客运专线非标调跨简支箱梁预制架设技术

客运专线非标调跨简支箱梁预制架设技术 客运专线非标调跨简支箱梁预制架设技术

孙新峰

(中铁六局集团有限公司，北京 100036)

摘 要：针对石济客专5孔25.5～32.6 m跨度非标调跨简支箱梁的施工，改造标准跨部分节段内模和对架桥机作局部修改，满足了现场少量非标调跨梁的制造与架设要求。介绍了架设非标调跨梁因支点位置变化对已架相邻梁的受力检算过程，并对支架法与预制架设法施工进行了经济对比分析，经济及社会效益良好，为以后施工此类非标调跨简支箱梁制定方案提供了参考。

关键词：非标调跨简支箱梁；预制架设；支架现浇

1 工程概况

石济铁路客运专线SJZ-5标景德特大桥共有5孔非标调跨梁，分别为第520孔梁长为30.08 m，第651孔梁长为27.82 m，第654孔梁长为29.42 m，第738孔梁长为25.4 m，第1005孔梁长为26.84 m。非标调跨梁设计采用支架法现浇施工。非标调跨梁为单箱单室结构，箱梁顶宽12.2 m，底宽5.3 m，中间梁高2.686 m，箱梁跨中截面如图1所示。

图1 箱梁断面图(单位：mm)

2 方案制定

考虑到非标调跨梁与标准预制架设的20.6 m、24.6 m、32.6 m梁结构外型尺寸相同，制梁场外模均为侧模夹端模，内模为分节液压形式可以拆分，具备梁场制梁条件。架桥机设计加工时，仅考虑了20.6 m、24.6 m、32.6 m标准梁的变跨要求，架设非标调跨梁时需结合不同架桥机型式，对架桥机进行改造。

由于本标段墩身高度最高达到23.5 m，支架法施工安全隐患大，地基处理、支架、模板等临时工程费用高，且施工最少需2个月时间，综合考虑后，决定采用在制梁场预制、架桥机架设的方法进行施工。根据本标段架桥机配置，519#～520#间30.08 m梁、650#～651#间27.82 m梁、653#～654#间29.42 m梁位于吴桥梁场范围，采用意大利艾登公司的LG900H型辅助导梁式架桥机进行架设；1004#～1005#间26.84 m梁位于德州梁场范围，采用中铁工程机械研究设计院有限公司的JQ900A型架桥机进行改造架设。需提前确定架桥机改造的范围，比如导梁上变跨时孔位变化引起的改造，对架桥机后腿受力点变化进行检算。

3 预制架设非标调跨梁施工工艺流程

方案制定→架设非标调跨梁因支点位置变化对已架相邻梁受力检算→架桥机改造→非标调跨梁预制→非标调跨梁架设。

4 预制架设非标调跨梁关键施工技术

4.1 架设非标调跨梁经过已架梁受力检算

根据各种架桥机的结构原理、过孔方式、提梁方式，认真分析运、架梁工况，确定最大受力工况为后吊梁小车吊起非标调跨梁时，对已架设的邻孔32.6 m标准梁产生的集中力作用点向梁跨中心偏移，此时造成的弯矩最大。检算中相关恒、活荷载取值如表1所示。

检算内容：运梁车通过32.6 m主桥时，主梁截 面验算；架桥机作业时，主梁截面验算。

表1 架桥机过标准梁受力

架桥机所处相邻梁的预制梁梁长/m架桥机后支腿所处位置距已架梁梁端纵向距离/m架桥机自重在后支腿产生的压力/kN非标梁的自重/kN运梁车自重在桥上产生的压力/kN已架梁上运梁车均布荷载长度/m已架梁上运梁车均布荷载q1/(kN/m)已架梁上梁自重均布荷载q2/(kN/m)后支点最大集中压力f1/kN32．604．733520．06652．52098．627．8775．3225．58057．032．608．753520．05770．91795．923．8575．3225．57784．724．606．333520．06301．61375．818．2775．3225．57968．9

检算结果判别标准：鉴于主梁为预应力混凝土结构，为保证架梁施工期间主梁除承载力满足施工要求外，还不能对后期运营造成不利影响。采用铁路设计规范，本次检算主梁单元截面控制应力取值为：最大控制拉应力

　　；最大控制压应力

　　16.2 MPa。

根据检算，25.4 m梁架设时,相邻32 m梁受力无法满足要求；30.08 m、27.82 m、29.42 m梁架设时，可以满足要求。

4.2 架桥机改造

4.2.1 吴桥LG900H辅助导梁式架桥机

架桥机下导梁梁体为钢结构箱式结构，前支腿与导梁通过螺栓连接，连接位置处在导梁箱室内设置有支撑加强筋板。当架设27.82 m、29.42 m、30.08 m非标梁时，通过改造下导梁前支腿支撑位置即可。

根据非标梁的不同孔跨，在下导梁前端重新标定前支腿的安装位置。经原架桥机设计单位计算，架设24.6 m与32.6 m之间孔跨梁时，按标定的对应位置，在导梁箱室内部加焊支撑加强筋板，底板位置重新钻孔与支腿连接，可以满足架设非标梁时导梁的受力要求。

由于本架桥机此次架设的非标梁为27.82 m、29.42 m、30.08 m，3孔非标梁跨度之差小于桥墩墩顶的宽度(线路纵向)，故只需改造一处导梁，使架设各孔梁时导梁前支腿均位于桥墩上，就可以满足3孔非标梁的架设。

根据架设标准32 m箱梁时导梁前支腿的支撑位置计算，架设27.82 m非标梁的导梁前支腿支撑位置位于距离32.6 m支撑点4 780 mm处(即导梁T3段上)，由于新支撑点的位置距离导梁T3段端头太近，考虑到便于改造施工，将支撑点的位置向导梁后侧移动了270 mm以避开T3端头螺栓群，如图2所示。

图2 导梁局部改造图(单位：mm)

在导梁过孔时，导梁前支腿支撑垫箱只要全部位于桥墩上，保证架桥机安全过孔后前腿支放在桥墩设计位置即可，如图3所示。导梁前支腿支撑垫箱长宽尺寸为0.32 m×0.32 m，要求支撑垫箱完全支撑于墩顶，桥墩墩顶宽度为3 m，考虑到墩顶边沿5 cm的倒角处无法支垫支腿垫箱，且导梁改造时为避开螺栓群向后退了0.27 m，墩顶实际可用工作宽度范围为(3-0.05×2-0.32-0.27)m=2.31 m。也就是说，在导梁此处改造后，架桥机可架设最短(27.82-0.27)m=27.55 m非标调跨梁，最长(27.82+2.31)m=30.13 m非标调跨梁。

图3 架设3孔非标梁时导梁前支腿在桥墩上的支垫位置(单位：cm)

4.2.2 德州JQ900A架桥机

JQ900A架桥机主梁梁体为钢结构箱式结构，1号柱与主梁通过销轴连接，铰座与主梁通过螺栓连接，连接位置处在主梁箱室内设置有支撑加强筋板。由于此种架桥机不存在辅助导梁，当架设非标梁时，只需要改造1号柱支撑位置即可。

为此，在架设跨度为26.84 m的非标梁时，采用了改造1号柱在主梁上支撑位置的方法。架桥机架设26.84 m非标梁时，按照架设32.6 m箱梁的工况进行施工，2号柱支撑于桥面梁端处，1号柱利用32 m箱梁的架设工况向后倒退5.76 m，支撑于非标梁墩台的前端，桥墩上的支撑位置和架设32.6 m箱梁时支撑位置相同。由于架桥机在架梁过程中，1号柱为受力支点，经过咨询架桥机制造单位和设计单位受力检算，通过在架桥机的两段主梁内加设加强筋板，能够满足架设非标梁时主梁结构的抗剪强度。此种架桥机改造需一种跨度改造一个1号柱铰座，本次改造后1号柱铰座在主梁上的支撑位置距离32.6 m标准梁支撑点5.76 m处，改造位置如图4所示。

图4 JQ900A架桥机主梁改造位置示意图(单位：mm)

4.3 非标调跨梁预制

为最大限度的减少因模板改造造成的浪费，本标段4孔非标调跨梁选取一套32 m内模改造，集中一套模板、集中一个时间段预制。先预制跨度大的，再预制跨度小的，然后将模板重新拼装、焊接牢固，打磨光滑、平整，继续预制标准跨梁。

内模改造最大的难点在于内模是液压式的，而且是分段的。内模是由标准长度的节段拼装而成，一般为2～4 m/每段，每节之间采用螺丝连接。为了保证模板改造后能恢复使用，非标准跨度的梁，采用单独加工一块非标准长度的模板和原模板拼装连接在一起。首先确定拆下哪块标准宽度的模板，模板拆开后将事先加工好的非标长度的模板用螺栓连接在一起，缝隙采用泡沫胶填充，进行受力计算，增加液压杆；端模进行简单改造，根据非标梁尺寸向中间部位移动，固定采用内撑外顶，然后进行细微尺寸的改装，整个模板改装完成。

非标梁生产前，除了要对模板进行改造外，还需对梁体钢筋绑扎胎具进行改造，特别是要提前确定梁场是否预制非标调跨梁，对标准梁的制梁台位端部基础进行加固，提前把存梁台位基础做好。各种条件具备以后，方可开始生产非标准跨度梁。

4.4 非标调跨梁架设

非标调跨梁的架设与标准箱梁架设方法相同。需要特别重视，加强对改造部位焊接质量、螺栓拧紧力的检查，加强领导盯控。对LG900H辅助导梁式架桥机，有条件时适当加大后支点梁顶钢板尺寸，扩大受力面积。

5 两种方法分析对比

从工期上来讲，在不影响架梁的前提下，支架现浇和预制架设均可满足工期需要，且预制架设较支架现浇受冬季施工影响小；从费用上来讲，预制架设可实现地基处理和周转料的节约，利用梁场既有台座和模板进行周转即可，大大节约成本支出；从安全质量来讲，预制梁的质量要明显比支架现浇要容易控制，针对高墩支架现浇，还可消除高处作业和支架塌坍的风险。

6 结束语

采用本方案既可节约地基处理和材料周转费用，还可减少工期，保证梁的质量。可为类似工程提供有益借鉴。

传 承 专 业 知 识 追 引 技 术 潮 流

On the Pre-casting and Erecting Techniques for Simply Supported Non-Standard Span-Adjustable Box Girders for Passengers-Oriented Railways

SUN Xinfeng

(The 6th Bureau Group Co. Ltd. of China Railway，Beijing 100036,China)

Abstract：Aiming at solving the problems in the construction of the five 25.5-32.6 m-spanned non-standard span-adjustable simply supported box girders for the Shijiazhuang-Ji'nan Passengers-oriented Railway,the internal forms of standard span for part of the sections are transformed and the bridge erector is locally altered to meet the needs of site-casting and erecting the minor non-standard span-adjustable box girders.Introduced in the paper is the checking process of calculating the force of the erected adjacent beams resulting from the change in the fulcrum position,with the economic benefits of the bridge to be built respectively by the support method and the pre-casting-erecting method compared and analyzed,upon the basis of which it is found that both the economic and social benefits of the present construction method are good.The paper may serve as a useful reference for the construction of such non-standard span-adjustable box girders in the future.

Key words：non-standard span-adjustable simply supported box girder;pre-casting and erecting;cast-in-place support

收稿日期：2016-10-27

作者简介：孙新峰(1975—)，男，高级工程师，主要从事铁道工程技术管理工作。

DOI：10.13219/j.gjgyat.2017.02.019

中图分类号：U448.217

文献标识码：B

文章编号：1672-3953(2017)02-0071-04