变至7.46°，桥宽由37.8 m变宽至46.0 m，通过加寬梁与梁之间的湿接缝宽度实现桥宽变化。桥面车道依靠混凝土防撞护栏程弧形布置。混凝土防撞护栏外侧设计有检修通道用于铁路桥梁的日常维护，最外侧为钢护栏。预制小箱梁平面布置见图1。

图1 预制小箱梁平面布置图

预制梁大桩号侧顺接整幅现浇箱梁，现浇梁桥宽32.5 m，比预制梁桥面窄5.3 m;小桩号侧顺接两幅钢箱梁，主线钢箱梁桥宽29.1 m、匝道钢箱梁桥宽16.1 m，夹缝0.8 m，与预制梁46 m等宽，但双幅桥中间有夹缝。

2 架梁工艺选择

主线高架预制梁两跨共27片预制小箱梁架设采用JQGS280/55型公路架桥机[3-5]，由临时支腿、前支腿、中支腿、尾支腿、主梁、天车、横移轨道等主要系统组成。架桥机主要技术参数详见表1。

架桥机在大桩号侧现浇梁桥面上拼装完成，检测合格后过孔准备架梁。小箱梁从桥台上桥，采用运梁炮车运输喂梁。

2.1 架梁顺序及原则

（1）先架邻跨，后架铁路跨;

（2）每跨先架中梁，然后左右对称依次架设;

（3）先架边梁，后架次边梁。

2.2 架梁重难点

（1）小箱梁程扇形布置，随着从中梁向两侧架设，需调整架桥机角度;

（2）边梁宽于后方的现浇箱梁，架桥机无法横移到边，必须设置临时支撑方可完成边梁架设;

（3）前方钢箱梁分为两幅桥，中间有夹缝，必须设置临时支撑方可保证架桥机带梁横移。

3 架桥机布置

架桥机全长80 m，邻跨架设时受铁路贯通线限制，主梁及临时支腿前伸5 m，铁路跨架设时主梁及临时支腿前伸15 m。

邻跨架设时，架桥机前支腿落于R40#盖梁上，中支腿落于后方现浇梁端头桥面上，盖梁与桥面高差2.75 m，通过加高前支腿来消除高差[6-7]。

铁路跨架设时，拆除前支腿的加高构件，架桥机前支腿落于前方钢箱梁桥面上，中支腿落于已架好的邻跨端头桥面上。

前支腿和中支腿下各设有一道横移轨道，在桥面宽度范围内通长布设。横移轨道为断面尺寸40 cm×40 cm的矩形钢箱结构，内有加筋构造，轨道下方通过抄垫钢板或浇筑混凝土调平层来确保轨道的水平，满足架桥机架梁时的横移[8-10]。

架桥机过孔完成后前方临时支腿悬空，尾支腿在喂梁过程中支撑于桥面，架梁过程中悬空。

3.1 架桥机正交姿态

架设中梁时，架桥机采用正交姿态，架桥机导梁内侧净宽7.18 m，预制梁中梁顶宽2.5 m，对于跨径40 m的预制梁，正交姿态能满足-6.7°～6.7°交角范围内的预制梁架设，即1#～9#梁的架设可在正交姿态通过前后天车的错位行走完成架设。

3.2 架桥机斜交姿态

架设至10#梁时需进行架桥机的姿态调整，前后支腿的元宝梁与上部主梁的连接通过4个旋转法兰构件连接而成，旋转法兰上有定位销，取下定位销，松动主梁下弦杆固定拉杆，悬空临时支腿和尾支腿，前支腿向左缓慢移动，中支腿向右缓慢移动，架桥机由正交姿态逐步调整为斜交姿态[11]。

为满足边梁架设，本工程将架桥机旋转至斜交8°，此时，喂梁炮车需顺架桥机方向斜向喂梁。

4 临时支撑布置

在四片边梁及铁路跨9#、10#梁架设时，受支撑点影响，前后既有桥面无法满足架桥机支腿受力要求，需在盖梁上加设临时支撑。考虑现浇梁与钢箱梁的材料特性，现浇梁处通过增加混凝土墙式支撑，既加宽桥面，又在翼缘板下形成支撑，减小翼缘板悬臂的受力变形;钢箱梁处通过在翼缘板处开孔，采用钢管支撑穿过桥面直接支撑于横移轨道上，使翼缘板不参与受力。

4.1 混凝土临时支撑

邻跨架设时，架桥机中支腿位于后方的现浇梁桥面上，由于现浇梁桥面宽度略窄，边梁架设时中支腿受力点已超出现浇梁桥面，因此考虑在盖梁上加设混凝土临时支撑，高度与现浇梁桥面齐平，横桥向支撑宽度向翼缘板内延伸，减小翼缘板悬臂受力，支撑墙厚度80 cm，满足稳定性及受力要求，采用C30微膨胀混凝土，减小翼缘板下方混凝土收缩导致的脱空现象。

经计算，架桥机最大的支腿反力为163 t，通过断面尺寸为40 cm×40 cm的钢制横移轨道传递至混凝土支墩，简化受力计算，使混凝土支墩的受力面缩至40 cm×40 cm范围内，抗压强度验算：

，满足要求[12]。

4.2 钢临时支撑

铁路跨架设时，架桥机前支腿位于前方的钢箱梁桥面上，由于前方钢箱梁分为主线和匝道两幅桥，翼缘板宽度2.6 m，且两幅桥之间有0.8 m宽缝隙，因此考虑在两个翼缘板以及缝隙处共增加3根钢临时支撑，采用φ609×12 mm钢管，高度2.8 m，从盖梁顶撑至横移轨道底，在两个翼缘板中开孔，开孔尺寸65 cm×65 cm，使钢管从中穿过（后期钢管拆除后孔洞恢复），确保翼缘板不参与受力。

经计算，架桥机最大的支腿反力为163 t，考虑极限受力状态，该支腿反力通过横移轨道传导至单根钢管上，钢管的抗压强度验算为：

，满足要求。

稳定性验算：

，满足要求。

式中取值：

钢管长细比：

查=0.992[13]。

5 结束语

在上跨铁路的扇型预制梁架设中，往往遇到两侧桥面支撑点不理想，需另增设临时支撑的情况，通过分析结构构造，利用既有盖梁等永久性受力构件作为支撑基础，优化支撑结构，以较小代价既满足架桥机受力要求，又减小对桥梁主体造成不利影响，可供类似工程施工参考借鉴。

参考文献：

[1]李广利.横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究[J]. 铁道建筑技术，2018（5）：38-39.

[2]刘吉昌.特殊条件下预制梁横移架设技术[J].铁道建筑技术，2019（6）：84-88.

[3]纪曙任.JQG系列架桥机的结构与具体应用[J].交通世界，2020（1）：122-123.

[4]孙华东.JQG系列架桥机在跨高速公路55 m大吨位变截面钢箱边梁架设中的应用[J].铁道建筑技术，2017（10）：55-57.

[5]彭苑新.浅谈公路架桥机的特点与安全使用技术[J].民营科技，2010（1）：162.

[6]李晋宁.谈预制小箱梁的架设方法[J].科技资讯，2011（30）：62.

[7]郭磊.预制小箱梁架设施工工艺及质量控制措施[J].公路交通科技（应用技术版），2019（10）：181-184.

[8]陈维华，张见会.桥梁预制箱梁架设施工关键技术[J].山东交通科技，2018（3）：127-129.

[9]谭光权，王琴勇.城市桥梁架桥机架设小箱梁施工工艺浅析[J].四川水泥，2020（2）：67-68.

[10]唐积，蔡伟，吴小勇，等.公路架桥机大纵坡长跨径小箱梁架设施工技术[J].交通世界，2018（5）：38-39.

[11]古兰玉.跨铁路营业线预制梁架设施工技术与对比[J]. 中国招标，2019（42）：33-39.

[12]周水興，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社，2011.

[13]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50017-2017，钢结构设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2017：209.