浅谈单线铁路桥连续梁0#块三角托架施工技术

吴洪举

摘要：随着社会的不断发展进步，铁路的兴建，桥梁是施工过程中不可缺少的结构物。然而，在桥梁施工过程中经常会遇到高墩悬臂连续梁施工，0#块如何施工是一个非常重要的问题，本文结合工程实例，针对悬臂浇筑连续梁0#块三角托架施工，提出相应的施工方法以供参考，为桥梁工程高墩悬臂浇筑连续梁0#块施工技术的创新和发展提出了自己的一些观点。

关健词：悬臂浇筑连续梁, 高墩0#块 ,三角托架, 技术措施

Abstract: along with the development of social progress, railroads, bridge is construction process the essential structures. However, in bridge construction process we often encounter high piers of the continuous girder cantilever construction, 0 # piece of how to construction is a very important problem, combining with the project examples, in view of the cantilever continuous beam 0 # block triangle bracket construction, put forward the corresponding construction methods for reference, for the bridge engineering high piers of the cantilever continuous beam 0 # blocks construction technology innovation and the development put forward some of his own ideas.

Key words: the cantilever continuous beam and high piers blocks 0 #, triangular rack, technical measures

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

0 前言

单线铁路桥梁工程跨越河谷、公路及城市道路等采用连续梁结构形式，然而悬臂浇筑连续梁施工前需要进行0#块施工，对于一般矮墩施工时采用碗扣式脚手架或钢管支墩结构，高墩0#块施工则采用三角托架。

1 工程概况

本工程项目为某工程双河村特大桥，连续梁为48+80+48m直线变截面预应力混凝土连续箱梁，全长176m，梁顶宽为7.2M，底宽4.2m；中支点梁高6.4m,梁底按二次抛物线y=5.4706×10-4×x1.6变化。0#块长度为8.0m,底宽为5.2m；1#块长度为3.5m，底宽4.2m。由于本桥连续梁采用悬臂浇筑，0#节段长度不能满足挂篮安装施工长度，按设计要求0#块、1#块及1′块节段一次现浇，共计长度15m。由于主墩为薄壁空心圆端型高墩，顿高31.55m(含托盘顶帽高度)，故墩顶0#-1（1′）#块节段连续梁采用三角托架施工。

2三角托架结构设计

根据墩柱结构及施工荷载，在墩一侧布置4片托架，间距为 1.0m、1.5m、1.0m。每片通托架间用I20a工字钢连接。托架纵梁及斜撑均采用I45a 工字钢。纵梁内侧长5.1m，外侧长 5.35m。斜撑长内侧6.1m，外侧6.0m。均与纵梁成45°角。斜撑与纵梁之间设有2根I20a工字钢撑杆。纵梁上设2片1组共3组6片I45a工字钢横梁，横梁长10.2m，每组间距分别为1.85m和2.325m。横梁上设18根I28a工字钢分配梁（间距如图所示）。

托架纵梁端部，1.85m及2.325m处分别加焊长 65cm, 40cm 及 80cm厚2cm 的钢板各2块，与I45a 工字钢形成钢箱增加截面模量要求焊缝饱满、 无缺陷；同时，工字钢与预埋钢板、 预埋钢筋与钢板等需要焊接的各构件之间均要求满焊，无缺陷，且宽度均不小于1.0cm。

托架外侧纵梁端部，加焊的钢板应与工字钢一同焊接在预埋钢板上，要求焊缝饱满、无缺陷， 且宽度均不小于1.0cm，以确保施工工程安全 进行。

托架上梁体0#块与1#块一起浇注施工。0#块施工托架 0.7m 范围内分配施工荷载， 1#块施工托架上3.5m范围内分配施工荷载。

3三角托架结构检算

（1）荷载检算

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2006中荷载组合的相关规定，按可变荷载效应控制组合：

S=γGSGK+γQiSQikS:荷载效应组合的设计值。

SGK：按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值。

SQik：按可变荷载标准值Qik计算荷载的效应值。

γG：永久荷载的分项系数，本次取1.2.

γQi：可变荷载 Qi的分项系数，本次取1.4。

恒荷载（SGK）：结构自重、现浇箱梁混凝土、模板和支架的自重。

活荷载（SQik）：混凝土倾倒、捣鼓和施工机械、人员等施工荷载。

根据《 铁路混凝土工程施工技术指南 》TZ210 - 2005 中相关规定：

模板及支架体系荷载：3.0KN/m2,混凝土倾倒荷载：4.0KN/m2，

混凝土施工振捣荷载：2.0KN/m2，施工机具及人员荷载：2.5KN/m2。

荷载按线性分配到托架的分配梁上，对称布置，1/2翼缘板处分配3根，1/2腹板处分配4根，1/2底板及顶板处分配2根工28a工作钢。

检算结果：根据迈达斯结构计算软件，截面最大应力为155.3MPa<205MPa满足规范要求；

最大位移为7.1mm<2L/400＝2×2500／400＝12.5㎜满足规范要求。

（2）焊缝检算

1)上部纵梁连接焊缝检算

上部纵梁工45a的工字钢与钢板连接采用工字钢四周满焊，焊缝高度0.01m。

角焊缝计算高he＝0.7hf＝0.7×0.01m＝0.007m,正面角焊缝总长度1w＝1.048m,侧面焊缝总长度1w＝0.788m。

正面角焊缝σf ＝547.2／(0.007×1.048)＝74.6Mpa﹤160Mpa。满足规范。

侧面角焊缝τf＝518.6／(0.007×0.788)＝94.1 Mpa﹤160Mpa。满足规范。

综合作用下，σf 和τf共同作用处＝120.1МРa≤160МРa。

满足规范要求。

2)下部斜撑连接焊缝检算

①中间斜撑与埋板连接焊缝检算

下部中间两道斜撑I45a的工字钢直接与埋板连接，成45°角，采用工字钢四周满焊，焊缝高度0.01m。

角焊缝计算高he1＝cos(45°/2)hf＝0.9×0.01m＝0.009m,he2＝cos(135°/2)

hf＝0.4×0.01m＝0.004m,he3＝0.7hf＝0.7×0.01m＝0.007m,正面角焊缝总长度1w1＝0.13m,1w2＝0.13m，1w3＝1.23m，侧面焊缝总长度1w＝1.23m。

正 面 角 焊 缝 σ f ＝331.6／(0.009 × 0.13+0.004 × 0.13+0.007×1.23)＝32.2Mpa﹤160Mpa。满足规范。

侧面角焊缝 τf＝335.4／(0.007×1.23)＝50.5Mpa﹤160Mpa。满足规范。

综合作用下，σf和τf 共同作用处＝59.9Mpa≤160Mpa。满足规范要求。

②中间斜撑连接埋板与钢筋焊缝检算

中间斜撑连接埋板采用0.75 × 0.30×0.02mQ235钢板与21根 Φ25螺纹钢筋焊接，焊缝高度0.01m 。

角焊缝计算高he＝0.7hf＝0.7×0.01m＝0.007m,正面角焊缝总长度1w＝（0.07-0.01×2）×21×2＝2.1m，侧面焊缝总长度1w＝2.1m。

正面角焊缝σf ＝331.6／(0.007 × 2.1＝22.6Mpa﹤160Mpa。满足规范。

侧面角焊缝τf ＝335.4／(0.007×2.1)＝22.8Mpa﹤160Mpa。满足规范。

综合作用下，σf 和τf共同作用处＝32.1Mpa≤160Mpa。满足规范要求。

③牛腿与埋板连接焊缝检算

牛腿采用两块0.7×0.7×0.02m 竖向钢板和一块0.3×0.7×0.02m的水平钢板焊接组合在埋板上，焊缝高度0.01m。与埋板成30°角。

角焊缝检算高he1＝cos(60°/2)hf＝0.86×0.01m＝0.009m,he2＝cos(120°/2) hf＝0.5×0.01m＝0.005m,he3＝0.7hf＝0.7×0.01m＝0.007m,正面角焊缝总长度1w1＝1.36m,1w2＝1.36m，1w3＝0.28*2 m，侧面焊缝总长度1w1＝1.36m，1w2＝1.36m。

正面角焊缝σf＝547.2*cos30/(0.009 × 1.36+0.005 ×1.36+0.007 ×0.28*2)＝20.7Mpa﹤160Mpa。满足规范。

侧面角焊缝τf1 ＝547.2*sin30／(0.28*0.007*2)＝69.8Mpa﹤160Mpa。

τf2＝518.6／(0.008×1.36+0.005*1.36)＝29.4Mpa﹤160Mpa。

＝75.8Mpa≤160Mpa，满足规范。

综合作用下,σf和τf共同作用处＝78.6Mpa≤160Mpa。满足规范要求。

牛腿竖向钢板与水平板连接焊缝 τf1 ＝547.2/(0.007×1.36×2)＝28.7Mpa﹤160Mpa，亦满足规范。

4施工注意事项

(1)现场应该严格按照设计计算模型进行施工。

(2)托架采用现场拼装。所用焊接结构未经过二级探伤检测合格，不得进行下一道工序施工。

(3)托架拼装完成后，需进行堆载试验，并将结构变位信息反馈给设计单位，经设计单位核对后，方可施工。

(4)混凝土未到达强度时，严禁在托架上堆砌重物，以防止托架变位过大，影响梁体变形。

(5)施工期间应加强监控，发现模板变形超限应及时调整，保证模板的平整度，避免梁体变形。

5结束语

本文通过对该工程双河村特大桥10#空心高墩0#、1#块三角支架的施工实践，我们得出桥墩浇筑后出现裂缝最主要的两种因素：第一是初期升温阶段，混凝土内部散热慢，表面散热快，形成温度梯度。初期混凝土强度低，可能出现表面裂缝。第二是混凝土降温阶段，混凝土的冷缩及混凝土的硬化过程中本身的收缩，这两种收缩受结构本身及边界条件约束而产生的拉应力，可能引起混凝土断面贯穿性裂缝。但只要我们按照以上技术措施分析验算，进行合理有效的施工控制，就能保证混凝土内外温差不大于20－30℃，产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度。因此，大体积混凝土桥墩裂缝是完全可以避免的。针对不同的自然环境、地理及气候条件需要采取不同的施工技术措施，有待进一步研究和探讨。本文仅对以后同类工程作为一个参考。

参考文献：

1、《钢结构设计规范》GB500017-2003

2、《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。