鐵路橋梁懸灌梁0號段底托架施工新技術研究

邱永軍

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概況

新建鐵路連云港至鎮江線漣水特大橋（D K46+383.2～D K82+144.015）于 D K66+268處跨公興河。（40+64+40）m連續梁0#塊長度為8m，墩中心線處梁高為5.232 m，混凝土總方量為177.93 m3。鋼管支架采用φ509鋼管，壁厚0.8 cm，斜撐采用14型鋼，底模采用1.5 cm竹膠板，小肋采用10 cm×10 cm方木，大肋采用I25。底模調整采用鋼楔塊與砂箱結合的方式。底模排架與橫向分配梁之間進行點焊固定。0#塊底部防護欄依靠縱向分配梁伸出1.5 m，水平和橫向焊接腳手架鋼管作為底模施工平臺。翼板位置施工平臺采用[8型鋼做成三角形支架，安裝于翼板桁架位置，間距為1.9 m，護欄采用腳手架鋼管焊接，跳板采用通長木跳板。現以該工程為例，對鐵路橋梁懸灌梁0號段底托架施工技術進行分析和探討。

2 懸灌梁托架體系結構構造

在現澆梁的眾多類型中，懸灌梁屬于其中一種，在鐵路橋梁施工中應用較廣泛。橋梁懸灌梁的澆注區域一般分為兩種類型：一種是在橋墩上澆注的懸灌梁，由于缺乏大的架橋機，大型橋梁的懸灌梁只能澆注在橋墩上；另一種是在施工現場的地面進行澆注，完成后借助架橋機將懸灌梁舉升到橋墩上，這種情況適用于中型橋梁。對這兩種類型進行分析可知，在地面上進行澆注的是在水泥的強度已達到要求后再讓其承受梁的重力，強度高且不易變形。懸灌梁托架體系則是在澆注水泥的強度還未達到要求時就需承受梁的重量，若設計不合理，就會降低懸灌梁整體結構的穩定性，而通過托架結構的有效設置可承擔一部分外力，起到加固的目的[1]。因此，托架結構的設計顯得尤為關鍵。在進行托架構造設計時，要重點關注以下方面：確保兩個掛籃設置在主桁梁兩邊對應的區域；為了提高主桁梁的穩定性，可使用螺紋鋼對掛籃主桁梁進行加固處理，可在掛籃的前端串入一個拉桿，拉桿的一端固定在液壓千斤頂上，另一端用螺紋鋼進行鎖定；根據掛籃主桁梁荷載力的1.2倍進行檢測，看其是否滿足相關強度要求；待滿足掛籃荷載力的要求后，停止檢測工作1 h后，再逐級卸載；施工人員需對掛籃的所有部件、結構等進行全面的檢查，對不合格部位進行更換或改進，提高施工效率；試驗中各項指標均滿足要求后安裝懸灌梁托架體系。

3 懸灌梁托架施工技術

3.1 預埋件施工

承臺施工前，施工人員應對設計圖紙進行細致、全面分析，明確鋼板預埋的具體位置。對鋼板的尺寸做出了嚴格的界定，為75 cm×75 cm×1.5 cm鋼板，在鋼板的底部還應焊接12根型號為φ16的鋼筋，鋼筋深入承臺的深度應在50 cm以上。焊縫長度應＞16 cm，焊縫高度控制在6 mm以上。

3.2 鋼管立柱制作、安裝

鋼板與鋼管之間主要采取焊接的方式進行處理，對焊縫部位可使用15 cm×10 cm×1 cm鋼板進行加焊，每個接頭加焊4個。為確保焊接工作順利開展，應在施工現場完成鋼管的焊接與立柱拼裝工作。每個區域的鋼管樁高度主要取決于梁底板與基礎頂標高。此外，鋼管之間應焊接牢固，且在鋼管柱連接時，管壁要處于同一軸線上。

在現場完成鋼管柱拼接工作后，可借助汽車安裝立柱。焊接時，施工人員對鋼管立柱的垂直度進行必要的調整，將誤差控制在0.1%以內。待每排鋼管立柱的安裝工作結束后，應及時進行加固，可將槽鋼焊接在鋼管立柱之間，增強整體結構的穩定性。

3.3 落梁砂箱制作、安裝

與鋼管工藝施工流程相類似，砂箱制作與安裝工作也應嚴格按照相關要求有序開展。首先，準備砂箱制作所需要的各種材料，比如：直徑為Ф508mm、Ф470 mm的鋼管；其次，按照砂筒筒體高度與設計安裝高度計算出砂筒內裝入標準砂的實際高度；最后，進行裝砂作業，可采取人工分層的方式進行夯實處理，以提高其穩定性。應采取焊接的方式將砂箱與鋼管柱進行有效連接[2]。為了避免砂箱松動，可借助三角固定板加以固定。圖1所示為砂箱安裝示意圖。

圖1 砂箱安裝示意圖

3.4 安裝分配梁

在落梁砂箱上應安裝2I32工字鋼作橫向傳力分配梁。而將縱向分配梁I25置于橫向傳力分配梁之上。為了避免工字鋼來回移動，影響結構的穩定性，可在砂箱頂兩側設置10 cm×5 cm×1 cm的鋼板擋塊，將其與工字鋼焊接在一起。在雙拼工字鋼頂面和底面均應設置10 cm×5 cm×1 cm鋼板

圖2 分配梁安裝示意圖（單位：cm）

3.5 托架安裝

（1）在進行托架安裝前，施工人員應對設計圖紙進行深入分析，嚴格按照設計圖紙的相關要求進行合理的施工。在施工中，如某一部位需臨時進行焊接也要根據要求進行科學操作，確保焊接的可靠性。托架頂部還應安裝相關防護措施，比如：欄桿、梯子等。在日常使用中，工作人員還應對托架結構進行定期檢查，一旦發現有松動現象，應在第一時間進行加固，以避免不安全事故的發生。

（2）在進行桿件的拼裝作業中，工作人員應盡量避免在桿件上行走。如若施工所需，可選擇以騎馬式雙手扶桿的方式通過，以確保人員的安全。此外，在作業中所有的工作人員都應佩戴安全帽，系安全帶，將安全意識常記心間，嚴格規范自身的行為，保障施工的順利實施。

（3）施工人員事先需將腳手架、梯子等材料準備到位后再進行桿件拼裝工作。首先，將桿件提升一定的高度，確保無異常現象發生的基礎上再繼續進行起吊；其次，裝拆腳手架、擰緊螺栓；最后，拼裝用的腳手板必須固定牢靠。使用撬杠找到拼裝對孔位置后，將桿件插入其中，絕不能用手指直接深入孔內。此外，為了安全起見，拼裝中所使用到的各種工具應放置在固定的區域，不得隨意拋擲。

（4）將在地面上所拼裝好的桿件吊裝到固定的位置。在吊裝過程中，必須指派專人負責，其他人員應遠離，待桿件到達指定區域、支墊平穩后方可放下。

（5）在頂部型鋼構件的吊裝過程中，施工人員必須明確吊桿件的中心位置。起吊時，應將重心位置捆綁牢固，避免不安全事故的發生，以提高施工效率[4]。

（6）將梁板底模上的支墊放置在平穩的工作面后再進行托架壓重工作。施工人員應對托架結構面進行檢查，在確保無誤后進行壓重。壓重時，不能一次性施加力，而應采取分級施加的方式，使托架結構受力均勻。每一級施加沙袋完成后，應請技術人員進行檢測。滿足要求后，才能繼續投放沙袋，直至達到托架結構的承載力要求。

（7）在吊運重物時，應嚴格按照安全操作流程進行科學操作，提高施工的安全性。

3.6 施工過程注意事項

考慮到0號段底板為圓弧狀的結構，受力不均勻，因此需將砂箱與橫向分配梁進行有效焊接。對縱向分配梁與橫向由分配梁之間存在的縫隙，需使用木楔進行填充，提高整體結構強度。

4 托架壓載與驗收

4.1 試壓依據

在托架試壓中，應按照如下要求進行合理操作：根據托架設計拼裝圖的要求并結合設計計算數據進行試壓工作；采用單片預壓的方式進行試壓；預壓方法的選擇可借鑒一些成功項目的實施方案，有針對性地加以選擇，合理應用。

4.2 試壓情況

結合0號梁端作用在托架上結構混凝土重與施工荷載力之和，采取三級加載的方式進行試壓。各項參數數據如下：加載系數取1.25為宜，單片托架加荷載為31.2 t。

4.3 試壓數據

（1）撓度：撓度觀測也應貫穿于每級荷載的加載前后。撓度觀測的參照值如下：水平桿的允許最大撓度為6.5 mm，最大設計撓度為1.9 mm，而實際觀測中所得出的最大撓度值為3.0 mm。

（2）強度：每級荷載在加載前后都需要檢測應力強度變化。托架的最大壓應力為76.9 MPa，最大拉應力為173.8 MPa；最大剪應力為48.6 MPa。

（3）穩定性觀察：對一些關鍵部位進行長期觀察得知結構體系無變形等異常現象發生。

5 施工過程注意事項

因為0#塊底板采用半徑為195 m的圓弧，變化比較大，橫向分配量2I32、立柱、砂箱之間要焊接牢固，避免受力過大出現位移或傾斜，如果橫向分配梁和縱向分配梁之間不夠密貼，需要增設木楔或鋼板，避免受力不均勻導致橫向分配梁受力集中。在橫向分配梁砂箱位置要焊接厚度為1 cm的鋼板，并施做加勁板[5]，見圖3所示。

圖3 增設加勁板示意圖（單位：cm）

6 結語

綜上所述，通過對鐵路橋梁懸灌梁底托架的施工進行分析和探討，保證了橋梁結構的施工質量和施工安全。在實際施工時，嚴格按照方案策劃、認真檢算、指導施工、現場觀測、總結經驗的基本原則和基本思路，順利解決了橋梁懸灌梁的技術難題，且在施工過程中還對施工荷載、沖擊荷載、撓度變形、風荷載等因素進行了充分的考慮，保證項目滿足各項指標要求。

參考文獻：

[1]GB50010-2010，混凝土結構設計規范[S].

[2]顧祥林.混凝土結構基本原理[M].上海：同濟大學出版社，2004.

[3]邱念領.梁濟運河特大橋懸灌梁施工技術研究[J].石家莊鐵路職業技術學院學報，2014，（04）：38-41.

[4]喬海洪.預應力混凝土懸灌梁冬季施工保溫技術[J].鐵道標準設計，2007，（11）：43-45.

[5]付高遠.懸灌梁三角形掛籃的聯體與解體施工方案[J].鐵道建筑，2006，（05）：14-15.