支架法在80m钢-混凝土组合桁架梁施工中的应用.doc

1、支架法在 80m 钢-混凝土组合桁架梁施工中的应用摘要：西平铁路太峪大桥左右线在桥址处分别跨越银武高速，左右线中心与高速公路斜交角度分别为 57。和 55。 。设计方案采用 80M 钢-砼组合桁架梁这一新型结构上跨银武高速。根据西平铁路太峪“80 米钢-混凝土组合桁梁桥”的技术标准和结构特点，通过从施工性、经济性及安全性等方面对顶推法、平转施工法及支架法三种施工方法进行方案比选，并结合现场实际情况，最终采用支架法施工，保证了梁的施工质量和施工安全。 关键词：80m 钢-混凝土组合桁架梁斜交上跨支架法 Abstract: The taiyu Bridge of Xiping railway ac

2、ross the line at the bridge site about high-speed Yinwu, the Dan is located in a radius of 1200m and 1600m on the curve, the left and right line center and motorway Skew angle of 57 degrees and 55 degrees, respectively. Design using a 80M steel - concrete composite truss beams on this new structure

3、across Yinwu high speed. According to the Xiping railway valley 80 meters of steel - concrete composite truss girder bridge “technology standard and structural features too, pushing from the construction, economy and security, pan construction law and bracket For three construction approach to progr

4、am than the election, and combined with the actual situation, the final bracket construction method, to ensure that the beam quality of construction and construction safety. Key words: 80m steel - concrete composite truss girder Obliquely intersects on the cross Bracket Method 中图分类号： TU37 文献标识码：A 文章

5、编号： 0 引言 跨高速公路施工的桥梁施工比一般的桥梁施工有较大的难度，为保证施工过程中的安全，尤其是采取现浇梁设计的上部结构施工时，对公路运营的安全保障是施工方法选择的重点。支架法工艺成熟，施工风险低，随着工作支架的高度变化影响其经济性，桥墩的高度较低时具有较高的经济性。本文主要介绍支架法在太峪大桥 80m 钢-砼组合桁架梁施工中的应用。 1 工程概况 1.1 设计概况 太峪大桥左、右线在桥址处分别跨越银武高速公路，铁路本段位于1200m 及 1600m 的曲线上，左、右线中心与高速公路斜交角度分别为57和 55。设计采用 1 孔 80m 钢-混凝土组合桁梁跨高速公路。太峪“钢混凝土组合桁梁

6、桥”上部结构采用 1 孔 80m 钢混凝土组合下承式简支桁梁结构，梁长 82m，计算跨径 80m，桁高 9m，节间距 10m，桁中心距 6.7m，桁式采用无竖杆三角桁。上弦杆为钢筋混凝土结构，下弦为预应力混凝土结构。结构构造如图 1.1 所示。 图 1.1 西平铁路太峪 80 米钢-混凝土组合桁梁桥构造图 1.2 工程特点 桥梁两端有效空间较小，这首先给桥梁的施工安全和总体施工方案的选取增加了难度，通过比选确定桥梁总体采用支架法施工，施工期间通过设置安全防护网、疏导减速标志、防撞支墩并制定专门的安全施工操作规程来确保整个施工过程安全进行。由于施工资料欠缺、国内尚属首次建设该类型桥梁，保证桥梁施

7、工过程安全和施工质量是桥梁建设过程中需要控制的重点，通过制定适合该桥的施工控制方案来验证桥梁施工效果并保证施工过程结构安全。 2.桥梁总体施工方案比选 根据西平铁路太峪“80 米钢-混凝土组合桁梁桥”的技术标准和结构特点，结合当前常用的桥梁结构的施工技术， “80m 钢-混凝土组合桁梁桥”可用的施工方案主要有顶推法、平转施工法和支架法等。 2.1 施工方案比选 通过对前已拟定的西平铁路太峪“80 米钢-混凝土组合桁梁桥”三种施工方案进行优缺点分析，分别从施工性、经济性及安全性等方面对顶推法、平转施工法及支架法三种施工方法进行对比，结果如表 2.1 所示：表 2.1 总体施工方案对比分析 顶推法

8、 平转施工法 支架法 施工性 施工速度较快，对桥下地基和净空无要求，临时装置较多，需要充足的预制和顶推场地，顶推时设置的临时墩影响高速公路上车辆的通行。 减少高空作业，施工迅速，施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工，需按照地形条件选择，施工技术要求较高、有待进一步研究和发展。 施工技术比较简单，技术成熟，施工性较强，受到地基、墩身高度限制，在软土地基、跨河、墩身高度大于 15 米情况下施工性较差，构件空间位置调整复杂。 经济性 由于本桥的特殊性，施工阶段控制结构设计，不经济。另需要预制梁场地，受顶推悬臂弯矩的限制，一般顶推跨径大于 70m 时不经济，要设置临时墩，跨

9、数太少的桥极不经济。 对于大跨径及特大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益，同时经济性和桥梁结构形式及地形条件有重要关系。但平转滑道的刚度要求高，需较大投入。 随着工作支架的高度变化影响其经济性，桥墩的高度较低时具有较高的经济性。 安全性 在预制场所预制梁的施工过程难度及风险较小，但在顶推架梁的施工过程中，其难度及风险较大。 桥跨结构在岸边施工,高空作业大大减少，桥梁自重较大时，在转动过程中对平衡要求很高，存在较高风险且工序复杂。 施工风险较小。但在工作支架的组装、拆除及构件拼装的过程中有的技术问题主要是构件的空间位置调整需要注意。 2.2 施工方案优化 结合现场实际情况，桥址处跨越

10、银武高速公路，顶推施工上下弦混凝土结构不合适，同时导梁安装困难；转体施工对滑道要求高，梁体抗扭能力差，混凝土易开裂，转体过程存在很大的风险，而且顶推法和转体法都是在设计桥位之外作业，需要一定的工作平台和预制场地，而施工现场一侧为山体、另一侧临河，并且跨越高速公路施工作业困难。 所采用施工方法不能对车辆通行造成太大影响，采用支架法施工时可通过设置贝雷梁来满足车辆通行要求。施工选址地段工程地质情况在对地基处理后能够满足支架搭设地基承载力要求。桥墩较低采用支架法具有较高的施工性。该桥桥墩的高度较低，采用支架法具有较高的经济性。综合考虑组合桁架梁采用支架法施工较合理。 3 支架法施工方案设计 太峪 8

11、0m 钢-砼组合梁采用支架法施工，支架由贝雷梁和钢管支墩搭设拼装而成。支架完成后，纵梁顶以 10*12*400cm 方木间隔 25cm 布置，方木上铺设竹胶板作为槽型梁底模，在底模上组拼钢桁梁构件并绑扎钢筋、安装预应力波纹管以及浇筑下弦梁体混凝土。待下弦梁通长预应力束张拉完成后，上弦梁采用在下弦槽型梁顶搭设满堂支架，铺设底模、绑扎钢筋，安装外侧模并连续整体浇筑混凝土的方式施工。 3.1 支架法施工流程 图 3.1 支架法施工流程 3.2 支架设计及搭设 3.2.1 支架基础 两墩之间支墩采用扩大条形基础，墩的两侧利用承台基础，路肩和中央分隔带处用现浇混凝土条形基础放在水稳层上（现浇的时候底层铺

12、油毡） 。中央分隔带处施工注意保护通信电信电缆。 3.2.2 贝雷梁支架及钢管立柱设计 (1) 用 Q235 的 2998 钢管纵横向分别布置，为增强整体稳定，在钢管 4.0 米处与 1526 钢管焊接连接，高速公路隔离带处钢管立柱和高速路中心线平行布置。 纵向：共设 5 个支墩，每个支墩由 2 排 2998，材质 Q235 的钢管立柱组成，2 排钢管柱间距为 2.4m，在 4.0m 高度由 1526 钢管纵桥向焊接牢固，以增强稳定性。 横向：门吊处轨道下部布置（每排）3 根 2998 钢管柱，间距0.75m。主梁处下部每排布置 9 根 2998，间距 0.75 m 和 1.5m，钢管柱之间在

13、 4.0m 高度处由 1526 钢管横桥向焊接连接，以增强整体稳定性。门吊轨道下部钢柱与梁体下部钢柱间距 1.2m。 (2) 用30 型钢与钢管柱顶部焊接牢固，底面用75506 剪力式连接作为横梁下平联进行连接。钢管柱顶布置 16mm200mm340 mm 对称加劲板，围焊加劲肋 12mm100mm200mm 钢板，顶部焊接 2 块340 钢板。钢管柱顶部设纵横分配梁45b 型钢,其之间间断连接,保证其稳定性。 (3) 主梁体下纵桥向共 13 道贝雷片，横向 15 道贝雷片，龙门吊轨道下两边各 5 排，沿横桥向 321 型（三排单层加强型 TSR）贝雷梁（国产型）每排之间剪力式连接，利用贝雷片

14、组装成连续梁式桁架。贝雷梁顶部布设 1510cm 方木，间距 30cm，用铁丝或铁钉与贝雷片主弦杆绑扎牢靠（预先在贝雷片主弦杆上绑扎调整方木） ；方木在梁体肋部加密一半，间距为 15cm；方木长度 3M 交错布置，并使位于同一贝雷片上的方木接头不超过该贝雷片方木面积的 50%，做为底模板的横肋，兼做贝雷片上水平联。 3.2.3 落梁钢楔子布置 在钢管柱上放置落梁钢楔子，钢楔子具有稳定性好、加工方便、可厂内加工、承载力高等特点，在桥梁施工中广泛采用。 图 3.2 贝雷梁支架搭设外观图 3.2.4 贝雷梁支架及钢管立柱验算 由计算可知，支撑主梁横梁边起第二根钢管轴力最大，其值为P=817.8 kN

15、。钢管立柱上、下端均与相应钢构件焊接连接，可偏于安全地按两端铰接进行计算。 (1) 钢管立柱验算 高速公路边坡以外钢管支墩，高度取最大值 H=10.2m，钢管柱规格：5006，材质 Q235，由此进行钢管立柱的各项验算： 强度验算： 故强度满足施工要求。 稳定验算： 故稳定性满足规范要求。 (2) 门式起重机下钢管立柱验算 钢管立柱验算： 故门式起重机下钢管立柱满足施工要求。 (3) 门式起重机行走时的水平推力验算 门式起重机行走时的水平推力验算参数：门式架梁机自重：25t，最大起吊物重：10t，滚动摩擦系数（表面淬火的车轮和钢轨）0.050.07，取最大摩擦系数 0.07。 水平推力计算：

16、故门式起重机行走轨道下铺的楞木与贝雷梁用钢箍连接能满足龙门吊行走时的水平制动推力的要求。 (4) 支架所用的贝雷梁为 321 型（三排单层加强型 TSR）贝雷梁（国产型） ，满足施工要求，无需另行验算。 3.2.5 防护设施设计及布置 (1) 混凝土防撞挡块 为了防止高速公路上的高速行驶的车辆撞击支架立柱，对支架的内力及整体稳定性形成威胁、影响到桥梁的施工安全和成桥质量，施工时在沿钢管排架方向设立混凝土防撞挡块，混凝土防撞挡块的尺寸为：1.0m1.0m1.0m，按照等间距设立。这在实际施工过程中取得了良好效果。 (2) 其它防护性设施 其它防护性设施包括施工支架边缘的安全防护网、贝雷梁下的安全

17、防护网、施工交通标识、交通减速及导向标识及其它局部安全防护设施等。 3.3 支架预压 支架搭设加固完成，在贝雷片上面铺设 10x12cm 及 15x15cm 方木完成后，在钢构件安装及钢筋绑扎施工前，对支架进行相当于 1.2 倍钢-混凝土组合桁架梁自重的荷载预压，以检查支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降。支架压重材料采用相应重量的混凝土预制块与砂袋。拟采用三级压载、三级卸载、七次观测，第一次加载为设计压载重量总重的 60%，第二次加载到设计压载重量总重的 80%，最后一次压载到设计压载重量的 100%，并对各级加载认真观测记录数据以确保精确。 4 桥梁施工阶段预拱度计算

18、及设置方法 西平铁路太峪 80m 钢混凝土组合桁梁桥施工工序复杂，各工序之间相互穿插、相互影响，支架法施工受桥梁施工阶段的影响很大，每个施工阶段必须计算相应阶段的预拱度并依其调整线形。通过对该桥结构特点和支架法施工进行分析可知，桥梁施工阶段的预拱度主要由如下两部分组成：桥梁成桥预拱度（恒载+1/2 活载挠度） 、各施工阶段支架弹性变形（施工前通过预压消除支架非弹性变形和地基变形） 。成桥预拱度通过对桥梁结构整体进行计算仿真得到最大值，其余各值按照二次抛物线内插。 该桥主要通过立模设置预拱度和模板底插入垫片来设置和调整预拱度，主要构件施工预拱度的具体设置办法如下： （1）上弦结点标高相对值=桥梁

19、设计预拱度+相邻工装支腿下贝雷梁变形平均值+3mm 预拱度修正。 （2）下弦混凝土槽型梁底板标高相对值=设计预拱度+底板浇筑贝雷梁变形+上弦及横撑浇筑贝雷梁变形+3mm 预拱度修正。 西平铁路太峪 80m 钢混凝土组合桁梁桥采用如上办法计算并设置预拱度取得了较好的施工效果，成桥后结构线形流畅、槽型梁底面平整，达到了设计效果和成桥预拱度。同时，该方法简单易行、成本较低。 5 结论与建议 西平铁路太峪 80m 钢混凝土组合桁梁桥是西平铁路重点控制工程之一，也是国内首次建设同类型的桥梁，施工难度较高。采用支架法施工成功解决了地基的承载力和变形、支架的稳定和变形、钢构件及梁体的线性控制、自然养护、张拉

20、、封端以及错置桥落梁等影响施工和安全的关键环节。左、右两幅桥成桥线形流畅、成桥后应力测试值与计算结果基本吻合、施工过程无安全事故发生。西平铁路太峪 80m 钢混凝土组合桁梁桥的施工为同类型桥梁的建设提供了借鉴经验。 参考文献： 【1】 铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2010241 号。 【2】周校光，杨胜双。 简支箱梁桥位现浇法施工程序及要点 。中国中铁隧道集团有限公司工程部编发。 【3】彭龙翥， 钢管立柱支架法在南港特大桥悬浇梁现浇段中的应用 。 科学之友：下 2012 年第 10 期 159-161 页。 【4】厉鹏， 探究上跨既有铁路高支架现浇连续梁施工技术 。 建材与装饰：下旬 2012 年第 10 期 226-227 页。 作者简介：王彦虎（1982- ） ，男，安徽灵璧人，2003 年毕业于合肥工业大学土木工程专业，本科，工程师，主要从事项目管理、技术管理