劉志波，李樹敬

(中鐵十四局集團 第四工程有限公司，濟南250002)

1 工程概況

廣深港鐵路廣深段沙灣特大橋提籃拱橋長116 m，計算跨度為112 m，橋下凈空為32.9 m;提籃拱前后墩位分別為滴水巖山體和沙灣河道。提籃拱上跨市良路，主跨結構與市良路斜交31.4°角。市良路為廣州市重要交通樞紐，雙向八車道，車道寬為3.75 m，綠化帶寬2.85 m，道路全寬為31.5 m;橋位平面見圖1。

圖1 沙灣水道特大橋提籃拱平面位置示意

該提籃拱系梁施工具有跨度大、凈空高、地形復雜、跨既有市政道路、施工場地狹小等特點，針對該橋梁以上特點，本文介紹了客運專線采用軍用墩和貝雷梁組合支架法跨路施工技術。

2 組合支架方案選用

2.1 系梁結構參數(shù)

沙灣水道特大橋提籃拱橋系梁為單箱三室預應力混凝土箱形截面，頂寬17.8 m，梁高2.5 m。系梁吊點處設橫梁，橫梁為實體截面，縱向厚度為0.4～0.6 m，中間設進人孔。系梁梁體底板厚度30 cm，頂板厚度為30 cm，邊腹板厚度為35 cm，中腹板厚度為30 cm。根據(jù)設計要求，提籃拱橋采用先梁后拱的施工方式，因此只能考慮采用支架法進行提籃拱系梁施工。

2.2 組合支架方案確定

方案的制定應解決提籃拱系梁跨路施工中的跨度大、凈空高、地形復雜、施工場地小等問題，并確保提籃拱系梁跨路施工的安全和質量標準，即支架系統(tǒng)要有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定性。

滿堂支架法為最常見的施工方法，由于該橋上跨重要市政道路，跨路施工不能采取滿堂支架法，必須采用其它技術措施和施工方案，以保證市政道路暢通和工程施工安全。同時，支架的選擇應考慮材料來源難易、造價、工期、安全系數(shù)、沉降變形等因素，因此采用常規(guī)施工材料也難以滿足施工要求。

綜合考慮各種因素，最終采用軍用墩和貝雷梁組合支架法實現(xiàn)提籃拱系梁的跨路施工。貝雷片組合梁作為跨路系梁的縱向承重梁，六五式軍用墩作為臨時支墩。臨時支墩采用人工挖孔樁基礎。

3 組合支架方案設計

3.1 臨時支墩設計

臨時支墩采用六五式軍用墩，六五式軍用墩立柱規(guī)格有3.0 m、1.5 m和1.0 m三種類型，臨時支墩高度可采用三種立柱根據(jù)梁底距地面的高度進行搭配組合。臨時支墩立柱的橫向和縱向中心距均為2 m。

臨時支墩之間用制式的水平拉撐、斜拉撐和節(jié)點板聯(lián)結，上端與2I40a工字鋼墊梁、下端與預埋 M 20地腳螺栓聯(lián)結，連接成排架。相鄰兩排臨時支墩排架之間采用自制［16槽鋼桿件進行連接，以提高臨時支墩的橫向和縱向穩(wěn)定性。

3.2 縱向承重梁設計

根據(jù)總體設計方案，貝雷片縱向承重梁采用單層三排加強型貝雷片，最大跨度為18 m。貝雷片之間用花窗連接或用槽鋼焊接。貝雷片縱向承重梁之間每隔3 m，交叉設置抗風拉桿以增強其橫向穩(wěn)定性。貝雷片縱向承重梁與結構之間用“U”型卡扣住，使整個支架聯(lián)成整體。貝雷片縱向承重梁的支點處要加設一組加勁桿件，并與臨時支墩頂?shù)?I40a工字鋼墊梁連接成一體。支架結構形式見圖2。

圖2 提籃拱系梁軍用墩貝雷片組合支架示意

3.3 設計方案分析

支架所受荷載主要包括現(xiàn)澆系梁混凝土重量、模板及方木重量、混凝土澆筑時的施工荷載、貝雷梁和軍用墩自重等。組合支架結構的傳力方式為:模板→方木→I16分布橫梁→貝雷片承重縱梁→2I40a墊梁→六五式軍用墩→樁基礎。

采用有限元軟件ANSYS對該組合支架建立計算模型，模型如圖3所示。

圖3 六五式軍用墩ANSYS計算模型

經有限元計算分析:①各桿件的內力均符合設計要求;②跨中最不利位置的貝雷片承重縱梁的最大撓度為20.6 mm，小于允許值43 mm;③臨時支墩(六五式軍用墩)承受荷載513 kN，小于允許值1 000 kN;④梁體自重、支架荷載、基礎自重等傳遞到基樁的壓力為1 618 kN，小于基樁的實際承載力2 178 kN。通過以上分析，該組合支架結構滿足設計強度和承載變形要求。

4 組合支架施工工藝

4.1 支架預壓

組合支架預壓目的是檢驗支架及基礎承載力是否滿足要求，消除支架及地基非彈性變形，收集支架的彈性變形值作為施工預拱度設置的依據(jù)。同時所測出的地基沉降也可為同類型的橋梁施工提供經驗數(shù)據(jù)。

預壓重量為設計荷載(系梁自重、內外模板重量、拱肋鋼結構、拱肋支架及施工荷載之和)的110%，加壓順序與澆筑混凝土順序一致。

4.2 預拱度設置

系梁在澆筑施工和卸架后，會產生一定變形，因此為使系梁在卸架后能獲得滿意的設計線形，須按設計要求設置一定數(shù)值的預拱度。

預壓完成后，根據(jù)預壓成果重新調整底模板高程，并設置預拱度。預拱度的設置應考慮支架的彈性變形、非彈性變形、混凝土的收縮徐變及現(xiàn)場的預壓、卸載數(shù)據(jù)。預拱度設置，以中點預拱度為最大值，以墩支承點為零。最大預拱度包括支架彈性變形和梁體撓度兩部分。

4.3 組合支架安裝

臨時支墩基礎為直徑1.2 m的人工挖孔樁基礎，其上設置寬度2.6 m承臺，承臺預埋M20地腳螺栓與臨時支墩進行連接。六五式軍用墩的連接采用制式的水平拉撐、斜拉撐和節(jié)點板。安裝過程中，邊安裝邊設置聯(lián)系，自由長度不得超過10 m。

軍用墩上端采用2I40a工字鋼作為墊梁，墊梁與軍用墩之間須進行固定。墊梁上鋪設貝雷片作為縱向承重梁，并采用“U”型卡連接固定。貝雷片縱向承重梁安裝完成后，上部依次鋪設I16工字鋼、方木和模板，做好連接固定。

因施工場地的限制，采用一臺30 t吊車配合塔吊的方式進行支架的搭設。支架的初步拼裝長度可以在綜合考慮場地和起吊設備的起吊能力后確定。安裝過程要考慮下部結構的均勻受力，不得發(fā)生較大的偏心受壓情況。吊裝作業(yè)必須有專人指揮，起吊和下落過程必須平穩(wěn)，避免對臨時支墩等結構造成沖擊，確保安全。

4.4 跨路安全防護措施

根據(jù)提籃拱橋的施工進度計劃部署，遵循安全保通的宗旨，計劃在跨路施工期間采取市良路各車道交替臨時封閉4次，并配合門洞預留車道保障通行的方案，針對不同階段的封閉狀態(tài)采取相應的保通措施?？缏肥┕け仨氉袷亟还懿块T制定的對門架限高限寬、墜落物防護、超高超寬車輛防護等規(guī)定。按照跨路通行要求設置崗哨監(jiān)視、安全防護標志、車輛限速標志、減速標志、施工警示標志、道路走向標志等。

5 結語

廣深港鐵路廣深段沙灣水道特大橋提籃拱系梁，采用軍用墩和貝雷梁組合的支架法跨路施工方案，成功解決了跨度大、凈空高、地形復雜、施工場地狹小等問題。

軍用墩和貝雷梁組合支架經有限元分析各部位均滿足荷載要求，同時跨中撓度也滿足變形要求。該組合方法經本工程實踐檢驗，具有拼裝簡便迅速、縮短工期、材料配套易于組合、支架的整體穩(wěn)定性好，安全可靠等特點，可為同類工程進行方案設計和施工提供參考和借鑒。

［1］中華人民共和國鐵道部.TZ213—2005客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［2］陳琳.下承式鋼管混凝土系桿拱橋支架施工技術［J］.鐵道建筑，2007(1):26－28.

［3］楊仲杰，胡永，丁靖，等.超寬橋面主橋邊跨現(xiàn)澆段支架設計與施工［J］.鐵道建筑，2007(5):4－6.

［2］劉華，葉見曙，劉鍵，等.連續(xù)梁橋跨河施工支架研究［J］.橋梁建設，2006，36(1):39 －41.

［3］唐玉榮.輕軌線橋工程跨路施工支架的設計［J］.巖土工程界，2004，35(6):6 － 8.