铁路桥梁现浇支架技术应用

孙德杰（中铁十局集团青岛工程分公司，山东 青岛266555）

现浇支架制梁法在我国的铁路桥梁连续梁施工设计中较为常用，这种方法通常用来建造中等跨度的铁路桥梁，随着现浇支架制梁法的越来越成熟，我国的某些较大跨度的铁路桥连续梁也会使用此种方法。该方法施工较为经济，结构较为合理。

1 工程简介

根据设计任务的要求，在设计铁路桥梁之初，必须在专业的水文地质调查单位的协助下，对目标建桥区域内的水文条件、地质条件进行详细的勘察，在水文地质调查的基础上确定设计的总体方案。现浇支架制梁法一般选用的梁柱均采用钢管柱，在钢管柱的支撑之下采用箱式贝雷梁做为主承重梁。有了设计的总体方案就可以建立桥梁的设计模型，建立模型以后，要综合运用几种分析方法，比如有限元分析法等对地基荷载、立柱以及钢材的强度、支架系统受力、纵弯系数、立柱压力、钢材抗压强度等进行分析。在现浇支架设计中对于支架的强度计算是设计的重中之重，任何计算的偏差都有可能给铁路桥梁带来极为严重的后果。强度计算是箱梁设计的重要的基础，也是未来桥梁使用过程中承载有效荷载的依托，贝雷梁的支架受力验算要综合钢筋自重、混凝土自重、工字钢自重等因素对强度进行精准计算。剪力的验算也要综合考虑贝雷梁的片数计算其分别的荷载与总荷载。还要进行恒载与荷载的计算并对其差值与桥梁的最大通行车辆的载重进行对比。在铁路桥梁的设计过程中必须关注的一个重要问题就是设计的荷载必须留有余量，而且必须超前，因为我国的铁路货运车辆由于车皮的持续紧张，标称载重55吨的车厢实际装载往往可达到80-100吨，如果在设计中没有考虑到这种现实中的情况，只是按照书本中的规定计算并进行设计的话，在未来的使用过程中可能会引发灾难性的后果。

2 支架的分类

桥梁的支架一般可以分为箱式支架、简支梁式支架、梁式支架与满堂式支架等种类。下面主要对梁式支架与满堂式支架做一简介：

1）满堂式支架在施工设计中算是较有文采的词汇，在实际的施工设计中这样的词汇是较少的。所谓满堂式支架即指在跨度下布满立杆以支撑浇筑结构的连续浇筑支架构造方法。在立杆之间还要连接水平方向的连接紧固件以确保立杆的牢固不摇。原则上只要铁路桥梁的施工现场满足布设满堂支架的环境与客观因素则应以满堂支架方式为宜。

2）梁式支架即指在某些不符合满堂支架的环境下，比如湍急的河流、险峻的山谷等环境中可以采用仅在桥梁的两端设置支架，在两端的设架上布设托梁以形成浇筑构造的方法。梁式支架在桥梁工程施工设计过程中也常被称为膺架法。梁式支架系膺架法之一种。可以跨越道路、河流箱梁的施工，满足车辆通行、通航的要求。梁式支架搭设。

①支墩安装施工

支墩安装一般采用汽车调配和人工进行，应严格控制支墩的垂直度和平面位置。支墩之间用水平撑、斜拉撑与支墩上的拼接钢板（T形、十字形）联结，上端与型钢垫梁、下端与预埋钢板螺栓联结，加固成排架，提高整体稳定性。

②贝雷桁架安装施工。 贝雷桁架安装采用先拼装成片拼、再视起吊能力拼装成组、分段吊装就位的方法。在地面上将标准三角、端构架、撑杆和弦杆等用钢销销接成一片完整的支架。用吊车在地面将拼接好的军用梁吊起安放于临时支墩上的垫梁上，然后横向用连续系槽钢或钢管联系成整体，提高其整体稳定性和抗扭转能力。

③型钢梁安装施工

型钢梁安装采用汽车调配和人工进行。箱梁支架基础完成后，在其上搭设贝雷片墩或型钢立柱，墩顶上安置卸落支架用的钢制砂筒（大小可以采用Φ32×30cm），砂筒上安放工字钢的横盖梁。支架采用型钢作纵梁，型钢上铺设强弦杆或方木。

3 军用梁支架概述

军用梁式支架也是膺架法中的一种，在桥梁现浇连续梁的施工中较为常用。这种施工方法通常用在从高空中穿越既有线、穿越河流、穿越既有道路、穿越其他不能或无法支架施工的特殊工区。这种用军梁支架的好处就是不影响梁下的道路通行、河流通航。军用梁式支架的主梁就是六四式的标准件，这种标准件是专门为军用铁路制造的。这种军用梁式支架的主要构件包括：横向梁底构件八片、单侧翼下构件一片、单侧腹板两片、底板两片。八片横向梁底构件与立墩之间以及与对面立墩延伸过来的另外一侧的构件之间都是由专用直插式销轴相接，每一片与立墩之间的槽钢与螺栓紧固以确保主梁的稳定性与稳固性。选用军用梁之前不要急于安装，首先要用激光仪器对其变形程度进行测试，如果其变形严重则必须矫正方能安装使用。军用梁的构件中还包括钢枕。钢枕的作用就是上承混凝土的重量，下托军用梁的支撑，钢枕的布置通常采取交错式的布置方式。

4 铁路现浇桥梁支架的施工

4.1 平整场地、测量放样

在桥墩跨内，清理拼装现场，并对各构件进行清点。场地面积长50m，宽20m，范围内应无杂物。按军用梁现浇支架设计图测量放出PHC管桩和扩大基础的定位轴线和控制点，控制点设置在远离沉桩区域不受干扰的地方，并加以固定保护。

4.2 支架预压

为消除支架、模板等非弹性变形和地基的压缩沉降影响，测量支架的弹性变形实际值，作为梁体模板系统设置预拱的依据；同时检查支架的强度、刚度和受力稳定情况，验证支架承载力是否满足设计要求。

预压材料采用砂袋进行预压。因工期紧迫需缩短支架预压时间，按总荷载值的60%、100%和125%分三级加载，各级加载后静停十五分钟测量竖向及横向变形量，第三级加载后静停30分钟开始分级卸载并逐级观测弹性变形。

支架预压流程：设置沉降观测点，分级加载预压进行沉降观测支架沉降稳定分级卸载预压成果，分析调整支架及模板标高。

对于沉降点的布置应定点准确，将观测断面布置在每跨支架的1/2及1/4处和端部，每个断面分左、中、右三个观测点。将观测断面布置在模板底部和支架底部两层，模板底板的观测点用铁钉钉入模板底部的方木加以定位，用水准仪进行沉降观测，因观测点在上部，所以需要倒尺观测，支架底部的观测点设置在地面的钢管桩上，用水准仪观测。

加载前各点标高与卸载后的标高差值为支架系统不可恢复的塑性变形值，施工不予以考虑。支架的弹性变形为卸载后各测点的标高值与卸载前各测点的标高值之差。根据测得的弹性变形，在底模上设置预拱度，以使支架变形后梁体线性满足设计要求。结合原预留理论预拱度，重新调整支架托撑至标准值，同时也是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。支架标高允许偏差符合相关技术标准要求。

4.3 支架模板调整、检查

支架组装预压结束后，全面检查各部位支撑和梁的底模、外模，进行箱梁的外观尺寸检查，对存在的平整度、错台、整体尺寸等方面的质量问题进行修整，保证其满足验标要求。

为了使成品梁的线型满足设计要求，模架必须设置预拱度。

预拱度的设置：预拱度的设置是通过军用梁顶钢枕上加垫块实现。当侧模及底模安装就位后，调整各支点模板纵向标高，使竹脚板模板处于浇筑混凝土时的正确位置，同时设置好预留拱度。反拱理论值按10天预施终张应力，60天铺设二期恒载计算，直线梁为36.2mm。

4.4 支座安装

1）测量放线

在安装支座前，对墩台的中心线、高程进行复测，检查螺栓孔的位置，对有问题的及时处理。

2）支座的安装

（1）安装前准备

支座垫石混凝土标号为C50，垫石高度应考虑安装、养护和必要时更换支座的方便，垫石顶面四角高差不大于2mm。

支座采用预埋套筒和锚固螺栓的连接方式，在墩台顶面支承垫石部位需预留锚栓孔，锚栓孔预留尺寸：直径大于套筒直径60-80mm，深度大于锚栓长度60-80mm，预留锚栓中心及对角线位置偏差不得超过10mm。

支座安装前，工地应检查支座连接状况是否正常，但不得任意松动上、下支座连接螺栓。凿毛支座就位部位的支承垫石表面，清除预留锚栓孔中的杂物，并用水将支承垫石表面浸湿。

5 结语

铁路桥梁现浇支架的设计施工环节较多，工艺流程较为复杂，投入的施工人员与施工机械设备种类繁多，必须建立健全安全文明生产责任制，明确划分作业施工范围及相关文明责任，制定有关安全文明生产制度，并与每一个作业班组、个人签订相关的安全文明生产责任书，确保安全文明生产。

[1]刘家锋.我国铁路客运专线中小跨度简支箱梁架设方法综述[J].铁道标准设计，2010(6).

[2]铁建设[2010]125号，铁路桥梁施工机械配置指导意见 [S].

[3]陈伟，李明.桥梁施工临时结构设计[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[4]GB50009-2001，建筑结构荷载规范[S].

[5]张鹏，肖旭文.客运专线现浇连续箱梁满堂支架设计计算方法研究[J].铁道标准设计，2009(12).