跨国道现浇连续梁施工方案比选及应用分析

跨国道现浇连续梁施工方案比选及 应用分析

郭昊泳

中铁十局集团第二工程有限公司 河南 郑州 450000

摘要：近些年来，随着我国轨道交通网络的飞速发展，铁路的建设里程已逐年增长，铁路的施工所面临的施工环境和施工技术也在发生着巨大变化。铁路桥梁跨越国道的施工是一项常见和复杂的施工内容，考虑到施工过程的复杂性以及保障国道交通运行安全，常需要做好支架的设计与施工。本文以某高铁跨国道特大桥工程为例，分别比较了单层贝雷梁加中支墩钢管支架结构、双层贝雷梁钢管支架结构、双层贝雷梁托架结构等3种施工方法的适用性，根据本工程的实际情况，选取了单层贝雷梁中支墩立柱结构施工方法，并对本施工方法的施工过程简要探讨。

关键词：螺旋钢管；贝雷梁；组合支架；连续梁

引言

在现浇箱梁的施工过程中，通常采用加固地基处理，然后架设满堂支架，但是如果施工地区的地形陡峭、墩深较高的现浇预应力混凝土箱梁的施工时，传统的满堂支架施工的地基处理变得较为困难，人员和财物投入变大。贝雷梁柱式支架能够适应重载荷、高墩柱、大跨度的施工要求，是一种经济安全的支架型式。本文将结合实例对现浇连续梁施工方案进行比选，提出最适宜的一种跨国道现浇连续梁施工方案。

1工程概况

某高铁跨国道特大桥工程在DK450+808处跨越G240国道，影响里程DK450+697.31-DK450+919.010，线路与G240国道斜交，交角为35°，跨越形式采用1-（60+100+60）m连续梁。该连续梁处墩身设计均采用圆端型实体桥墩，其中952#墩高10m，953#墩高7.5m，954#墩高8.5m，955#墩高11m。边跨直线段及中跨跨中截面处梁高为4.85m，中支点处梁高为7.85m，梁高按抛物线变化，箱梁顶宽12.6m，底宽6.7m，箱梁横截面为单箱单室直腹板截面^[1-2]。

该连续梁中心里程DK437+508.185跨在建G240国道，线路与高速公路夹角为35°，路面现状正宽25.5m，中间设2.4m宽中央分隔带。按照施工图顺序分别施工主墩处0-3#现浇段，然后施工边墩现浇段，最后依次施工边跨合拢段及中跨合拢段，完成全桥。

2施工方案经济性比选

2.1单层贝雷梁与双层贝雷梁支架结构

当连续梁跨度超过35m时，双层贝雷梁支架结构的挠度不满足规范，危险系数高，当连续梁跨度大于35m时，通常采用单层贝雷梁加中支墩钢管立柱结构。如果单层贝雷梁中支墩立柱结构的中支墩基础桩基数目不超过8根15m长60cm钻孔桩时，单层贝雷梁中支墩立柱结构的成本小于双层贝雷梁无中支墩立柱结构。即双层贝雷梁立柱支架结构较单层贝雷梁立柱结构成本高，有条件时，一般采用单层贝雷梁加中支墩结构。单层贝雷梁结构示意图见图1。

图1 单层贝雷梁结构示意图

从表1可知，从经济性比较而言，单层贝雷法单价高于双层贝雷法，当墩柱高于5m时，单层贝雷法单价高于双层贝雷21元/m³，如果墩柱高度为24m时，单层贝雷法单价高于双层贝雷72元/m³，每增加1m高度，单价递增2.5元/m³。

表1 单层贝雷梁与双层贝雷梁经济对比

2.2托架与双层贝雷梁支架结构

采用双层贝雷梁时，当钢管立柱支架高度大于11m时，采用托架较节约成本。考虑到钢管支架施工较为方便，此处道岔连续梁位于南平北站附近，托架施工后对墩身外观和模板有一定影响，且托架施工难度大和安全风险相对较高，施工时取支架高度小于15m时采用双层贝雷梁钢管支架结构，支架高度大于15m时采用双层贝雷梁托架结构。图2位双层贝雷梁支架结构的示意图。

图2 双层贝雷梁支架结构示意图

2.3托架结构与单层贝雷梁加中支墩结构

当地质条件较好，中支墩采用扩大基础时，墩高大于24m则采用托架施工较为经济；当地质条件较差，需要采用8根15m长60cm钻孔桩时，墩高大于19m则采用托架较为经济。施工中取不设桩基且支架高度大于25m时和设桩基且支架高度大于20m时采用双层贝雷梁托架结构，否则采用单层贝雷梁加中支墩钢管支架结构。托架结构如图3所示。

图3 贝雷梁托架结构示意图

由表2可知，经过经济比较，托架结构在墩高14m以下时，成本低于单层贝雷法、双层贝雷法，当墩高超过14m时，成本高于单层贝雷法、双层贝雷法。

表2 托架结构与单层贝雷法、双层贝雷法经济比较

综合本次施工的高铁跨国道特大桥工程的实际，连续梁跨度大于35m，同时结合地质条件，从经济性角度出发，本次施工选用采用单层贝雷梁加中支墩钢管立柱结构。

3支架施工

3.1地基处理

主门洞支架基础在公路路面施工，基底承载力不小于220kpa，能够满足要求。副门洞支架基础开挖至粉土层，使用三七灰土换填1.5m，并夯实，做换填工艺性试验，并用静载法确定基础承载力，保证换填后承载力不小于200kpa。承台基坑四周采用原状土+三七灰土回填压实，基坑底部至原地面原地面以下1.5m范围内回填原状土并夯实，顶面施工20cm厚C25混凝土，并设置2%的排水坡。

盘扣架地基处理待连续梁主墩、边墩钻孔桩施工完成，将泥浆池内泥浆等杂物清理干净，使用原状土回填压实至距离地面0.5-1m距离，再使用三七灰土换填，并使用压路机静压压实^[3]。连续梁中跨跨路施工门洞支架采用条形基础，基础直接施工在国道上方，不破除既有公路路面，跨中主门洞条形基础尺寸宽2.4、高1.2m；非机动车门洞基础尺寸宽1.2m、高1.2m, 基础顶预埋80×80×2cm钢板，并用钢筋锚固,条形基础按照支架现浇布置图施工，内部安放钢筋骨架。

3.2支架搭设

3.2.1梁柱式支架

既有国道G240道路双向4车道+2道应急车道，路面净宽25.5m，交叉处路面标高56.56m，梁下设置两个门洞,每个门洞净宽8.3m双车道，限高5.5m，限速20km。主门洞为2*10.5m单层贝雷梁体系，贝雷梁顶设置1.0-4.0m高盘扣脚手架以适用梁底弧线变化。人行及非机动车从附属门洞改路通过，限高4.5m，宽度3m。门洞立面示意图见图4。

图4 门洞立面示意图

钢管立柱施工的支墩采用Φ630×8mm的钢管，材质Q235钢材。中跨处布置7排钢立柱，钢管顶端上下采用80*80*2cm钢板封堵，底部钢管周围8块11×11×1cm三角形加劲钢板沿钢管四周均匀焊接加固，确保钢管柱垂直度。横向立柱之间设置剪刀撑及横撑。

主横梁采用双拼I50工字钢。长度需要接长时，采用1cm厚钢板帮焊工艺。横梁腰部在钢管上方设置4道加劲板，采用1cm钢板制作，顶部每隔2m用钢板将双拼工字钢横向连接一次。

纵梁为贝雷梁，横向间距45、90cm，先将贝雷片在场地上用贝雷销及支撑架进行拼装，并分组联结好。在工字钢横梁上将各组贝雷架的位置

分配梁安装，底分配梁采用双拼I14工字钢，顶分配梁采用I14工字钢，横桥向布置，间距60（90）cm，为增加稳定，在工字钢顶面横桥向焊接钢筋，加强分配梁稳定性。底分配梁采用U型螺栓与贝雷梁连接，防止滑动，并在道路范围满铺3mm钢板，以防止杂物掉落。

3.2.2非门洞处盘扣式支架

支架搭设前根据测量放样定位线布置可调底座，按先立杆后水平杆再斜杆的顺序搭设，形成基本的架体单元，以此扩展搭设成整体支架体系^[4-5]。支架搭设时立杆应通过立杆连接套管连接，在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头的位置错开，错开高度大于75mm；水平杆扣接头与连接盘的插销用不小于0.5kg锤子击紧，插销尾部应保证有不小于15mm的外露量；每搭完一步支架后，及时校正水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差，保证立杆、水平杆位于同一轴线上，立杆的垂直偏差不大于支架总高度的1/500，且不得大于50mm。支架须较梁面投影像每侧宽出不小于1m，作为工作平台。

3.2.3支架预压

支架搭设工作结束后，等到底膜安装完成，需要对支架进行预压，目的是检验支架的稳固性与承载力，防止支架和基础的非弹性变形的存在，也要对一些支架弹性变形检测，确保组合支架可牢固的连接，整体性强。测量分析之后，获得支架弹性变形和非弹性变形数据，在这些数据的参考下，开展施工管控。支架的预压要按照设计方案严格开展，通常按照1.2倍荷载(施工荷载+模板荷载+梁体自重)标准进行。

4结语

铁路桥梁跨越国道的施工技术流程复杂，本文分别讨论了单层贝雷梁加中支墩钢管支架结构、双层贝雷梁钢管支架结构、双层贝雷梁托架结构等3种现浇连续梁的适用场景，并比较了各自的经济性。通过比较发现单层贝雷梁中支墩立柱结构施工技术相对简捷，操作的稳定性高、可靠性强，可以提升支架搭设和拆除效率，节约人力物力。在铁路桥梁跨越国道的施工过程中，采用单层贝雷梁中支墩立柱结构，经过实践证明完全可以达到施工荷载需求，施工效果良好。

参考文献：

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