价值工程
铁路客专整体箱梁现浇支架大跨度门洞设计及
施工关键技术
Design and Construction Key Technology of the Large-span Cast-in-place Support Door of Railway
Passenger Double Dedicated Line Integral Box Girder
钱传顶 QIAN Chuan-ding
(中铁十二局集团第一工程有限公司，西安710038)
(The 1st Engineering Co.,Ltd. of China Railway 12th Bureau Group,Xi'an 710038, China )
摘要：本文结合工程实例，详细阐述了采用碗扣式钢管架作为铁路客运专线双线整体箱梁现浇满堂支架及万能杆件与贝雷桁架
组合设置大跨度铁路通行门洞的设计方案。并对支撑系统的主要承重结构进行了承载安全检算。以期能对其它类似项目的施工起到 一些借鉴作用。
Abstract: Combined with the engineering example, this paper introduces the design planning of large span railw-ay traffic openings intercalated by the cast full support and universal bar and Bailey truss of the bowl-buckle passenger double dedicated line integral box girder. The safety inspection of main load-bearing structure of the support system is carried out to provide some reference for other similar projects.
关键词：客专双线整体箱梁;碗扣式钢管架；万能杆件；贝雷桁架;通行门洞Key words: passenger double dedicated line integral box girder； bowl-buckle steel pipe rack； universal rod body； Bailey truss； access
opening
中图分类号:U445 文献标识码:A
DK290+376.58,
文章编号= 1006-4311(2017)02-0166-03
桥梁总长1300.62m，本大桥第27孔采用
40m双线简支整体箱梁跨越***铁路。
箱梁采用等高变截面形式，总长40.6m。梁高 268.6cm，梁顶宽1220cm，梁底宽265cm，箱梁中间标准段 腹板厚69.7cm，顶板厚44.8cm，底板厚42.4cm。
箱梁采用满堂支架现浇施工，所跨的铁路为双线，线 间距为4.6m，因条件限制，两股道之间不能设置临时支 撑墩。则支架需设置跨度达12m门洞以保持铁路的正常^运呂。
本项目的箱梁为客专双线整体箱梁，具有大断面、大 吨位及质量要求高等特点。故对于支架的基底处理，支架 采用的材料及搭设形式，铁路通行门洞支墩、纵梁采用的 材料等均不同于普通的支架现浇梁，对其安全性及承载能 力的要求大幅提高。采用何种安全可靠的现浇支撑方案为 本项目急需解决的难题。
2支架及门洞设计方案研究及制定 2.1支架结构设计方案经过对常用的多种支架形式的适用性及承载能力进 行的比对及评价，本项目最终决定采用新型的碗扣式钢管 脚手架方案。碗扣式的核心部件是碗扣接头，由上下碗扣、[2] 中铁大桥局集团公司.武汉鹦鹉洲长江大桥主缆施工组织 设计[Jl.2012,10.
[3] 王文中.控制测量[M].北京：地质出版社，1995,9.[4] 张坤宜.交通土木工程测量[M].北京：人民交通出版社， 1999,6.
[5] 张勇，王波.全站仪三角高程新方法及精度估算[J].测绘工 程，2007,12.
[6] 杜文举，刘莹，等.全站仪三角高程测量的精度分析及其应 用[J].铁道勘察，2008,4.
s— -H-
0引言
满堂支架现浇箱梁因易于控制施工质量及梁体线型， 安全性好，施工难度低等特点，在条件允许下为优先采用 的施工方法。随着我国铁路、公路桥梁建设的发展，满堂支 架法现浇梁的支撑系统亦朝着大吨位、大跨度方向发展， 采用常规的钢管脚手架杆件搭设满堂支架及普通型钢设 置门洞的承载能力有限。如何实现在大吨位箱梁、高桥墩 及大断面等特殊情况下的梁体满堂支架施工是桥梁建设 技术人员所面临的现实难题。
本文结合了作者的施工实例，详细阐述了铁路客运 专线大吨位双线整体箱梁采用碗扣式钢管架作支撑系统 的满堂支架法现浇，以及采用万能杆件与贝雷桁架组合 设置跨越双线铁路的通行门洞的设计及施工方案，并对 支撑系统关键受力结构进行了承载力验算，希望能够为 桥梁工程技术人员在其他相类工程的支撑方案设计时提 供一些思路。
1工程概况
****铁路客专****大桥起讫里程为DK289+103.82耀作者简介：钱传顶（1983-)男，江苏扬州人，毕业于南京林业大
学，研究方向为桥梁工程。施工测量方法及控制和单向三角高程测量的基准索线形 测量方法，完全能够克服了桥梁跨度大，施工现场工况差
和气候条件恶劣等各种因素的影响，在实际的测量应用 中，其测量结果也能够很好的满足施工的需求，在提高工 程测量精度、社会效益、节约经济成本等方面都得到了很 好的控制。
参考文献：
[1]中铁大桥局集团公司.武汉鹦鹉洲长江大桥高钢塔施工组 织设计「Jl.2012,8.
Value Engineering
1220cm
纵梁15cm
• 167 •
杆的纵向间距：腹板下立杆横桥 向间距为30cm，底板及两侧翼缘 板部下立杆横桥向间距为60cm； 立杆纵向间距均为90cm，支架的 横杆步距为120cm，用横杆使所有
x20cm方木
围拦（挂密目网）
8x60cm_^5x30cn
6x60cm
1620cm
J.5x30ci8x60cm
图1碗扣式满堂支架布置横截面示意图
立杆联成整体；为了一步确保支
架的整体稳定性，横向每隔4排
碗扣式立杆设置一道剪刀撑。纵向每隔3 ，支架杆件
排立杆设置一道剪刀撑。
立杆下端均安装专用底座， 立杆顶端安装可调节高度的顶 托，以便调整支架高度及拆除模 板起到卸落作用。底座
顶托上为纵梁，纵梁采用 垫木15cm
伊15cn
方木15cmx20cm方木，纵梁上摆放
12cmxl5cm方木横梁，其间距设置 为40cm。在横梁即可铺设箱梁的
顶托
限位销及横杆接头等组成，具有结构简单、接头结构合理、底模及安设箱梁侧模支撑桁架。承压杆件采用轴向连接、力学性能好、工作安全可靠、施工 2.2铁路通行门洞设置方案
进行简支箱梁现浇施工时，为了确保铁路运营的正常 简便等特点。完全能够满足本项目的施工要求。本项目碗
扣式满堂支架布置如图1所示。进行，现浇支架需设置门洞，经与铁路局运输及工务管理
按设计范围进行支架地基的处理加固，清除地基表 部门沟通、协调，最终铁路局审核同意拟设置的门洞净宽
净高为6m，以满足铁路安全行车要求。面的软弱地层，坑洼处分层回填碎石并夯实，如果地面倾 为11m，
斜过大而整成一同水平面工程量较大时挖成台阶。平整 经计算，铁路门洞两侧支撑需承受竖向荷载达 好的地面用16吨压路机碾压平实后，铺15cm厚的碎石 6773.4kN，如果选用大型构件，在铁路两侧进行安装存在 并碾压密实，再在碎石层上浇筑厚度15cmC20混凝土垫 诸多困难。本项目门洞支墩使用了承载能力强，且能在不 层，垫层宽度较支架宽度大1m左右，并在场地四周挖设 使用起重机械的情况下人力进行安装的万能杆件。排水沟，避免雨水浸泡地基而降低承载力。在垫层上按照 门洞纵梁的承载计算跨度达12m，整体箱梁自重及施 支架立柱所对应位置铺设15cmx15cm支垫方木以分散 工等荷载使纵梁产生非常大的弯矩，普通型材难以承受。 及传递压力。本项目采用了贝雷桁架组拼成门洞纵梁。铁路通车门洞结
支架宽度考虑工人操作、材料堆置及运输的需要，本 构设置如图2所示。项目支架的两侧宽度较箱梁超宽1.8m，以作为工作平台。万能杆件支墩采用C20钢筋混凝土基础，其尺寸为
，基础顶面标高为259.80m， 本次设计首先对满堂支架进行了承载验算，以明确定 16.6mx2.6mx1.0m(长X宽X高）
支架每根立杆所承受竖向压力的大小，从而确定了钢管立以确保建成后门洞净高满足设计。
浇筑支墩混凝土时，按设
计位置预埋连接万能杆件队, 支承靴的螺栓，待混凝土强度 达到要求后安装队，支承靴， 立杆使用N,、N2两种杆件双拼 接高，在立杆顶部也安装N2, 支承靴形成平台后，在支承靴 上放置2I32a工字钢垫梁，工 字钢垫梁上摆放贝雷桁架纵梁 (腹板下纵梁间距为0.8m，底 板及翼缘板下为1m)。纵梁之 间按间距每2m安装一个支撑 架，将贝雷桁架连接成稳固的 承载整体。贝雷桁架纵梁上按 间距60cm设置10cmx15cm方 木分配梁。分配梁上满铺厚度 为3mm的钢板，形成对铁路的
图2铁路通行门洞设置简图
防护棚罩，避免在施工时工具、
• 168 •
价值工程
图3箱梁自重荷载分布情况
0.3x( 39.9+1+2+2+4 )=13.2kN
②立柱的稳定性检算。
因横杆设计步距为120cm，立柱长细比X=ll/rx=120/ 1.58=76.0<150。
查《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》，按插入法 计算得稳定系数椎=0.744。贝1J:
[N]=椎A [5] =0.744 x489 x10-'x205 x103 =74.58kN >N = 13.2kN(立杆承载能力满足要求）
4.3通车门洞受力检算
4.3.1万能杆件支墩承载验算 本项目采用万能杆件N,、N2杆双拼组成门洞支墩的 立柱，查阅相关资料得，每根双拼万能杆件N,或N2杆立 柱所能承受的轴向压力允许值为592kN。均匀系数。
位于箱梁底板下的门洞万能杆件立柱共计20根，门 在堆载区域设置观测点，其分布于每跨两端、1/8跨、
1/4跨及跨中。每个观测断面在底板两侧、梁体中心线处及 洞区域为沿桥纵向18m，按长度18m的箱梁上部荷载全 翼缘板外侧各布设一处观测点，同时在地基上在对应位置 部由20根万能杆件立柱承受(结果趋于安全)。
门洞范围内的上部箱梁自重(箱梁中间段横截面面积 也布设观测点。
堆载达到总荷载50%和100%后均要量测各观测点 为10.25m2)及其它施工荷载：
=[10.25x18x26+( 18x12.2 )x( 1+2+2+4 )]=6773.4kN 的标高值；加载100%荷载后持荷24h后再次量测各观测
荷载不均衡分布系数按1.2倍考虑。则单根万能杆件 点的标高变化情况，如果24h内的累计沉降量役1.5mm则
判断支架及地基已沉降到位，可卸压并再次复测卸压后各 立柱承受的轴向压力为：
1.2x6773.4/20=406.4kN<592kN (支墩立柱承载满足 观测点标高；否则继续持荷预压至满足要求为止。
根据量测值计算出支架及地基弹性变形值，并根据预 要求）
4.3.2贝雷桁架纵梁承载检算
压成果调整支架各部位标高。
每片标准贝雷梁:[M]=788.2kN • m, [Q]=245.2kN
4满堂支架及门洞结构承载验算
对门洞方案分析可知，在箱梁腹板下的贝雷桁架纵梁 在方案优化及最终确定过程中均对支架及门洞的所
承受着最大荷载，腹板下贝雷桁架纵梁布置间距为0.8m，
有承载构件进行了力学检算，以确保结构安全，如下为主
贝雷桁架纵梁按跨度为12m，承受均布线性荷载的简支梁
要承载构件力学检算过程。
进行承载检算。4.1荷载取值
均布线性荷载：（39.9+1+2+2+4 )x0.8=39.1kN/m2
① 箱梁自重混凝土荷载按26kN/m3计。考虑到模板对
弯矩 M=39.1xl22/8=703.8<[M]=788.2kN.m
箱梁自重荷载的传递及分散作用，将箱梁自重荷载简化成
剪力 Q=39.1xl2/2=234.6<[Q]=245.2kN
如图3所示的分布情况。
5结束语
② 施工机具及人员对支架产生的荷载按1.0kN/m2计。
经过科学编制满堂支架及门洞的支撑方案，并精心组
③ 混凝土振捣时作用于支架的荷载按2.0kN/m2计。
织施工，最终顺利完成客专双线整体箱梁的浇筑任务，且
④ 砼倾倒产生的荷载按2.0kN/m2计。
较原计划工期提前26d完成。施工期间支架及通行门洞牢
⑤ 模板重量产生的荷载按4.0kN/m2计。
固稳定，没有出现影响施工质量及危及施工安全、铁路行
4.2碗扣支架受力检算
车安全的事项，浇筑的整体箱梁外形美观，线条平顺，得到
碗扣支架钢管规格为渍>48mmx3.5mm，横截面面积：
了建设单位及监理单位的高度评价。
A=489mm2,抗压强度:[5]=205MPa,回转半径:I=1.58cm。
参考文献：
对支架结构受力情况进行分析可知，支架主要由立杆 [1] 鲍卫刚，周泳涛.预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指 承受上部荷载传递的轴向压力。腹板下单根立杆承受最大 南[M].北京：人民交通出版社,2009,11.轴向压力。[2] 余孙文.浅谈满堂支架施工技术要点[J].山西建筑，2011
①钢管立柱承载验算。(02).
[3] 卫申蔚，赖强.桥梁工程施工技术[M].北京：人民交通出版 立杆在腹板下横桥向的布设间距为0.3m，纵向布设
社,2008,08.间距为0.9m，则上部荷载传递于单根立杆的轴向压力：材料跌落在铁路上影响行车安全，钢板上可直接铺设箱
梁底模。
3支架预压施工
支架搭完后需进行预压，一方面以检验支架整体承载 的安全性。另一方面通过预先施加荷载，清除支架各结构 间存在的非弹性变形和地基的非弹性沉陷，促使支架在箱 梁砼浇注时结构的稳定。同时也获得了施工荷载施加于支 架时其产生的弹性变形值，以准确设置支架的预拱度，使 浇筑完成的箱梁符合设计的线型及标高。
采用砂袋堆载进行箱梁预压，砂袋堆码位置及重量与 箱梁自重分布曲线一致，以尽量模拟施工时支架的承载情 况。考虑堆载物品及人工操作时的偏差，堆载取1.2的不
N=0.9x
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容