铁路桥梁悬灌梁0号段底托架施工新技术研究

邱永军

（中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概况

新建铁路连云港至镇江线涟水特大桥（D K46+383.2～D K82+144.015）于 D K66+268处跨公兴河。（40+64+40）m连续梁0#块长度为8m，墩中心线处梁高为5.232 m，混凝土总方量为177.93 m3。钢管支架采用φ509钢管，壁厚0.8 cm，斜撑采用14型钢，底模采用1.5 cm竹胶板，小肋采用10 cm×10 cm方木，大肋采用I25。底模调整采用钢楔块与砂箱结合的方式。底模排架与横向分配梁之间进行点焊固定。0#块底部防护栏依靠纵向分配梁伸出1.5 m，水平和横向焊接脚手架钢管作为底模施工平台。翼板位置施工平台采用[8型钢做成三角形支架，安装于翼板桁架位置，间距为1.9 m，护栏采用脚手架钢管焊接，跳板采用通长木跳板。现以该工程为例，对铁路桥梁悬灌梁0号段底托架施工技术进行分析和探讨。

2 悬灌梁托架体系结构构造

在现浇梁的众多类型中，悬灌梁属于其中一种，在铁路桥梁施工中应用较广泛。桥梁悬灌梁的浇注区域一般分为两种类型：一种是在桥墩上浇注的悬灌梁，由于缺乏大的架桥机，大型桥梁的悬灌梁只能浇注在桥墩上；另一种是在施工现场的地面进行浇注，完成后借助架桥机将悬灌梁举升到桥墩上，这种情况适用于中型桥梁。对这两种类型进行分析可知，在地面上进行浇注的是在水泥的强度已达到要求后再让其承受梁的重力，强度高且不易变形。悬灌梁托架体系则是在浇注水泥的强度还未达到要求时就需承受梁的重量，若设计不合理，就会降低悬灌梁整体结构的稳定性，而通过托架结构的有效设置可承担一部分外力，起到加固的目的[1]。因此，托架结构的设计显得尤为关键。在进行托架构造设计时，要重点关注以下方面：确保两个挂篮设置在主桁梁两边对应的区域；为了提高主桁梁的稳定性，可使用螺纹钢对挂篮主桁梁进行加固处理，可在挂篮的前端串入一个拉杆，拉杆的一端固定在液压千斤顶上，另一端用螺纹钢进行锁定；根据挂篮主桁梁荷载力的1.2倍进行检测，看其是否满足相关强度要求；待满足挂篮荷载力的要求后，停止检测工作1 h后，再逐级卸载；施工人员需对挂篮的所有部件、结构等进行全面的检查，对不合格部位进行更换或改进，提高施工效率；试验中各项指标均满足要求后安装悬灌梁托架体系。

3 悬灌梁托架施工技术

3.1 预埋件施工

承台施工前，施工人员应对设计图纸进行细致、全面分析，明确钢板预埋的具体位置。对钢板的尺寸做出了严格的界定，为75 cm×75 cm×1.5 cm钢板，在钢板的底部还应焊接12根型号为φ16的钢筋，钢筋深入承台的深度应在50 cm以上。焊缝长度应＞16 cm，焊缝高度控制在6 mm以上。

3.2 钢管立柱制作、安装

钢板与钢管之间主要采取焊接的方式进行处理，对焊缝部位可使用15 cm×10 cm×1 cm钢板进行加焊，每个接头加焊4个。为确保焊接工作顺利开展，应在施工现场完成钢管的焊接与立柱拼装工作。每个区域的钢管桩高度主要取决于梁底板与基础顶标高。此外，钢管之间应焊接牢固，且在钢管柱连接时，管壁要处于同一轴线上。

在现场完成钢管柱拼接工作后，可借助汽车安装立柱。焊接时，施工人员对钢管立柱的垂直度进行必要的调整，将误差控制在0.1%以内。待每排钢管立柱的安装工作结束后，应及时进行加固，可将槽钢焊接在钢管立柱之间，增强整体结构的稳定性。

3.3 落梁砂箱制作、安装

与钢管工艺施工流程相类似，砂箱制作与安装工作也应严格按照相关要求有序开展。首先，准备砂箱制作所需要的各种材料，比如：直径为Ф508mm、Ф470 mm的钢管；其次，按照砂筒筒体高度与设计安装高度计算出砂筒内装入标准砂的实际高度；最后，进行装砂作业，可采取人工分层的方式进行夯实处理，以提高其稳定性。应采取焊接的方式将砂箱与钢管柱进行有效连接[2]。为了避免砂箱松动，可借助三角固定板加以固定。图1所示为砂箱安装示意图。

图1 砂箱安装示意图

3.4 安装分配梁

在落梁砂箱上应安装2I32工字钢作横向传力分配梁。而将纵向分配梁I25置于横向传力分配梁之上。为了避免工字钢来回移动，影响结构的稳定性，可在砂箱顶两侧设置10 cm×5 cm×1 cm的钢板挡块，将其与工字钢焊接在一起。在双拼工字钢顶面和底面均应设置10 cm×5 cm×1 cm钢板

图2 分配梁安装示意图（单位：cm）

3.5 托架安装

（1）在进行托架安装前，施工人员应对设计图纸进行深入分析，严格按照设计图纸的相关要求进行合理的施工。在施工中，如某一部位需临时进行焊接也要根据要求进行科学操作，确保焊接的可靠性。托架顶部还应安装相关防护措施，比如：栏杆、梯子等。在日常使用中，工作人员还应对托架结构进行定期检查，一旦发现有松动现象，应在第一时间进行加固，以避免不安全事故的发生。

（2）在进行杆件的拼装作业中，工作人员应尽量避免在杆件上行走。如若施工所需，可选择以骑马式双手扶杆的方式通过，以确保人员的安全。此外，在作业中所有的工作人员都应佩戴安全帽，系安全带，将安全意识常记心间，严格规范自身的行为，保障施工的顺利实施。

（3）施工人员事先需将脚手架、梯子等材料准备到位后再进行杆件拼装工作。首先，将杆件提升一定的高度，确保无异常现象发生的基础上再继续进行起吊；其次，装拆脚手架、拧紧螺栓；最后，拼装用的脚手板必须固定牢靠。使用撬杠找到拼装对孔位置后，将杆件插入其中，绝不能用手指直接深入孔内。此外，为了安全起见，拼装中所使用到的各种工具应放置在固定的区域，不得随意抛掷。

（4）将在地面上所拼装好的杆件吊装到固定的位置。在吊装过程中，必须指派专人负责，其他人员应远离，待杆件到达指定区域、支垫平稳后方可放下。

（5）在顶部型钢构件的吊装过程中，施工人员必须明确吊杆件的中心位置。起吊时，应将重心位置捆绑牢固，避免不安全事故的发生，以提高施工效率[4]。

（6）将梁板底模上的支垫放置在平稳的工作面后再进行托架压重工作。施工人员应对托架结构面进行检查，在确保无误后进行压重。压重时，不能一次性施加力，而应采取分级施加的方式，使托架结构受力均匀。每一级施加沙袋完成后，应请技术人员进行检测。满足要求后，才能继续投放沙袋，直至达到托架结构的承载力要求。

（7）在吊运重物时，应严格按照安全操作流程进行科学操作，提高施工的安全性。

3.6 施工过程注意事项

考虑到0号段底板为圆弧状的结构，受力不均匀，因此需将砂箱与横向分配梁进行有效焊接。对纵向分配梁与横向由分配梁之间存在的缝隙，需使用木楔进行填充，提高整体结构强度。

4 托架压载与验收

4.1 试压依据

在托架试压中，应按照如下要求进行合理操作：根据托架设计拼装图的要求并结合设计计算数据进行试压工作；采用单片预压的方式进行试压；预压方法的选择可借鉴一些成功项目的实施方案，有针对性地加以选择，合理应用。

4.2 试压情况

结合0号梁端作用在托架上结构混凝土重与施工荷载力之和，采取三级加载的方式进行试压。各项参数数据如下：加载系数取1.25为宜，单片托架加荷载为31.2 t。

4.3 试压数据

（1）挠度：挠度观测也应贯穿于每级荷载的加载前后。挠度观测的参照值如下：水平杆的允许最大挠度为6.5 mm，最大设计挠度为1.9 mm，而实际观测中所得出的最大挠度值为3.0 mm。

（2）强度：每级荷载在加载前后都需要检测应力强度变化。托架的最大压应力为76.9 MPa，最大拉应力为173.8 MPa；最大剪应力为48.6 MPa。

（3）稳定性观察：对一些关键部位进行长期观察得知结构体系无变形等异常现象发生。

5 施工过程注意事项

因为0#块底板采用半径为195 m的圆弧，变化比较大，横向分配量2I32、立柱、砂箱之间要焊接牢固，避免受力过大出现位移或倾斜，如果横向分配梁和纵向分配梁之间不够密贴，需要增设木楔或钢板，避免受力不均匀导致横向分配梁受力集中。在横向分配梁砂箱位置要焊接厚度为1 cm的钢板，并施做加劲板[5]，见图3所示。

图3 增设加劲板示意图（单位：cm）

6 结语

综上所述，通过对铁路桥梁悬灌梁底托架的施工进行分析和探讨，保证了桥梁结构的施工质量和施工安全。在实际施工时，严格按照方案策划、认真检算、指导施工、现场观测、总结经验的基本原则和基本思路，顺利解决了桥梁悬灌梁的技术难题，且在施工过程中还对施工荷载、冲击荷载、挠度变形、风荷载等因素进行了充分的考虑，保证项目满足各项指标要求。

参考文献：

[1]GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S].

[2]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].上海：同济大学出版社，2004.

[3]邱念领.梁济运河特大桥悬灌梁施工技术研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2014，（04）：38-41.

[4]乔海洪.预应力混凝土悬灌梁冬季施工保温技术[J].铁道标准设计，2007，（11）：43-45.

[5]付高远.悬灌梁三角形挂篮的联体与解体施工方案[J].铁道建筑，2006，（05）：14-15.