铁路多线梁避免架梁横移梁施工的方案优化

相浩义

摘要：川南城际铁路CN-1标架梁区段包括白马西站特大桥，孔跨布置为19×32+（4×33）m道岔连续梁+（32+3×48+32）m连续梁，0#～19#跨为四线双幅箱梁结构。由于特殊孔跨原因，梁顶截面尺寸不一致，道岔梁为6.05m～9.175m渐变尺寸，与之相接的预制箱梁无法按照常规施工方法进行架设，需要进行横移梁施工。需增加临时支墩或加长加宽墩柱尺寸、增加横移装置和横移施工费用。安全风险大、施工周期长、措施施工费用多，梁场通过方案优化变更施工方案降低了安全风险、缩短施工周期，大大降低了施工措施费用。

Abstract： The CN-1 frame beam section of Chuannan intercity railway includes the Baima West Station Super Bridge， and the hole span is arranged as 19 × 32 + （4 × 33） m turnout continuous beams + （32 + 3 × 48 + 32） m continuous beam， 0 # ～ 19 # span is a four-line double-width box girder structure. Due to the special hole span， the cross-section dimensions of the top of the beam are inconsistent. The turnout beam has a gradient size of 6.05m to 9.175m. The prefabricated box beam connected to it cannot be erected in accordance with conventional construction methods and requires transversal beam construction. It is necessary to increase the size of temporary support pier or lengthen and widen the pier column， increase the traverse device and traverse construction costs. The safety risks are large， the construction period is long， and the measures are costly. The beam site has optimized the construction plan to reduce the safety risk， shorten the construction period， and greatly reduce the cost of construction measures.

關键词：预制箱梁;横移;支架现浇;连续梁;成本;安全

1  工程概况

梁场IDK23+400位于白马西站特大桥IDK20+393.5的大里程侧，架梁顺序为反向架梁，即从大里程向小里程架设。运梁车驼运架桥机先经过（32+3×48+32）m连续梁，然后经过（4×33）m道岔连续梁，然后架桥机下马开始架梁作业。

0#～19#跨为四线双幅箱梁结构，梁面总宽度23.3m，道岔梁总宽度为18.45m～12.2m。因为道岔梁梁面宽度为渐变宽度，且宽度不足;架桥机无法按照按照常规箱梁架设进行施工，架桥机个别部位会悬空。因此需先将单幅箱梁架设至中部-横移出去-另外单幅箱梁架设至中部-横移-原单幅箱梁横移回来，每跨2片箱梁横移3次，共影响3跨6片箱梁，共需横移9次。结构布置如图：

2  施工设备及工况简介

本次施工采用秦皇岛天业通联TTSJ900t型隧道内外通用架桥机，运梁、架桥机驮运为配套型TTSJ900t矮式运梁车。架桥机桥间转移采用运梁车驮运方式、过孔采用自行式过孔、架梁采用运梁车喂梁（架桥机后支腿支撑于运梁车尾部）双点抬吊型式，设备各工况的具体操作方式见说明书。

2.1 架桥机设备参数（图2）

2.2 架桥机过孔

过孔时以前支腿滚轮为支点，主梁及后行走台车前移，随着主梁纵移后行走支腿轮压逐渐减小，故此需检算不同梁型截面变化处顶板受力。

2.3 运梁车驮梁

运梁车运梁时需通过32+3×48+32m连续梁、4×33m岔道连续梁以及32m混凝土预制梁，尤其是通过不同梁型时截面变换处由于腹板位置的突然转变（19-23#墩、19# 墩处及梁体面），而运梁车为渐变式转换方式（曲线运行），所以此位置对不同梁型断面产生较大影响，需根据运、架设备各工况进行详细检算，方可操作。

运行过程中各工况都要对架桥机、运梁车每一步进行复杂的工况受力分析。过程复杂，安全风险高。

3  横移方案施工

简支梁架设时双幅砼梁均须采用横移方式就位（按照架设时第一片梁侧）。

3.1 横移装置

横移装置由滑道、两端顶推油缸、滑座、泵站、落梁千斤顶等组成;滑座与滑道接触面采用聚合高分子耐磨材料+不锈钢板组成。

3.2 横移工况

横移装置安装方式：横移装置放置在垫石上。

为满足落梁要求墩台一侧须在原基础上加长（以架设首片梁侧为基准）7m。横移装置放置在垫石上，滑道下方须增加垫墩作为支撑点，并根据垫石高度找平，防止滑道变形，支撑点间距600-800mm。落梁千斤顶放置在滑道外侧（墩台边缘侧），并周边设置护栏装置，便于操作并保证安全。

以首跨架设（18#-19#梁）横移为例：

①架桥机至架梁工况，前、后墩台（18#、19#）安装横移装置，横移装置放置在垫石上，并根据垫石高度找平。落梁千斤顶放置在滑道外侧（墩台边缘侧）。架桥机吊首片梁于横移装置上（图3）。

②通過横移油缸配合共同推拉砼梁，每次推拉0.8m，使砼梁向一侧横移12m（中心距为准），以保证第二片梁吊装不干涉，并稳固好。

③吊装第二片梁至横移装置上，并横移就位（横移6m），横移方式同首片梁（图4、图5）。

④首片梁再次横移，就位（图6）。

⑤落梁：

由于横移装置放置在垫石上，现有落梁千斤顶不满足直接落梁要求，须至少增加一套千斤顶和若干垫片，与现有落梁千斤顶配合落梁。

⑥拆除横移装置，安装在下一墩台：

采用吊车从一侧分节段抽出、吊卸横移装置，然后吊装到下一墩台重新组装。

综上所述，横移装置放置在垫石上。根据现有工况，须解决以下问题：

1）墩台一侧须在原基础上加长（以架设首片梁侧为基准）7m;

2）墩台周边须设置护栏装置，便于操作并保证安全;

3）落梁至垫石上时，须至少增加一套千斤顶和若干垫片，与现有落梁千斤顶配合落梁;

4）18#墩台（包括16#、17#墩台）为左幅、右幅设置，最小间隙4400mm，无法放置垫墩支撑滑道。

3.3 控制难点

①横移装置安装精度要求高，安装时须与墩台固定，可下预埋件;且须保证滑道的平整度。②由于砼预制梁落在横移装置上后只能横向调整，不能纵向调整，所以落梁时要求定位准确，并且必须保证顶推砼预制梁时直线度，不能顶偏。③横移装置拆除时，需要吊车配合，从一侧分节段抽出、吊卸，转移到下一墩台重新组装。④操作空间小，操作复杂且难度大，风险性高。

4  工程量及费用

采用上述方式横移架梁，我梁场及线下分部在施工中增加下列施工工作及相应费用：

线下分部结构增加：16#～19#墩应在墩身一侧增加7m宽辅助支墩，墩身高度与原墩身等高，新增工程数量统计列于表1。

线下分部工程数量变更：16～18#墩原为2个横向并列分离式墩，考虑架桥机架设该处箱梁时，支腿支撑及横移装置安置情况，需将分离式墩身合并为一个整体式墩身，高度与原墩身等高，新增工程数量统计列于表2。

根据上述新增工程数量统计，线下分部新增工程费用（表3）。

①梁场架梁横移施工工程费用统计（表4）。

以上费用包含：操作横移人员：12人，按照每孔15-18天架设完成计算，以及横移装置拆解、吊装、倒运等费用。

②道岔梁与预制梁相接处为了保护梁体翼缘板不受损坏，需用28#工字钢垫高梁面，分配翼缘板集中受力，满铺3跨、间距30cm、上铺20mm钢板、两边顺坡，大体估算费用为86万元。

③横移设备、材料可以进行转场利用，考虑综合折算费用0.5。则横移施工措施费用为：298+0.5×354+0.5×86=518万元。

5  优化方案

由于设计、业主等原因，白马西站特大桥箱梁架设都为常规架设固定综合单价，约为10万元/片，相关措施费用考虑很少。而据以上横移梁方案分析：措施费用巨大、施工周期长、安全风险极高，梁场难以承受。梁场与线下分部通过与业主、设计方沟通，在公司领导的大力帮助和指导下，提出优化方案：将白马西站特大桥16#～19# 3跨6片预制箱梁变更为支架现浇箱梁。并且顺利完成了变更手续。

6  支架现浇施工方案

6.1 工程概况

白马西站多线特大桥位于白马西车站范围内。本桥第1～23孔四线铁路部分采用双线梁并置方式布置，3线与I线并修、II线与4线并修，中间设置10cm施工缝。其中第17～19孔为两幅并行的双线32m简支箱梁，受架梁影响采用支架现浇施工，墩台基础为钻孔桩基础，墩身为圆端型实体桥墩。

本桥第16～19孔采用两联单箱单室简支箱梁左右两幅对称布置，两片箱梁横向无连接，两片箱梁翼板间距10cm。梁体截面类型为单箱单室简支箱梁，单孔梁全长32.6m，计算跨度31.1m，跨中梁高2.8m（未含泄水坡），梁端梁高3.05m（未含泄水坡），单片箱梁顶宽为12.05m，横向支座中心距为5.0m。梁体采用C50混凝土浇注，设纵向预应力体系。

6.2 总体施工方案

本桥第16～19孔现浇简支梁采用钢管柱贝雷梁支架现浇施工，每幅梁体采用3排钢管柱进行支撑，两端立柱支撑于承台上，中间支撑柱设置灌注桩基础。混凝土浇筑前对支架进行不小于梁体自重120%的荷载预压，以消除支架的非弹性变形。模板采用竹胶板及方木进行组拼，钢筋在钢筋加工场集中制作完毕后运送到施工现场，利用吊车吊放到箱梁模板内，再人工进行现场绑扎。梁体混凝土采用泵送入模，一次浇筑成形。

6.3 支架搭设

支架设计为钢管柱+贝雷梁梁柱式支架，搭设钢管柱+贝雷梁结构作为施工平台，纵向梁跨设置为8.54+12.0+7.77m，保证跨中钢管柱支撑点位置均位于贝雷梁结点处，对难以实现的近墩身钢管柱位置采用[10槽钢竖杆加强。

每跨梁体沿纵向采用4排Φ630×10mm钢管柱进行支撑，每单幅每排横向设置3根支撑柱，两端立柱支撑于承台上，中间支撑柱设置混凝土灌注桩基础，每排桩基础顶部采用高0.5m的系梁进行横向连接。跨中2排钢管柱顶设置三拼I56b主横梁，近墩身钢管柱顶设置双拼I45b主横梁，主横梁上布置321贝雷片作为纵向分配梁，纵向分配梁上布置I16b横向底模分配梁，横向底模分配梁上布置方木+竹胶板底模和侧模系统。贝雷桁架梁与墩身间缺口处采用I20工字钢或[20槽钢搭接过渡，一端搭接在贝雷梁上，另一端搭在墩帽上。墩帽顶翼缘板部分采用2片贝雷梁连接过渡。