鄭徐客專鋼管柱和貝雷梁組合支架現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

張春瑜

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司， 天津 300350）

?

鄭徐客專鋼管柱和貝雷梁組合支架現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

張春瑜

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司， 天津 300350）

摘 要：在門式墩現(xiàn)澆連續(xù)梁跨越既有線路施工中，使用鋼管柱與貝雷梁組合支架，不僅大大減少了地基處理的面積，而且在人員和投入上也節(jié)省了很多。結(jié)合鄭州至徐州鐵路客運(yùn)專線ZXZQ03標(biāo)段上跨鄭徐客專民權(quán)特大橋工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹使用鋼管柱與貝雷梁組成的貝雷梁柱式支架的構(gòu)造和再施工中的運(yùn)用，為以后同類工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼管柱；貝雷梁；組合支架；門式墩；連續(xù)梁；施工；運(yùn)用

近年來，隨著各地旅客流量的不斷增加，我國客運(yùn)專線的數(shù)量也逐年遞增，在某些地方甚至出現(xiàn)幾條客?？v橫交錯(cuò)，場景很是壯觀，但是這卻給高墩現(xiàn)澆連續(xù)梁跨越既有線路的施工帶來了很多不便，施工場地狹小，安全防護(hù)難度大，工期要求壓力大，還不能影響既有線路正常行車，所以使用滿堂支架或者懸臂掛籃施工往往有一定的局限性。在使用了鋼管柱與貝雷梁作為組合門架進(jìn)行梁體現(xiàn)澆后，不但解決了支撐問題，同時(shí)也保證了既有線路的正常行車，還能減少因基礎(chǔ)沉降對(duì)現(xiàn)澆梁施工線性的影響，通過增設(shè)臨時(shí)立柱可以有效的減小貝雷梁彎矩、剪力和撓度，提高其承載能力［1］。

1　工程簡介

新建鄭州至徐州鐵路客運(yùn)專線Z X Z Q 0 3標(biāo)段蘭考南站預(yù)留菏澤至蘭考引入變更設(shè)計(jì)菏蘭正線上跨鄭徐客專民權(quán)特大橋，起訖里程AK074+595.45～AK074+824.545，橋全長229.095m，其中1～2號(hào)墩、7～8號(hào)墩不架梁，2～7號(hào)墩為5孔32.6m連續(xù)梁上跨，設(shè)計(jì)凈空7.25m，與鄭徐客專交角為10°，上跨部分采用門式墩，墩高21.5～24.5。蓋梁施工時(shí)，4號(hào)墩、5號(hào)墩支架底部距離鄭徐客專民權(quán)特大橋軌頂最小距離為5m，連續(xù)梁施工時(shí)，4～5號(hào)跨支架底部距離民權(quán)特大橋軌頂為7.8m。如圖1。

圖1　既有線與施工中門式墩關(guān)系圖Fig.1 The existing railway line and construction of portal pier diagram

2　門式墩鋼管柱貝雷梁支架組合施工

每個(gè)門式墩承臺(tái)內(nèi)側(cè)采用4個(gè)Φ630鋼管做為蓋梁施工支撐，每個(gè)鋼管立柱底部與半徑R=1m，厚度為2cm的鋼板焊接，鋼板底部與預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)16 根Φ20鋼筋塞焊，鋼筋預(yù)埋長度40cm，每個(gè)鋼管底部均勻布置8塊1cm后鋼板背肋。鋼管頂部設(shè)活絡(luò)端，便于控制設(shè)計(jì)標(biāo)高位置［2］。鋼管立柱與墩身每5米設(shè)聯(lián)系一道，聯(lián)系采用25a工字鋼。如圖2。

蓋梁外側(cè)及兩側(cè)預(yù)埋牛腿，每側(cè)牛腿為2根，采用雙25a工字鋼，外側(cè)間距為180cm，側(cè)面間距150cm，為保證牛腿的穩(wěn)定，將兩個(gè)牛腿間用2個(gè)14a槽鋼進(jìn)行橫向連接，鋼管柱支撐頂部縱梁采用雙40工字鋼，單根長度為6m，上部橫向布置6× （1500×3000mm）+1×（1500×2600mm）貝雷片，中間為22排貝雷片，單排間距22.5cm，在門式墩支柱處采用加強(qiáng)型桿件，加強(qiáng)型桿與貝雷架之間采用螺栓連接牢固［3］。如圖3。

墩柱外側(cè)貝雷梁上縱向各鋪7根25a工字鋼，單根長度5.4米，墩柱側(cè)縱向采用20工字鋼鋪設(shè)，間距50cm，單根長度5.4m，蓋梁底部50cm倒角處，采用在18工字鋼頂部橫向鋪設(shè)20工字鋼，間距50cm，頂部縱向鋪設(shè)10×10cm的方木，方木長為5.4m，鋪設(shè)間距為20cm，且為交錯(cuò)鋪設(shè)，同時(shí)在方木間每1.5m加設(shè)一根長5.4m的［10槽鋼，加強(qiáng)兩側(cè)行人走道剛度，并在橫梁兩側(cè)加裝防護(hù)欄桿，高度1.2m，底模采用厚15mm竹膠板拼裝而成［4］。

圖2　蓋梁施工支架結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.2 Bent cap construction support structure section

圖3　蓋梁牛腿示意圖Fig.3 Schematic diagram of beam bracket

因蓋梁施工時(shí)，鄭徐客專大橋進(jìn)入工程線施工節(jié)段，為保證鄭徐客專工程車輛行車及施工人員安全，在蓋梁貝雷架頂部鋪設(shè)防護(hù)架，防護(hù)架采用1.5cm厚竹膠板+土工布+0.3cm厚鋼板橫向?qū)挾?0m布置，縱向?qū)挾葹?m。

3　蓋梁鋼管柱與貝雷梁支架吊裝

立柱按設(shè)計(jì)尺寸在場外加工成型運(yùn)到工地吊裝，采用25t汽車吊起吊人工配合安裝，立柱安裝時(shí)要保證其垂直?？v向貝雷梁采取整體三排成段吊裝，先在施工場地內(nèi)將單個(gè)梁節(jié)進(jìn)行拼裝，一次拼裝成三排［5］。吊裝至支架方柱上，進(jìn)行接長及組成梁組，并進(jìn)行橫向焊接?？v梁吊裝完成后再吊裝橫梁方木，同時(shí)進(jìn)行防護(hù)欄桿安裝，最后進(jìn)行模板安裝。支架橫、縱梁吊裝時(shí)，先吊裝靠既有線側(cè)，采用單根吊裝［6］。

4　現(xiàn)澆連續(xù)梁鋼管柱與貝雷梁支架組合施工

4.1連續(xù)梁結(jié)構(gòu)

大橋共布置5聯(lián)（31.85+3×32.7+31.85）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，全長163.3m。5聯(lián)連續(xù)梁共分為3個(gè)節(jié)段，施工時(shí)先施工節(jié)段B，再施工節(jié)段A、C。如圖4。

圖4　節(jié)段分塊示意圖Fig.4 Section block diagram

4.2地基處理

本連續(xù)梁臨時(shí)支架地基處理采用鉆孔樁處理方式，樁徑1.25m，樁長15～29m，共有樁基58根，其中3?！?＃墩之間，樁基布置為正三角形布置，間距3m，3根為一組，樁基施工完成后，破除樁頂1米樁頭，支立模板，安裝鋼管底部預(yù)埋件，澆筑混凝土。樁頂頂部預(yù)埋鋼管支架相關(guān)預(yù)埋件，具體連接方法同蓋梁施工方法［7］。

4.3支架搭設(shè)

以2#～3#、6#～7#墩、4?！?＃墩支架為例，支架采用Φ630×16mm鋼管，鋼管采用吊車吊裝架立，架立過程中先架靠近既有線一側(cè)，其中2＃、7＃墩鋼管每隔5米與墩身設(shè)聯(lián)系一道，其余鋼管之間采用25工字鋼每隔5m，橫向、縱向分別聯(lián)系一道。

鋼管頂部橫向位置開設(shè)兩道深度35cm，寬度為2cm槽，間距30cm，縱向在中心位置開設(shè)一道槽，槽內(nèi)設(shè)置厚度為2cm鋼板，各板件間采用焊接連接，頂部布設(shè)80×80cm，厚度為2cm鋼板用于放置活絡(luò)端。如圖5。

圖5　鋼管頂部布置圖Fig.5 Top layout of steel pipe

鋼管頂部設(shè)活絡(luò)端，便于連續(xù)梁梁施工完成后，降低貝雷梁等上部支架，施工時(shí)，先用千斤頂將活絡(luò)頭頂至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，將活絡(luò)頭內(nèi)用賽鐵固定，然后回油松開千斤頂［8］。

2#～3#、6#～7#墩現(xiàn)澆支架采用Φ1.25m鉆孔樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)采用Φ630×16mm鋼管立柱，一排4根，其搭設(shè)分配梁；墩旁支點(diǎn)2#墩采用鋼管立柱，3#墩采用牛腿；鋼管立柱頂布置橫橋向分配梁，分配梁采用2工50a型鋼截面，牛腿上分配梁截面為2工40a型鋼；分配梁上搭設(shè)貝雷片作為現(xiàn)澆支架主梁；貝雷片頂在貝雷片節(jié)點(diǎn)處鋪設(shè)工16小肋，間距75cm。

4?！?＃墩鋼管布置，縱向布置3組鋼管，鋼管立柱頂布置橫橋向分配梁，分配梁采用D20型便梁，牛腿上分配梁截面為2工40a型鋼；分配梁上搭設(shè)貝雷片作為現(xiàn)澆支架主梁；貝雷片頂在貝雷片節(jié)點(diǎn)處鋪設(shè)工10小肋。

橫梁頂部為貝雷架，貝雷架采用1500×3000mm，1500×1500mm，縱向單排布置形式為：1×1500+9×3000mm，橫向共布置18排，間距為90cm，其中在腹板底部間距為45cm，貝雷架頂部橫向布置16工字鋼，間距75cm，工字鋼頂部為10×10cm方木，間距20cm。如圖所示：

圖6　貝雷架截面圖Fig.6 Bailey frame section

翼緣板處支架采用碗口支架搭設(shè)，橫向間距為60cm，縱向間距90cm，層高60cm，縱向每隔4排設(shè)剪刀撐一道，支架底部、頂部均設(shè)置可調(diào)底托、頂托。

因連續(xù)梁施工時(shí)，鄭徐客專大橋進(jìn)入工程線鋪軌施工節(jié)段，為保證鄭徐客專工程車輛行車及施工人員安全，在連續(xù)梁貝雷架頂部鋪設(shè)防護(hù)架，防護(hù)架采用1.5cm厚竹膠板+土工布+0.3cm厚鋼板，橫向?qū)挾?3m，縱向長度通橋163.3m布置。橫向兩側(cè)設(shè)50cm高踢腳板，避免雜物掉落［9］。

5　支架預(yù)壓

5.1預(yù)壓目的

為保證施工順利進(jìn)行，支架搭設(shè)完畢，底模安裝完成后，必須進(jìn)行預(yù)壓處理，以檢查支架承載能力的安全與穩(wěn)定性，消除支架和樁基礎(chǔ)的非彈性變形，測定部分支架的彈性變形，使支架各結(jié)合處結(jié)合緊密，同時(shí)取得支架彈性變形各及非彈性變形的實(shí)際數(shù)值，作為門式橋墩蓋梁和現(xiàn)澆連續(xù)梁立模的拋高預(yù)拱值數(shù)據(jù)設(shè)置的參考。

5.2預(yù)壓方法

支架預(yù)壓可按支架所承受最大荷載的30%、70%、100%、110%四級(jí)進(jìn)行，預(yù)壓荷載分布應(yīng)與支架施工荷載分布基本一致，加載重量偏差應(yīng)控制在同級(jí)荷載的±5%以內(nèi)。加載材料采用地磅稱量，吊車配合人工吊裝。每完成一次預(yù)壓，對(duì)支架進(jìn)行一次測量［10］。

5.3預(yù)壓記錄

觀測點(diǎn)在預(yù)壓前、預(yù)壓后觀測并記錄結(jié)果。為減小人為觀測誤差，應(yīng)定人、定儀器觀測，觀測時(shí)間應(yīng)選擇在早晨或傍晚，避免在強(qiáng)光、高溫時(shí)進(jìn)行。

在壓載過程中實(shí)施全天候跟蹤觀測支架的變形情況并作好記錄，待支架不再發(fā)生沉降、預(yù)壓結(jié)束為止。一邊進(jìn)行預(yù)壓一邊觀測支架的變形情況，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止加載作業(yè)。及時(shí)查找原因，處理正常后方可繼續(xù)加載［11］。

整理預(yù)壓結(jié)果記錄，形成一個(gè)總體的結(jié)果分析報(bào)告，通過對(duì)支架變形包括彈性、非彈性變形數(shù)據(jù)的監(jiān)控，將預(yù)壓結(jié)構(gòu)分析報(bào)告中的數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)門式橋墩帽梁施工。

此設(shè)計(jì)方案經(jīng)石家莊鐵道大學(xué)土木工程學(xué)院多次檢算，完全達(dá)到施工荷載要求。為確保方案科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可行，方案實(shí)施前，施工單位組織多名專家以及參建各方進(jìn)行了兩次專題論證，施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案組織實(shí)施。該橋的支架設(shè)計(jì)、實(shí)施，在確保梁體標(biāo)高、線形及交通安全方面，取得了較好的成果，而且作為這種現(xiàn)澆支架施工方法也是類似橋梁施工中常用的施工方法，希望對(duì)類似工程施工起到一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)（References）:

［1］ 畢永清. 鋼管支墩與貝雷梁支架在現(xiàn)澆梁施工中的應(yīng)用［J］. 施工技術(shù)；2011，（13）:34-35

BI Yongqing； the application of steel pipe support pier and beam support in the construction of cast in place beam［J］. Construction Technology； 2011，（13）: 34-35 （in Chinese）

［2］ 余定軍，任軍. 超高鋼管樁支架在山區(qū)橋梁施工中的應(yīng)用［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013，（06）:11-12.

YU Dingjun，Ren Jun. Super high steel pipe pile in the construction of the bridge in the application of［J］. Railway Standard Design， 2013，（06）:11-12. （in Chinese）

［3］ 董勤銀. 太中銀鐵路丁家溝無定河特大橋貝雷梁支架施工方案研究［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012，（11）:45-46.

DONG Qinyin； Taizhongyin Railway Ding Jia Gou no river bridge Bailey beam bracket construction scheme［J］. Railway Standard Design，2012，（11）:45-46. （in Chinese）

［4］ 黃志華. 貝雷梁在客運(yùn)專線900t架橋機(jī)架梁施工中的應(yīng)用［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011，（10）58-59 HUANG ZhIhua. Application of Bailey beam in construction of Passenger Dedicated Line 900t bridge erection machine beam ［J］. Railway Standard Design，2011，（10）:58-59 （in Chinese）

［5］ 張軍. 挑梁、鋼管樁和軍用梁支架在一次性整體現(xiàn)澆梁施工中的應(yīng)用［J］. 重慶建筑，2013，（01）:55-56

ZHANG Jun. Cantilever beam， steel pipe pile and the application of military beam support in the construction of a one-time cast in situ beam［J］. Chongqing Building； 2013，（01） :55-56 （in Chinese）

［6］ 李鍇， 鐘右鵬. D型鋼梁在道路橋梁施工中的應(yīng)用［J］. 北方交通； 2013，（01）47-48.

LI Li， Zhong Youpeng. Application of D steel beam in the construction of road and bridge［J］. North Traffic； 2013 ，（01）: 47-48（in Chinese）

［7］ 劉永福. 架橋機(jī)高低法架梁施工技術(shù)［J］. 施工技術(shù)， 2012，（05）:44-45.

LIU Yongfu. Height of girder erecting machine［J］. Construction Technology， 2012，（05）:44-45（in Chinese）

［8］ 胡京平. 客運(yùn)專線簡支箱梁貝雷制架施工技術(shù)的應(yīng)用［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011（02）:25-26

HU Jingping. Passenger Railway Simply Supported Box Girder Berea System Frame Construction Technology Application［J］. Railway Standard Design， 2011（02）:25-26（in Chinese）.

［9］ 畢永清. 鋼管支墩與貝雷梁支架在現(xiàn)澆梁施工中的應(yīng)用［J］. 施工技術(shù)；2011（13）:22-23.

BI Yongqing. Application Of Steel Buttress And Bailey Beam Support In The Construction Of Cast-In-Place Beam ［J］. Construction Technology，2011，（13）:22-23（in Chinese）

［10］ 劉百成. 深水樁基施工水中鋼管樁固定平臺(tái)的設(shè)計(jì)與施工［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015（07）:14-15

LIU Baicheng； Design And Construction Of Steel Pipe Pile Fixed Platform In Deep Water Pile Foundation Construction［J］. Railway Standard Design，2015（07）:14-15 （in Chinese）

［11］ 余定軍，任軍. 超高鋼管樁支架在山區(qū)橋梁施工中的應(yīng)用［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 2014（06）21-23

YU Dingjun， REN Jun. Application Of Super High Steel Pipe Pile In The Construction Of The Bridge In The［J］. Railway Standard Design，2014，（06）:21-23 （in Chinese）

【責(zé)任編輯：高潮】

Construction technology of cast in place box beam of Zheng Xuke special steel tube column and berreria combined bracket

ZHANG Chunyu
（China Railway eighteen Bureau Group Fourth Engineering Co， Ltd， Tianjin 300350， China）

Abstract:In portal pier now pouring continuous beam across the line construction， the use of steel pipe column and the Bailey beam support， not only greatly reduces the area of ground treatment， and in personnel and also save a lot of. Combined with cross Zheng Xu passenger Zhengzhou Xuzhou Railway Passenger Dedicated Line ZXZQ03 tenders special civil rights bridge engineering example， focuses on using steel pipe column and Bailey beam composed of Bailey beam column type support structure and construction use， to provide references for future construction of similar projects.

KeyWords:steel pipe column； beam and beam； combined frame； door type pier； continuous beam； construction，application

中圖分類號(hào)：U445.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-6332（2016）01-0048-05

［收稿日期］2015-11-15

［作者簡介］張春瑜（1982-），男（漢），河北曲陽縣人，主要研究方向：橋梁、路基、隧道施工。E-mail: 1440896501@qq.com