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竖向空间受限条件下的桥梁支架设计及施工方案（职称论文）

大跨度桥梁支架设计及施工方案

摘要由于受设计规范要求、地形条件限制、征地拆迁影响等因素，部分现浇桥梁在设计之初很难兼顾到施工过程中的支架搭设。因此桥梁现浇施工中经常存在支架搭设的竖向空间不足的问题，若跨度较大，则无法通过简单加大支撑结构的截面尺寸来解决问题。本文以跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁工程为例，介绍了一些解决该问题的一些思路和方法。

关键词竖向空间受限大跨度支架转线钢管贝雷梁

宁启复线电化工程为时速200km的客货共线铁路，在海安县站大里程段根据设计规范要求线路纵坡取到了最大的11.5‰。跨新长线特大桥门式墩刚构连续梁设计目的为跨越距海安县火车站中心仅1.7km处的正元港务专用线、既有新长线、既有宁启线，该三股线路目前为非电气化铁路，规划改造为电气化铁路。非电气化铁路竖向限界高度为5.50m，电气化铁路竖向限界高度为7.50m。由于线路纵坡和铁路限界因素的制约，设计采用梁体嵌入门式墩盖梁的结构形式，节省了所需占用的竖向空间。设计梁底距轨顶约8.5m，由于跨越多股线路，设计门式墩盖梁最大跨度达到了26m。为保证铁路限界不能过大增加支架系统的截面尺寸，但支架的跨度很大，所以支架的设计极为复杂；施工中既要保持施工连续性，保证施工进度，又要确保运营线正常运营，施工中安全风险非常大。

我们从设计源头、最简单的脚手架搭设方案开始考虑，列举各种可能的设计方案JT／T 1270.3-2019标准下载，进行优缺点比较来确定最终的设计方案。各种主要的设计方案如下：

方案简介：设计刚构连续梁嵌在门式墩盖梁内，盖梁与墩柱为刚结。考虑如下变更：门式墩盖梁预制，在墩柱顶设支座，盖梁采用吊车架设在墩柱上，再在盖梁上部设支座，纵梁采用简支梁，用吊车或架桥机架设。

优点：将连续梁变更为简支梁，采用吊车或架桥机架设,减少了支架搭设，有利于节约成本和工期。

缺点：原设计梁底距轨顶约8.5m，若变更成简支梁，截面高度增加3m左右，由于纵坡限制，梁顶标高不变，那么梁底距轨顶仅5.5m，不满足未来规划的电气化铁路限界7.50m的要求。

方案简介：门式墩盖梁和连续纵梁施工支架采用满堂脚手架，由于跨三股运营线，若搭设满堂脚手架需临时改移该三股线路。

优点：支架搭设简单，容易施工，安全压力小。

缺点：需临时改移三股铁路运营线，过渡费用大，对铁路运营影响大，工期长。

方案简介：门式墩盖梁跨度大，自重大，由于受铁路限界限制不能过大增加支架截面高度，为解决这个问题，模板支撑系统采用斜拉索加固，需要在门式墩立柱外侧增加斜拉索塔。

优点：支架搭设跨度可以很大，对既有铁路运营影响小。

缺点：需要增加斜拉索塔和拉索，工艺复杂，费用大，工期长。

方案四：跨三股线路的型钢组合支架法

方案简介：为了减小支架搭设跨度，在两股铁路运营线线间增加支撑立柱。

优点：施工工艺较简单。

缺点：两股铁路运营线线间距仅5.3m，铁路限界4.88m，故能够增加的支撑立柱截面尺寸不能超过42cm，对铁路运营影响大，工期长。

方案五：跨两股线路的型钢组合支架法

方案简介：为了减小支架搭设跨度，并将对铁路运营线的影响降到最小，通过增加道岔，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路，支架采用钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系。

优点：施工工艺较简单，对既有铁路运营影响小。

经过反复研究，根据安全可靠、经济合理的原则，选择施工工艺合理可行，对既有线影响小的方案五：通过增加道岔，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路，支架采用钻孔桩基础+钢管立柱+贝雷梁横梁+H型钢纵梁的大跨度组合支撑体系，很好地解决了既有运营线上方搭设大跨度支架的难题。该支架体系设计合理，所有连接均为刚性连接，结构刚度大，强度高，整体性好。H型钢纵梁上满铺方木、竹胶板，很好的对既有运营线进行了防护，保证了行车安全，对跨多股铁路运行线桥梁施工具有很强的适用性。

之所以选择方案五，主要是该工程的各种条件限制而决定，其它四种方案在其它类似工程中仍有很强的适用性，若施工条件略有变化，我们还是要各种方案都要先行考虑，根据实际情况选择合理的方案。

在既有宁启线和既有正元港务线各接入一组12#道岔，将既有正元港务线临时转入既有宁启线，将原来的跨三股线路优化为跨两股线路。

支架基础采用直径1.0m，桩长30m的钻孔桩，上部用钢筋砼系梁连接。系梁上预埋钢板，支撑采用大直径钢管立柱，立柱与预埋钢板焊接。钢管立柱上方采用砂箱来调整标高以便脱模，砂箱上方采用H型钢短横梁连接以便安放跨铁路横梁。

系梁施工完成后，将系梁顶部预埋钢板打磨、清理干净。钢管立柱进场后，进行编号，放置在指定位置准备吊装。

吊装钢管立柱，先在钢管立柱上部焊接两个临时挂耳，挂耳位置距钢管立柱顶部约为四分之一钢管长度，两个挂耳分别连接一条直径为8mm的钢丝绳，钢丝绳长度约为20m。吊装时，利用25t吊车按编号将钢管吊至对应位置，将钢管立柱底部钢板螺栓孔与预埋钢板螺栓对齐。落下钢管立柱，安装螺帽临时固定钢管立柱并临时固定钢丝绳。临时固定好钢管立柱后，安排人员在钢管立柱上部安放两个垂球，量取垂线上部和下部与钢管立柱之间的距离后，根据垂线上下距离之差确定钢管立柱的垂直度。待垂直度调整好后，安排两名焊工对称焊接钢管立柱底端钢板与预埋钢板。相邻两根钢管立柱安装完成后，即开始焊接柱间支撑。

钢管立柱安装完成后，利用25t吊车将对应编号的砂箱吊装至对应钢管立柱顶部，砂箱与钢管立柱顶部钢板之间进行焊接，焊缝长度为每条边10cm。为保证砂箱在拆除支架时能够顺利下沉，必须在砂箱内管外壁涂抹一层黄油。

纵梁采用HW400*400，腹板下部并排4根，底板及翼缘板下部间距90cm。HW400*400纵梁上满铺15cm方木全封闭对下部既有铁路进行防护。

H型钢横梁安装利用25t汽车吊将指定H型钢吊装到位，保证H型钢与砂箱中心线重合。同时，利用水准仪对H型钢顶标高进行复测，如有偏差土建类施工组织设计，利用薄钢板进行调整，保证同一H型钢下部砂箱与H型钢之间接触牢靠，H型钢两端标高与设计标高一致。H型钢与砂箱顶板之间采用焊接连接，每边焊缝长度宜为10cm。

H型钢纵梁安装利用50t汽车吊将对应长度的H型钢纵梁吊装到位。相邻两H型钢之间采用帮条焊，即先将两H型钢的腹板及翼缘焊接，然后在腹板两侧靠上部分各帮焊一块长30cm、高20cm、厚1cm的钢板。贝雷梁拼装时，现在场地内铺设方木作为支垫，将四（五）片贝雷片利用支架连接牢固，然后依次拼装剩余贝雷片，贝雷片纵向之间的连接采用轴销连接。贝雷梁采用200t汽车吊吊装，吊装前将贝雷梁各杆件连接完毕。支撑连接结构有斜撑、桁架螺栓、弦杆螺栓、斜撑螺栓等多种构件。贝雷梁吊装前先在横梁上定出贝雷梁准确位置，就位后立即用U型卡将贝雷梁与横梁连接固定。吊装前要进行试吊装，整个吊装过程根据试吊确定的参数进行。

本文所论述的设计和施工方案可广泛适用于跨交通线路桥梁或构筑物竖向空间受限条件下的施工。除了详细描述的方案五，其它四种方案在类似工程也仍有很强的适用性，要根据实际情况选择合理的方案。方案五中的贝雷梁间距及H型钢型号需要根据工程项目的力学要求，采用建模检算确定最经济合理的布置形式和选材。

张盛立《实用钢材手册》广东科技出版社1998

黄绍金刘陌生《装配式公路钢桥多用途使用手册》人民交通出版社2002

JGJT27-2014标准下载同济大学航空航天与力学学院《材料力学》同济大学出版社2005

龙驭球包世华《结构力学》高等教育出版社2006

中铁宝桥集团有限公司《铁路道岔参数手册》中国铁道出版社2009