大跨度轉體T構梁0#塊托架施工技術研究

滕兆寶

（濟青高速鐵路有限公司，山東 濟南 250014）

0 引言

高速鐵路跨越既有線轉體T 構梁，能夠有效的保證既有線的安全，目前應用較為廣泛，而T 構轉體梁墩頂5m 與0#塊同時進行澆筑的設計較為少見，在施工中由于澆筑高度較高對托架的設計需要不斷完善。一般轉體T 構梁托架設計常常是三角托架與墩身連接處為焊接施工，高空焊接不能有效保證焊接質量，且安全風險較大，對既有線的影響也較大。另外，托架安裝完成后，常采用吊裝預制塊法對托架進行預壓，由于鄰近既有線，吊裝高度較高，安全風險大，不能有效保證預壓質量。針對上述不足，三角托架+雙層貝雷梁的0#塊托架設計及施工技術成為可能，能夠有效解決澆筑較高的問題，另外，設計反力架采用反力預壓試驗進行預壓，減少了高空作業，確保了預壓質量。本文以濰煙鐵路跨青煙直通線2 聯2-100mT構轉體梁為例，從托架設計及托架整個施工流程進行分析比較，通過本文的研究分析為同等條件下0#塊托架提供一種實用而有效的施工技術。

1 工程概況

濰煙鐵路位于山東省東北部濰坊、青島、煙臺市境內，煙臺上行聯絡線特大橋2-100mT 構轉體，濰煙左線跨青煙直通線特大橋2-100mT 構轉體上跨既有青煙直通線，均先平行營業線鐵路按照掛籃懸臂法施工T 構，然后平轉至設計線路位置。設計時速為120km，采用有砟軌道。橋梁采用懸澆方法分段施工，全橋共分53 個梁段。2-100mT 構為一聯單箱單室、變高度、變截面箱梁，梁體全長202.1m，0#塊長16.0m，中心支點處梁高為12.8m，邊支點處梁高為5.25m，梁高呈二次拋物線變化；箱梁頂寬7.3m，底寬5.7m，底板厚40～145cm，按二次拋物線變化。

2 T 構梁

2.1 0#塊托架設計

2.1.1 設計模型

由于0#塊與墩頂5m 同時澆筑的特點，因此0#塊托架設計高度較高，特采用托架+雙層貝雷梁的方法進行施工。0#塊托架布置自上而下為：底模—10cm×10cm 橫向方木—I16 工字鋼桁架（翼緣板：雙拼I16 工字鋼）—I25a 工字鋼橫梁—貝雷梁—雙拼I40a 工字鋼橫梁—托架（縱向為主承重托架，側面為承重0#塊模板桁架托架）。10cm×10cm 橫向方木滿鋪。I16 工字鋼桁架橫向間距在底板下為60cm，在腹板下為30cm。雙拼I16 工字鋼間距為60cm。I25a 工字鋼橫梁間距為60cm、90cm。雙層貝雷梁在腹板位置為22.5cm，其他位置為90cm。雙拼I40a 工字鋼橫擔間距為3.0m。托架由雙拼I56a 工字鋼縱梁和雙拼I40a 工字鋼斜腿組成，托架間用[14 槽鋼進行可靠的連接，使整個支架連成一體，共同受力，如圖1所示。

利用Midas/Civil 按照托架從上到下傳力的順序，對各個構件依次建立模型，取最不利的荷載對其進行驗算，各構件強度、剛度及穩定性均滿足要求[1]。

2.1.2 橋墩內部支架布置

主墩墩頂及0#塊底板重量全部依托在墩內支架上，墩內支架構造為：底模—10cm×10cm 縱向方木—I16 工字鋼橫梁—盤扣架—雙拼I40a 工字鋼橫梁。10cm×10cm 縱向方木滿鋪。I16 工字鋼橫梁縱向間距為60cm。盤扣架橫向間距為30cm、60cm，縱向間距為60cm。雙拼I40a 工字鋼橫梁縱向間距為60cm，雙拼I40a 工字鋼橫梁兩端錨固于橋墩內部，如圖2所示。

2.2 0#塊托架施工

2.2.1 墩身預埋件施工

0#塊縱向主托架底部預埋牛腿在混凝土澆筑前埋設，牛腿在工廠整體加工完成后，空心墩鋼筋安裝時，牛腿整體同步安裝（見圖3），墩身模板采用在現場掏孔的方式安裝；托架頂部錨固所用精軋螺紋鋼為φ32mm 強度PSB930，在施工時預埋φ40mm 鋼管，后穿螺紋鋼，對托架上部錨固對拉螺紋鋼進行預拉，預留力為100kN，托架與預埋件及墩身之間應用鋼板抄緊，保證托架與墩外接觸緊密[2]。

墩身鋼筋與牛腿位置沖突的部位，采用在預埋型鋼處穿孔的位置進行通過，穿孔也保證了預埋牛腿內能夠順利進入混凝土，保證錨固的穩定性；將牛腿與墩身主筋連接牢固。施工完成后將托架拆除，并割除懸臂在墩外的雙拼工字鋼向墩身延伸2cm，并對墩內的雙拼工字鋼內灌注M50 砂漿封堵孔洞。

2.2.2 三角托架施工

墩身施工完成后，三角托架在現場整體加工，縱向托架橫撐采用雙拼I56 工字鋼，斜撐采用雙拼I40 工字鋼，橫撐與斜撐之間采用雙面角焊縫、焊縫高度不小于14mm 進行焊接。三角托架縱向設置5 個，從墩中心往兩側分別為2m、0.8m，布置在墩身縱向大小里程預埋牛腿頂部，并在與墩身貼壁處設置靠壁板，頂部對穿精軋螺紋鋼，預拉力為10t；托架下部緊靠墩身和預埋牛腿，并與預埋牛腿采用10mm 高度焊縫進行焊接，托架間用[14 槽鋼進行可靠的連接，安裝完成后為保證薄壁空心墩結構安全，在薄壁空心墩內縱向中線方向，托架底部處采用雙拼I56 工字鋼進行支撐，以保證墩身結構安全。0#塊縱向托架設計圖如圖4所示。

橫向托架為支撐0#塊鋼模板桁架托架，頂部荷載主要為人員、機具荷載，在線路左右側分別布置2 個，共計4 個，在墩中心往兩側1.5m 位置處布置，橫向托架采用墩身內預埋鋼板，托架焊接的形式進行預埋鋼板安裝[3]。托架預埋鋼板在結構尺寸為440mm×370mm×30mm 的鋼板上設置4 根φ32mm 的錨筋，并提前在墩身內預埋。廠制三角托架吊裝至現場進行焊接，托架橫撐與斜撐采用雙拼25 工字鋼。0#塊橫向托架設計圖如圖5所示。

2.2.3 卸落塊安裝

為便于托架落架卸落，該工程采用新型精鑄卸落塊，卸落塊結構簡單受力明確，便于現場安裝及操作。材質為ZG270-500，材料強度為475MPa。根據試驗結果，精鑄卸落塊在2000kN 下計算得出，最大vonmises 應力為278MPa＜325MPa；位移值為0.5mm，滿足施工要求。卸落塊安裝在縱向托架上方，最外側一處位于托架斜撐節點上方，最外側與最內側卸落塊相距3m。

2.2.4 托架反力預壓

0#塊托架安裝完成后，及時測量托架頂標高，根據測量數據安裝千斤頂，保證千斤頂處在同一平面。千斤頂安裝完畢后，安裝千斤頂頂梁。提前在施工場地內將貝雷片拼裝成型，安裝在千斤頂頂梁上方，貝雷梁采用[14 槽鋼作橫向連接。貝雷梁上方安裝雙拼I40a 工字鋼作為扁擔梁，利用墩身預埋豎向精扎螺紋鋼，將貝雷梁錨固。最后將油泵與千斤頂接通，采用60%、100%、110% 的三級加載形式進行反力預壓（見圖6）。

此預壓方式有效檢驗了托架的安全穩定性，消除了非彈性變形值，得出了彈性變形值為3mm。反力預壓與常規的預制塊吊裝預壓方法相比，降低高空作業吊裝風險，減少營業線的施工風險等；預壓裝置有效節約施工時間，減少施工投入，同時也可保證托架預壓的施工質量。通過千斤頂壓力值顯示，提高了預壓的施工質量，可實現快速預壓卸載。

2.2.5 分配梁及貝雷梁安裝

在支架預壓反力裝置拆除后，貝雷梁在0#塊底部重新進行組裝。根據反力預壓變形值，通過卸落塊調整立模標高，并在卸落塊頂部安裝4 根雙拼I40 工字鋼，長度為10.6m。雙拼工字鋼頂部安裝雙層貝雷梁，貝雷梁在腹板位置為22.5cm，其他位置為90cm。貝雷梁之間采用[14 槽鋼、花架等措施進行橫向連接，雙層貝雷梁豎向之間通過精軋螺紋鋼進行鎖定。貝雷梁頂部設置I25 工字鋼橫梁，橫向工字鋼設置在貝雷梁節點處，確保結構受力安全，如圖7所示。

2.2.6 底模桁架安裝

由于煙臺上行聯絡線特大橋2-100mT 構轉體梁縱坡-29.82‰，濰煙左線縱坡22.0‰，底模桁架加工時需在底部進行調坡，以調整梁體線形。桁架由I16工字鋼組成，桿件之間采用焊縫連接，焊縫高度不小于8mm。桁架安裝在雙層貝雷梁頂部工字鋼上方，0#塊每個懸臂側共計15 片，腹板下間距按照30cm，底板底部按照45cm、60cm 布置。桁架之間采用槽16 進行連接，上下共計2 根，以確保桁架整體受力，保證桁架的穩定性。桁架頂部滿鋪方木及膠合板，完成底模鋪設。

2.2.7 墩身內模板支架安裝

由于0#塊需與墩頂5m 同時澆筑，墩帽（高度2m）頂部需在空心墩內設置支架以支撐頂部進行澆筑，支架采用盤扣式支架，盤扣式支架搭設在雙拼I40 工字鋼上，工字鋼安裝在墩身頂部5m 分界線混凝土處，雙拼I40 工字鋼長度5.7m，懸臂支撐在墩身上部長度60cm，共計10 根，間距按照60cm 布置。工字鋼上方盤扣架縱向布置間距為60cm，橫向間距為30cm、60cm，盤扣式腳手架頂托頂部安裝I16 工字鋼橫梁及10×10cm 縱向方木并鋪設底模，構成整個墩頂及0#節段底板的支撐體系，支架體系強度和剛度滿足要求。

3 實施效果

第一，跨越青煙直通線2 聯2-100m 轉體T 構0#塊與墩頂5m 澆筑，澆筑較高，支架設計難度大，為保證梁體線形及安全，采用三角托架+雙層貝雷梁的形式，很好地解決了0#塊懸臂端澆筑高度較高的問題，兩聯0#塊懸臂端均順利澆筑，在該工程的應用安全、可靠。

第二，采用型鋼作為調整梁體縱坡桁架，結構設計受力明確；為方便托架卸落，應用了新型精鑄卸落塊，受力更加明確，拆卸更加方便，并且能夠進行倒用，有效地節約了項目成本。

第三，托架采用墩身預埋懸臂牛腿的方式，托架現場成品制作，吊裝至懸臂牛腿頂部；三角托架頂部受力為拉力，底部為壓力。為保證矩形空心墩安全，在墩身內采用雙拼I50 工字鋼對頂，保障了整個墩身安全。三角托架此種安裝工藝相比較常規墩身預埋鋼板托架直接焊接的工藝而言，有效地減少了高空焊接，保證了施工質量，也更好地保證了施工安全。

第四，0#塊托架采用新型工裝應用-反力預壓工藝，通過墩身內預埋精軋螺紋鋼將雙層貝雷梁錨固在墩頂，在托架頂部（貝雷梁下部）安裝千斤頂，通過千斤頂頂升對托架產生向下的力達到預壓目的。相較于預制塊堆載預壓，有效地降低了鄰近既有線的安全風險，保證了預壓的施工質量，提高了功效。

4 結語

濰煙鐵路煙臺上行聯絡線特大橋2-100mT 構轉體梁0#塊，濰煙左線跨青煙直通線特大橋2-100mT構轉體梁0#塊，分別于2021年10月13日、2021年10月30日安全高效地完成了0#塊澆筑。通過該項目兩聯大跨度轉體梁0#塊托架的設計及施工技術實踐，總結和應用了一些技術創新和工藝，既為后續此種類型的轉體梁0#施工提供了技術支持，也為轉體的成功順利實施奠定了堅實的基礎。