創新型線外支架現澆箱梁墩頂橫移架設關鍵施工技術

熊小鋒

摘 要：隨著我國鐵路建設的不斷發展，由于經濟需要或地形限制，越來越多的高架車站設計形式應運而生，這就不可避免的出現多組單線箱梁的結構形式，總跨數又并不很多，如按照預制架設單線箱梁施工工藝，須要單線箱梁預制梁場以及與之配套的臨時用地、臺座、拌合站、大型龍門吊、架橋機等大量的機械設備，投入大，工程量少，造成大量成本及資源浪費;如采用支架現澆施工工藝，在實際施工過程中又因單線梁往往是最后才完成，導致縱向兩端箱梁無法張拉而不能原位現澆。為了有效徹底解決這個常見疑難問題，創新型線外支架現澆箱梁墩頂橫移架設關鍵施工技術應運而生。

關鍵詞：線外箱梁;支架現澆;橫移架設;千斤頂

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0095-03

1 工程概況

新建成都至蒲江鐵路工程邛崍車站屬于高架車站，位于邛崍特大橋上，橋梁全長4948m，根據《邛崍特大橋連續梁設計施工圖》[1]，邛崍特大橋邛崍車站正線為雙線，兩側設計單線，單線為11×32m預應力簡支箱梁，箱梁的中心線梁高2.354m，重約396t，總共22片。單線箱梁縱向兩側均為道岔區域，為6×32m道岔連續梁，根據設計要求，需先進行施工道岔連續梁，后施工22孔單線箱梁，因此，道岔連續梁施工完成后，22孔單線箱梁中兩側縱向各有2片共計4片箱梁因梁縫寬度太小，不具備現縱向張拉空間而無法原位支架現澆。

2 施工方案比選

根據目前橋梁施工技術、結構特點及相關施工實踐經驗，對預制架設施工、預制吊裝施工及高位落梁施工等幾種施工方案進行了深入研究分析，結合本工程工期現場實際情況，經過方案比選及創新設計，決定采用包含橫移軌道、橫移底座、鋼束及錨固端、橫移端等多項關鍵技術的線外箱梁支架現澆墩頂橫移架設創新型施工技術方案，該方案具有操作簡單、安全可靠、經濟效益較好、加快施工進度等優點。

3 創新型線外支架現澆箱梁墩頂橫移架設技術原理

在兩橋墩之間平行于原設計箱梁位置以外的空間搭設由Φ630mm鋼管樁、現澆支架（現澆支架可采用碗扣支架或貝雷架或六四軍用梁，墩身較高或跨河、溝施工時可采用貝雷架或六四軍用梁）、箱梁兩端橫移支座及橫移體系組成的現澆梁現澆平臺，形成箱梁現澆臺座，在箱梁現澆臺座上現場預制箱梁，箱梁澆筑、養護、張拉、壓漿完成后，利用橫移體系和落梁體系實現線外支架現澆箱梁墩頂橫移架設。

4 創新型線外箱梁支架現澆橫移架設施工

4.1 創新型線外箱梁支架現澆橫移架設施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

測量放樣→地基處理及安裝鋼管樁→安裝橫移支架及連接→搭設碗扣支架或拼裝貝雷架→堆載預壓（測量沉降）→制作箱梁現澆臺座及橫移臺座→箱梁現澆（養護強度滿足要求）→梁體預應力張拉壓漿→移梁啟動→箱梁橫移→落梁就位

4.2 創新型線外箱梁支架現澆橫移架設關鍵技術

4.2.1 測量放樣

按照完善的設計方案，精確放樣，確定Φ630mm鋼管樁設計位置，并進行標示。

4.2.2 地基處理及設置鋼管樁預埋件

（1）地基處理。根據《鐵路工程地質原位測試規程》[2]和現場實際地質情況確定鋼管樁及支架基礎處理方式，要求鋼管樁地基承載力不小于300KPa，碗扣支架地基承載力不小于100KPa。

（2）鋼管樁連接預埋件設置。按照確定的地基處理施工方案進行地基處理，地基處理滿足承載力要求后按照鋼管樁設計位置進行準確測量放樣，并根據測量放樣結果設置鋼管樁連接預埋件，完成后澆筑C30混凝土施工平臺（如圖2）。

4.2.3 安裝鋼管樁橫移支架及連接加固

（1）安裝鋼管樁橫移支架。采用吊裝設備吊起按照設計長度定制的鋼管樁，在保證安全的情況下輔以人工讓鋼管樁與鋼管樁連接預埋件準確對位，然后進行焊接固定，再以同樣的方式連接第二根鋼管樁，如此循環直至鋼管樁頂部達到設計位置;再以同樣的方式安裝第二根鋼管樁，直至鋼管樁橫移支架安裝完成，焊接質量按照《焊接質量保證》[3]標準執行。

（2）鋼管樁橫移支架加固。鋼管樁橫移支架搭設完成后，須進行穩定性加固，橫向、縱向采用Φ40mm鋼管拉頂連接加固，鋼管樁橫向、縱向、豎向每排采用[40槽鋼形成的剪刀撐進行連接加固，確保橫移支架有足夠的強度、剛度和穩定性。

4.2.4 搭設碗扣支架或拼裝貝雷架

（1）搭設碗口支架。地基處理完成后進行碗扣支架搭設，根據箱梁的重量通過荷載分析及計算，合理設計碗扣支架的搭設形式并確定箱梁橫向不同位置處碗扣支架的搭設步距，按照支架高度搭設至設計標高。

（2）安裝貝雷架或六四軍用梁。如地形條件不允許可采用拼裝貝雷架或六四軍用梁進行搭設，具體根據箱梁重量通過荷載分析及計算確定貝雷梁或六四軍用梁的支架施工參數，施工方法為地面拼裝完成后，再由吊裝設備吊至設計位置安裝就位。

（3）支架頂面標高控制。現澆梁支架底模標高一般高于設計標高10～20cm，但須保證梁體下落高度控制在落梁千斤頂一個行程范圍之內，以減小安全風險，故該相對高度應越小越好，但須考慮能滿足支座安裝所需的空間。

4.2.5 支架堆載預壓

（1）堆載預壓施工方法。編制支架堆載預壓專項施工方案，根據編制的專項施工方案確定的堆載預壓測量斷面設置，測量支架空載時各測量斷面點位的標高數值，然后按照堆載預壓施工方案進行分級預壓，每加一級均按照設計測量點位讀取各點位的標高數值，直至最后一級堆載預壓完成，為保證支架承載力安全，最大堆載預壓重量應為梁體重量的1.2倍;堆載預壓滿足相關要求后即進行卸載，卸載時須保持與加載級同樣的級數分級進行，同樣每卸載一級后按照設計測量點位讀取各點位的標高數值。

（2）變形量計算。根據上述施工工序過程中測得的測量數據，計算出支架平臺的彈性變形量及塑性變形量，為支架預拱度設置提供數據支持。

4.2.6 箱梁現澆臺座及橫移軌道

（1）箱梁現澆臺座。在橫移支架及碗扣支架頂部采用橫向和縱向I20工字鋼形成現澆梁施工平臺，按照設計標高和位置在平臺上安裝由方木、竹膠板組成的箱梁底模，側模采用定型鋼模板，梁體以外施工區域采用方木和竹夾板綁扎牢固后設置臨邊防護，共同形成墩頂箱梁現澆平臺。

（2）梁體橫移軌道。采用厚度10mm的不銹鋼板，以滿鋪的形式將3根并排放置焊接好的I40工字鋼滿焊連接成一個整體，并安裝至箱梁現澆臺座橫移軌道的設計位置，同時在箱梁橫移軌道兩端和兩側適當位置設置橫向、縱向限位裝置，限位裝置不得影響箱梁橫移（如圖3）。

4.2.7 梁體橫移支座

梁體橫移支座由兩個半“U”形套靴、滑板以及套靴連接鋼板組成，套靴采用厚度10mm的普通鋼板按照設計結構尺寸焊接成半“U”形的封閉盒狀，套靴頂面半“U”形應按照梁體底部相應位置曲線參數設計，并設置注漿孔和排氣孔，高側到低側方向中軸線位置設置預埋穿束孔，穿束孔孔徑按照箱梁橫移計算所需拉力大小確定的鋼絞線根數所需的孔徑確定，完成后從注漿孔灌注并注滿C50支座灌漿料，最后將注漿孔和排氣孔封閉形成套靴，兩個半“U”形套靴采用連接鋼板連接，連接時應注意兩個套靴穿束孔須嚴格保證在同一直線上，施工完成后割除連接鋼板方便拆除。滑板采用厚度10mm的不銹鋼板，按照設計尺寸制作，橫向兩端5cm向上彎曲30°，便于滑動。最后將套靴和滑板焊接成一個整體，共同形成梁體橫移支座，將橫移支座安裝于梁體橫移的設計位置，橫移支座底面標高較梁體支座標高高出10cm，橫移支座頂面直接與現澆梁接觸，箱梁澆筑完成后，使橫移支座與箱梁形成一個整體。橫移支座的高度控制在5～10cm以內，原則上越低越好，但不得低于5cm，橫移支座須包裹梁體底面及兩側高度50～100cm，以確保梁體橫移時有相當的接觸面提供足夠摩擦力，確保梁體橫移穩定性（如圖4）。

4.2.8 梁體橫移體系

梁體橫移體系至此已基本形成，具體由橫移軌道、橫移支座、橫移軌道與橫移支座間涂抹黃油、千斤頂、鋼束及錨固端、橫移端形成。

4.2.9 梁體現澆

根據《鐵路橋涵施工規范》[4]，支架搭設、模板安裝、鋼筋安裝、預應力體系安裝完成達到現澆條件后即可進行梁體現澆施工，現澆時應分部位、分層澆筑，振搗密實，現澆完成后須進行覆蓋灑水養生。

4.2.10 預應力張拉、壓漿

梁體現澆完成達到養護、齡期及強度條件后即可進行梁體張拉施工，根據設計張拉控制應力及千斤頂校頂方程計算張拉力及油表讀數，實施預應力張拉，張拉完成后在48h內完成壓漿及封端施工。

4.2.11 移梁啟動

（1）移梁啟動準備。梁體張拉、壓漿完成后，經過養護達到移梁條件后進行移梁啟動，將事先準備好的鋼絞線穿過底座預埋孔（根據張拉力大小，確定鋼絞線根數），安裝錨固端、張拉端錨具及千斤頂，待梁體兩端鋼絞線、錨具及千斤頂安裝完成及軌道清理干凈后移梁準備工作即告完成。

（2）移梁啟動。從梁體橫移軌道、橫移支座安裝完成至移梁啟動準備工作結束，經歷的段時間較長，由于橫移支座與橫移軌道之間黃油的吸附力、梁體混凝土澆筑時漏漿包裹橫移軌道和橫移支座、鋼板局部生銹、梁體本身的重力產生的摩擦力等各方面因素，導致移梁啟動時較為困難，需較大的橫移拉力方能啟動，設計的橫移拉力和鋼絞線不一定能啟動箱梁橫移，因此，可以在橫移軌道兩端適當設置反力座，采用液壓千斤頂從梁體縱向兩端、橫向兩側同時施加頂、拉橫移力，以提供足夠的梁體橫移啟動所需的拉應力，確保移梁啟動順利進行。

4.2.12 箱梁橫移

移梁啟動后，箱梁橫移所需的作用力遠比移梁啟動時小，此時可拆除該側千斤頂，拉梁一側提供箱梁橫移作用力即可。移梁啟動后箱梁橫移即可開始，梁體縱向兩端的拉梁千斤頂同時啟動，并保持步調和移梁位移量嚴格一致，考慮到千斤頂的差異性，移梁位移測量以梁體實際位移控制為準，由于箱梁橫移距離對比千斤頂伸長量，長度較長，箱梁橫移到位需進行反復倒頂，因此每次橫移位移嚴格控制在拉梁千斤頂一個頂進行程以內，千斤頂一個頂進行程完結后，回油退頂，重新夾緊張拉錨具如此反復倒頂橫移即可實現箱梁橫移。

4.2.13 落梁就位

（1）落梁準備。將4臺落梁千斤頂在箱梁橫移就位前，提前安裝于設計位置，根據梁體重量計算確定落梁千斤頂的規格型號，落梁千斤頂與梁體接觸的頂部和與墩身接觸的底部須設置橡膠墊板，提高梁體、千斤頂及墩身的可靠性接觸，增大摩擦力，提高整體穩定性。同時將梁體永久支座的下錨桿提前放入墩身支座墊石的預埋孔內，并將梁體的防移落梁預埋件提前置于墩身頂面相應設計位置。

（2）落梁就位。落梁準備工作及箱梁橫移至設計平面位置完成后即可進行落梁就位，同時同步啟動4臺落梁千斤頂，4臺千斤頂保持步調和頂梁高度嚴格一致，考慮到千斤頂的差異性，測量高度以梁體實際位移高度控制為準，確保不因高度不一而導致梁體失穩，此時安全風險最大，須嚴格控制各個環節。直至將梁體整體水平頂起1～2cm即可鎖住千斤頂油泵并保持穩定，此時梁體橫移支座與橫移軌道分離，割斷橫移支座的連接鋼板后從梁體兩側抽出，即可拆除橫移支座，再拆除橫移軌道，清理干凈后再次啟動落梁千斤頂，務必保證4臺落梁千斤頂步調、行程統一，各臺千斤頂高差須嚴格控制在1cm以內，緩慢進行，直至實現落梁就位。

4.2.14 施工注意事項

（1）地基處理前須對橫移支架基礎進行承載力試驗，在確定基礎承載力后，按梁體的重量通過荷載分析及計算確定支架地基的處理方式。

（2）橫移支架及碗扣支架或貝雷架、六四軍用梁支架須提前進行簡算，保證支架滿足承載力及穩定性要求。

（3）橫移軌道與箱梁橫移支座的接觸面須采用不銹鋼板或不易腐蝕生銹的高強度高分子材料制作，接觸面最好提前涂抹滑動劑，便于橫移滑動，各鋼構件制作完成后須進行打磨處理接口、接縫處的飛邊、毛刺，以最大限度的減小接觸面的摩擦阻力，提高移梁工作性能。

（4）穿束孔孔徑按照箱梁橫移計算所需拉力大小確定的鋼絞線根數所需的孔徑確定，切不可隨意安裝，如孔徑過小導致穿束后移梁作用力不夠，將使移梁功虧一簣。

（5）重視箱梁澆筑過程中的混凝土振搗工作，確保箱梁澆筑完成后內實外美。

（6）重視箱梁澆筑和預應力管道注漿完成后的養護工作，確保養護齡期和養護質量，保證移梁完成后的施工質量。

（7）移梁和落梁工序務必保證位移、高差同步進行，勻速進行，嚴格控制，確保成品安全質量。

5 結語

根據《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》及《高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》，新建成都至蒲江鐵路邛崍特大橋邛崍車站單線箱梁經過墩頂現澆橫移完成后經過工程檢測，各項指標均符合設計及規范要求，施工過程及結果理想，達到了預期目的。創新型線外支架現澆箱梁墩頂橫移架設關鍵施工技術成功的解決了無預制場地或箱梁運輸無法實現或因某些特殊原因不能原位現澆的難題，既節約了大量成本投入，又能解決現場施工遇到的困難，為以后類似工程施工積累了寶貴的施工經驗，提供了創新型的解決方案，拓展了橋梁施工技術。

參考文獻

[1] 邛崍特大橋連續梁設計施工圖[G].2013.

[2] TB 10018-2003，鐵路工程地質原位測試規程[S].

[3] GB/T 12469，焊接質量保證[S].

[4] TB 10203-2002，鐵路橋涵施工規范[S].