跨既有线现浇箱梁墩顶纵向支撑膺架施工技术探讨

薛晓卫

(中铁七局集团郑州工程有限公司)

1 前 言

“墩顶纵向支撑膺架法”成为现浇梁跨线原位现浇施工的一种安全、优质、高效的新方法，本施工方法是通过中铁七局集团郑州工程有限公司承建的郑机城际铁路上跨石武客专框架墩及现浇简支梁工程，成立科技攻关小组，开展调研和技术攻关，在施工中不断完善施工工艺，通过对关键技术和施工工艺的总结形成的。通过在本工程中的施工应用，社会效益、经济效益、环保节能效益明显，对跨既有线高架桥现浇箱梁施工具有应用价值和指导作用。

2 墩顶纵向支撑膺架法施工工艺

2.1 工艺原理

郑机城际铁路与石武客专交角为9°，设计采用5 ～32 m单箱单室等高度现浇简支梁上跨石武客专，梁面宽7.66 m，梁高2.6 m，底板外膜宽3.2 m，一孔现浇简支梁混凝土方量为169.6 m3。

本工程现浇简支梁采用“墩顶纵向支撑膺架法”施工，支架纵梁采用国产321 型贝雷梁，贝雷梁纵梁布置在现浇简支梁两侧翼缘板下，每侧6 片贝雷梁组成一个贝雷梁组。每组贝雷梁长33 m，以15 m+18 m 两不等跨简支结构布置，贝雷梁纵梁以现浇简支梁两端的框架墩盖梁顶面作为端支点，在距贝雷梁一端15 m 处设一道门式框架作为贝雷梁的跨中临时门形墩，跨中临时门形墩支柱采用四肢格构式钢管柱，钢管柱基础采用钻孔桩基础，钢筋混凝土承台，钢管柱与承台采用事先预埋的钢板焊接连接，跨中临时门式墩横梁采用HD200 型贝雷梁。贝雷梁纵梁支点处设置砂箱，以便支架拆除。为保证两不等跨贝雷梁纵梁的刚度基本一致，18 m 跨度的贝雷梁纵梁采用上下加强弦杆。

现浇梁支架横梁采用［903］梁(2 片［30 槽钢背靠背螺栓连接，接头处设连接板)，［903］横梁每根长10 m，布置在贝雷梁纵梁每个直腹杆节点两侧，采用φ20 螺栓与贝雷梁纵梁下弦杆连接牢固。［903］横向分配梁上铺设方木、竹胶板作为现浇梁底模。

按上述方案搭设完现浇梁支架后，按1.2 倍梁体自重对支架进行预压。通过预压工序获得有效实用的数据资料，对预压采集的数据进行分析处理后，按施工预拱度调整底模板，安装侧模板，绑扎梁体钢筋、安装固定预应力体系，准确设置梁体预埋件，一切工作就绪并验收合格后进行梁体混凝土浇筑。梁体养生待混凝土强度满足设计要求后进行预应力的张拉压浆作业，浇筑后浇段混凝土，拆除支架。

3 施工技术控制

3.1 跨中临时门式墩钢管柱安装

跨中临时门式墩钢管柱采用桩基础，钢筋混凝土承台，钢管柱底部法兰边缘要求与承台预埋钢板满焊焊接，焊角高度不小于9 mm。钢管柱安装采用25 t 汽车吊配合工人进行，安装过程中利用全站仪通过互相垂直的两个方向对钢管柱的竖直度进行检测，竖直度要求控制在2%范围内。钢管柱竖直度调整完成后，利用∠100 ×8 mm 角钢将各分肢钢管焊接连接。

3.2 跨中临时门式墩HD200 型贝雷梁横梁安装

跨中临时门式墩横梁由12 组长18 m 的贝雷梁拼装组合而成。12 组HD200 型贝雷梁分别以6 组和6 组拼装为两个整体后分两次进行整体吊装。两贝雷梁组吊装至中支点钢管柱顶部后每3 m 利用［12 槽钢作为水平横联将两贝雷梁组连为一个整体。

3.3 现浇梁支架纵向贝雷梁及［903］型钢横梁安装

现浇梁支架纵向承重梁采用国产321 型贝雷梁，共12组，每组长33 m，以6 组为一整体分别布置在箱梁两侧翼缘板下方空间。每侧的6 组贝雷梁分成15 m、18 m 两段进行整体拼装，为保证贝雷梁的整体稳定性，在拼装时将贝雷梁每间隔3 m 用一道［10 槽钢上下横向连成一个整体，并在贝雷桁架每节的上下面及端头安装自制的水平及竖向支撑架。拼装完成后采用70 t 汽车吊分别进行吊装。

支架［903］型钢横梁采用25 t 汽车吊配合塔吊进行安装，安装顺序由两端支点向跨中依次进行，每吊装完成一根及时采用φ20 螺栓将横梁与纵向贝雷梁下弦杆进行连接加固，保证两侧贝雷梁的整体稳定性。

3.4 支架预压

为了验证现浇梁支架的整体稳定性和在施工中很好的控制现浇梁线形，减少支架变形及地基沉降对上部现浇箱梁的影响，在支架工作完成以后对支架进行预压，采集支架的非弹性变形和弹性变形数据。

(1)支架预压按梁体自重的120%考虑，利用纤维袋装砂，预压时应按实际施工时的压力的分布来相似预压。

(2)预压及观测

布置好观测点后，用水准仪测量各点标高，并做好记录。然后按设计箱梁自重逐级加载预压。加载时从两跨跨中向两侧均匀对称加载。当加载重量分别达到梁体自重30%、60%、100%、120%时对每个观测点进行沉降观测，加载后，每2 h 观测一次，做好记录，如连续24 h 观测沉降量不变，认为沉降趋于稳定。

(3)预拱度设置

通过对预压数据进行分析，根据现场预压后箱梁各断面支架实际沉降变形量，结合设计梁体施工预拱度及二期恒载下拱度数据，对现浇梁底模预拱度进行调整，使底模顶面标高符合设计要求。

3.5 模板施工

箱梁侧模按设计圆弧半径采用方木或普通钢管加工成现浇梁侧模排架并连成一体，有效地提高了模板背楞的整体刚度，保证了模板尺寸的准确性。现浇箱梁腹板与翼缘板过渡圆弧段模板(圆弧半径75 cm)利用8 mm 厚竹胶板弯曲后固定于现浇梁侧模方木或钢管排架上制成。现浇箱梁腹板与底板过渡圆弧段模板(圆弧半径30 cm)利用直径60 cm聚氯乙烯排水管截取相应弧段制成。

箱梁内模事先根据箱梁对应部位截面尺寸提前加工制作成型，标准节长度为4 m，梁端设置调整节。待底腹板钢筋、预应力管道安装完成后对内箱模板进行集中吊装就位拼接成型。

3.6 混凝土工程

混凝土采用搅拌站集中拌合，6 辆混凝土运输车运送到现场，混凝土泵车进行垂直输送浇筑。

浇筑顺序为:每孔梁由支架两个不等跨跨中向两端分层对称浇筑。

3.7 支架拆除

“墩顶纵向支撑膺架法”施工中支架拆除工作是整个施工环节中的重中之重，支架拆除施工空间小、施工安全风险大，因此我们针对支架拆除制定专项拆除方案，并在施工中严格控制支架拆除中的关键环节保证支架拆除过程安全顺利进行。

拆除顺序为:落砂箱(先中支点后端支点)→贝雷梁纵梁第一次向外横移60 cm(横移一侧贝雷梁时另侧贝雷梁与型钢横梁固定)→拆除底板竹胶板、方木→拆除型钢横梁→贝雷梁纵梁第二次向外横移55 cm→吊除贝雷梁纵梁→吊除跨中临时门式墩HD200 型贝雷梁横梁→拆除跨中临时门式墩钢管柱。