交川沟特大桥门式墩大体积砼盖梁支架施工技术研究
2017-02-27
一、工程概况
交川沟特大桥起讫里程DK702+034.85-DK703+092.35，中心里程为DK702+563，全长1057.5m。本桥为东岔车站四线桥，上部结构形式为：2-31.1m现浇预应力简支箱梁+（31.85m+5×32.7m+31.85m）现浇预应力变宽道岔连续梁+2×（2-31.1m）现浇预应力简支箱梁+2×（14-31.1m）现浇预应力简支箱梁及站台梁+2×（2-31.1m）现浇预应力简支箱梁+2×31.1m现浇预应力变宽简支箱梁+（31.85m+2×32.7m+31.85m）变宽道岔连续梁。下部结构形式：基础采用扩大基础、桩基础、挖井基础3种结构形式。墩身：1#墩、26#～31#墩采用实体圆端型桥墩；2#～5#墩、7#～25#墩采用双柱门式桥墩，最高墩身高28.5米。盖梁共23个，其中有11个大体积砼盖梁，每个盖梁混凝土方量为1237m?，钢筋128吨。本桥盖梁具体尺寸详见下表“交川沟特大桥盖梁尺寸统计表”
二、支架方案比选
2.1 方案一：
采用Φ630*12mm钢管立柱作为双柱门式墩大体积砼盖梁施工的支撑体系，钢管立柱按横桥向墩身两侧每侧搭设2排（每排2根）630*12mm钢管立柱，横向间距2.5m，纵向间距2.5m，在每排钢管立柱上横桥向布置双拼I40b工字钢按50cm间距然后再纵向布设I20工字钢，工字钢间距按50cm布置。
中间圆弧部分采用Ф630*12mm的螺旋钢管柱及I40的工字钢作支撑体系，按顺桥向、横桥向各布置3排钢管立柱间距为6m（横桥向）*2.75m（顺桥向）。在钢管柱上横桥向布置双排I40工字钢横梁，横桥向中支点每根钢管立柱上工字钢横梁与模板之间设脱模砂箱，砂箱上横桥向放长度为2m的双拼I40工字钢，然后在之上放置顺桥向I40工字钢直接顶住底模支架，两侧安装拆模滑轮；两侧钢管柱横梁上顺桥向放置三拼I40工字钢，工字钢上放置千斤顶及钢楔子，钢楔子上放置双拼I20的工字钢直接顶住模板。具体布置图详见图2.1-1
图2.1-1 钢管立柱支架示意图
2.2 方案二：
采用三角托架作为支撑体系，本桥最高墩身高度达28米，在高墩大体积砼盖梁施工时墩身两侧采用三角托架支撑，托架采用双拼 I40b工字钢焊接，顺桥向间距1m布置。顺桥向分配梁采用双拼 I40b工字钢，间距按2.2m布置，横桥向分配梁采用I10号工字钢，间距按30cm布置。桥墩与双拼 I40b工字钢连接采用预埋80cm*60cm*2cm（80cm为竖向长度）钢板与双拼I40b工字钢垂直焊接，焊接采用双面焊，并在水平双拼 I40b工字钢底部焊接15cm*15cm*2cm三角钢板进行加强。具体详见图2.2-1 盖梁托架布置示意图。
中间圆弧部分支架同方案一。
图2.2-1盖梁托架布置示意图图2.2-2三角托架侧模图
图2.2-3三角托架俯视图
墩身预埋钢板尺寸为80cm*60cm*2cm，预埋钢板焊接Ф20的锚固钢筋，钢筋长度为60cm，钢筋与钢板采用直角焊，直角焊缝为10mm。
三、盖梁支架施工
3.1 技术准备
（1）认真编写大体积砼盖梁施工方案并对支架进行检算，并编制支架拆除方案和高空作业施工安全防护方案；
（2）在承台、墩身施工过程中，提前考虑盖梁钢管柱与承台连接处预埋钢筋，并在高墩施工时提前预埋钢板；
3.2 盖梁支架搭设
（1）工艺流程：
墩身两侧预埋牛腿钢板→焊接工字钢牛腿→安装工字钢横梁、方木（墩身小于10米时，搭设630钢管柱）→安装底模板→搭设中间630钢管立柱→安装工字钢横梁→安装脱模砂箱、千斤顶→安装圆弧底模
（2）施工方法：
方案一
① 墩身两侧钢板预埋
高墩（10米以上）在墩身两侧顶部预埋40*40cm厚度为20mm的钢板，钢板背面焊接?20的锚固筋。钢板纵向安装间距50cm，预留钢板底面高程=从设计墩顶标高-（底模厚度+横梁工字钢厚度+调整木楔厚度）；
②两侧托架安装：
托架水平方向采用2*I40b的工字钢，斜撑采用2*40b的工字钢分别于墩身上的预埋钢板进行焊接牢固。牛腿纵向间距100cm。每个牛腿支架用工字钢进行连接。
方案二
① 墩身两侧钢管柱搭设
低墩（10米以下）采用搭设Ф630*12mm的钢管柱，钢管立柱按横桥向墩身两侧每侧搭设2排（每排2根）630*12mm钢管立柱，横向间距2.5m，纵向间距2.5m，在每排钢管立柱上横桥向布置双拼I40b工字钢按50cm间距然后再纵向布设I20工字钢，工字钢间距按50cm布置。钢管柱直接坐立在承台上。要求定位准确，高程误差不大于5mm，误差较大时通过薄钢板调整高度，使底模高程控制在允许范围之内。
②中间圆弧部分支立钢管立柱
圆弧部分采用Ф630*12mm的螺旋钢管柱及I40的工字钢作支架体系，立3排钢管柱，每排3根，支架直接支立在承台上，用?20圆钢锚固。在钢管柱上放双拼的I40工字钢横梁，中间钢管柱位置安装砂箱及双拼I40工字钢，两侧钢管柱横梁上上放置纵向三拼I40工字钢，工字钢上放置千斤顶及钢楔子，钢楔子上放置双拼I20的工字钢直接顶住模板。
结论
两种方案相比较，在不同条件下都有各自优点和缺点
1、优点：方案一：墩身高度较低时工作量较小，成本投入小、结构物牢固，安全风险较小，安拆简便；方案二：墩身高度较高时工作量较小，成本投入较小，工效较高
2、缺点：方案一主要缺点是墩身高度较大时周转材料投入较大，工效较低；方案二主要缺点是施工难度较大，周转材料浪费较大，人员操作安全风险较高，对焊接焊缝要求较高。
总之，两种方案对于类似工程施工都有很大推广使用价值。
参考文献：
[1]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2010）
[2]《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
[3]《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）
申世杰（个人简介：1981年出生，男，工程师，身份证号码：43052119810515685X；工作单位：中铁十局集团西北工程有限公司，邮编：710065）
