市域鐵路裝配式整孔現澆箱梁支架施工技術

李 新

(中鐵十六局集團有限公司，北京 100018)

1 工程概況

溫州市域鐵路S2線一期工程土建標SG10段全長8 413.74 m，北起瑞安塘下鎮，南至瑞安市區東山街道，區間均為高架現澆預應力簡支箱梁，箱梁高度為2.35 m，寬為11 m，單箱斜腹式結構，每片梁每延米重量約為2.2 t；線路多數位于市區道路中間，沿中央綠化帶行走，郊區均為農田，淤泥質土層較厚，支架均采用鋼管立柱+雙層貝雷支架進行搭設。

2 支架施工

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準備→鋼管基礎螺栓預埋→墩身抱箍施工→鋼管樁拼裝→活絡頭高度調節→大橫梁安裝固定→貝雷梁分組整體吊裝→結構施工→整體落梁。

2.2 施工準備

針對支架設計方案委托專業設計院進行受力驗算，確保整體方案安全可行，方案編制完成后經過專家論證裝訂成冊并下發給各專業班組。

現澆梁支架全部采用標準間進行組裝，降低鋼材損耗率，鋼立柱拼裝采用法蘭螺栓固定，水平連接采用定型抱箍，拼裝靈活高效，鋼立柱采用直徑為630 mm壁厚為10 mm鋼管進行加工，抱箍采用20槽鋼進行焊接并預留精軋螺紋鋼穿孔，全部構件均在鋼構件加工廠內進行集中加工，確保加工質量。

2.3 支架搭設

(1)承臺立柱螺栓預埋

承臺預埋螺栓采用定型小行架進行整體施工，每個行架下設置4個額法蘭盤，每個法蘭連接16根螺栓，螺栓采用M24型長度為30 cm，螺栓埋入承臺混凝土20 cm。考慮到不同跨徑的簡直梁鋼立柱間距不同，法蘭盤頂部設計成可調節滑動，使用更加靈活方便。

施工期間首先將定型行架固定在承臺鋼模，根據設計方案調整法蘭間距，并將螺栓固定在法蘭上，為了確保預埋螺栓垂直度，法蘭設置上下層，上下層間距為10 cm，螺栓定位完成后需和承臺鋼筋進行焊接固定，承臺混凝土澆筑期間做好保護工作避免振搗棒解除螺栓，同時做好螺栓范圍內混凝土收面工作確保表面平整度，混凝土終凝后方可拆除螺栓上螺母，承臺施工完成后做好成品保護，避免螺栓遭到破壞[1]。

(2)墩身抱箍施工

墩身抱箍采用裝配式構件進行拼裝，根據墩身界面尺寸拼裝不同長度，抱箍四角固定采用精軋螺紋鋼進行固定，抱箍和墩身接觸面設置一層橡膠墊避免對墩身污染，抱箍沿墩身高度每4 m設置一道，鋼立柱和抱箍連接采用絲杠進行固定，每道抱箍設置4個固定點，通過調節各距離，確保支架整體穩定。

(3)鋼立柱安裝

考慮到支架高度不同，鋼立柱分節加工設計，采用“標準節+配節”形式，提高鋼立柱利用率，鋼立柱加工高度分別為4、2、1、0.5 m，鋼立柱連接全部為法蘭螺栓連接，每個法蘭設置16顆螺栓。

鋼立柱安裝前需計算好鋼立柱搭設高度，根據計算高度選擇不同節配，每根立柱節數拼裝順序需一一對應，在地面拼裝完成后逐根進行吊裝，吊裝前需復核承臺頂面標高，確保高度統一， 鋼立柱固定期間做好垂直度控制工作，確保每排鋼管垂直度符合要求。立柱安裝完成后盡快和墩身抱箍進行連接，連接完成后進行斜撐安裝，斜撐采用標準間進行加工成型，圓形抱箍固定鋼立柱，斜撐連接均采用高強螺栓固定。

(4)活絡頭安裝

鋼立柱固定完成后進行活絡頭安裝，吊車吊裝并和鋼立柱進行螺栓連接固定，根據支架設計高度對活絡頭高度進行微調，并用三角塞鐵將活絡頭高度鎖住。活絡頭調節高度需控制在5 cm以內，活絡頭安裝期間控制好頂面平整度確保活絡頭重心和鋼管中心線重合。

(5)標準鋼管安裝

常規鋼管每節預設為6 m，鋼管兩端用法蘭連接。它的直度控制是架構支架整體關鍵所在。常規鋼管起吊、架構完備后，先利用螺栓暫時穩固法蘭盤，無需扭緊螺栓，再對鋼管橫撐和斜撐開始架構。確保該層鋼管橫撐、斜撐均架構完備，才可把螺栓全扭緊。完成后如檢測到法蘭間有縫隙，取1～2 mm鐵皮去填補縫隙，確保法蘭接觸面的緊密程度，以避免支架體系出現受力不均勻的現象。填補縫隙有助于降低鋼管作業時對法蘭盤平穩性產生的影響，保證垂直度和高程發揮作用力。

(6)大橫梁安裝

大橫梁采用雙拼12 m I45a工字鋼，雙拼工字鋼上下兩個面焊接完后后需要用加勁板進行補強，采用10 mm厚加勁板焊接，間距為1 m。腹板加勁板焊接位置根據貝雷片間距來確定，確保每一排貝雷梁受力點都有加勁板，立柱頂部及腹板位置加勁板每20 cm一道。大橫梁和活絡頭頂部采用C型2 cm厚鋼板卡具進行焊接，確保整體穩定。

(7)貝雷片吊裝

現澆梁支架采用321型貝雷片進行拼裝，每組貝雷片設計有2片和3片兩種形式，翼緣板投影區域采用2片形式，底板區域設計3片形式，貝雷片設置成雙層結構，上下層連接成一個整體，貝雷片按設計長度在地面進行拼裝，底部每隔3 m設置一處定型花架，確保每組的整體剛度，每一跨梁設置7組貝雷梁，每組貝雷梁間距為一個90型花架的距離，貝雷梁地面拼裝完成后，采用2臺80 t汽車吊進行分組吊裝，每組吊裝設置4個吊點。

貝雷片吊裝前在大橫梁頂面標記出每組貝雷梁放置的位置，便于后期貝雷梁安放，貝雷片吊裝完成盡快和活絡頭頂部大橫梁進行連接，每組貝雷梁設置2個點用U型螺栓將其連接在一起，貝雷梁橫向連接采用I20工字鋼進行固定，每6 m設置一道，確保整體受力。

(8)支架整體拆除

每片梁設置3根雙拼12 m I45a工字鋼作為整體支架下落橫梁，每個橫梁設置2個吊點，每片梁共設計6個吊點，每個吊點預留孔采用φ10 PVC管提前預留梁體內，通過φ40精軋螺紋鋼將落梁橫梁固定在支架底部，千斤頂采用智能控制系統確保每臺行程控制精確。

落梁橫梁固定完成后將活絡頭頂部塞鐵拆除，全部塞鐵拆除是貝雷梁支架整體懸空，然后將全部鋼管立柱整根拆除并移除梁投影以外區域，支架開始下落前在精軋螺紋鋼上以2 cm為一個刻度做好標記，6根精軋螺紋鋼的每隔刻度需在同一水平面上，支架下落速度以5個刻度為一個行程緩慢整體下落，每完成一個行程需要對支架進行檢查，確保每個點同步進行直至落到地面。

(9)測量控制

測量控制系統為架構鋼管支架工序中的關鍵設備，合理預設和施工精確能夠對鋼管垂直度、高程和箱梁水平控制的精確性發揮決定性作用。在檢測和計算鋼管垂直度時，需架構2個觀測點開展垂直向測量，尤其東西和南北方位。在支架處預設沉降值測點，以便支架壓載和灌筑箱梁處混凝土時觀測數值。測量誤差范圍：①鋼管垂直度精確在5 mm內；②水準檢測精確在0.5 mm內；③箱梁線型的測點誤差在2 mm以下。

(10)支架預壓

將荷載量預設為箱梁的1.1倍。預壓值和與箱梁荷載數值統一，在預壓幫助下去除支架基底出現非彈性形變的可能性，并通過設備檢測，確定箱梁底部的模板彎曲度。在開展支架預設壓載作業時，利用沙袋荷載法對1/4跨、1/2跨、3/4跨以及支架兩端點所測數據進行解析，從而得出沉降值與荷載之間的聯系。

①預壓目的。為避免因基點沉降而導致梁體破裂，解除支架非彈性形變可能，校驗基點和支架的穩固性，并保障工程作業持續開展，特預制現澆箱梁支架的沉降檢測方案。

②支架預壓范圍。支架的預壓范圍相當于箱梁底部板塊所投影的范疇，它的預壓荷載則依據該處箱梁重量的120%預設，當基點和支架沉降平穩后，才開始拆卸預壓荷載的作業。

③預壓材料及加載總量。預壓荷載時利用黃砂作為堆壓荷載的材料。將黃砂裝入大號塑膠編制袋中，每袋重達1 600 kg，用吊機吊升至支架模板處，開展堆載預壓作業。

④加載。采用三級分級法勻稱加載，加載總重量分別為80%、100%、120%。每級加載完備后，等待3 h后對支架沉降量和基點開展檢測，并記錄在冊。加壓作業時注意勻稱加載每袋，每層均向上，保障偏心正常運作。加載作業完備后，靜待支架和根基沉降平穩。待在48 h內且沉降值在3 mm之下，才可開展拆卸作業，拆卸應依據與加壓相反步驟。拆卸后靜待1 h再分別檢測根基恢復狀況，及時記錄。

⑤沉降觀測。獲得支架預壓成果需對沉降開展檢測，因此觀察沉降的工序非常重要。a測點布置。為保障觀察到的沉降情況精確性，測點應預設在便于觀察且能更好反映沉降狀況的地點。測點預置分為兩層建構，一層預設在支架頂端模板處：橫橋處預設5排測點，共3個腹板，每處預設1排，橋梁端點各設1排。縱橋則一排設5個點，點與點之間均相隔6 m；b觀測階段：觀測沉降的過程需嚴格把控時間，尤其需按時開展第一次觀測，其余觀測作業依據施工進程適時開展(勿補測、漏測)，以避免得到錯誤的沉降值或規律。將相鄰的兩次觀測時間差預設為觀測周期，觀測預設為5個步驟開展：預壓加載開展前；荷載量為4/5時；荷載量到達1時；荷載量到達1.2倍時；拆卸后。每步驟需開展2次觀測。加載作業完備后，每天開展1次觀測，持續3 d，在觀測到沉降狀況平穩的情況下，獲監理工程師同意后方可開展拆卸并再觀測1 d。

⑥整理、核算觀測結果。確保原始數據的精確性，依據有效、嚴格、細心校驗、結果精確的原則進行記錄及核算，確保過程符合施工要求。整理、核算沉降觀測結果為兩個工序：a沉降量需在獲得每一觀測周期平差值的基礎上開展計算，取得沉降量后建立統計表并匯總；b以曲線圖的形式來呈現每觀測點的下沉變化。最先構建坐標，將橫坐標預設為時間數值，縱坐標分為上下兩部分，上面預設為荷載值，下面預設為每觀測周期內記錄的沉降值。

3 支架落梁

3.1 落梁體系組成

落梁體系有4個部分，一是位于下吊點處的縱梁，二是精軋螺紋鋼型吊桿，三是上落梁構件，四是項目所需千斤頂。架構落梁所需環節：首先在梁體半幅點處預設6處共計12個對稱φ160 mm預置孔。其中2對預置孔用以拆卸跨中支點處的H588型分配梁。吊桿用φ32精軋螺紋鋼架構，并以吊桿連接上落梁設備與下吊點縱梁。用最新雙拼[32槽鋼來構建上落梁設備，下吊點縱梁則構建在原雙拼H588型分配梁處，在落梁的擔架上預置穿心型千斤頂。將雙拼[20和[14組合形成臺架，在臺架下預設空間以便進行下落梁設備卡緊工序，臺架處設雙層分配梁以調高并分離接頭。用千斤頂抬起上落梁，在千斤頂油缸回縮時逐步落梁。用半幅正孔開展落架工序，落架設備左、右幅倒用。在初始半幅落梁時，同時開展剩余兩組半幅落梁內側梁吊桿以及上橫梁下落工序。預置孔需預置在雙拼H588型分配梁中部支點處上方，并與中心點呈線性，在開展實地預設時注意控制偏差。預置孔通常由Φ160 mmPVC管、波紋管組成。

3.2 拆除鋼管支墩

拆卸鋼管支墩需提前切斷兩跨貝雷梁墩頂部相接處的貝雷片、三角撐(加長)和連接弦桿；再切斷墩體上端、支架模型之間的連接點；繼而拆卸砂箱。開展上述工程應先拆卸跨中支點處的兩排鋼管和立柱，同時開展兩側方位鋼支墩拆卸作業，在降壓貝雷桁架的過程中分離梁底部和模板。在拆卸砂箱后，將箱梁兩端吊桿卡緊，在對半幅架拆卸前，需架構、卡緊另外半幅中間部分的吊桿，確保位于鋼管立柱的左、右幅間的支點處中間柱的安全。吊桿卡緊后，可先將落架系統向上調，將貝雷梁與H鋼橫梁焊接于梁上，為安裝鋼管立柱留有空間，將砂箱移除；鋼管立柱拆卸時，先拆連接部分、附墻部件，用吊機將余下支墩處理干凈。再拆卸中部支墩，將卷揚機鋼絲繩穿過原預置孔，以便升吊橫長分配梁，再拆卸縱短分配梁和梁柱間的聯接系統，將大梁緩放至地表。最后拆卸砂箱、鋼管立柱，該步驟采用切割柱腳模式，先將吊耳預置在柱端，用手動葫蘆連接柱端與貝雷梁下部，等切斷柱腳后將立柱穩定下放。

3.3 落貝雷梁

為保持貝雷梁的穩固，在梁落地前應預檢高差數據，提前預設梁體坡度。在獲得高差數據后，首先將兩個落梁位于同側的一端同時往下放，以保障貝雷梁處于平衡狀態，然后逐步將貝雷梁下放地面。如地表坡度較大，在開展鋼管立柱工序時，預留與立柱高差數據相吻合的高度，以暫時支撐梁體，在拆卸梁體后再拆卸這一部分。梁架構所用精軋螺紋鋼長度只有一般型的1/3(一般精軋螺紋鋼長為9 m)，利用連接器增長，以便項目順利開展。初始環節利用一般精軋螺紋鋼來保障首根精軋螺紋鋼高度達6 m。JN12#～JN13#的跨下預設高值只需3 m，直接使用精軋螺紋鋼；如JN12#～JN13#高12.5 m，則要連接三節3 m精軋螺紋鋼。將連接器進行穿孔時，需使用特別的穿孔墊片。

3.4 貝雷梁轉場

拆卸模板、木方后，需將其轉送到下一孔，再對雷梁桁架進行處理。處理時，先將它的橫向聯接部件拆卸，再拆卸其余部件，依類分別轉送到下一孔。

4 結 語

市域鐵路建設規模逐步擴大，且以高架橋建設形式為主，工程中涉及到大量的現澆梁施工作業，對施工技術提出較高的要求。經過本文的分析，提出現澆箱梁支架施工技術的一些具體應用要點，希望能夠給同仁提供參考。