斜支墩膺架法在客运专线铁路箱梁施工中的应用

　　1 工程概况

　　新建杭甬客运专线铁路宁波特大桥619-620#墩，墩高2.85m，跨度为40m简支箱梁，桥面宽度12m，梁体为双向预应力混凝土结构箱梁。原设计方案为现浇膺架法施工。因跨度较大，需在40m跨度中间设置多个支墩作为支点。

　　本跨40m箱梁主要跨越结构为：宁波市江北区星光燃气公司的天燃气管道(管道φ100cm，埋深至地表5m)，该管道为宁波市居民提供生活用天燃气。管道与杭甬客运专线铁路斜交51°，在该箱梁下斜向穿过，设置竖直的钢管支墩必须对燃气管线进行迁移并对下部基础进行处理。对管道进行迁移和竖直支墩下部的基础处理造成施工成本的提高、施工进度的拖延、管线迁移过程中存在较大的安全风险。

　　2 总体施工方案及步骤

　　2.1 总体布置方案

　　为了保证安全质量、满足进度、有效利用现有条件的同时降低成本，提出在承台上分别加设竖直钢管支墩及斜钢管支墩，上部膺架法施工的施工方案。

　　2.2 施工步骤

　　(1)步骤1：第一阶大承台上C30混凝土块⑨浇筑及预埋件⑦⑧的设置。

　　(2)步骤2：第二阶小承台上大钢管④的拼装支立及钢管顶部型钢③②的拼装。

　　(3)步骤3：C30混凝土块上斜钢管⑥的拼装及⑤杆件的拼装。

　　(4)步骤4：贝雷膺架①的拼装。

　　(5)步骤5：膺架的预压。

　　(6)步骤6：40m箱梁梁体施工。

　　3 关键施工技术

　　3.1 斜支架整体稳定性计算

　　使用结构计算软件(MIDAS6.71)对斜架支撑体系的稳定性进行模拟计算，杆件材料及结构构成模拟见图3，相对失稳状态见图4。

　　3.2 竖直及斜支墩的拼装

　　竖直钢管支墩采用直径530mm、壁厚7mm的钢管;斜撑采用直径700mm、壁厚13mm的钢管。首先按照设计尺寸制作好，顶部焊上10mm厚的钢板。待支墩承台施工完并达到设计强度后，采用吊机安装，将其焊接在承台的预埋钢板上，钢管四周用四块1cm厚的三角形钢板加固，焊缝必须饱满。钢管支墩垂直度偏差控制在0.5%内，同一截面上的钢管必须在同一条直线，确保横梁安装后钢管支墩不偏心受压。斜撑之间采用双拼工字钢做纵向支撑，纵向支撑与斜撑之间增加一块1cm厚的钢板，互相之间焊接必须饱满牢固。单片钢管支架(两根钢管加中间桁架加强)先在陆地加工焊接好，再进行吊装安装，因斜钢管会产生弯矩，所以在安装时，必须将钢管与预埋钢板之间焊接牢固后，吊机方可脱钩。

　　3.3 斜钢管连接节点

　　斜钢管上下节点连接采用J506焊条施焊，焊缝采用直角焊缝，焊缝高度10mm，工字钢或槽钢的两侧均必须与钢板焊接，斜钢管全断面与钢板焊接，同时在钝角位置再用1cm厚三角形钢板加强焊接，支点位置的槽钢和工字钢都必须用加劲板加强焊接，上下必须顶紧并焊接牢固。

　　3.4 支墩顶部横纵梁平台施工

　　横梁采用12m长双拼40b工字钢，直接焊接在钢管支墩顶部的钢板上， 横梁与钢管顶部接触应密贴、均匀，不得有空隙，在各支点处横梁上用加劲板局部加强。

　　纵梁采用贝雷梁，贝雷梁采用国产321公路钢桥桁架，横向布置为22片，首先平整场地，预先拼装好，即将单片贝雷梁横向、纵向连接，然后通过两台50吨吊机抬吊到中间临时墩上，吊机分别停在便道侧的两个墩身边，最后将贝雷梁上下通过φ48钢管连为整体，贝雷上下部每3m布置一道。贝雷梁在钢管支墩处宜设工字钢加强支撑，特别是支点位置不在贝雷的节点处时，必须加强。贝雷梁与横梁之间间隔的用U型卡连接，防止贝雷纵横向滑移。

　　施工前，先放出排架的位置线及排架加密区和纵横方向控制轴线，根据控制轴线和排架加密情况确定排架立杆位置，进行安装底托，用水准仪测定排架底托高程，根据图纸设计高程，调整排架立杆高度，搭设排架。拼装时应随时检查横杆水平度和立杆垂直度，还应该随时注意水平框的直角度，不至于支架偏扭，立杆垂直度偏差小于0.5%。

　　3.5 膺架预压

　　(1)预压目的：①检查支架的安全性，确保施工安全。②消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。

　　(2)预压材料：①砂包：主要预压荷载。②防水帆布：砂包防雨水。③钢丝绳：拉锚。

　　(3)预压设备：25t吊机2部。

　　(4)预压荷载：1.2倍箱梁自重。

　　(5)观测点布置：每个断面沉降观测点布置3个点，梁中心线上一个点，两边腹板下各一个点。

　　(6)加载顺序步骤：按荷载总重的0→25%→50%→100%→120%→100%→50%→25%→0进行加载及卸载，并测得各级荷载下的观测点变形值。加载顺序按砼浇筑的工况进行，及先底板，后腹板，再顶板;先低处，后高处;分层进行。

　　(7)变形观测：荷载施加120%后，前4个小时每2小时观测一次，此后每4小时观测一次。

　　(8)卸载：加载48小时后，当观测的沉降值小于0.5mm/天时，即可认为沉降趋于稳定，按荷载总重的120%→100%→50%→25%→0进行卸载。

　　3.6 膺架拆除

　　预应力施工完成后，膺架即可拆除，拆除的顺序：先拆除跨中间部分，再由中间向两边(支座处)对称拆除，使箱梁逐渐受力。先落下两个中支点的砂箱，再下落两个边支点的砂箱，接着方可抽出底模竹胶板和方木。

　　贝雷架采用两台吊机配合吊装至地面，先吊装靠施工便道侧翼板下4片贝雷，2片一组分别吊装，底板下贝雷先采用手拉葫芦将贝雷移至翼板下，移动时4个支点位置同时设手拉葫芦，并同时拉动，移动时必须3片以上同时进行，以保证稳定性，同时与其他贝雷连成一体，边移动、边松开，始终确保被移动的贝雷稳定。

　　4 结束语

　　杭甬客运专线铁路是我国沿海高速铁路的重要组成部分，宁波特大桥是杭甬铁路客运专线连接余姚与宁波的特大高架桥，全长30.1公里。其中大部分采用预制架设的32m、24m普通简支箱梁。当遇下部特殊结构时，采用多种跨度形式的梁体整体现浇或悬灌施工。如采用现浇法施工遇跨越特殊结构时，无法施工，直接影响全桥预制简支箱梁的架设速度，影响整体工期。跨星光燃气管线40m简支梁在特殊情况下，采用斜支墩膺架法施工，既保证了施工的安全、质量、进度又在特殊情况下节约了成本。同时也给类似特殊情况的桥梁的施工提供了很好的参考。

　　参考文献

　　1、《客运专线桥涵施工技术指南》(TZ213-2005)

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文章名称： 斜支墩膺架法在客运专线铁路箱梁施工中的应用

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