市域铁路装配式整孔现浇箱梁支架施工技术

李 新

(中铁十六局集团有限公司，北京 100018)

1 工程概况

温州市域铁路S2线一期工程土建标SG10段全长8 413.74 m，北起瑞安塘下镇，南至瑞安市区东山街道，区间均为高架现浇预应力简支箱梁，箱梁高度为2.35 m，宽为11 m，单箱斜腹式结构，每片梁每延米重量约为2.2 t；线路多数位于市区道路中间，沿中央绿化带行走，郊区均为农田，淤泥质土层较厚，支架均采用钢管立柱+双层贝雷支架进行搭设。

2 支架施工

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程：施工准备→钢管基础螺栓预埋→墩身抱箍施工→钢管桩拼装→活络头高度调节→大横梁安装固定→贝雷梁分组整体吊装→结构施工→整体落梁。

2.2 施工准备

针对支架设计方案委托专业设计院进行受力验算，确保整体方案安全可行，方案编制完成后经过专家论证装订成册并下发给各专业班组。

现浇梁支架全部采用标准间进行组装，降低钢材损耗率，钢立柱拼装采用法兰螺栓固定，水平连接采用定型抱箍，拼装灵活高效，钢立柱采用直径为630 mm壁厚为10 mm钢管进行加工，抱箍采用20槽钢进行焊接并预留精轧螺纹钢穿孔，全部构件均在钢构件加工厂内进行集中加工，确保加工质量。

2.3 支架搭设

(1)承台立柱螺栓预埋

承台预埋螺栓采用定型小行架进行整体施工，每个行架下设置4个额法兰盘，每个法兰连接16根螺栓，螺栓采用M24型长度为30 cm，螺栓埋入承台混凝土20 cm。考虑到不同跨径的简直梁钢立柱间距不同，法兰盘顶部设计成可调节滑动，使用更加灵活方便。

施工期间首先将定型行架固定在承台钢模，根据设计方案调整法兰间距，并将螺栓固定在法兰上，为了确保预埋螺栓垂直度，法兰设置上下层，上下层间距为10 cm，螺栓定位完成后需和承台钢筋进行焊接固定，承台混凝土浇筑期间做好保护工作避免振捣棒解除螺栓，同时做好螺栓范围内混凝土收面工作确保表面平整度，混凝土终凝后方可拆除螺栓上螺母，承台施工完成后做好成品保护，避免螺栓遭到破坏[1]。

(2)墩身抱箍施工

墩身抱箍采用装配式构件进行拼装，根据墩身界面尺寸拼装不同长度，抱箍四角固定采用精轧螺纹钢进行固定，抱箍和墩身接触面设置一层橡胶垫避免对墩身污染，抱箍沿墩身高度每4 m设置一道，钢立柱和抱箍连接采用丝杠进行固定，每道抱箍设置4个固定点，通过调节各距离，确保支架整体稳定。

(3)钢立柱安装

考虑到支架高度不同，钢立柱分节加工设计，采用“标准节+配节”形式，提高钢立柱利用率，钢立柱加工高度分别为4、2、1、0.5 m，钢立柱连接全部为法兰螺栓连接，每个法兰设置16颗螺栓。

钢立柱安装前需计算好钢立柱搭设高度，根据计算高度选择不同节配，每根立柱节数拼装顺序需一一对应，在地面拼装完成后逐根进行吊装，吊装前需复核承台顶面标高，确保高度统一， 钢立柱固定期间做好垂直度控制工作，确保每排钢管垂直度符合要求。立柱安装完成后尽快和墩身抱箍进行连接，连接完成后进行斜撑安装，斜撑采用标准间进行加工成型，圆形抱箍固定钢立柱，斜撑连接均采用高强螺栓固定。

(4)活络头安装

钢立柱固定完成后进行活络头安装，吊车吊装并和钢立柱进行螺栓连接固定，根据支架设计高度对活络头高度进行微调，并用三角塞铁将活络头高度锁住。活络头调节高度需控制在5 cm以内，活络头安装期间控制好顶面平整度确保活络头重心和钢管中心线重合。

(5)标准钢管安装

常规钢管每节预设为6 m，钢管两端用法兰连接。它的直度控制是架构支架整体关键所在。常规钢管起吊、架构完备后，先利用螺栓暂时稳固法兰盘，无需扭紧螺栓，再对钢管横撑和斜撑开始架构。确保该层钢管横撑、斜撑均架构完备，才可把螺栓全扭紧。完成后如检测到法兰间有缝隙，取1～2 mm铁皮去填补缝隙，确保法兰接触面的紧密程度，以避免支架体系出现受力不均匀的现象。填补缝隙有助于降低钢管作业时对法兰盘平稳性产生的影响，保证垂直度和高程发挥作用力。

(6)大横梁安装

大横梁采用双拼12 m I45a工字钢，双拼工字钢上下两个面焊接完后后需要用加劲板进行补强，采用10 mm厚加劲板焊接，间距为1 m。腹板加劲板焊接位置根据贝雷片间距来确定，确保每一排贝雷梁受力点都有加劲板，立柱顶部及腹板位置加劲板每20 cm一道。大横梁和活络头顶部采用C型2 cm厚钢板卡具进行焊接，确保整体稳定。

(7)贝雷片吊装

现浇梁支架采用321型贝雷片进行拼装，每组贝雷片设计有2片和3片两种形式，翼缘板投影区域采用2片形式，底板区域设计3片形式，贝雷片设置成双层结构，上下层连接成一个整体，贝雷片按设计长度在地面进行拼装，底部每隔3 m设置一处定型花架，确保每组的整体刚度，每一跨梁设置7组贝雷梁，每组贝雷梁间距为一个90型花架的距离，贝雷梁地面拼装完成后，采用2台80 t汽车吊进行分组吊装，每组吊装设置4个吊点。

贝雷片吊装前在大横梁顶面标记出每组贝雷梁放置的位置，便于后期贝雷梁安放，贝雷片吊装完成尽快和活络头顶部大横梁进行连接，每组贝雷梁设置2个点用U型螺栓将其连接在一起，贝雷梁横向连接采用I20工字钢进行固定，每6 m设置一道，确保整体受力。

(8)支架整体拆除

每片梁设置3根双拼12 m I45a工字钢作为整体支架下落横梁，每个横梁设置2个吊点，每片梁共设计6个吊点，每个吊点预留孔采用φ10 PVC管提前预留梁体内，通过φ40精轧螺纹钢将落梁横梁固定在支架底部，千斤顶采用智能控制系统确保每台行程控制精确。

落梁横梁固定完成后将活络头顶部塞铁拆除，全部塞铁拆除是贝雷梁支架整体悬空，然后将全部钢管立柱整根拆除并移除梁投影以外区域，支架开始下落前在精轧螺纹钢上以2 cm为一个刻度做好标记，6根精轧螺纹钢的每隔刻度需在同一水平面上，支架下落速度以5个刻度为一个行程缓慢整体下落，每完成一个行程需要对支架进行检查，确保每个点同步进行直至落到地面。

(9)测量控制

测量控制系统为架构钢管支架工序中的关键设备，合理预设和施工精确能够对钢管垂直度、高程和箱梁水平控制的精确性发挥决定性作用。在检测和计算钢管垂直度时，需架构2个观测点开展垂直向测量，尤其东西和南北方位。在支架处预设沉降值测点，以便支架压载和灌筑箱梁处混凝土时观测数值。测量误差范围：①钢管垂直度精确在5 mm内；②水准检测精确在0.5 mm内；③箱梁线型的测点误差在2 mm以下。

(10)支架预压

将荷载量预设为箱梁的1.1倍。预压值和与箱梁荷载数值统一，在预压帮助下去除支架基底出现非弹性形变的可能性，并通过设备检测，确定箱梁底部的模板弯曲度。在开展支架预设压载作业时，利用沙袋荷载法对1/4跨、1/2跨、3/4跨以及支架两端点所测数据进行解析，从而得出沉降值与荷载之间的联系。

①预压目的。为避免因基点沉降而导致梁体破裂，解除支架非弹性形变可能，校验基点和支架的稳固性，并保障工程作业持续开展，特预制现浇箱梁支架的沉降检测方案。

②支架预压范围。支架的预压范围相当于箱梁底部板块所投影的范畴，它的预压荷载则依据该处箱梁重量的120%预设，当基点和支架沉降平稳后，才开始拆卸预压荷载的作业。

③预压材料及加载总量。预压荷载时利用黄砂作为堆压荷载的材料。将黄砂装入大号塑胶编制袋中，每袋重达1 600 kg，用吊机吊升至支架模板处，开展堆载预压作业。

④加载。采用三级分级法匀称加载，加载总重量分别为80%、100%、120%。每级加载完备后，等待3 h后对支架沉降量和基点开展检测，并记录在册。加压作业时注意匀称加载每袋，每层均向上，保障偏心正常运作。加载作业完备后，静待支架和根基沉降平稳。待在48 h内且沉降值在3 mm之下，才可开展拆卸作业，拆卸应依据与加压相反步骤。拆卸后静待1 h再分别检测根基恢复状况，及时记录。

⑤沉降观测。获得支架预压成果需对沉降开展检测，因此观察沉降的工序非常重要。a测点布置。为保障观察到的沉降情况精确性，测点应预设在便于观察且能更好反映沉降状况的地点。测点预置分为两层建构，一层预设在支架顶端模板处：横桥处预设5排测点，共3个腹板，每处预设1排，桥梁端点各设1排。纵桥则一排设5个点，点与点之间均相隔6 m；b观测阶段：观测沉降的过程需严格把控时间，尤其需按时开展第一次观测，其余观测作业依据施工进程适时开展(勿补测、漏测)，以避免得到错误的沉降值或规律。将相邻的两次观测时间差预设为观测周期，观测预设为5个步骤开展：预压加载开展前；荷载量为4/5时；荷载量到达1时；荷载量到达1.2倍时；拆卸后。每步骤需开展2次观测。加载作业完备后，每天开展1次观测，持续3 d，在观测到沉降状况平稳的情况下，获监理工程师同意后方可开展拆卸并再观测1 d。

⑥整理、核算观测结果。确保原始数据的精确性，依据有效、严格、细心校验、结果精确的原则进行记录及核算，确保过程符合施工要求。整理、核算沉降观测结果为两个工序：a沉降量需在获得每一观测周期平差值的基础上开展计算，取得沉降量后建立统计表并汇总；b以曲线图的形式来呈现每观测点的下沉变化。最先构建坐标，将横坐标预设为时间数值，纵坐标分为上下两部分，上面预设为荷载值，下面预设为每观测周期内记录的沉降值。

3 支架落梁

3.1 落梁体系组成

落梁体系有4个部分，一是位于下吊点处的纵梁，二是精轧螺纹钢型吊杆，三是上落梁构件，四是项目所需千斤顶。架构落梁所需环节：首先在梁体半幅点处预设6处共计12个对称φ160 mm预置孔。其中2对预置孔用以拆卸跨中支点处的H588型分配梁。吊杆用φ32精轧螺纹钢架构，并以吊杆连接上落梁设备与下吊点纵梁。用最新双拼[32槽钢来构建上落梁设备，下吊点纵梁则构建在原双拼H588型分配梁处，在落梁的担架上预置穿心型千斤顶。将双拼[20和[14组合形成台架，在台架下预设空间以便进行下落梁设备卡紧工序，台架处设双层分配梁以调高并分离接头。用千斤顶抬起上落梁，在千斤顶油缸回缩时逐步落梁。用半幅正孔开展落架工序，落架设备左、右幅倒用。在初始半幅落梁时，同时开展剩余两组半幅落梁内侧梁吊杆以及上横梁下落工序。预置孔需预置在双拼H588型分配梁中部支点处上方，并与中心点呈线性，在开展实地预设时注意控制偏差。预置孔通常由Φ160 mmPVC管、波纹管组成。

3.2 拆除钢管支墩

拆卸钢管支墩需提前切断两跨贝雷梁墩顶部相接处的贝雷片、三角撑(加长)和连接弦杆；再切断墩体上端、支架模型之间的连接点；继而拆卸砂箱。开展上述工程应先拆卸跨中支点处的两排钢管和立柱，同时开展两侧方位钢支墩拆卸作业，在降压贝雷桁架的过程中分离梁底部和模板。在拆卸砂箱后，将箱梁两端吊杆卡紧，在对半幅架拆卸前，需架构、卡紧另外半幅中间部分的吊杆，确保位于钢管立柱的左、右幅间的支点处中间柱的安全。吊杆卡紧后，可先将落架系统向上调，将贝雷梁与H钢横梁焊接于梁上，为安装钢管立柱留有空间，将砂箱移除；钢管立柱拆卸时，先拆连接部分、附墙部件，用吊机将余下支墩处理干净。再拆卸中部支墩，将卷扬机钢丝绳穿过原预置孔，以便升吊横长分配梁，再拆卸纵短分配梁和梁柱间的联接系统，将大梁缓放至地表。最后拆卸砂箱、钢管立柱，该步骤采用切割柱脚模式，先将吊耳预置在柱端，用手动葫芦连接柱端与贝雷梁下部，等切断柱脚后将立柱稳定下放。

3.3 落贝雷梁

为保持贝雷梁的稳固，在梁落地前应预检高差数据，提前预设梁体坡度。在获得高差数据后，首先将两个落梁位于同侧的一端同时往下放，以保障贝雷梁处于平衡状态，然后逐步将贝雷梁下放地面。如地表坡度较大，在开展钢管立柱工序时，预留与立柱高差数据相吻合的高度，以暂时支撑梁体，在拆卸梁体后再拆卸这一部分。梁架构所用精轧螺纹钢长度只有一般型的1/3(一般精轧螺纹钢长为9 m)，利用连接器增长，以便项目顺利开展。初始环节利用一般精轧螺纹钢来保障首根精轧螺纹钢高度达6 m。JN12#～JN13#的跨下预设高值只需3 m，直接使用精轧螺纹钢；如JN12#～JN13#高12.5 m，则要连接三节3 m精轧螺纹钢。将连接器进行穿孔时，需使用特别的穿孔垫片。

3.4 贝雷梁转场

拆卸模板、木方后，需将其转送到下一孔，再对雷梁桁架进行处理。处理时，先将它的横向联接部件拆卸，再拆卸其余部件，依类分别转送到下一孔。

4 结 语

市域铁路建设规模逐步扩大，且以高架桥建设形式为主，工程中涉及到大量的现浇梁施工作业，对施工技术提出较高的要求。经过本文的分析，提出现浇箱梁支架施工技术的一些具体应用要点，希望能够给同仁提供参考。