铁路高墩连续梁0号块托架及临时固结的设计与施工

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1、铁路高墩连续梁 0 号块托架及临时固结的 设计与施工唐晶晶中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司摘 要 连 续 梁 是 铁 路 建 设 中 普 遍 存 在 的 结 构 形 式 ， 施 工 技 术 在 国 内 已 非 常 成 熟 。 但 是 如 果 墩 柱 过高 ， 则 连 续 梁 0 号 块 的 施 工 难 度 大 、 成 本 高 ， 其 中 的 重 难 点 在 于 承 重 托 架 和 临 时 固 结 的 施 工 。 为 此着重介绍了高墩连续梁 0 号块托架以及临时固结的设计和施工方法。关键词 高墩连续梁 0 号块托架 临时固结1 工程概况钟 鸣 特 大 桥 上 跨 芜 铜 铁 路 钟 鸣 车

2、站 ， 为 三 跨 预 应 力连续箱 梁 （ 见图 1） ， 采 用 悬臂浇筑 施 工方案 。 梁 全长 145.5 m， 计 算 跨 度 为 40 m+64 m+40 m， 主 墩 上 梁 高 6.05 m。 梁 体 为 单 箱 单 室 、 变 高 度 、 变 截 面 结构 ， 箱 梁 顶 宽 12.0 m， 箱 梁 底 宽 6.7 m， 其 中 0 号 块长 10 m。 连 续 梁 主 墩 为 空 心 墩 ， 高 34.5 m， 顶 部 为 4 m 厚 实 心 墩 帽 ， 墩 顶 平 面 尺 寸 为 5.4 m10.0 m， 设 置 牛腿托架 ， 螺 栓处墩身 壁 厚 61.9 cm。图

3、1 钟鸣特大桥跨芜铜铁路钟鸣车站连续梁在 空 心 高 墩 施 工 完 毕 之 后 ， 外 侧 脚 手 架 暂 不 拆 除，作为 0 号 块 托 架 及 临 时 固 结 施 工 的 作 业 平 台 。采用塔吊进行吊装施工。2 方案选择普 通 连 续 梁 0 号 块 施 工 一 般 采 用 脚 手 支 架 或 者 钢 管 支 架 平 台 作 为 承 重 支 架 ， 但 由 于 该 连 续 梁 主 墩 高 34.5 m， 按 此 方 案 则 存 在 较 大 的 安 全 风 险 ， 且 不 经 济 ； 而 采 用 牛 腿 托 架 ， 作 用 在 主 墩 上 ， 安 装 快 捷 方 便 ， 安全可 靠

4、， 非常适用。另 外 ， 为 了 保 证 连 续 梁 的 施 工 安 全 ， 一 般 的 临 时 固 结 方 案 通 常 在 承 台 上 设 置 钢 管 支 撑 ， 以 确 保 2.0 以 上的抗倾 覆 安全系数 。 但 该连续 梁 主墩过高， 钢 管 支 撑 不 安 全 ， 经 过 认 真 分 析 计 算 ， 确 定 在 墩 顶 设 置 混 凝 土 临 时 支 座 以 及 螺 纹 钢 与 箱 梁 连 接 ， 既 经 济又 安 全。3 0 号块托架的方案设计0 号块托架采用牛腿托架，具有体积小、用材 省 、 传 力 路 径 明 确 等 优 点 。 浇 筑 混 凝 土 时 托 架 的 传 力 路

5、 径 为 ： 新 浇 混 凝 土 模 板 方 木 脚 手 支 架 纵向分配梁横向分配梁牛腿墩身。3.1 托架上脚手支架的设计箱 梁 底 板 直 接 作 用 在 脚 手 支 架 上 ， 翼 板 下 脚 手 支架采用间距 60 cm60 cm， 底 腹 板 下 脚 手 支 架 间0010 030 槽钢纵梁0 37 81 15 排贝雷片横梁0 32 精轧螺纹钢2338763牛腿连接系00 三角牛腿2619 100 钢棒距 60 cm30 cm， 其 余 60 cm60 cm， 支 架 步 距 1.5 m，脚 手 支 架 作 用 在 牛 腿 托 架 上 。 底 模 及 侧 模 均 采 用 2 cm 厚

6、 木 模 ， 底 板 底 模 下 横 向 楞 木 采 用 8 cm10 cm 方 木，间距 25 cm，纵向楞木采用 10 cm15 cm 方 木 ， 间 距 60 cm。 墩 身 部 位 直 接 采 用 15 cm15 cm 方 木 进 行 铺 设 ， 其 下 采 用 木 楔 铺 垫 。 侧 模 竖 向 楞 木 采用 8 cm10 cm 方 木 ， 间 距 30 cm， 横 向 采 用 双 排 脚手钢管，间距 60 cm。侧模设 3 道 钢 管 支 撑 ， 间 距 为 120 cm， 梅 花 形 布 置 。 腹 板 内 外 模 间 设 14 mm 对 拉 螺 栓 ， 间 距 为 60 cm6

7、0 cm。3.2 牛腿托架的设计托 架 主 要 由 三 角 牛 腿 (包 括 横 杆 、 斜 杆 、 竖 杆 )、 纵 向 分 配 梁 、 横 向 分 配 梁 等 组 成 ， 如 图 2 所示。图 2 牛腿托架侧面纵 向 分 配 梁 起 着 均 化 底 模 所 承 受 的 箱 梁 顶 板 、 腹 板 以 及 底 板 等 荷 载 的 作 用 ； 同 时 起 着 作 为 侧 模 支 撑 点 的 作 用 。 纵 向 分 配 梁 采 用 30 槽 钢 。 纵 向 分 配 梁在箱梁底腹板处间距为 30 cm，其余位置间距为60 cm。横 向 分 配 梁 承 受 来 自 纵 向 分 配 梁 的 荷 载 ，

8、 采 用 贝 雷 片 。 横 向 分 配 梁 均 匀 铺 设 在 牛 腿 托 架 上 。 贝 雷 片为 5 排 加 强 型 贝 雷 片 ， 在 地 面 拼 装 好 后 整 体 吊 至 牛 腿 托 架 上 ， 与 牛 腿 托 架 用 螺 栓 连 接 。牛 腿 为 三 角 牛 腿 ， 由 横 杆 、 斜 杆 、 竖 杆 组 成 ， 采 用 H 300 mm300 mm 型钢。考虑到杆件之间如采 用 销 接 将 增 加 牛 腿 托 架 的 沉 降 变 形 ， 因 此 采 用 焊 接 ， 但 焊 缝 质 量 必 须 满 足 要 求 。 牛 腿 在 工 厂 加 工 完 成 后 ， 运 送 至 工 地 直

9、 接 安 装 在 墩 顶 两 侧 ， 共 对 称 设置 4 个。每个牛腿上部依靠 2 根 32 mm 精轧螺纹钢， 下部依靠 1 根 100 mm 钢棒固定在墩顶两侧。精 轧 螺 纹 钢 仅 起 抗 拉 作 用 ， 因 此 在 锚 固 位 置 处 牛 腿 钢 板 应 设 置 竖 向 长 孔 ， 避 免 精 轧 螺 纹 钢 承 受 剪 力 ； 钢棒 两 头 加 工 丝 牙 ， 将 牛 腿 下 部 固 定 在 墩 柱 上 ， 起 抗 剪作用。同 侧 的 2 个 牛 腿 之 间 采 用 剪 刀 撑 连 接 系 在 斜 杆 上 栓 接 ， 形 成 整 体 。3.3 0 号块托架 受 力验算 1-2（

10、1） 托 架 的 受 力 传 递 形 式 。 脚 手 支 架 承 受 来 自 箱 梁 混 凝 土 及 模 板 的 重 力 ， 贝 雷 片 横 梁 承 受 来 自 脚 手 支 架 的 竖 向 荷 载 。 贝 雷 片 横 梁 架 设 在 三 角 牛 腿 上 ， 三 角 牛 腿 承 受 来 自 贝 雷 片 横 梁 的 竖 向 荷 载 。（ 2） 计 算 荷 载 。 包 括 永 久 荷 载 （ 混 凝 土 浇 筑 时 侧 压 荷 载 、 模 板 自 重 荷 载 、 钢 筋 混 凝 土 自 重 荷 载 、 脚 手 支 架 自 重 、 贝 雷 片 自 重 和 三 角 牛 腿 自 重 ） 和 基 本 可 变

11、 荷 载 （ 施 工 人 员 及 设 备 自 重 荷 载 、 倾 倒 混 凝 土 产 生 的 冲 击 荷 载 和 振 捣 产 生 的 冲 击 荷 载 ） ， 还 有 其 他 可 变 荷 载 （ 风 荷 载 等 ） 。（ 3） 荷 载 组 合 包 括 以 下 4 种： 混 凝 土 浇 筑 时 侧 压 荷 载 + 倾 倒 混 凝 土 产 生 的 冲 击 荷 载 + 振捣产生的冲击荷载。 模板自重荷载 + 钢筋混凝土荷载 + 脚手支架 自 重 + 基本可变荷载 +风 荷 载 。 模 板 自 重 荷 载 + 钢 筋 混 凝 土 荷 载 + 脚手支架 自 重 + 贝 雷 片 自 重 + 基 本 可 变

12、荷 载 + 风荷载。 模 板 自 重 荷 载 + 钢筋混凝土荷载 +脚 手 支 架 自 重 + 贝 雷 片 自 重 + 基本可变荷载 + 三角牛腿自重+ 风荷载。（4）脚手支架验算。脚手支架验算分两部分， 一 是 侧 模 、 楞 木 背 勒 以 及 对 拉 螺 栓 验 算 ； 二 是 底 模 、 楞 木 背 勒 以 及 支 架 立 杆 验 算 。 验 算 采 用 简 支 梁 简 化 模型 进 行 计 算 （ 简 化 偏 于 安 全 ） 。 侧 模 、 楞 木 背 勒 以 及 对拉 螺 栓 验 算 时 ， 按 照 荷 载 组 合 ， 参 照 路 桥 施 工 计 算手 册 的 相 关 内 容 ，

13、详 细 验 算 侧 模 、 楞 木 背 勒 强 度 和 刚度 ， 以 及 对 拉 螺 栓 的 抗 拉 强 度 。 底 模 、 楞 木 背 勒 以 及支 架 立 杆 验 算 时 ， 按 照 荷 载 组 合 ， 参 照 路 桥 施 工 计 算 手 册 的 相 关 内 容 ， 详 细 验 算 底 模 、楞木背勒以及支架立杆的强度和刚度。（ 5） 牛 腿 托 架 验 算 。 牛 腿 托 架 的 验 算 也 分 两 部 分 ： 一 为 贝 雷 片 横 梁 的 验 算 ， 二 为 三 角 牛 腿 的 验 算 。 由 于 纵 向 分 配 梁 跨 度 过 小 ， 所 以 很 安 全 ， 不 需 验 算 。 贝

14、 雷 片 横 梁 验 算 时 ， 按 照 荷 载 组 合 ， 参 考 路 桥 施 工计 算 手 册 以 及 装 配 式 公 路 钢 桥 多 用 途 使 用 手 册 ， 对 贝 雷 桁 架 各 节 点 位 移 、 各 杆 件 承 载 力 等 进 行 详 细 计算 和 校 核 验 算 。 三 角 牛 腿 的 验 算 分 为 牛 腿 上 部 对 拉 螺杆 、 牛 腿 下 部 钢 棒 以 及 牛 腿 型 钢 验 算 。 根9000 28 钢筋350559 310 23050 5 04 2 85 4 1 3 层钢筋网片 28 钢筋 0011000425（ a） 临时固结平面布置 （ b） 临时固结纵向剖

15、面据 力 的 平 衡 以 及 力 矩 的 平 衡 原 理 ， 按 照 荷 载 组 合 ， 验 算 牛 腿 上 部 对 拉 螺 杆 的 抗 拉 强 度 以 及 下 部 钢 棒 的 抗 剪 强 度 ； 另 外 ， 按 照 牛 腿 型 钢 节 点 铰 接 简 化 计 算 出 （ 简 化 偏 于 安 全 ） 型 钢 所 受 压 力 ， 从 而 验 算 其 抗压强度和刚度。4 临时固结的方案设计4.1 临时固结的设计连 续 梁 在 悬 臂 施 工 过 程 中 ， 永 久 支 座 不 能 受 力 ， 且 有 往 一 侧 倾 覆 的 可 能 性 ， 因 此 ， 需 在 墩 顶 上 设 置 混 凝 土 临 时 支 座 以 及 螺 纹 钢 与 箱 梁 临 时 固 结 ， 以 承 受 施 工 期 间 的 不 平 衡 弯 矩 以 及 整 个 悬 臂 节 段 的 重力。混 凝 土 临 时 支 座 在 墩 顶 两 侧 对 称 布 置 （ 见 图 3） ， 距 离 桥 墩 中 心 线 2.125 m， 即 两 侧 临 时 固 结 相 距 4.25 m； 212 根 28 mm 螺 纹 钢 下 部 预 埋 于 墩 身 内 ， 上 部 伸 入 箱 梁 底 板 ， 穿 过 混 凝 土 临 时 支 座 在 墩 顶 两 侧对称布 置 ， 距离桥 墩 中心线均为 2.125 m。混凝土临时支座