中国铁路昆明局集团有限公司滇南铁路建设指挥部 云南昆明 650000
摘要：玉磨铁路土锅寨四线大桥地处滇南地区，桥位地形地貌复杂，山高坡陡，现场施工场地狭小。上部结构为四线变截面道岔现浇连续梁，采用梁柱式贝雷膺架法现浇施工。支架体系采用“桩基础+钢管柱膺架+贝雷梁”方式，通过不同的贝雷梁数量及膺架横距来确保变截面梁的受力稳定性。本文着重讲解了在场地受限情况下，不同截面梁宽的支架选型及预压变形情况，对同类桥梁施工具有一定的参考意义。
关键词：变截面 道岔连续梁 不对称支架
引言：近年来，随着“一带一路”国家战略的深入推广，国家铁路建设逐步向西部边陲等偏远山区延伸。受山区复杂地形的影响，铁路跨越深沟陡堑时，多采用设计理论成熟、结构整体性好的预应力混凝土连续梁桥结构。当铁路根据需要，必须在陡峭山谷段设置越行站时，变截面道岔连续梁应运而生；而如何在有限的空间条件下完成连续梁支架体系的搭设，克服空间不足、施工不便的困难，则是摆在广大铁路建设工作者面前的又一道难关；根据变截面连续梁的断面特点，因地制宜的选择不对称支架体系，可以给以后类似铁路车站桥梁的建设产生较大的借鉴意义。
1 工程概况
玉（溪）磨（憨）铁路土锅寨四线大桥全长177.25m，孔跨布置为（32+2*32.7+32）m道岔连续梁+32m简支T梁，梁部为单变双道岔连续梁，桥上线路由四线变为双线，双线侧线间距5.3m，其中玉溪端桥面宽度23.1m，磨憨端桥面宽度12.5m，沿线路中线对称变化。桥面采用整体桥面板，梁片布置见图1。主梁为单箱单室结构，梁高2.8m，腹板厚度为0.35m，顶板厚度为0.35m，腹板厚度为0.4m，采用支架现浇施工。
本桥桥位地处滇南山区，现场地形地貌复杂，山高坡陡，地形起伏大，现场施工场地狭小，物流组织难度大。受地形影响，支架最大搭设高度为36m，工作量大且安全风险高。如何利用狭窄场地，合理安全的设计和施工支架，是本工程能否顺利完工的关键。
图1 变截面连续梁梁面结构图
2 支架方案的选择
2.1支架设计及模拟计算
梁体采用梁柱式贝雷膺架法现浇施工，支架结构自下而上分别Φ1250mm挖孔桩基础、钢筋混凝土桩帽、Φ630mm×8mm螺旋钢管桩立柱、桩顶横梁、贝雷纵梁、I20分配梁，底模系统，支架构造如图2～图4。支架基础采用人工挖孔桩施工，现场浇筑桩身钢筋混凝土和桩帽结构，分节安装钢管立柱，逐榀吊装横梁和贝雷纵梁，然后进行分配梁和模板安装，支架模板验收合格后，逐跨进行支架预压，进行预拱度设置。
结合桥梁两端宽度不一，为降低支架工作量，合理安设贝雷梁，经初步计算，计划膺架宽度和纵向贝雷梁数量采用如下配置较为理想：
图3 现浇梁体支架平面布置图（单位：cm）
综合上述现浇梁支架应力图、变形曲线图及应力位移统计表可知，支架贝雷梁最大组合应力=-254.8Mpa <[σ]=273Mpa，支架立柱、分配梁、横梁、连接系最大组合应力 =-128.1Mpa <[σ]= 215Mpa，强度满足要求。经对比分析，在优化膺架间距和贝雷梁数量后，本桥最不利荷载位置位于第4跨临时膺架与4#墩之间1/2跨径处，因此，对第4跨的预压工作将作为本桥的重中之重。
2.2支架预压
支架搭设完毕后，进行堆载预压，预压重量为支架承受最大施工荷载的110%。主梁支架预压主要目的是测定支架的弹性变形，消除支架的非弹性变形量，以确定支架的预拱度，确保梁体线形符合设计要求。预压材料采用预制混凝土块，预制混凝土块采用1m×1m×1m C25混凝土制作，预压荷载布设和实际施工荷载相同。
分级加载预压，通过支架预压沉降观测，绘制沉降量随时间变化的曲线图，沉降观测点布置如图9，支架变形观测点见图10。
图10 沉降观测点横断布置图
依然以第4跨作为第一处预压段落，预压荷载分三级加载，加载前根据容积法确定每级加载的高度。第一次加载至支架承受最大施工荷载的60%；第二次加载至支架承受最大施工荷载的100%；第三次加载至支架承受最大施工荷载的110%。
预压监测频率要求：
支架加载前，应对各监测点进行原始数据采集。
每级加载完成1h后进行支架的变形观测，以后每隔6h监测记录各监测点的位移量，当相邻两次监测位移平均值之差不大于2mm时，方可进行后续加载。
全部预压荷载施工完成后，每隔6h监测记录各监测点的位移量；当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，方可卸除预压荷载。卸载采用分级、对称、均衡卸载，每次卸载重量与加载相同。支架卸载6h后，应监测记录各监测点位移，并绘制统计表。
图10变形曲线图
支架最不利荷载位置处（测点3-3）的累计变形量为：
623.500-623.483=17mm<1200 / 400=30mm，刚度满足要求！
因此，从理论计算和现场实际预压结果方面，均能证明在变截面道岔连续梁的现浇支架设计和使用过程中，完全可以采用不对称支架体系。这样不但大大降低了支架施工的工作量，而且通过最不利段落的预压工作，能够更快的验证支架稳定性，以便于及时进行其余各跨支架的同步施工，有效的提高了施工速度。
2.2支架拆除
梁体预应力终张拉完成后进行支架拆除。支架拆除按照“从跨中向两端”和“纵桥向对称均衡、横桥向同步”的原则进行拆除。
落梁采用落梁支座（如图7）进行卸落，通过松开精轧螺纹钢螺帽，人工敲击卸落楔块降低支架，使模板与梁体脱离，梁体自重转换为永久支座受力。
落梁顺序为：每跨做到两侧钢管支墩同步进行，纵向从中间往两侧，左右对称将落梁支座下降，做到整体均匀下降量，降低贝雷梁，使底模板与梁底支架系统脱离。
图11 落梁支座详图
人工降落落梁支座，人工将底模竹胶板及方木拖出吊运移除，横向分配梁通过手拉葫芦往翼板外侧横向拖拉，通过吊车整根吊运拆除。贝雷梁在分配梁拆除完后进行拆除。人工将贝雷梁间的连接花窗松开，将贝雷梁拆分成9m长（单组贝雷梁共6片，最大吊重1.8t），利用吊车将翼板下的单组贝雷梁起吊拆除。在工字钢横梁上涂抹黄油，通过手拉葫芦将拆分的单组贝雷梁横移至翼板下，保证吊车具有足够的趴臂起吊空间，将贝雷梁单组整体起吊拆除。双45a工字钢横梁通过手拉葫芦拖至翼板底部，采用吊车拆除。
3 支架安拆的安全保障措施
（1）桩基础是整个支架体系的根本，在桩基开挖过程中，务必保证竖直度满足要求。桩基灌注前，孔底虚渣必须清理干净，以最大程度的避免桩基沉降。
（2）支架体系安装过程中，务必保证钢管柱的竖直度以及与条形基础的连接，对超过定尺长度（9m）的钢管柱，则需要采用法兰盘螺栓连接，确保轴心对正和连接牢固。可在法兰盘周边焊接加劲肋以增强连接位置的刚度。
（3）膺架横梁采用双拼I45工字钢结构，可在对应贝雷纵梁位置焊接防倾覆钢板，以确保支架搭设过程中贝雷梁快速定位，保障安全施工。
（4）浇筑墩顶混凝土时，务必按照设计要求埋设剪力键，确保空间位置准确无误，且对剪力键背后混凝土切实振捣到位。
（5）落梁支座拆除前，务必保证梁板混凝土强度满足拆除要求。落梁支座拆除时，务必保证同步拆除，严格杜绝同一断面内逐个拆除支座。
（6）纵桥向混凝土浇筑采用斜向分段、水平分层法，其斜度为45°，水平分层厚度30cm，斜向分段长度为4~5m。先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间。从桥梁桥跨端往桥台方向进行浇筑，横桥向按“先底板与腹板倒角，后底板，再腹板，最后顶板”的浇筑顺序进行，浇筑底板倒角从腹板处投料，浇筑底板从顶板天窗投料口布料，待底板混凝土在浇筑腹板混凝土不翻浆时浇筑腹板混凝土；两侧腹板混凝土的高度应保持一致。梁体混凝土浇筑过程中，对支架的沉降变形进行监测。
5、结束语
本文通过工程实例叙述了山区变截面现浇道岔连续梁不对称支架选型及搭拆的意义，从膺架宽度和贝雷梁榀数选择及建模验算，到最不利荷载位置的提前预压，均体现了场地受限情况下，连续梁桥的快速高效施工。同时，简要分析了施工过程中采取的安全技术注意事项，以保证支架稳定、施工安全可控，为类似工程施工提供了经验依据。
参考资料
1.《铁路桥涵工程施工质量验收规范》TB10415-2003；
2.《铁路桥涵施工技术规范》JTG/T F20-2011；
3.《装配式公路钢桥多用途使用手册》（广州军区工程科研设计所黄绍金 刘陌生著）
3.《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011；
4.《建筑结构荷载规范》GB50009-2012；
5.《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》DB33/1035-2006；
6.《钢结构设计规范》GB50017-2003；
论文作者:海广华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/19
标签：支架论文; 预压论文; 荷载论文; 腹板论文; 混凝土论文; 截面论文; 支座论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;