大跨度转体T构梁0#块托架施工技术研究

滕兆宝

（济青高速铁路有限公司，山东 济南 250014）

0 引言

高速铁路跨越既有线转体T 构梁，能够有效的保证既有线的安全，目前应用较为广泛，而T 构转体梁墩顶5m 与0#块同时进行浇筑的设计较为少见，在施工中由于浇筑高度较高对托架的设计需要不断完善。一般转体T 构梁托架设计常常是三角托架与墩身连接处为焊接施工，高空焊接不能有效保证焊接质量，且安全风险较大，对既有线的影响也较大。另外，托架安装完成后，常采用吊装预制块法对托架进行预压，由于邻近既有线，吊装高度较高，安全风险大，不能有效保证预压质量。针对上述不足，三角托架+双层贝雷梁的0#块托架设计及施工技术成为可能，能够有效解决浇筑较高的问题，另外，设计反力架采用反力预压试验进行预压，减少了高空作业，确保了预压质量。本文以潍烟铁路跨青烟直通线2 联2-100mT构转体梁为例，从托架设计及托架整个施工流程进行分析比较，通过本文的研究分析为同等条件下0#块托架提供一种实用而有效的施工技术。

1 工程概况

潍烟铁路位于山东省东北部潍坊、青岛、烟台市境内，烟台上行联络线特大桥2-100mT 构转体，潍烟左线跨青烟直通线特大桥2-100mT 构转体上跨既有青烟直通线，均先平行营业线铁路按照挂篮悬臂法施工T 构，然后平转至设计线路位置。设计时速为120km，采用有砟轨道。桥梁采用悬浇方法分段施工，全桥共分53 个梁段。2-100mT 构为一联单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长202.1m，0#块长16.0m，中心支点处梁高为12.8m，边支点处梁高为5.25m，梁高呈二次抛物线变化；箱梁顶宽7.3m，底宽5.7m，底板厚40～145cm，按二次抛物线变化。

2 T 构梁

2.1 0#块托架设计

2.1.1 设计模型

由于0#块与墩顶5m 同时浇筑的特点，因此0#块托架设计高度较高，特采用托架+双层贝雷梁的方法进行施工。0#块托架布置自上而下为：底模—10cm×10cm 横向方木—I16 工字钢桁架（翼缘板：双拼I16 工字钢）—I25a 工字钢横梁—贝雷梁—双拼I40a 工字钢横梁—托架（纵向为主承重托架，侧面为承重0#块模板桁架托架）。10cm×10cm 横向方木满铺。I16 工字钢桁架横向间距在底板下为60cm，在腹板下为30cm。双拼I16 工字钢间距为60cm。I25a 工字钢横梁间距为60cm、90cm。双层贝雷梁在腹板位置为22.5cm，其他位置为90cm。双拼I40a 工字钢横担间距为3.0m。托架由双拼I56a 工字钢纵梁和双拼I40a 工字钢斜腿组成，托架间用[14 槽钢进行可靠的连接，使整个支架连成一体，共同受力，如图1所示。

利用Midas/Civil 按照托架从上到下传力的顺序，对各个构件依次建立模型，取最不利的荷载对其进行验算，各构件强度、刚度及稳定性均满足要求[1]。

2.1.2 桥墩内部支架布置

主墩墩顶及0#块底板重量全部依托在墩内支架上，墩内支架构造为：底模—10cm×10cm 纵向方木—I16 工字钢横梁—盘扣架—双拼I40a 工字钢横梁。10cm×10cm 纵向方木满铺。I16 工字钢横梁纵向间距为60cm。盘扣架横向间距为30cm、60cm，纵向间距为60cm。双拼I40a 工字钢横梁纵向间距为60cm，双拼I40a 工字钢横梁两端锚固于桥墩内部，如图2所示。

2.2 0#块托架施工

2.2.1 墩身预埋件施工

0#块纵向主托架底部预埋牛腿在混凝土浇筑前埋设，牛腿在工厂整体加工完成后，空心墩钢筋安装时，牛腿整体同步安装（见图3），墩身模板采用在现场掏孔的方式安装；托架顶部锚固所用精轧螺纹钢为φ32mm 强度PSB930，在施工时预埋φ40mm 钢管，后穿螺纹钢，对托架上部锚固对拉螺纹钢进行预拉，预留力为100kN，托架与预埋件及墩身之间应用钢板抄紧，保证托架与墩外接触紧密[2]。

墩身钢筋与牛腿位置冲突的部位，采用在预埋型钢处穿孔的位置进行通过，穿孔也保证了预埋牛腿内能够顺利进入混凝土，保证锚固的稳定性；将牛腿与墩身主筋连接牢固。施工完成后将托架拆除，并割除悬臂在墩外的双拼工字钢向墩身延伸2cm，并对墩内的双拼工字钢内灌注M50 砂浆封堵孔洞。

2.2.2 三角托架施工

墩身施工完成后，三角托架在现场整体加工，纵向托架横撑采用双拼I56 工字钢，斜撑采用双拼I40 工字钢，横撑与斜撑之间采用双面角焊缝、焊缝高度不小于14mm 进行焊接。三角托架纵向设置5 个，从墩中心往两侧分别为2m、0.8m，布置在墩身纵向大小里程预埋牛腿顶部，并在与墩身贴壁处设置靠壁板，顶部对穿精轧螺纹钢，预拉力为10t；托架下部紧靠墩身和预埋牛腿，并与预埋牛腿采用10mm 高度焊缝进行焊接，托架间用[14 槽钢进行可靠的连接，安装完成后为保证薄壁空心墩结构安全，在薄壁空心墩内纵向中线方向，托架底部处采用双拼I56 工字钢进行支撑，以保证墩身结构安全。0#块纵向托架设计图如图4所示。

横向托架为支撑0#块钢模板桁架托架，顶部荷载主要为人员、机具荷载，在线路左右侧分别布置2 个，共计4 个，在墩中心往两侧1.5m 位置处布置，横向托架采用墩身内预埋钢板，托架焊接的形式进行预埋钢板安装[3]。托架预埋钢板在结构尺寸为440mm×370mm×30mm 的钢板上设置4 根φ32mm 的锚筋，并提前在墩身内预埋。厂制三角托架吊装至现场进行焊接，托架横撑与斜撑采用双拼25 工字钢。0#块横向托架设计图如图5所示。

2.2.3 卸落块安装

为便于托架落架卸落，该工程采用新型精铸卸落块，卸落块结构简单受力明确，便于现场安装及操作。材质为ZG270-500，材料强度为475MPa。根据试验结果，精铸卸落块在2000kN 下计算得出，最大vonmises 应力为278MPa＜325MPa；位移值为0.5mm，满足施工要求。卸落块安装在纵向托架上方，最外侧一处位于托架斜撑节点上方，最外侧与最内侧卸落块相距3m。

2.2.4 托架反力预压

0#块托架安装完成后，及时测量托架顶标高，根据测量数据安装千斤顶，保证千斤顶处在同一平面。千斤顶安装完毕后，安装千斤顶顶梁。提前在施工场地内将贝雷片拼装成型，安装在千斤顶顶梁上方，贝雷梁采用[14 槽钢作横向连接。贝雷梁上方安装双拼I40a 工字钢作为扁担梁，利用墩身预埋竖向精扎螺纹钢，将贝雷梁锚固。最后将油泵与千斤顶接通，采用60%、100%、110% 的三级加载形式进行反力预压（见图6）。

此预压方式有效检验了托架的安全稳定性，消除了非弹性变形值，得出了弹性变形值为3mm。反力预压与常规的预制块吊装预压方法相比，降低高空作业吊装风险，减少营业线的施工风险等；预压装置有效节约施工时间，减少施工投入，同时也可保证托架预压的施工质量。通过千斤顶压力值显示，提高了预压的施工质量，可实现快速预压卸载。

2.2.5 分配梁及贝雷梁安装

在支架预压反力装置拆除后，贝雷梁在0#块底部重新进行组装。根据反力预压变形值，通过卸落块调整立模标高，并在卸落块顶部安装4 根双拼I40 工字钢，长度为10.6m。双拼工字钢顶部安装双层贝雷梁，贝雷梁在腹板位置为22.5cm，其他位置为90cm。贝雷梁之间采用[14 槽钢、花架等措施进行横向连接，双层贝雷梁竖向之间通过精轧螺纹钢进行锁定。贝雷梁顶部设置I25 工字钢横梁，横向工字钢设置在贝雷梁节点处，确保结构受力安全，如图7所示。

2.2.6 底模桁架安装

由于烟台上行联络线特大桥2-100mT 构转体梁纵坡-29.82‰，潍烟左线纵坡22.0‰，底模桁架加工时需在底部进行调坡，以调整梁体线形。桁架由I16工字钢组成，杆件之间采用焊缝连接，焊缝高度不小于8mm。桁架安装在双层贝雷梁顶部工字钢上方，0#块每个悬臂侧共计15 片，腹板下间距按照30cm，底板底部按照45cm、60cm 布置。桁架之间采用槽16 进行连接，上下共计2 根，以确保桁架整体受力，保证桁架的稳定性。桁架顶部满铺方木及胶合板，完成底模铺设。

2.2.7 墩身内模板支架安装

由于0#块需与墩顶5m 同时浇筑，墩帽（高度2m）顶部需在空心墩内设置支架以支撑顶部进行浇筑，支架采用盘扣式支架，盘扣式支架搭设在双拼I40 工字钢上，工字钢安装在墩身顶部5m 分界线混凝土处，双拼I40 工字钢长度5.7m，悬臂支撑在墩身上部长度60cm，共计10 根，间距按照60cm 布置。工字钢上方盘扣架纵向布置间距为60cm，横向间距为30cm、60cm，盘扣式脚手架顶托顶部安装I16 工字钢横梁及10×10cm 纵向方木并铺设底模，构成整个墩顶及0#节段底板的支撑体系，支架体系强度和刚度满足要求。

3 实施效果

第一，跨越青烟直通线2 联2-100m 转体T 构0#块与墩顶5m 浇筑，浇筑较高，支架设计难度大，为保证梁体线形及安全，采用三角托架+双层贝雷梁的形式，很好地解决了0#块悬臂端浇筑高度较高的问题，两联0#块悬臂端均顺利浇筑，在该工程的应用安全、可靠。

第二，采用型钢作为调整梁体纵坡桁架，结构设计受力明确；为方便托架卸落，应用了新型精铸卸落块，受力更加明确，拆卸更加方便，并且能够进行倒用，有效地节约了项目成本。

第三，托架采用墩身预埋悬臂牛腿的方式，托架现场成品制作，吊装至悬臂牛腿顶部；三角托架顶部受力为拉力，底部为压力。为保证矩形空心墩安全，在墩身内采用双拼I50 工字钢对顶，保障了整个墩身安全。三角托架此种安装工艺相比较常规墩身预埋钢板托架直接焊接的工艺而言，有效地减少了高空焊接，保证了施工质量，也更好地保证了施工安全。

第四，0#块托架采用新型工装应用-反力预压工艺，通过墩身内预埋精轧螺纹钢将双层贝雷梁锚固在墩顶，在托架顶部（贝雷梁下部）安装千斤顶，通过千斤顶顶升对托架产生向下的力达到预压目的。相较于预制块堆载预压，有效地降低了邻近既有线的安全风险，保证了预压的施工质量，提高了功效。

4 结语

潍烟铁路烟台上行联络线特大桥2-100mT 构转体梁0#块，潍烟左线跨青烟直通线特大桥2-100mT构转体梁0#块，分别于2021年10月13日、2021年10月30日安全高效地完成了0#块浇筑。通过该项目两联大跨度转体梁0#块托架的设计及施工技术实践，总结和应用了一些技术创新和工艺，既为后续此种类型的转体梁0#施工提供了技术支持，也为转体的成功顺利实施奠定了坚实的基础。