大跨度现浇简支梁施工工艺研究

李梅珍LI Mei-zhen

（中铁二十五局集团第四工程有限公司，柳州 545000）

0 引言

目前在东部沿海地区铁路桥梁施工中，由于市域铁路多位于市区且线路半径较小，因此多数简支梁采用支架现浇法进行施工。由于东部沿海地区多为软弱地质，因此支架基础的承载力至关重要，若采用满堂式支架，梁体下方地基处理面积较大，深度也较深，且处理后的地基基础承载力无法完全控制，使得支架的沉降也无法控制在合理范围内，从而对梁体的施工质量和安全性造成较大影响。台州市域铁路项目部通过对现场的地质和地形条件仔细调查后，决定对其简支梁采用中支墩型钢管贝雷梁支架形式进行施工，由于该类型支架钢管立柱坐落在已完工的桩基和承台上，使得支架受力明确可控，支架沉降变形较小，不仅大大提高了梁体施工的安全性和支架稳定性，同时也提高了现浇简支梁的施工质量。通过现场实际使用，该类型支架在软弱地区大跨度简支梁施工中取得了很好的效果。

1 工程概况

台州市域铁路项目商海北街特大桥位于台州市路桥区和椒江区，该桥为商海北街站至腾达路站区间高架桥，全长2976m，该桥共计96片简支梁，包含25m、30m、35m、40m四种跨度，其中25m、30m、35m跨度简支梁采用钢管立柱+双层贝雷架支架结构，40m简支梁采用钢管立柱+单层贝雷梁+中支墩支架结构。

40m简支梁其构造为单室单箱梁体，梁端设厚度1.3m横隔板，隔板设有孔洞，供检查人员通过。桥面板宽10.6m，线间距4.0m时桥面宽度为10.6m。梁长为39.9m，计算跨度为38.6m，端部两个支座距离为340cm，梁中位置梁高为245cm，梁端位置梁高为265cm。梁体除端头后浇段外，均为C50混凝土，单片简支梁混凝土方量464m3，钢筋用量176.4t，钢绞线21.33t，整孔梁重约1427t。

2 梁体支架结构设计

箱梁采用支架现浇。梁体支架为钢管立柱+中支墩+贝雷梁的形式，如图1所示。钢管立柱均采用Φ630*10mm钢管，其中支架两端立柱设立在主体结构承台上，承台上的预埋螺栓与钢管立柱相连，每个承台上均设置4根钢管立柱，单排布置。钢管立柱与桥墩采用抱箍进行连接，抱箍采用型钢制作，钢管立柱横向之间需采用2[14b联结系相连，确保立柱横向稳定性。跨中立柱支承在Φ1.0m钻孔桩基础上，共设2列，每列2根，正方形布置，各立柱之间也采用2[14b联结系相连。

图1连续刚构支架结构示意图

每根钢管立柱顶部均设置卸落砂箱，砂箱承载力≥2000kN。立柱顶部设置横向分配梁，分配梁采用双拼56a工字钢制作而成。根据桥墩宽度的不同，贝雷梁跨度布置为（16.41+3+16.41）m，横向布置15榀。贝雷梁顶间隔0.5m铺设工10分配梁，其上布置100mm×100mm方木及δ18mm竹胶板作为底模。其中箱梁底板下方木间距为0.3m，箱梁腹板下方木间距为0.25m。

3 梁体支架受力验算

3.1 模型建立

图3贝雷梁弦杆轴力分布图（单位：kN）

图4底分配梁组合应力图（单位：MPa）

对整个支架建立Midas civil模型进行受力分析，其中贝雷梁以梁单元进行建模计算，贝雷梁之间连接插销设置为铰接，钢管立柱边界条件按照嵌固进行计算。计算模型如图2。

图2 40m简支梁现浇支架计算模型

3.2 贝雷梁计算

通过建立的模型可得出，在梁体浇筑混凝土最不利时，贝雷梁下部弦杆最大轴应力为347kN＜560kN，如图3所示，满足要求。

3.3 分配梁计算

通过模型计算，在梁体浇筑混凝土最不利工况下贝雷梁底分配梁（2工56a，顶贴δ10钢板）最大组合应力153MPa＜170MPa，满足要求。（图4）

3.4 钢管立柱计算

通过图5可看出，在梁体浇筑混凝土最不利工况下钢管立柱最大组合应力100MPa＜170MPa，满足要求。

3.5 钻孔桩计算

3.5.1 桩基反力计算

根据模型计算结果，混凝土浇筑工况下跨中钻孔桩最大单桩反力为1647kN，反力分布如图6所示。

3.5.2 钢管桩入土深度估算

以地质条件最不利的商海北街特大桥23#～24#跨为例进行计算。跨中立柱钻孔桩入土约35m，相应土层参数如表1所示。表中摩阻及端承力值为根据土性状态、既有经验、相关规范估计值。

图6跨中立柱反力图（单位：kN）

图5钢管立柱组合应力图（单位：MPa）

表1地质特征表

钻孔桩容许承载力：

满足要求。

4 支架搭设主要施工工艺及注意事项

4.1 中支柱钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工时要严格按照桩基施工工序及要求进行，确保成桩质量和桩基承载力满足要求，桩基施工14d后开始破除桩头，采用低应变进行桩基完整性检测。检测合格后绑扎桩顶钢筋，安装地脚螺栓，经复核无误后浇筑桩顶混凝土。

4.2 钢管立柱安装

钢管立柱之间的连接不得采用焊接，需在两根立柱之间通过法兰螺栓连接，法兰盘与钢管之间需设置加筋板进行补强，法兰盘采用800mm×800mm，20mm厚钢板整体加工，上面共设置8个ϕ30mm螺栓孔，分节要在现场加工，吊车安装，每节分段长度需考虑墩高及汽车吊的允许起吊能力进行确定，分节尽量要少。每组钢管立柱之间必须按设计要求安装横向连接系，连接系与钢管之间焊接点需加板补强焊接，焊脚尺寸≮6mm。每节钢管顶部安放砂筒，高宜控制在40cm左右，以便拆模。

4.3 贝雷梁安装

贝雷梁必须在地面平台上拼装，并在上下两层之间逐个安装抗剪销栓，经验收合格后方可吊装，吊装到位后再用贝雷架支撑架将部分贝雷梁连接成整体，各排贝雷桁架采用支撑架连接成整体，除贝雷梁端头部位交错连接外，其他部位每隔3m贝雷梁间均用相应支撑架连接，然后再吊装。

由技术人员和测量人员在底分配梁上做好贝雷梁位置标记并及时交底现场作业人员，标记需醒目且不易被破坏，贝雷片位置必须在位置标记处，贝雷梁就位后需安排人员进行检查确认。

5 安全质量保证措施

①对进场的支架材料需严格检查，杜绝不合格材料的进场和使用。

②支架施工过程中必须安排专人进行实时监控，尤其是贝雷梁及钢管立柱的吊装必须确保周边安全，任何人员均不得在吊装范围内。

③贝雷梁安装联结支撑架需及时安装，支撑架与贝雷片的联结螺栓必须全部上全拧紧，支撑架需间隔布置。

④施工人员上岗前必须组织统一培训，培训合格后方可进场，技术人员和安全人员需出具书面的作业指导书和安全交底，签字后留档保存。

6 结束语

通过采用中支墩型钢管贝雷梁支架形式进行施工，使得梁体的施工质量和安全性均得到较大提高。由于该类型支架钢管立柱坐落在已完工的桩基或承台上，使得支架受力明确可控，支架沉降变形较小，大大提高了支架稳定性。同时通过在支架中部设置中支墩，使得梁体中部的挠度得到有效控制，梁体的外观质量得到有效保障。此方法为后续类似施工提供了借鉴和参考。