門式支架高位落梁施工技術研究

何建府

(中鐵二局第五工程有限公司，四川成都610031)

支架現澆箱梁按照箱梁的位置分為原位現澆、高位現澆和偏位現澆，后兩種箱梁現澆等強終張、壓漿后，箱梁要進行落梁或者橫移，難度比較大，一般適用于重量比較小的梁體支架施工，而且大部分為預制簡支梁改為現澆施工，梁端張拉互相頂位，必須錯位現澆。

1 工程概況及施工方案的選定

成都至都江堰鐵路工程32 m單線梁，梁頂寬7.15 m，梁底寬2.95 m，梁重424t，橋墩設計為禾形墩，墩頂寬3.1～3.4 m。本橋原按照制梁廠預制、架橋機架設的施工方法進行設計，因該線路位于半徑小于600 m的曲線上，無法采用架橋機架設而改為支架現澆施工方法進行設計。

由于左、右支線及聯絡線由多跨現澆梁及多聯連續梁組成，臨近連續梁處的簡支箱梁，預應力無張拉操作空間，需采用高位制梁和偏位制梁以及落梁和橫移梁施工方案，而偏位制梁需橫移6 m距離，且同樣需要落梁施工工序，工程量較大，因此除特殊需要外，主要采用高位制梁后落梁的方案。

通常高位落梁有2種方案:一種是在梁體的每端梁底設前后兩排臨時落梁支墩，在其中一排落梁支墩上放置千斤頂，通過千斤頂將梁體頂起和下落，使梁體的重量在兩排落梁支墩上反復轉換，拆除落梁支墩上的落梁墊塊，實現落梁。另一種方案是在箱梁兩端拼裝門式支架，將制好的梁用千斤頂起頂后通過更換落梁吊桿上的螺母位置循環落梁。

根據施工布置，高位制梁時梁體抬高達2.5 m左右，且箱梁最大縱坡28.5‰，大噸位、大落距的落梁施工控制難度很大。通過前述兩種落梁施工方案的比選，第一種施工方案較經濟，但因墩頂與梁底結構尺寸較小，不具備安放落梁支墩的條件，且縱坡較大，對落梁支墩的穩定性控制難度大。采用門式支架落梁，具有較高的安全性、可操作性。因此決定采用門式架高位落梁施工方案。

2 工程特點

(1)落梁的噸位大，箱梁重達424t;落梁高度達2.5 m，箱梁縱坡大，最大達28.5‰。如此大的落梁噸位和落梁高度，以及大縱坡的門式支架落梁，在國內目前的施工中極為罕見。

(2)高位制梁完成后，需進行箱梁預應力的張拉，導致箱梁起拱，對臨時支墩要求高，并且箱梁重量轉移至門式支架后，要求現澆支架及臨時支墩應拆除方便。

(3)落梁施工過程中，需多次頂升、下落箱梁，如何確保施工安全和確保落梁過程中箱梁不發生開裂是本方案的難點。

3 落梁的支架結構形式

3.1 臨時支墩

根據現場情況及施工方便的原則，現澆支架采用滿堂式鋼管腳手架，同時為避免箱梁預應力張拉后，梁體起拱引起滿堂支架局部受力而被破壞，因此在梁端支座位置與墩頂墊石支架設計臨時支墩，支墩具有足夠的剛度、強度及穩定性。通過計算分析，臨時支墩采用 603×12 mm螺旋鋼管，鋼管與墊石之間設置簡易錨固連接，便于梁體提起后易于拆除該臨時支墩。為確保臨時支墩的穩定性，將臨時支墩與臨近箱梁之間設計附著連接(圖1)。

3.2 落梁支架

門式落梁支架主要由四部分組成，鋼管支墩、承重梁、分配梁及落梁系統。

3.2.1 鋼管支墩及基礎

落梁支架采用 603×12 mm螺旋鋼管做支墩，每支墩設置4根鋼管，橫縱向鋼管間距各1.0 m，鋼管之間設置連接系，鋼管支墩較高，在鋼管與墩身之間設置附著件，用于增加鋼管支墩的穩定性。

支墩基礎采用鋼板擴大基礎，基礎內按構造要求配置鋼筋，基礎與鋼管之間通過設置預埋鋼板，鋼管立柱與預埋鋼板通過焊縫連接，增加兩者之間的連接強度。

鋼管支墩施工時，務必確保鋼管的垂直度，通過計算分析，鋼管垂直度＜5‰且柱頂偏位＜10 cm。

3.2.2 承重梁

每個承重梁采用4HN800×300×14×26 mm型鋼，分為兩組，每組兩根型鋼中間設置一組吊點，型鋼之間設置連接板將其連接為整體，并且在型鋼局部受壓區域設置加勁板對其加強，防止出現局部破壞。

3.2.3 分配梁

分配梁采用2工56a組成，設置于與千斤頂上下兩層之間以及鋼管支墩頂部，用于平衡兩吊桿承受荷載及將上部荷載均勻的傳遞至每根鋼管上。

3.2.4 落梁系統

落梁系統主要由吊桿及千斤頂組成。

為確保結構安全，按照最不利的情況通過計算分析選擇吊桿及千斤頂，吊桿采用 70 mm鋼桿，鋼材材質采用20CrMnTi，并通過熱處理，使其強度大于850 MPa，單根吊桿承受200t荷載。吊桿長度，因落梁高度、承重梁以及分配梁等累計計算，需大于7.5 m。

千斤頂的選擇，為確保單端落梁時，箱梁同步下落，因此千斤頂采用同步千斤頂。根據最不利情況，單個千斤頂承受箱梁1/2的荷載，即單個千斤頂承受424/2=212t，因此選用TYZF320/200千斤頂，其各項性能見表1。

表1 TYZF千斤頂性能參數表

4 落梁施工工藝

施工工藝流程見圖2。

圖2 施工流程

4.1 施工準備

(1)落梁前，對所有參加施工的人員進行技術交底及施工操作培訓，并進行操作演練，特別是油泵操作人員應熟悉油泵的性能和小流量進油和回油的控制方法，考核合格后，方可上崗。

(2)對千斤頂進行標定，同時為確保梁端的雙頂單泵的同步性，在千斤頂使用前，應進行游標千斤頂的校核，將摩阻相近的2個千斤頂配對使用。

(3)檢查門式支架的安裝質量，主要包括:鋼管立柱的垂直度，鋼管立柱的附著連接情況，鋼管法蘭盤的塞墊情況，纜風的設置情況等。

(4)應力監控準備，在門式支架受力集中、變形較大或受復雜應力區域埋設振弦式傳感器，收集初始數據。

(5)測量監控準備，選定控制點，做測量的控制測量，滿足現場連續測量工作。

生9：因為∠PNM=∠PNA，∠NPM=∠NPA，所以△APN ∽△PMN；在做這道題的時候我覺得要會找相似的條件，那就是一要抓住相等的角，二要抓公共角，這樣就容易一些．

4.2 落梁施工

為檢驗結構的安全性，在落梁施工前進行落梁試驗，根據試驗數據與理論計算分析各數據比對，修正施工參數，確定結構安全可靠性。待落梁試驗成功后方才進行落梁施工，落梁支架結構見圖3落梁支架結構圖。

(1)提升梁體，鎖緊頂部螺母，拆除梁體現澆支架及臨時支墩

開啟千斤頂提升箱梁，隨即鎖緊螺母1、螺母2，開始拆除梁體現澆支架及臨時支墩。

在提梁準備就緒后，向一端的兩臺千斤頂緩慢供油，油壓表不應大于5 MPa/min，油泵司機應隨時注意油表變化，待千斤頂將梁體稍稍頂離支架時，即時鎖死油閥及吊桿上螺母，每根吊桿上兩層墊梁上均設置雙層螺母。提升箱梁時，先旋緊頂部螺母1，再開啟油泵提升箱梁，稍稍提升后，隨即旋緊的下面一層的螺母2。

(2)支座安裝

在梁體即將就位時，應仔細復核梁體縱向、橫向位置偏差，隨即安裝支座。安裝時，應進行標高和跨度測量，確保各支座均滿足施工規范要求，同時應保證橋墩錨栓孔的定位準確，支座安裝完畢后開始落梁，直到支座完全落到墊石上為止。最后進行灌漿等處理工作。

圖3 落梁支架結構

(3)梁體高差調整

落梁提升前檢查梁底平面、標高以及吊桿長度，先利用千斤頂預緊吊桿，在緩慢提升梁體。在落梁前再次復核梁體平面，同一墩頂上梁底標高差異不大于5 mm，千斤頂徐徐回油，回油速度保持與供油速度一致。在一端的梁體下落過程中不斷的調整下層螺母，向上旋轉，時刻保持螺母和橫梁高差縫隙小于20 mm，至到該端梁體落量為40 mm，即完成首次落梁。

(4)落梁

在首次落梁高差調整完畢后，即可進行正常落梁循環，為保證梁體在下落過程中的安全，在梁體下落時應分若干步進行，以40 mm為一小步為宜，待該段拆除一層鋼墊板下落完成后再在另一端進行同樣工作，至到該端下落40 mm時，再重新回到開始進行的那一端，下落40 mm落至鋼墊板上依次循環操作，以后每端下落高度為40 mm，保證梁體高差小于40 mm。

(5)倒頂

在按照上述落梁方法落梁，至千斤頂用完一個行程時，需要對千斤頂倒頂，施工前應準確測量千斤頂的伸長量，當千斤頂一個行程將用完時，準確測量梁底標高，并利用千斤頂調平梁體，調平后，旋緊下層螺母2，松開上層螺母1，使千斤頂進油伸長活塞，并移動上部墊梁，完成千斤頂的倒頂工作，再次落梁前，先稍稍提升梁體。此時應注意調整千斤頂上部墊梁標高，確保提升梁體后，箱梁底面在同一標高上。

(6)縱坡調整

因橫移的箱梁采用水平制梁，而最大縱坡約90 cm，此類梁落梁時，先按上述步驟落梁，在高墩處的支座錨栓孔應做縱向放大處理，并在支座距離墊石5 cm時，對高墩一端的吊桿進行鎖定，并在箱梁端設置反拉措施，將箱梁與已完成箱梁設置拉索限制箱梁縱向移動;隨即開始對矮墩處箱梁進行逐步落梁，落梁操作按前述步驟進行，落梁過程中應加強對箱梁縱向移動的觀測，注意對反拉索的調整。

4.3 高位落梁的安全保障措施

4.3.1 技術上的保障措施

(1)落梁主要受力構件，如鋼管支墩、承重梁、分配梁、落梁系統以及橋梁基礎，按照落梁過程中可能出現的最不利荷載(包括沖擊荷載)進行檢算并留一定的安全儲備。落梁的設備千斤頂按照施工過程中可能出現的最不利荷載選型，確保施工安全。

(2)在每個千斤頂上增設截止閥和油泵上的截止閥對千斤頂形成雙控。頂升梁體時，要求千斤頂的行程不能超過有效行程的80%。

(3)落梁采用的門式支架，必須確保墩頂錨固螺栓的錨固質量，設專人負責檢查驗收。墩頂上鋼支撐與已澆梁段的水平連接，要認真焊接，確保質量，設專人負責檢查驗收。

(4)在梁體支座附近的腹板上設有2個觀測點，由專人負責對落梁的整個過程進行觀測，將梁體的下落量控制在設計允許范圍內，確保梁體不發生側扭、開裂;并觀察支墩與橋臺基礎的變位情況。

(5)為防止出現梁端2個落梁千斤頂的不同步造成梁體的偏載，除采取雙頂單泵、千斤頂間設有三通管從設備上進行控制外，還在梁底設有測點，由專人觀測落梁過程中梁體兩側底板的下落情況，以及在落梁過程中，隨時通報兩側的下落量，確保兩側梁底的下落量控制在設計要求范圍內。

(6)落梁過程中，需反復的松開和移動下層錨具螺母，每次松開的高度不得超過2 cm。

(7)橫移、落梁作業必須在無雨和無大風的白天進行，嚴禁在惡劣天氣和晚間進行。

4.3.2 施工組織上的保障措施

(1)落梁操作由專人統一指揮協調，操作人員應經過培訓后上崗，每道工序由專人負責操作。

(2)所有施工作業人員必須經過崗前培訓，了解操作規程及應注意的安全事項，否則不允許進行任何操作。

(3)落梁的設備如千斤頂、油表和油泵等，應有專人保管，定期校核，施工前，由技術人員清點落梁所需的各種鋼板和墊塊等的準備情況。

(4)現場施工必須嚴格執行各項安全規章制度，施工現場配備專職安全員，負責現場所有安全工作，要求施工人員進入工地必須佩戴安全帽、系安全繩，嚴禁違章作業。

(5)現場進行作業時必須有專人指揮，在各墩臺作業人 員、操作司機及指揮人員之間配備對講機，統一指揮信號，各崗位人員分工明確，工作協調。

(6)測量人員和油泵司機要隨時通報各部的數據變化情況，確保在施工過程中的安全穩定性。

(7)在梁體一端頂起后，先持荷3～5 min，鎖死閥門后，作業人員方可進入梁底進行拆除鋼墊作業。

(8)在落梁施工過程中，落梁體系在受力狀態下，要隨時檢查支撐架的穩定情況，以及連接角鋼螺栓的緊固情況。

(9)由專人負責落梁過程中橋下的安全，在橫移、落梁施工過程中，嚴禁無關人員在橋下作業。

5 結束語

高位落梁施工被認為是危險性較大的施工方法，對落梁的每一施工環節都應充分考慮清楚并制定相應的對策。高位制、落梁施工中所采用的關鍵設備如現澆支架、落梁支墩、落梁千斤頂、承重梁等應根據落梁過程中的最不利荷載組合進行設計。落梁工藝以及落梁過程中的安全保障措施，是施工方案成敗的關鍵點，應認真組織施工人員，精心設計，充分考慮橋位處的交通、環境以及施工設備等因素。

門式支架落梁施工，具有支架簡單、易操作，機動性強、占地面積小、不用預制臺座及存梁道、能以更快的速度投入生產等特點，且后期不需要架梁設備。通過我項目部快速、優質、安全地完成多片箱梁的高位制梁、落梁施工，積累了較豐富的施工經驗，收集大量的施工參數，已在類似工程施工中成功使用。