关键词:铁路桥梁;支架施工;关键工序;技术控制
由中铁十九局集团第二工程有限公司承建的吉图珲铁路石头河大桥中心里程GDK325+862.61,全长276.40m,设计为8孔31.1米双线简支箱梁,其中,2#墩~8#台现浇支架采用单层贝雷梁支架法。
贝雷梁支架法就是在桥墩承台上支立钢管柱,梁跨中间加两临时支墩,2#墩~6#墩各支墩间距为:8.91+10.5+8.91m,由于过河和过路的影响,6#墩~8#台临时墩间距为:8.91+9+10.41m。柱顶横向放置2I45b横梁,横梁长12米。横梁上沿桥纵向铺设单层双组贝雷梁,在贝雷梁顶横向铺设I22a工字钢分配梁,长12m,间距为70.5cm,在分配梁顶布置10×10cm方木间距为30cm以及1.5cm木胶板底模;侧模采用钢模板,内模采用1.5cm木胶板和肋木组拼制成。在钢管柱顶部放置用于调整贝雷梁底部标高的609普通型活动端,作为脱模设施。
1 贝雷支架安装
1.1 贝雷支架拼装
贝雷架下部采用Φ609×16mm钢管作为支撑立柱,立柱是由相对应的609钢支撑拼接管通过法兰盘用高强螺栓连接,将所受荷载传递到承台(或临时墩),然后传递给地基。为保证钢管立柱受力均匀、平衡传力,须保证钢管在铅垂状态下立于承台上,所以在钢管设置厚14mm的法兰钢板进行连接。
1.1.1根据梁底标高扣除模板厚度、方木高度、贝雷架高度、工字钢高度及活动端,最后计算出钢管长度和确定条形基础标高。
1.1.2在浇筑条形基础时使用水准仪抄平,保证条形基础及承台上钢管基础四角标高一致,安装时不平处用干硬性砂浆将钢板和承台之间的空隙填满、捣实,确保钢板安放牢固。
1.1.3提前根据支架高度组拼609钢支撑接管。
1.1.4钢管安装好后,用[14槽钢通过焊接将钢管连接成整体。
1.1.5条形基础:条形基础采用C40混凝土浇筑,根据条形基础结构受力计算,条形墩尺寸为:12×1.5×1m,根据支架计算,基底承载力大于300KPa方可施作条形基础。2#墩~8#台下部地基承载力较高,经现场测试,下挖到基岩的风化岩面后,地基承载力均大于300KPa。
1.2 安装609普通活动端
本方案采用609普通活动端作为脱模的手段, 利用塞铁和斜铁来调整柱顶标高,也作为拆模的活动装置。609普通活动端调节范围为20cm。
1.3 工字钢横梁安装
用2根Ⅰ45b工字钢并焊做为横梁,横桥向放在活动端顶部。并在活动端顶面钢板上,,靠近工字钢边缘处,各焊一个挡板,防止工字钢移动。
1.4 贝雷架安装
先将贝雷片在地面上按设计片数拼装,并分组联结好。在工字钢横梁上按设计间距,将各组贝雷架的位置用油漆标好。然后,用20t吊车将已联结好的贝雷架按先中间后两边的顺序吊装到位,并用自制U型卡将贝雷架固定在横梁上。
1.5 贝雷架的加固
因设计采用单层贝雷架作为梁体的承重平台,为提高贝雷架的整体受力效果及加强贝雷架的稳固性,采用[14cm的槽钢横桥向将贝雷架联结成整体。
1.6 模板安装
1.6.1贝雷梁上设横向分配梁,采用I22a工字钢,纵向间距70.5cm,长度12m。
1.6.2用10×10cm的方木,按横向30cm的间距(腹板处间距15cm)在工字钢上布好,方木上铺1.5cm厚木胶板作为底模。侧模在厂家设计时,已预留了10cm方木和1.5cm木胶板的位置。
1.6.3梁体侧模和端模采用整体钢模板,用螺栓连接。
2 支架预压
预压方法就是模拟该孔砼梁的现浇过程,进行实际加载,以验证并得出其承载能力。荷载按顺序逐加,进行连续观测,当完成100%荷载加载后,6小时观测一次,12小时观测一次,24小时再观测一次。
贝雷架搭设完毕后,对支架系统模拟梁部进行全截面等载预压,以消除支架的非弹性变形,验证支架的可靠性和稳定性,测定支架的弹性变形值;采用工22a工字钢分层逐级加载,加载过程中严格检查支架系统,对薄弱环节及时进行加固处理,消除隐患。
2.1 荷载计算
跨中混凝土断面为:(1.177+2.022+0.582+0.54)×2=8.642m2。考虑1.2倍安全系数,简支混凝土箱梁计算重量约为:31.1×8.642×2.6×1.2=839t;模板、方木、木胶板重量为:57+3+20+8+2=90t
故现场应模拟施加总荷载约为929吨,其沿纵向28.5米长度方向分配,平均32.6吨/米。
2.2 关于基准点的设置
模拟实际空模床的准确位置,并以此姿态作为挠度、位移和应力应变测量的初始态,观测点布置图。
2.3 预压前的检查
2.3.1检查贝雷架各构件联接是否紧固,金属结构有无变形,各焊缝检测是否满足设计规范的要求。
2.3.2检查贝雷架的立柱与桥墩间的锚固是否牢固。
2.3.3完全模拟浇注状态进行全面检查,只有全面检查合格后方能进行试验工作。
2.4 荷载准备:
关于荷载:根据前述现场应模拟施加的总荷载约为929吨。
根据施工的实际情况,929吨荷载由I22a工字钢作为配重进行预压。每断面需放置988根工字钢。
2.5 加载方案及加载程序
在分配梁上放置三层配重工字钢,第1~6层每层104根I22a工字钢、第7~12层每层54根I22a工字钢、第13层40根I22a工字钢,每根工字钢放置纵向长度为28.5米。
2.5.1加载程序
1)加载过程共分两级:0→50%→100%
2)第一级加载:0→50%
第一级加载至50%,约464.5吨。在分配梁上堆放500根通长工字钢。此时为加载至箱梁施工荷载状态的50%,进行测量记录,观察贝雷架受力的情况。每2小时观测一次,连续两次观测沉降量不超过3mm,且沉降量为零时进行第二次加载。
3)第二级加载:50%→100%
第二级加载至100%,重约464.5吨。
此时为加载至箱梁施工荷载状态的100%,进行测量记录,观察贝雷架受力的情况。按6小时、12小时、24小时的顺序,进行测量观察。连续2于观测支架沉降变位均小于3mm则可以认为地基沉降基本稳定。
2.5.2加载过程中应注意的问题
1)对各个压重荷载必须认真称量、计算和记录。
2)所有压重荷载应提前准备至方便起吊运输的地方。
3)在加载过程中,要求详细记录加载时间、吨位及位置,要及时通知测量组做现场跟踪观测。未经观测不能进行下一级荷载。每完成一级加载应暂停一段时间,进行观测,并对贝雷架进行检查,发现异常情况应及时停止加载,及时分析,采取相应措施。如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。
2.6 卸载方案及注意事项
卸载方案类似加载方案,只是加载程序的逆过程,卸载过程同样分两个阶段。要均匀依次卸载,防止突然释荷之冲击,并妥善放置重物以免影响正常施工。卸载时每级卸载均待观察完成,做好记录后再卸至下一级荷载,测量记录贝雷架的弹性恢复情况。所有测量记录资料要求当天上报试验指导小组,现场发现异常问题要及时汇报。
2.7 观测卸载后各测量点标高H4
卸载后测量出各测量点标高值H4,此时就可以计算出各观测点的变形如下:
加载后各测量点标高值H2进行测量
维持布载24小时后、分级卸载前测量各测量点标高值H3
非弹性变形δ1=H1-H4。通过试压后,可认为支架、模板、方木等的非弹性变形已经消除。
弹性变形δ2=H4-H3。根据该弹性变形值,在底模上设置预拱度δ2,以使支架变形后梁体线型满足设计要求。
另外,根据H2和H3的差值,可以大体看出持续荷载对支架或贝雷梁变形的影响程度。
3 结语
通过对以上贝雷梁支架法施工的关键工序进行了严格的技术控制,中铁十九局集团第二工程有限公司吉图珲客专石河大桥双线简支箱梁施工合格率100%,优良率99%,完全满足了设计要求,并为今后类似工程施工积累了丰富经验。