鐵路客運專線橋梁的簡支梁支架施工方案分析

李寶州

摘 要:近些年,伴隨著我國鐵路客運線路工程建設事業的快速增長,很多新的施工方案開始出現在鐵路客運線路工程建設的施工中,其中簡支梁支架施工方案作為鐵路客運線路工程施工建設中的一種新施工方案被廣泛的應用于鐵路客運專線橋梁的施工中。本文從寧車沽永定新河特大橋區段工程的施工實踐出發,在對該工程做概要說明的基礎上,然后就該工程中的簡支梁支架施工方案進行了詳細的分析和說明,最后就該工程所采用的簡支梁支架施工方案中需要注意的問題進行深刻的剖析。

關鍵詞:鐵路客運專線橋梁簡支梁支架施工方案

中圖分類號:U445.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0123-01

寧車沽永定新河特大橋工程作為我國鐵路客運線路工程的重要組成部分,在該工程的橋梁施工中采用的是簡支梁支架施工方案,通過分析該工程的實際情況,發現簡支梁支架施工方案在寧車沽永定新河特大橋工程建設中具有很好的可行性,而且實踐證明,簡支梁支架施工方案在寧車沽永定新河特大橋工程的建設中發揮了顯著的效果。

1寧車沽永定新河特大橋工程概況

1.1 寧車沽永定新河特大橋工程簡介

寧車沽永定新河特大橋本區段,起DK48+021.47,止DK67+195.7,共計19.174km。其中DK48+650.72(21#)～DK48+691.42(22#)、DK48+870.73(29#)～DK48+911.45(30#)為兩孔40m現澆簡支梁。均為北塘西編組站預留,21#～22#距北環鐵路309m,29#～30#距北環鐵路89m。

1.2 寧車沽永定新河特大橋工程處的地質狀況

寧車沽永定新河特大橋處的地質情況是由上至下為淤泥(50Kpa),粉土(130Kpa),粉砂(90Kpa),粘土(100Kpa),粉質粘土(100Kpa),粉土(130Kpa),粉質粘土(140Kpa),粉土(180Kpa)。由于地質條件較差,不適合進行換填加固處理。

1.3 寧車沽永定新河特大橋工程的設計標準

寧車沽永定新河特大橋工程的施工要滿足如下幾個方面的設計標準。

第一、結構形式,要求40m的單箱單室簡支梁。箱梁頂寬12m,梁高3.75m。頂板厚300mm,底板厚280mm,腹板厚600mm。

第二、設計速度,要求火車的最高運行速度可以達到350km/h。

第三、支座形式,要求采用客運專線鐵路盆式橡膠支座。

第四、施工方法,要求采用支架澆筑法施工。

第五、設計使用年限,要求在正常使用條件下梁體結構設計使用壽命為100年。

第六、橋面排水形式,要求橋面排水形式為六面坡排水。

2寧車沽永定新河特大橋工程中的簡支梁支架施工方案分析

2.1 簡支梁支架施工工藝流程

其中寧車沽永定新河特大橋工程的簡支梁支架施工工藝流程如下:

支架基礎處理→支架安裝→側模板安裝→預壓→卸載→調整底模、側模→底板、腹板鋼筋綁扎→預應力管道安裝及定位→內模安裝→頂板鋼筋綁扎→預埋件安裝→澆筑混凝土→張拉→壓漿及封端→支架拆除。

2.2 簡支梁支架施工的支撐體系

(1)支架搭設,支撐體系基礎采用砼管樁,共設3組,每組6根,間距1.5m,中間間距2.0m,樁徑0.4m,樁長20m。管樁上設C30鋼筋混凝土橫梁,連接各管樁,在橫梁上對應管樁位置設置直徑609mm的鋼管支柱,鋼管支柱間設10#槽鋼(或10#角鋼)做斜撐,鋼管支柱上設2I40#工字鋼做橫梁,2I40#工字鋼每2m用連接板焊接為整體,工字鋼橫梁上鋪設貝雷片,共12組,箱梁底模采用1500×900鋼模板,底模木方采用10×10cm方木,間距30cm,側模采用定型鋼模板。

(2)單樁承載力檢測,砼管樁施工完成后,選定邊緣一根樁進行加載試驗。試驗方法為:

①澆筑完混凝土橫梁,在橫梁上鋪設貝雷片,貝雷片鋪設時要左右對稱,并在貝雷片兩端設臨時土堆支撐,防止加載后貝雷片左右傾斜。

②加載材料為砂袋結合砼塊配重,砂袋每袋重1200kg。加載重量為65噸。

③加載前在樁頂上設置觀測點,加載50%時進行觀測一次,加載至100%觀測一次,加載24小時后觀測一次,計算處沉降量。

2.3 支架的預壓

(1)預壓方式采用編織袋裝砂,每袋1200kg,砂袋堆碼根據箱梁恒載形式分布,重量按全部結構施工荷載的110％考慮。

(2)分三次預壓,第一次預壓至50%,第二次預壓至100%,第三次預壓至110%,每次預壓間隔時間為6h。

(3)測量,在1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處設置觀測面,每個斷面設5個觀測點(分別為翼板的左右,底板的左中右),其中具體的設置方法就是在測量點用油漆作好標記,預壓之前測量模板頂面標高,然后在此位置安設1.5m高的PVC管,以便觀測每次加載后的標高變化值。每次預壓完6h后進行觀測,荷載加載完成后,每天進行沉降觀測,測出每天沉降量,當不在繼續沉降后,卸荷,最后卸載完后再觀測,算出彈性變形及非彈性變形。

2.4 預拱度設計及箱梁底模標高調整

(1)預拱度設計,預拱度的設置考慮以下因素:梁體自重產生的彈性變形；支架銷孔撓度、支架梁的彈性撓度；楔木壓縮等非彈性變形。

(2)箱梁底模標高確定,箱梁底模標高按下式確定:H=h+y+s

式中:H—底模施工標高

h—梁底設計標高

y—設計預拱度

s—支架預壓卸載后的回彈量

2.5 橋梁支座的安裝

(1)支座型號的選擇,本橋主墩采用盆式橡膠,支座主要為①縱向活動、②多向活動、③固定、④橫向活動。

(2)支座的安裝,需要做好如下幾個方面的工作:第一、安裝前的準備,支座使用的墊石混凝土標號為C40,墊石頂面四角高差不大于2mm。支座采用預埋套筒和錨固螺栓的連接方式,在墩臺頂面支承墊石部位需預留錨栓孔,錨栓孔預留尺寸:直徑大于套筒直徑60～80mm,深度大于錨栓長度50～70mm,預留錨栓中心及對角線位置偏差不得超過10mm。另外,支座安裝前,工地檢查支座連接狀況是否正常,但不得任意松動上、下支座連接螺栓。鑿毛支座就位部位的支承墊石表面,清除預留錨栓孔中的雜物,并用水將支承墊石表面浸濕。

第二、吊裝支座,對準支座的中心線與墊石中心線,用專用鋼楔塊楔入支座四角,找平支座底面調整到設計標高。在支座底面與支承墊石之間應留有20～30mm空隙,安裝澆筑用模板。仔細檢查支座中心位置及標高后,用鐵路專業支座灌漿料。

3 工程簡支梁支架施工方案施工中的注意事項

工程簡支梁支架施工方案施工中的注意事項主要包括如下幾個方面的內容:第一、所有使用的材料均要符合要求。第二、所有焊點要牢固,要逐個進行檢查。第三、預壓時要對稱放置砂袋,以防偏壓失衡。加載及卸載過程中要防止局部應力集中,導致模板產生不均勻變形。第四、預壓完成后根據預壓結果與原先的預想設計相比較的情況,確定支架的可靠度,并根據設計的預拱度,考慮支架結構現澆混凝土時的彈性變形,來設置支架的預拱度。第五、安裝支座的標高要符合設計要求,支座頂板、底板表面應水平,兩個方向的四角高差不得大于2mm,以保證兩個方向的水平。而且安裝時先將支座上、下支座板的相對位置固定好,然后在整體吊裝支座。