关键词：桥梁工程；框架墩；支架
引言
工程概况：秦沈线大成特大桥改建，里程QSK696+840.35-QSK696+918.97，共计3孔。本桥正线双线，设计速度目标值160km/h，铺设无缝线路，钢轨60kg/m。其中41#墩凿除部分墩身，采用抱箍式加固补强；42#、43#墩凿除既有墩身及承台。新建桩基础采用钻孔桩，墩身改建为框架墩，该框架墩上跨既有沈山甲线，框架墩采用支架现浇施工。改建梁体采用与原结构形式相同的2-10m双线简支T梁，1-24m双线简支T梁。T梁全部采用预制架设法。
1.框架墩及其支架设计
1.1施工准备
施工准备分为材料准备和现场施工条件准备，首先将材料按使用先后顺序陆续进场，对进场的基础钢管柱及碗口脚手架进行外观质量及厚度的检测，利用沈山甲线封锁天窗对框架墩基坑采用钢板桩防护，完成框架墩钻孔桩，承台及墩身施工。在沈山甲线K5+750处设置临时施工专用通道，方便施工人员，工程材料，工程设备进出场。
1.2框架墩支架设计方案
42#、43#墩框架墩横梁横跨沈山甲线，沈山甲线车流量较大，施工期间其下沈山甲线保持运营，且施工场地狭小，无法进行拨接转线，故支架采用满堂式碗口式满堂钢管脚手架，跨铁路部分采用钢管柱支撑工字钢支架，
满堂脚手架满堂式支架采用 C30 钢筋混凝土基础，厚度 20cm。支架采用碗扣式钢管支架，支架顺铁路方向长度不小于 6.0m，两侧立杆超出盖梁宽度不小于 1.75m，盖梁中部立杆纵横向间距均为 0.6m，立杆步距 0.6m。盖梁端部加腋位置立杆垂直线路方向间距0.3m，顺线路方向间距 0.6m。立杆顶部设置 0.15m×0.15m 顺线路方向方木，其上设置 0.1m×0.1m 垂直线路方向方木，间距 0.3m。
钢管柱支架左侧钢管柱采用长 5.0m、宽 1.5m、高 1.0m,C30 钢筋混凝土基础。桥墩承台设置4根内径300mm壁厚10mm钢管柱，甲线左右两侧设置2根钢柱距离甲线中心均为2.5m，同侧2根钢柱间距为1.5m，每根钢柱距外边缘0.25m，在钢管柱到墩身之间搭设脚手架支撑步距为60cm。钢管柱顶部设置高为400mm的2I45b工字钢横梁，横梁顶部设置100mm×100mm方木。
1.3支架施工顺序
⑴预埋件的设置：首先右侧施工承台时预埋钢管柱底座预埋件钢板，施工墩柱混凝土的同时预埋钢管柱横向拉杆预埋件钢板；左侧中间位置浇筑长宽高=6×1.5×1m的混凝土条形基础，同时预埋好钢管柱底座预埋件钢板。⑵立柱安装利用天窗施工计划对既有线两侧立柱钢管安装焊接完成。重点是对倾斜的钢管焊接后必须与墩柱横向连接焊接牢固，避免产生倾斜风险。 ⑶横杆、斜杆、剪刀撑安装：利用B\C类计划将剩余立柱钢管间的横向斜拉及剪刀撑全部焊接完成。⑷横向梁安装：利用利用天窗施工将两侧立柱顶部横梁安装并焊接。保证横梁与立柱连接牢固，避免因既有线列车运行产生的震动而掉落。⑸纵向梁的安装：在纵梁安装前按照设计要求将右侧斜八字焊接完成，再利用天窗施工计划将纵梁采用吊车逐个安装并焊接。在顶部采用角钢临时将所有纵梁焊接成一体。.png)
2支架预压
预压目的：为确保支架施工使用安全，保证梁体施工线形，需对支架进行压载试验。一是检验支架及基础是否满足受力要求；二是实测支架各处挠度变形量，为底模板标高设置提供依据。
预压方式及预压取值
预压采用混凝土预压块分级加载预压，利用25t吊车进行加载及卸载。预压块规格为1.5m×0.6m×0.8m，吊装顺序为先中间后两边，层层均匀摆放。
预压实施方案
以42#墩为例，施工荷载为梁体重量1.2倍，最大施工荷载为（18×2×2）×2.6×1.2=225t，每块预压块1.8t，共需要125块。根据《铁路混凝土梁支架法桥现浇施工技术规程》预压加载按最大施工荷载的60%、80%、100%分三次加载。
每级加载完毕1h后进行支架的变形观测，在各分级荷载施加、观测完成且无异常情况方可进行下一级荷载的施加。加载完毕后每6h测量一次变形值，预压卸荷时间以支架变形稳定为原则确定，最后两次变形量观测平均值之差不大于2mm时，即可终止预压进行卸载。
3钢管柱支架结构简算
支架结构简算是支架设计方案的决定性因素，以下对各受力部位进行简算：
（1）截面高度为2.0m时，以42号框架墩为例，墩高6.5m，盖梁截面为2.0m×2.5m，盖梁下顺盖梁方向设间距0.3m工40b，按照实际尺寸建立支架模型。（2）垂直线路方向40b 工字钢应力最大应力为 78.8MPa＜205 MPa，纵梁跨中最大挠度为 9.9mm<L/400=6720/400=16.8mm。（3）顺线路方向双 40b 工字钢应力最大应力为 55.7MPa＜205 MPa，分配梁跨中最大挠度为 2.5mm<L/400=2000/400=5.0mm。（4）双槽 28b 钢应力最大应力为 44.1MPa＜205 MPa。（5）钢管最大应力 132.7MPa＜205 MPa，钢管稳定性 663×103/（91.106×102×0.751）=96.9MPa＜215MPa。
4支架施工安全保证措施
⑴钢管立柱间设置[20 槽钢剪刀撑进行加固增加其稳定性。⑵墩身附近的 5 根钢管柱采用双槽 28b 与墩身连接，且不得少于两道。且墩身附近的 3 根倾斜支撑的钢管柱端部须采用双槽 28b 与墩身连接，浇筑墩身时注意预埋构件，预埋件中心距离墩边缘 0.5m。⑶斜撑、平联与钢管柱相交部位，钢管柱必须设置高 0.5m 的加强套管。⑷浇筑盖梁混凝土时，必须按照设计要求的施工顺序由支点向两侧对称均衡浇筑，不得由一侧向另一侧浇筑。⑸盖梁加腋下布置横桥向 I40b 下焊接楔形垫块找平，以便与 2I40b 纵梁水平接触。⑹支架的架设、拆除以及盖梁的浇筑均应在铁路“天窗”时间进行。⑺梁底模板需按照计算的挠度及盖梁反拱的要求设置预拱度。⑻钢管柱支架 I40b 纵梁底距离沈山甲线轨面 5.65m，应确认好接触网过渡方案，经铁路相关部门审批合格后方可实施，以免发生安全事故。⑼拆除 24m 简支 T 梁用绳锯分解前，需采取措施使梁体与下方的满堂支架均匀受力。梁体先纵向分隔，再逐片横向分割，分割一片吊走一片，再分割下一片梁，保证拆除过程中梁体稳定。⑽支架外侧挂好防落网，防止支架施工时影响沈山甲线列车运行。
结语
本文结合秦沈线大成特大桥改建的工程概况，综合考虑施工场地的限制及减少对铁路运输的影响，提出了满堂式钢管脚手架结合钢管柱门洞支架的设计方案。进一步确定上跨铁路既有线框架墩支架设计的合理性，可为类似工程设计提供参考。
论文作者:乔利锋
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：支架论文; 钢管论文; 预压论文; 框架论文; 预埋件论文; 铁路论文; 立柱论文; 《工程管理前沿》2020年第4期论文;