1、1跨唐津运河主跨系杆拱现浇梁施工支架方案设计摘要本文介绍了唐山市丰南区内张唐铁路 ZTSG-7 标跨唐津运河大桥系杆拱现浇箱梁主梁支架的方案设计，根据运河的地质、水文、水深度及现场施工特点等因素，对支架和支架基础类型进行选型和布设。 关键词系杆拱 钢管桩 支架方案 Abstract This paper introduces the abundant south tangshan zhang tang railway ZTSG - 7 mark cross karatsu canal bridge bowstring arch bridge in situ box girder support
2、 scheme design, according to the canal of geology, hydrology, water depth and the construction characteristics and other factors, to support and support base type selection and layout. Key words Bowstring arch bridge ；Steel pipe pile ；Support scheme 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 工程概述 张唐铁路 ZTSG-7 标在唐山市丰南区
3、内跨唐津运河特大桥，起讫里程为 IDK457+284.79 至 IDK460+524.56，全长 3239.77m，共计 100 跨。其中主跨 63#64#跨上部结构设计采用 1-96m 系杆拱，跨越唐津运河。系杆拱梁全长 100m，计算跨度 96m，为等截面预应力混凝土连续箱梁，单箱三室结构，跨径为 96m，与河道夹角 45 度。系梁设计为单箱三室截面，2梁宽 13.8m、梁高 2.5m。底板厚度 35cm，顶板厚度 35cm，边腹板厚度90cm，中腹板厚度 40cm。设计为先梁后拱，箱梁采用支架法现浇浇工艺施工。梁体截面如下： 根据现场实际情况，唐津运河河道宽 100 米，水面宽 70 米
4、，大桥63#和 64#两主墩均位于唐津运河陆域和水域的交界处，现浇梁支架均位于河水中，本河段位于 4A 级旅游景区， “五一”和“十一”旅游黄金周内要求游艇通过。 2 水文及地质条件 水位情况：洪水位+1.5m；一般情况下水位+0.7m；船舶通航引起的浪高为 0.5m；计算时水位按+1.2m。 河床底标高：-2.0m。 水深情况：洪水位水深3.5m；一般情况下水深2.7m；船舶通航水深为 1.2m 地质情况： 桥址区为第四系全线统冲洪积层淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉土、砂类土。勘测期间地下水埋深 3.1-5.9m。水位季节变化幅度 2-3m 左右。桥址区地下水无侵蚀；地表水对
5、混凝土结构具有氯盐侵蚀性，氯盐环境作用等级为 L1。 桥址区上部地层存在淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、软土层。主跨下地质情况见下图 3 地震资料及最大冻结深度 3抗 4 系梁支架施工设计方案 根据设计要求，提篮拱施工采用现浇成型法。根据现场实际情况及唐津运河通航要求，施工支架设计考虑在主跨下设置现浇支架。支架基础采用钢管桩，钢管支墩均采用 63010mm 钢管桩受力，横桥向 6 根钢管双排设置，轴心布设对应箱梁两边腹板、中腹板及底板位置，尤其箱梁两侧 2.2m 位置处需承受钢管混凝土拱肋及其下支架的荷载，必须加强支撑。同时为了增强支架的横向稳定性，钢管之间纵、横、斜向采用16 槽钢连接；钢管柱顶
6、铺设 I63c 工字钢垫梁，工字钢肋部加焊 10mm 厚钢板，工字钢之间用钢板焊接连接形成整体，工字钢上部放置砂箱；根据系梁具体结构形式，纵梁采用六四型加强军用梁。布置单层军用梁 24片，侧模采用满堂碗扣支架进行支撑。结合通航要求，中间一孔设置16.48 米，其余为 12.48 米，支架共设 7 孔（3*12.48+1*16.48+3*12.48） 。两端实体段纵桥向设 2 排 6308mm 的钢管作为支撑柱，每排 9 根，共计 18 根。钢管柱上均设置三根 I63c 工字钢合焊作为纵向分配梁，同时管柱之间上下纵横之间均以20 的槽钢作为剪刀撑，加强连接。工字钢分配纵梁上横桥向布设14a 槽钢
7、，间距 30cm，作为分配横梁，其上均匀铺设 1010cm 方木，间距 20cm 支撑底板。管柱与分配纵梁工字钢及槽钢剪刀撑之间均焊接相连，组成整体刚性框架结构，增强整体受力性能。 4.1 钢管桩的施工 临时支墩基础施工完成，经验收合格后，开始进行钢管桩的的安装4与打插。钢管桩采用分节安装，为便于施工钢管加工为每段长 12 米、6米和 3 米。12 米长的首节钢管底部焊接 2+2cm 厚的的钢板（接头法兰） ，使基础受力均匀；最顶部的钢管在钢管顶部焊接 2cm 厚的的钢板（牛腿） ，以便于与上部结构连接并使钢管受力均匀。在钢管桩安装前，首先要用全站仪对平面控制点进行精确放样，在调整的垂直度后进
8、行安装或打插。随着高度增加，依次使用 6 米和 3 米长的钢管节段，钢管各节段间采用M20 高强螺栓连接。 钢管桩顶部牛腿下设置钢抱箍，钢抱箍四周焊接横、纵、斜向联系分别与周围钢管桩连接，以增强整体稳定性，联系采用16 槽钢。施工过程中，边安装钢管边设置联系，钢管的自由长度不得超过 10m。 1-96m 系杆拱跨河段钢管桩施工采用浮吊，两侧 1-64m 系杆拱位置钢管桩施工采用轮胎式起重机吊装。 钢管安装时要严格控制钢管的垂直度，控制其倾斜度小于 0.1%。钢管顶部安装牛腿与顶部横向贝雷片垫梁之间要连接牢固，以增强钢管的横向和纵向稳定性。 4.2 支架的搭设 钢管桩安装和打插完成，经验收合格后
9、，方可进行上部支架的施工。630mm 钢管桩和 830mm 钢管桩上部垫梁采用 63c 工字钢；垫梁与钢管桩间采用焊接连接。在垫梁上放置砂箱，便于后期支架拆除；砂箱上铺设六四型加强军用梁作为纵梁，支架与垫梁之间用16 槽钢加固。根据系梁具体结构布置，军用梁支架采用单层 24 片。支架的初步拼装长度可以在综合考虑场地和起吊设备的起吊能力后确定。支架安装时要考虑下部5结构的均匀受力，不得发生较大的偏心受压的情况。军用梁支架之间用90 支撑架连接，钢销处可加设一组加劲杆件，跨度与跨度之间的军用梁不得连接，防止下部基础受力过大。系梁底板位置六四型加强军用梁支架二拼、三拼及四拼段间距为 8cm，采用套管
10、螺栓连接。吊装作业必须有专人指挥，起吊和下落过程必须平稳，避免对立住等结构造成冲击，确保安全。 支架搭设完成后，上部铺设 I16 工字钢作为分布横梁，按纵桥向间距 30cm 布置。工字钢上面铺设 2+2cm 的竹胶板作为底模。 支架与上部的横梁之间用 U 型卡扣住，使整个支架联成整体。 支架的施工按照跨唐津运河特大桥系杆拱系梁施工支架横断图进行。 4.3 钢管支架的检算 强度检算：强度检算时，荷载需考虑支架自重、模板自重、梁体自重、施工荷载、混凝土浇筑时的冲击荷载以及基础的沉降等。 刚度检算:主要包括两方面即单个构件的刚度检算和整体刚度检算。单个构件的刚度检算和整体刚度检算相互协调，否则容易造
11、成梁体局部平整度不满足要求。 整体稳定检算:支架在顺桥向通常稳定性较好，因此稳定性只检算横桥向的稳定。稳定性检算时，考虑模板和支架的迎风面积、支架高度、计算风压、风力系数及施工中的的水平力和竖向力的影响。 6考虑到工期要求及现场材料组织情况，支架进行满载预压试验，采用水箱对基础进行等荷载预压，以消除基础沉降。最后通过计算和结合类似支架结构施工经验，将支架跨中标高预抬 1015mm，墩顶处预抬5mm，以抵消混凝土浇注过程中支架各构件之间的非弹性变形和支架本身的弹性变形值。支架结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性；对支架的承载力及局部稳定性和整体稳定性必须进行检算。支架设计检算应考虑以下荷载：梁体
12、、模板、支架的重量；施工荷载；风荷载。支架杆件应力安全系数应大于 1.3，稳定性安全系数应大于 1.5。 支架基础必须具有足够承载力，不得出现不均匀沉降。 支架设计形式、安全措施、预留净空等必须取得河道管理等相关部门的同意。支架基础钢管桩施工前，必须与地方相关部门取得联系，搞清桥下的管、线等情况。支架安装采用人工配合吊车进行吊装，支架安装结束，应经过详细检查符合设计要求后，方可进行模板安装。 5 结束语 系杆拱现浇梁采用支架法施工，支架设计方案紧密结合现场实际情况，确认支架方案技术可行、安全可靠。唐津运河特大桥的支架设计方案充分体现了施工方案的有效性和经济性，跨唐津运河特大桥工期紧张，地处特殊，该钢管桩支架方案既能保证工程质量，又能保证工期，为工程如期正常进展奠定了技术基础。 参考文献 TB 10002.52005 J4642005 铁路桥涵地基和基础设计规范 7TB 101102011 J13252011 铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程 新建张家口至唐山铁路工程跨唐津运河特大桥施工图
