论文部分内容阅读
摘要：本文从施工方案比选、施工方案介绍及施工步骤等方面简述了跨越铁路稳定性较差的I梁的支架法施工。
关键词：跨越铁路 I梁 支架法施工
中图分类号：TU723.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0038-01
1 工程概况
甘肃省公路203线改建工程在宝中线K124+796.45处上跨铁路。桥跨为6孔30m预应力钢筋混凝土I型组合梁（桥梁简支，桥面连续）。第五孔梁中轴线与铁路曲线的切线夹角为49°26′56″、梁底距铁路钢轨面14.5m。铁路线路为碎石道碴、混凝土枕、电气化区段。30m I梁（每孔中梁3孔，边梁2孔）为C50钢筋混凝土，梁外形尺寸均为高1.83m，宽0.6m，梁与梁间距2.75m，内横隔板间距4.85m。每孔梁（横隔板、翼板除外）混凝土体积79.5m3，总重约200t。预应力钢绞线采用低松弛高强度（270级）、直径为15.24mm钢绞线，Rby=1860MPa，Ey=1.95×105MPa，采用GVM15型锚具，张拉控制应力为0.75Rby。预制梁采用两端张拉后张法施工。
2 施工方案比选
I梁稳定性较差且先简支后连续，跨越铁路接触网施工难度较大，后续工作安全无法保证。施工方案的比选对施工比较重要。
2.1 跨铁路30m I梁采用地面预制吊装法施工
在施工现场预制，施工场地狭小影响梁的生产进度；若另选场地或采用外委商品梁场生产是可以的，但后续面临的共同问题：安装时现有的起吊设备难以满足铁路安全距离的要求。采用导梁架进行架梁，工期较长、费用较高、施工场地、后续工作难以满足要求，同时需要封锁铁路线路多次，影响铁路运输效益。
2.2 跨铁路30m I梁采用支架预制纵、横移梁就位方案
采用支架预制，纵、横移梁就位方案，需要对杆件进行简算，保证施工安全；同时，采用支架预制有成熟的施工经验，只是在地基处理和支架搭设上投入费用较多，但支架可以回收利用。加固、处理地基费用及部分支架的摊销费用要比影响铁路的损失经济。
将以上两种方案进行综合分析、比较、论证，决定采用后者即搭设碗扣式支架，在支架上预制、吊机配合纵、横移梁就位施工方案进行施工。
3 施工方案介绍
对该桥第五孔桥梁，采用WDJ多功能脚手架配合51#工字钢，跨越铁路接触网。在铁路中线两侧用WDJ多功能杆件平行搭设五排排架，排架上采用十三根51#工字钢做纵梁，跨越铁路线路，排架与临近墩台间采用满堂支架进行补充，形成整体制梁平台。制梁平台上预制梁5片，每片梁混凝土15.9m3，计重40t。为确保排架稳定，排架与满堂支架采用建筑杆件整体连接，并加设斜杆固定。预制梁前，采用砂袋对制梁平台进行预压，经预压后制作桥梁，待混凝土达到规定强度后，吊机配合移梁至设计位置，然后灌注横隔板、浇筑桥面板。
4 施工步骤
4.1 排架底部原地面硬化处理
为使支架承受的荷载均匀分布并传递给地基，不至于支架底脚处因应力集中发生较大的沉降，对排架底部原地面进行硬化处理。排架搭设时对原地面进行机械夯实，使承载力大于0.5MPa。原地面夯实后，铺设10cm厚的碎石垫层；碎石垫层上灌注20cm厚C15混凝土，作为排架基础。排架基础襟边尺寸不少于0.5cm。当混凝土强度达到要求后铺设枕木基础，以便排架受力均匀。
4.2 按要求搭设排架
排架受力计算：梁与梁相距2.75m，该段平均分布排架立柱为30根，该段梁长度为17.11m，梁自重为23.4t，考虑工字钢、模板及其他料重，总重约36t，立杆平均受力12kN。
WDJ脚手杆设计参数，排架高度大于10m小于15m时，脚手杆单根允许轴心受力为3.0t（29.4kN）。
采用绞接计算方法即忽略多余未知杆将复杂的空间超静定体系简化为静力干系进行计算，经计算设计符合要求。由于该杆件在横向连接后整体刚性很大，不存在失稳问题，连接后横向整体刚度，计算时不考虑。
本方案考虑铁路曲线加宽的影响，排架限界按2.53m进行控制。由于线路左侧杆件搭设于接触网馈线外侧，只需满足接触网安全距离即可，仅计算右侧限界。经计算线路右侧加宽值为88mm，取限界2.53m进行控制；右侧馈线据线路中心6.47m。考虑侧向防电板的安全距离，搭设时按防电板距馈线0.3m、防电板距支架0.3m进行控制。
按设计图搭设排架。排架立杆间距0.3×0.9m布设，每端指点为五个；满堂脚手架按0.6×0.9m布设；平杆间距0.6～0.9m。排架搭设到设计标高后，伸出支架部分用缆风绳固定。搭设排架及支架时注意安全，一边搭设一边加设斜撑和連接杆件，确保排架稳定。搭设完毕并加固牢固后，及时调整高度，铺设纵梁。搭设排架时限界按铁路建筑接近限界进行控制。
4.3 架设工字钢、铺设梁底模板
工字钢挠度计算：51#工字钢按间距1.2m布设，上方铺设100×150mm方木，方木间距0.35m。工字钢型号51#，工字钢与线路垂直，跨度9.6m（取10.0m），间距1.2m，底款0.4m。查有关资料，工字钢I=46470M4，E=17.5×104MPa。按最不利情况布载，按简支梁进行计算（保守），安全系数取1.25。经计算工字钢中点挠度小于L/800m。
架设工字钢、铺设梁底模板。工字钢采用8t吊车吊装，封锁点施工。施工段铁路供电线路上方架设绝缘板，下方设置接地线。人工铺设方木及作业平台。作业平台四周设防护网。
4.4 排架预压
支架搭设完成后进行超载预压（按超载30%进行），材料采用袋装砂，按I梁结构的荷载分布情况进行堆积摆放，在支架上设置观测点，对无载、加载、卸载的状态进行观测，以测定支架在预压过程中的弹性、非弹性变形数据，为底模安装提供基础数据。
预压3d，观测无下沉后，取下砂袋，同位置调平支架，在其上预制桥梁，经张拉、压浆、封端等一系列工序后，桥梁强度达允许移动时，移梁到位，支撑牢固；然后拆除支架，落梁到位。
5 施工体会
（1）施工中重视和加强对排架的沉降变形观测，组织专门测量小组及时分析处理观测数据，为施工过程控制提供依据。
（2）拆模后，梁体的外观质量、几何尺寸满足施工验标要求，张拉后挠度符合设计。
（3）采用忽略多余未知杆铰接计算的办法使杆件承载力计算得到简化，计算能满足施工要求。
关键词：跨越铁路 I梁 支架法施工
中图分类号：TU723.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0038-01
1 工程概况
甘肃省公路203线改建工程在宝中线K124+796.45处上跨铁路。桥跨为6孔30m预应力钢筋混凝土I型组合梁（桥梁简支，桥面连续）。第五孔梁中轴线与铁路曲线的切线夹角为49°26′56″、梁底距铁路钢轨面14.5m。铁路线路为碎石道碴、混凝土枕、电气化区段。30m I梁（每孔中梁3孔，边梁2孔）为C50钢筋混凝土，梁外形尺寸均为高1.83m，宽0.6m，梁与梁间距2.75m，内横隔板间距4.85m。每孔梁（横隔板、翼板除外）混凝土体积79.5m3，总重约200t。预应力钢绞线采用低松弛高强度（270级）、直径为15.24mm钢绞线，Rby=1860MPa，Ey=1.95×105MPa，采用GVM15型锚具，张拉控制应力为0.75Rby。预制梁采用两端张拉后张法施工。
2 施工方案比选
I梁稳定性较差且先简支后连续，跨越铁路接触网施工难度较大，后续工作安全无法保证。施工方案的比选对施工比较重要。
2.1 跨铁路30m I梁采用地面预制吊装法施工
在施工现场预制，施工场地狭小影响梁的生产进度；若另选场地或采用外委商品梁场生产是可以的，但后续面临的共同问题：安装时现有的起吊设备难以满足铁路安全距离的要求。采用导梁架进行架梁，工期较长、费用较高、施工场地、后续工作难以满足要求，同时需要封锁铁路线路多次，影响铁路运输效益。
2.2 跨铁路30m I梁采用支架预制纵、横移梁就位方案
采用支架预制，纵、横移梁就位方案，需要对杆件进行简算，保证施工安全；同时，采用支架预制有成熟的施工经验，只是在地基处理和支架搭设上投入费用较多，但支架可以回收利用。加固、处理地基费用及部分支架的摊销费用要比影响铁路的损失经济。
将以上两种方案进行综合分析、比较、论证，决定采用后者即搭设碗扣式支架，在支架上预制、吊机配合纵、横移梁就位施工方案进行施工。
3 施工方案介绍
对该桥第五孔桥梁，采用WDJ多功能脚手架配合51#工字钢，跨越铁路接触网。在铁路中线两侧用WDJ多功能杆件平行搭设五排排架，排架上采用十三根51#工字钢做纵梁，跨越铁路线路，排架与临近墩台间采用满堂支架进行补充，形成整体制梁平台。制梁平台上预制梁5片，每片梁混凝土15.9m3，计重40t。为确保排架稳定，排架与满堂支架采用建筑杆件整体连接，并加设斜杆固定。预制梁前，采用砂袋对制梁平台进行预压，经预压后制作桥梁，待混凝土达到规定强度后，吊机配合移梁至设计位置，然后灌注横隔板、浇筑桥面板。
4 施工步骤
4.1 排架底部原地面硬化处理
为使支架承受的荷载均匀分布并传递给地基，不至于支架底脚处因应力集中发生较大的沉降，对排架底部原地面进行硬化处理。排架搭设时对原地面进行机械夯实，使承载力大于0.5MPa。原地面夯实后，铺设10cm厚的碎石垫层；碎石垫层上灌注20cm厚C15混凝土，作为排架基础。排架基础襟边尺寸不少于0.5cm。当混凝土强度达到要求后铺设枕木基础，以便排架受力均匀。
4.2 按要求搭设排架
排架受力计算：梁与梁相距2.75m，该段平均分布排架立柱为30根，该段梁长度为17.11m，梁自重为23.4t，考虑工字钢、模板及其他料重，总重约36t，立杆平均受力12kN。
WDJ脚手杆设计参数，排架高度大于10m小于15m时，脚手杆单根允许轴心受力为3.0t（29.4kN）。
采用绞接计算方法即忽略多余未知杆将复杂的空间超静定体系简化为静力干系进行计算，经计算设计符合要求。由于该杆件在横向连接后整体刚性很大，不存在失稳问题，连接后横向整体刚度，计算时不考虑。
本方案考虑铁路曲线加宽的影响，排架限界按2.53m进行控制。由于线路左侧杆件搭设于接触网馈线外侧，只需满足接触网安全距离即可，仅计算右侧限界。经计算线路右侧加宽值为88mm，取限界2.53m进行控制；右侧馈线据线路中心6.47m。考虑侧向防电板的安全距离，搭设时按防电板距馈线0.3m、防电板距支架0.3m进行控制。
按设计图搭设排架。排架立杆间距0.3×0.9m布设，每端指点为五个；满堂脚手架按0.6×0.9m布设；平杆间距0.6～0.9m。排架搭设到设计标高后，伸出支架部分用缆风绳固定。搭设排架及支架时注意安全，一边搭设一边加设斜撑和連接杆件，确保排架稳定。搭设完毕并加固牢固后，及时调整高度，铺设纵梁。搭设排架时限界按铁路建筑接近限界进行控制。
4.3 架设工字钢、铺设梁底模板
工字钢挠度计算：51#工字钢按间距1.2m布设，上方铺设100×150mm方木，方木间距0.35m。工字钢型号51#，工字钢与线路垂直，跨度9.6m（取10.0m），间距1.2m，底款0.4m。查有关资料，工字钢I=46470M4，E=17.5×104MPa。按最不利情况布载，按简支梁进行计算（保守），安全系数取1.25。经计算工字钢中点挠度小于L/800m。
架设工字钢、铺设梁底模板。工字钢采用8t吊车吊装，封锁点施工。施工段铁路供电线路上方架设绝缘板，下方设置接地线。人工铺设方木及作业平台。作业平台四周设防护网。
4.4 排架预压
支架搭设完成后进行超载预压（按超载30%进行），材料采用袋装砂，按I梁结构的荷载分布情况进行堆积摆放，在支架上设置观测点，对无载、加载、卸载的状态进行观测，以测定支架在预压过程中的弹性、非弹性变形数据，为底模安装提供基础数据。
预压3d，观测无下沉后，取下砂袋，同位置调平支架，在其上预制桥梁，经张拉、压浆、封端等一系列工序后，桥梁强度达允许移动时，移梁到位，支撑牢固；然后拆除支架，落梁到位。
5 施工体会
（1）施工中重视和加强对排架的沉降变形观测，组织专门测量小组及时分析处理观测数据，为施工过程控制提供依据。
（2）拆模后，梁体的外观质量、几何尺寸满足施工验标要求，张拉后挠度符合设计。
（3）采用忽略多余未知杆铰接计算的办法使杆件承载力计算得到简化，计算能满足施工要求。