中支墩式单层贝雷梁支架在铁路现浇箱梁施工中的应用

张海东ZHANG Hai-dong

（中铁十二局集团第一工程有限公司，西安 710038）

0 引言

在铁路项目施工中，多数桥梁梁体采用简支梁结构形式，当桥梁规模较大时，梁体多为预制梁然后采用架桥机进行铺架，该施工方法优势是预制梁体质量较高，线性及外观控制较好，梁体与下部结构可同步施工，大大缩短了施工周期，同时梁体架设速度快，桥梁规模越大单片梁体架设成本越低。但当桥梁规模较小且较为分散时，上述施工方法优势不再明显，此时桥梁梁体多采用支架现浇法进行施工。梁体支架现浇法一般有两种结构形式：当桥址区域地质较好且地形较为平坦时多采用满堂式支架法；当桥址区域地质较差或地形较为复杂时，多采用少支架法进行施工。在沈白高铁吉林段TJ-1标四道堡子大桥6×32m预应力混凝土现浇简支箱梁施工中，由于该桥梁跨越小洋桥河及乡村道路，桥址区域地形较为复杂，梁体支架搭设难度较大，同时由于该简支梁跨度较大，对梁体施工质量及线性控制也提出了很高要求。为保证梁体质量及线性满足要求，同时保证下方河流及交通通行要求，项目部采用中支墩式单层贝雷梁支架进行施工，并且对支架搭设工艺进行严格把控。通过一系列举措，不但保证了梁体施工质量，减少了对周边环境的影响，而且该类型支架安拆均比较方便，减少了支架搭设工作量，提高了材料周转使用率，降低了施工措施费用。通过现场实际应用，该类型支架在铁路现浇箱梁施工中取得很好的效果。

1 工程概况

四道堡子大桥桥址中心里程DK312+621.2，起讫里程DK312+520.4～DK312+722，桥梁全长201.6m，跨径布置为6×32m双线简支箱梁。本桥全桥左线为右偏曲线，R=8000m，右线为右偏曲线，R=7995m。简支箱梁设计为支架法现浇施工。

现浇简支箱梁梁体采用C50混凝土现浇箱梁，梁体为单箱单室、等高结构，梁顶宽12.6m，底宽5.5m，箱中心顶板厚度27～37.9cm，腹板厚度45～66cm，底板厚度28～42.7cm；梁全长32.6m，计算跨度为31.5m，等高梁，横桥向支座中心距为4.5m，箱梁梁体中心线处高度为3.035m，线路中心线距离防护墙内侧为2.0m，防护墙内侧净宽9m。

2 现浇箱梁支架总体设计方案

现浇箱梁采用螺旋钢管立柱加贝雷梁架支撑系统。全桥计划投入一套外模、一套内模、2孔支架体系。现浇支架设置为两端和中间均布置钢管柱结构，两端桥柱及中间分别布置单排四根钢管柱，钢管横向间距为2.71+3.0+2.71m，纵向间距为11.92m+6.0m+11.05m.钢管柱采用直径为630mm壁厚10mm的螺纹钢管，每排钢管立柱之间采用双拼20号槽钢连接牢固，钢管立柱上设置卸落槽口。钢管墩上设置双拼I45b工字钢主横梁。整跨采用单层16片普通型贝雷梁作为主纵梁，双排贝雷梁宽450mm/900mm，腹板及底板下布置4组，两端翼缘各布置2组。贝雷梁上设I14工字钢作为分配梁，间距为500mm，分布梁上设置调平方木，横向间距为300mm（其中腹板底部间距为100mm）。详见图1和图2。

图1 现浇箱梁支架纵向结构设计图

图2 现浇箱梁计算截面图

3 梁体支架受力计算

3.1 荷载计算

①梁部荷载。左、右幅边跨现浇段断面见图2。

混凝土容重取：γ=26.5kN/m3，荷载计算按照竖向投影高度计算，绘制横向荷载分布图，见图3所示。

图3 箱梁混凝土荷载分布图（kN/m2）

②模板荷载。底模板荷载标准值：qm1=0.5kN/m2。

内模和侧模采用组合钢模，总重120t，荷载标准值：qm2=120×10÷32÷5.5=7kN/m2。

③施工荷载施工机具及人员荷载标准值：qs=2.5 kN/m2。

表1 钢管柱截面参数

3.2 梁体支架计算

对整个梁体支架建立madis模型，按照荷载进行加载计算，计算结果如下：

①贝雷梁受力计算。

根据图4所示，贝雷梁最大弯曲应力σ=226MPa＜310MPa，结论：贝雷梁强度计算值满足规范要求。

图4 贝雷梁弯曲应力图（单位：MPa）

②II45b横梁。

根据图5所示，横梁最大弯曲应力：σ=105MPa＜f=215MPa；结论：II45b横梁强度计算值满足要求。

图5 横梁弯曲应力图（单位：MPa）

③螺旋管计算。

钢管柱轴力检算结果如图6。

图6 钢管柱轴力图（单位：kN）

钢管立柱长细比：λ=L/i=3000/219=13.6，根据相关规范，按b类截面，查表可得，φ=0.985。

结论：钢管受力稳定性满足要求。

4 梁体支架搭设主要工艺

4.1 支架搭设流程

钢管立柱支架施工工艺：地基验收→基础设置→测量定位→钢板预埋→立柱及砂箱安装→大横梁制作安装→贝雷架安装→分布梁安装→调平木板安装→箱梁模板安装→预压→调平箱梁模板→钢筋加工及安装→混凝土浇筑→混凝土养护→张拉压浆→拆除箱梁模板→拆除贝雷架→拆除其他支撑系统。

4.2 立柱基础施工

钢管立柱搭设于承台顶面。浇筑承台时预埋16mm钢板并锚筋固定，钢板顶面应位于同一水平面上。锚筋采用φ22螺纹钢制作，L=50cm，下设置180°弯钩；混凝土浇筑时应保护预埋件不被碰触，混凝土应振捣均匀。中间立柱基础为950×200×100cm（长×宽×高）C35钢筋混凝土扩大基础，扩大基础下方根据场地条件开挖至承台设计地质，扩大基础底部地质为卵石土，σ0=240kPa。（检算要求地基承载力不小于240kPa），扩大基础以下采用不小于30cm厚C30混凝土垫层调平层。调平层上设置整体条形基础，条形基础上立柱位置预埋钢板及锚筋同承台设置。

4.3 钢管立柱安装

钢管立柱施工前，需对基础进行验收。钢管柱采用直径为630mm，壁厚10mm的螺纹钢管。立柱支架搭设时，必须保证纵、横成线，做到横平竖直。钢管立柱需要接长时采用钢管立柱对接绑焊的方式，绑焊采用10mm厚钢板，长30cm，宽10cm，每个接头绑焊6块，均匀布置，焊缝宽度不小于10mm，保证焊接质量，无虚焊。

钢管立柱与承台和扩大基础间预埋件采用焊接连接，施工时保证焊接质量，各个构件连接牢靠不松脱。为加强支架整体稳定性，钢管柱间采用双拼[20号槽钢设置剪刀撑横向连接，两端钢管立柱用用双拼[20号槽钢及φ25精轧螺纹钢与桥墩进行纵向联接，保证支架的纵向稳定。

4.4 主横梁安装

主横梁采用双拼I45b工字钢，中间采用10mm厚加劲板焊接，每1.5～2m焊接一处,立柱顶部及腹板位置加劲板每20cm一道。大横梁与螺旋管立柱焊接，并采用10mm钢板设加劲角撑，长度不小于5cm。横梁宜拼接成整体后吊装就位。横梁与立柱应连接牢固；横梁与其支承之间有空隙时，应采用适当厚度的钢板填塞密实并焊接牢固。

4.5 贝雷梁安装

贝雷梁片预先在地面拼接成预定梁长，利用贝雷架支撑架将贝雷梁片连接成整体，最后进行吊装。每组贝雷梁按照一定间隔用16号槽钢连接整体，共4根，以保持稳定。贝雷架安装顺序为先中间后两段依次对称进行，设置16组321普通型单层单排贝雷梁，贝雷梁宽450mm及900mm两种，腹板及底板下布置4组，两端翼缘各布置2组。吊装就位后横梁与贝雷梁采用U型卡连接固定牢固；横梁与其支承之间有空隙时，应采用适当厚度的钢板填塞密实并焊接牢固。

5 施工注意事项

①支架施工前应进行基础验收，验收合格后方可施工支架，支架完成并验收通过后方可进行上部模板施工。

②为保证钢管立柱受力均匀、平衡传力，立柱安装过程中应及时校正垂直度，垂直度偏差不应大于立柱高度的1/500，且柱顶偏移值不得大于50mm。

③贝雷梁桁架应拼装成一跨及以上长度的节段，根据吊装能力采用单片或多片组合进行吊装；吊点位置应设置在距桁架梁两端约0.2倍长度的节点上。就位后，应采取措施保证其横向稳定后方可松脱吊钩。

④支架搭设完毕后必须对其进行预压，一是检验支架的受力状况，二是测量其弹性形变及非弹性形变，根据测量的结果对梁体预拱度进行调解，确保其线性满足要求。

6 结束语

通过采用中支墩式单层贝雷梁支架进行现浇简支梁施工，同时对支架搭设工艺进行严格把控，不但保证了梁体施工质量，减少了对周边环境的影响，而且该类型支架安拆均比较方便，减少了支架搭设工作量，提高了材料周转使用率，降低了施工措施费用。通过现场实际应用，该类型支架在铁路现浇箱梁施工中取得很好的效果，也为后续类似施工提供了借鉴和参考。