膺架法架设阶段拼装箱梁在六线桥中的应用

刘晓侠

摘 要 目前在建的时速200 km及以上客运专线桥梁广泛采用阶段拼装箱梁的形式。阶段拼装箱梁的施工方法可分为移动模架（架桥机）法、碗扣式满堂脚手架、膺架法等方法，这些施工方法各有优缺点，要根据桥梁孔数、桥位布置、施工工期、施工场地、现场地质类别、成本投入等情况进行具体分析和比对来选择。本文结合包西铁路工程甘泉洛河大桥的施工实例，通过对膺架法架设阶段拼装箱梁在六线桥中的施工过程，阐述其要点，为施工类似阶段拼装桥梁提供参考。

关键词 桥梁施工 膺架法 平移

一、工程概况

该桥位于一车站站场内，全长491.34 m，按六线车站桥设计。为结合现场地形条件，按照六座单线桥设计，各墩台单独设置，各线里程为各自独立里程。为减少桥墩阻水将六座单线桥错墩布置，相邻墩位里程相差7.14 m。各线桥孔跨布置均为5孔32 m简支T梁+6孔48 m简支拼装箱梁，其中32 m简支T梁为厂制成品梁，架桥机架设，48 m简支箱梁在施工现场预制，阶段拼装。本次只讨论48 m拼装箱梁的预制、拼装及架设。

箱型简支梁采用单箱单室截面、等高度预应力混凝土箱梁。预制阶段划分：根据梁段重量控制在900 kN以内及减少梁段种类的原因，全桥共分9个梁段，8个湿接缝，梁段长度为1号梁段4.15 m，其余梁段5.3 m，湿接缝长度为0.6 m。

本工程工期紧，施工场地极其有限，紧邻一铺架基地，且不能影响线路铺架，施工干扰比较大。这就要求箱梁梁段的预制、拼装及架设场地布置合理、占用空间小且施工进度快。

二、方案比选

阶段拼装预制箱梁分为移动模架（架桥机）、碗扣式满堂脚手架、膺架法等多种形式，一般地势陡峭、桥墩高度很高的桥梁，或桥长较长的桥梁，优先采用移动模架施工；桥墩不高、地势平坦、地质条件较好的可采用满堂支架法施工；跨路或跨河桥梁，需要留出通道或施工场地狭小，可采用膺架法施工。

1.方案一：移动模架施工。利用ZQL32/64型造桥机在墩顶原位建造48 m简支箱梁，造桥机采用上扁担梁支撑系统在墩顶逐跨移动，梁节间通过湿接缝连接，在主梁腹内节段拼装成简支梁。一跨完成后，解除造桥机与成跨梁的约束，用造桥机上龙门吊倒运支撑牛腿平台，梁尾采用后支承台车驮运，可前移支架到下一跨，依次完成各跨施工作业。

优点：梁节预制工厂化，梁节运输、吊运可采用专门设计的运梁小车和龙门吊机。梁节通过高强精轧螺纹钢悬挂于上扁担梁上，梁节调整通过调梁小车进行，方法先进、机械化程度高。可在施工中配备湿接缝混凝土运输、作业等设备，原位浇筑，实现梁段预制与拼梁平行作业，梁跨直接建在桥位，一次到位，不再顶推滑移或起落升降。

缺点：该桥为六线桥，线与线之间的间距为5.0 m、5.3 m，而48 m跨度梁顶部宽度为4.96 m，相临梁缝的横向宽度仅4 cm。造桥机前支腿立柱的外侧宽度为5.7 m，相临梁架设时由于宽度不足导致造桥机无法前行；工期要求十分紧张，架桥机拼装工作量太大，造价高。

2.方案二：满堂支架法施工。本工程位于河漫滩内，受汛期洪水影响，要求支架能满足洪水浸泡的要求。该桥为多孔六线并排拼装箱梁，可在其中一线上进行满堂脚手架施工，将梁段运至该线支架上进行拼装、浇筑湿接缝、张拉，然后平移至其他各跨就位。这就要求支架牢固、稳定，且施工周期较长。所以需要进行地基处理且能够抗洪。

优点：满堂脚手架施工简单快捷，可在桥下施工，施工费用低，便于抢工期。

缺点：本工程位于河漫滩内，受汛期洪水影响，将浸泡支架基础，所以对基础要求较高。不能保证汛期泄洪且不能在汛期施工，资源消耗较多。

3.方案三：膺架法施工。根据现场地形条件，及以往该河道汛期洪水量，在充分考虑梁场预制场地布置、龙门吊安装、调运方便，采用在六线桥二线上搭设膺架，将二线铺通再在二线上进行其他各线梁孔的拼装、张拉，平移至相应各跨。采用钢管桩支架架空、上部用六四式军用梁通铺的方案最适合本工程。

优点：能够保证桥下正常泄洪，原因是钢管桩能抗洪，不需要地基处理；钢管桩也比较经济，占用资金较少；在二线上搭设膺架，可将预制场顺桥墩（如图1）方向布设，使龙门吊能够直接提运梁段至膺架上，减少施工环节。

缺点：此方案受地形限制，为满足梁段能直接提升至鹰架上，须将龙门吊轨道延伸至二线鹰架下，因此，第六跨四、六线梁跨须在其他梁跨施工完毕后重新搭设膺架吊梁拼装架设，使总体工期拖后。

经比选、讨论，决定采用膺架法施工该六线拼装箱梁架设，符合现场施工条件且能够保证施工工期要求。

三、总体施工方案

1.预制场的建造。由于该车站为包西线铺轨基地，为了减少干扰，预制梁场选定在甘泉洛河大桥9#墩-西安台之间右侧空地上，顺桥墩方向布置。共设10个制梁台座，27个存梁台座。配一台120吨龙门吊用于提梁及移梁。

预制梁场范围内所有基础用压路机压实，对于存梁及制梁台座受力影响范围内地基需换填碎石并夯实。对于龙门吊轨道基础，地基需夯实，然后上铺道砟和枕木及钢轨。整个预制厂地面用C25的混凝土硬化10 cm，台座基础附近带1%的横坡，考虑整个场地的流水，汇水，排水。

2.架梁施工总体思路。48 m箱梁架设总体思路如下：于第二线搭设临时墩，铺通膺架，将每条线的梁段在此进行拼装，张拉完成后整孔横移就位。

3.膺架法架梁施工。（1）膺架基础的处理。膺架基础地基采用蛙式打夯机压实，使基底承载力达到200 kPa以上。膺架基础采用浇筑尺寸为8 m×5 m×1.5 m的混凝土，并按计算配筋。

（2）膺架的搭设。每孔梁下设置3个临时支墩，第一和第三个临时支墩直接设置在承台上；第二个临时支墩设置在梁跨跨中。临时支墩竖向支撑为拼装式钢管，两端的结构形式为1（纵桥向）×3（横桥向），跨中形式为2×3，钢管柱之间采用联结系连接为一整体。

4.梁段的吊装、运输、和调位。梁场用120吨龙门吊按由第一跨向六跨的顺序，将梁段放于运梁车上，运梁车将梁段运到摆放的位置，用千斤顶脱空运梁车，运梁车退回梁场。用双坐标千斤顶对梁段进行纵向和横向精确就位，要求线路中心线和梁体中心线重合；两端的一号梁段预埋螺栓对正支座预留孔，考虑预应力张拉后及后期混凝土徐变引起梁体收缩，梁段在摆放时，纵向按设计预留收缩量。梁段间距按60 cm间距布置；竖向按两次抛物线设置反拱度。

5.穿钢绞线、连波纹管。为了提高穿钢绞线的效率，采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢铰线。穿钢绞线时，应随时观察和调整预先插在湿接缝孔道中的波纹管的位置，以避免钢绞线在穿过湿接缝时将波纹管拉坏。钢绞线穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出，联通孔道，检查所有波纹管有无损坏，如有应马上更换。当确定所有波纹管均完好无损后，将两头用砂浆密封。

6.湿接缝施工。由于所有的荷载均由膺架承托，随着灌注的进行，纵向支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当，随着混凝土的凝固将影响到整孔梁的线型。箱梁的湿接缝要对称灌注，依次从两端向中间进行。整孔梁所有湿接缝必须一次灌注完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，以免留下施工薄弱层。

7.预应力钢绞线张拉。采取左右两侧对称同步张拉，以控制张拉力为主、伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序是：张拉初始应力持荷5分钟标记→逐级加载至设计吨位→持荷5分钟→测量伸长量→锚固。

8.箱梁下挠控制。预应力混凝土梁在张拉后上挠，摆放梁段时应该预留反拱度，因此施工时应严格控制箱梁的下挠度。

（1）根据设计提供的混凝土梁预留反拱度确定梁的预留拱度值，摆放梁段时必须保证每个梁段的标高。（2）由于每一个梁段均由四个螺旋顶支撑，并且每个支撑点都有三个自由度。这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。（3）箱梁预应力钢绞线分批张拉，分次调梁，每次的回调量分四次调整悬吊螺纹钢筋的长度即小行程多次调整。（4）在梁段摆放、预应力张拉过程及完成后定期进行挠度监控。

9.主要施工步骤。第一步：（1）利用组拼钢管和六四式军用梁在二线上搭设膺架，膺架上铺钢轨，将整条线的六孔全部贯通。（2）通过岸上的龙门吊将梁段放至运梁车上，运梁小车将梁段运送到架设位置，用千斤顶置换出运量小车，并微调使梁段达到设计位置，并用螺旋顶置换出千斤顶；（3）梁段吊装的顺序严格按照从远离端依次向靠近端，即1#-2#-3#-4#-5#-6#-7#-8#-9#。

第二步：（1）第一孔的梁段全部摆放到位后，进行湿接缝钢筋绑扎、立模板、浇注混凝土、张拉等工序；（2）在第一孔的梁段摆放完毕后，可继续运送下一孔的梁段，同时完成下一孔的施工工序。

第三步：在二线上将五线的梁全部拼装、张拉完毕后，即可进行横移。

第四步：（1）横移时必须注意横移顺序，对于架设一、三、五线时，从第一孔到第六孔，依次横移。（2）对于架设四、六线时，考虑到梁场龙门吊位置，从第五孔到第一孔，依次架设。最后在四、六线的第六孔架设膺架，放置梁段进行拼装，完成全部架设。

四、效果验证

该方案通过对各类架设方法的综合比较，确定采用膺架法架设拼装箱梁的施工方法，并结合施工现场地形条件，充分考虑梁场预制场地布置、龙门吊安装、调运方便，采用在六线桥二线上搭设膺架，将二线铺通再在二线上进行其他各线梁孔的拼装、张拉，平移至相应各跨。该方案能够保证桥下正常泄洪，桥下钢管支撑桩也比较经济，占用资金较少，在二线上搭设膺架，可将预制场顺桥墩方向布设，使龙门吊能够直接提运梁段至膺架上，大大减少了施工环节和成本，提高了施工效率。

参考文献

[1]TB10203-2002，铁路桥涵施工规范.

[2]TB10210-2001，铁路混凝土与砌体工程施工规范.

[3]TB10415-2003，铁路桥涵工程施工质量验收标准.

[4]TB10424-2003，铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准.