上跨铁路连续梁门洞支架施工技术

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1、工程概况

现浇预应力混凝土连续梁上跨铁路线，连续梁与湘桂铁路斜交角度73º5656，对应铁路中心里程为K3+578m，连续梁跨径为22m+2*34m+22m，截面为单箱4室。跨铁路跨桥梁下部结构采用单柱式桥墩，钻孔桩基础。

2、门洞支架设计方案及受力计算 2．1支架设计方案

为确保桥梁施工安全和铁路运营安全，现浇箱梁混凝土时、跨湘桂铁路线部分支架采用六五式桥墩立柱及工字钢构件搭设门型支架、门洞顶部再搭设满堂支架整体浇筑梁部混凝土。门洞顺湘桂铁路方向搭设，门洞底梁底部距轨面6.0m、净宽按每侧不小于3m搭设，以满足铁路技规建限要求为准。门型支架由条形基础、预埋件、六五式桥墩立柱、工字钢立柱顶连接梁、工字钢纵梁等组成。六五式桥墩立柱支立在条形基础上，立柱间间距为4m，与基础上的预埋连接螺杆固定。工字钢连接横梁（三拼I40b工字钢）架设于立柱上，再在横梁上铺设工字钢纵梁（I45工字钢，间距为0.5m），纵梁顶部铺设两层密目网及一层竹胶板，上面搭设满堂式碗口支架。本段门型支架搭设长度为84m。现浇梁底模铺设好后根据相邻铁路线路外梁段支架预压变形数值调整后进行现浇梁施工。条形基础施工利用行车间隙时间作业，钢立柱及工字钢纵横梁在天窗点或要点时间范围完成。

2、2受力验算

2.2.1、门洞宽度验算

本工程主线跨连续箱梁及匝道跨连续梁跨湘桂铁路区域，铁路线路位于曲线段，根据《铁路技术管理规程（铁道部令第29号）》相关规定，需对曲线加宽段进行验算。

根据现场铁路标志牌明示：

曲线半径R=600m,外轨超高值h=55mm；

计算高度（计算点自轨面算起的高度）H=3000mm；

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曲线内侧加宽值

W140500H405003000h65197.5mm R15006001500 曲线外侧加宽值（mm）

W1440004400073.3mm R600根据铁路建筑界限规定本工程门洞半幅宽度不得少于2440+197.5=2637.5mm<3000mm,符合要求。

2.2.2、支架体系力学验算

根据以往施工经验，箱梁底模竹胶板、横向方木均能满足施工要求，本例仅对工字钢主梁的跨中、支点以及钢管立柱进行强度、刚度、稳定性验算。梁体数据见下表：

跨铁路段梁部主要材料数量表 左幅27＇～右幅34-～项目 28＇ 混凝土C50（m3） 819 35 中隔梁高2.1m，跨中梁Ⅰ、Ⅱ级钢筋(t) 160 高1.6m 7356ˊ56\" 0 梁高(m) 与湘桂铁路交角 从上表中可看出主线左右幅中隔梁与跨中梁高不是等截面梁高，中隔梁体自重最大，跨中自重小，本方案针对现场实际情况进行特殊设计，本方案跨铁路门洞支架结构受力验算分别对中隔梁、跨中梁自重荷载不同且门洞支架设计不同分别进行验算、纵梁跨径中隔梁L=6m、跨中L=10m验算。 （1）、荷载分析及组合 1）、荷载分析

①、中隔梁段加厚腹板处砼单位重：以左幅28’#墩（右幅34#墩）中隔梁重量最大断面计算荷载。中隔梁跨中底板厚度为0.9m，顶板厚度为0.4m。中隔梁宽度2m，底板厚度变化段1m。荷载计算如下： 中隔梁段加厚腹重：q1

2.31m21261.1552.23kN/m2

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②、跨中梁段腹板处砼单位重：跨中截面梁高为1.6m，道路中心线为1.84m，中隔梁跨中底板厚度为0.25m，跨中底板厚度为0.25m（如下图）。

跨中梁段腹板重：q21.194m21260.9532.678kN/m2

③、中隔梁段箱室处砼单位重：q3④、跨中梁段箱室处砼单位重：q4⑤、模板、方木自重: q5(0.40.95)12635.1kN/m2 (0.250.25)12613kN/m2

2.5kN/m2

1.5kN/m2

⑥、施工人员和运输工具重量：q6⑦、倾倒砼的冲击荷载：q7⑧、振捣砼的竖向荷载：q82）、中隔梁荷载组合

2.0kN/m2 2.0kN/m2

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①、中隔梁腹板处荷载组合：

q91.2(q1q5)1.4(q6q7q8)1.2(52.232.5)1.4(1.522) 73.276kN/m2

②、中隔梁箱室处荷载组合：

q101.2(q3q5)1.4(q6q7q8)1.2(35.12.5)1.4(1.522)

51.82kN/m2

③、中隔梁腹板处工字钢荷载（纵梁间距0.32m） q73.276kN/m20.3223.45kN/m

④、中隔梁箱室处工字钢荷载（纵梁间距0.32m）

q51.82kN/m20.3216.58kN/m

根据中隔梁处箱梁荷载组合分析，取中隔梁段腹板处工字钢进行力学验算结构受力。

q中隔梁23.45kN/m 3）、跨中梁段荷载组合

①、跨中梁腹板处荷载组合：

q111.2(q2q5)1.4(q6q7q8)1.2(32.6782.5)1.4(1.522) 49.914kN/m2

②、跨中梁箱室处荷载组合：

q121.2(q4q5)1.4(q6q7q8)1.2(13.02.5)1.4(1.522) 26.3kN/m2

③、跨中梁腹板处工字钢荷载（纵梁间距0.5m） q49.914kN/m20.524.957kN/m

④、跨中梁箱室处工字钢荷载（纵梁间距0.5m）

q26.3kN/m20.513.15kN/m

根据跨中梁箱梁荷载组合分析，取腹板处工字钢进行力学验算结构受力。

q跨中24.957kN/m

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（2）、材料情况 1）、I40b工字钢：单位重量为73.84kg/m，截面积A94.07cm，截面惯性矩

2Ix22781cm4，截面抵抗矩Wx1139cm3，半截面面积矩Sx671.2cm3，腰板厚度kN/m。 tw12.5mm；Q173.84kg/m0.73842）、I45b工字钢：单位重量为87.45kg/m，截面积A111.4cm，截面惯性矩

2Ix33759cm4，截面抵抗矩Wx1500.4cm3，半截面面积矩Sx887.1cm3，腰板厚度kN/m。 tw13.5mm；Q287.45kg/m0.87453）、工字钢容许弯曲应力W145MPa，容许剪应力85MPa。 （3）、跨中设计纵梁I45b工字钢验算 1）、纵梁I45b工字钢检算参数

①、纵梁I45b工字钢按简支架计算，计算荷载取腹板处工字钢荷载+I45b工字钢自重：

q24.957kN/m0.8745kN/m25.83kN/m。

②、纵梁计算跨径取L=7.5m进行验算。 2）、纵梁I45b工字钢抗弯强度验算 ①、I45b工字钢跨中最大弯矩力计算

M11q跨中l225.837.52181.62kNm 88②、抗弯曲应力强度按容许应力计算

MMmax181.62106121.05MPa145MPa 3WxWx1500.410 I45b工字钢纵梁抗弯强度满足要求。

3）、纵梁I45b工字钢抗剪应力验算 ①、支座反力计算（最大剪力） V11ql25.837.596.863kN 22②、抗剪强度按容许应力计算

VSx96.863103887.110318.854MPa85Mpa 4Ixtw337591013.5- 5 -

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抗剪强度满足要求。 4）、纵梁I45b工字钢挠度验算

5ql4525.8375004f14.94mm34384EI384211103375910l750018.75mm 400400挠度满足要求。

（4）、三拼I40b工字钢横梁验算 1）、三拼I40b工字钢横梁检算参数

①、中隔梁腹板处工字钢荷载+I40b工字钢自重：q24.163kN/m；跨中梁段腹板处工字钢荷载+I40b工字钢自重：q25.83kN/m；

②、中隔梁腹板4m跨横梁承担12组纵梁荷载，按腹板处工字钢荷载q26.363kN/m计算，每侧4m横梁荷载为：q24.163126.52942.36kN，则每米横梁荷载为：

q942.364235.59kN/m。

跨中梁腹板4m跨横梁承担8组纵梁荷载，按腹板处工字钢荷载q25.83kN/m计算，每侧4m横梁荷载为：q25.83872723.24kN，则每米横梁荷载为：

q723.244180.81kN/m。

按最重荷载计算，本方案以中隔梁腹板处工字钢荷载验算下部结构受力，则验算荷载值取： q235.59kN/m

kN/m ③、三拼I40b工字钢自重：q73.84.66kg/m3221.52kg/m2.2152④、每米三拼I40b钢横梁荷载验算取：q235.592.215237.805kN/m ⑤、横梁计算跨径L=4m

2）、三拼横梁I40b工字钢抗弯强度验算 ①、I40b工字钢跨中最大弯矩力计算 M②、抗弯曲应力强度按容许应力计算

121ql237.80542475.61kNm 88- 6 -

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MMmax475.61106139.189MPa145MPa 3WxWx3113910三拼I40b工字钢横梁抗弯强度满足要求，三片I40b工字钢每隔1m上下在拼接处满焊2m，三片I40b工字钢焊接成整体受力，焊接缝要求符合钢结构焊接规范。 3）、三拼I40b工字钢横梁抗剪应力验算 ①、支座反力计算（最大剪力） V11ql237.8054475.61kN 22②、抗剪强度按容许应力计算

VSx475.61103671.210337.368MPa85Mpa

Ixtw32278110412.5抗剪强度满足要求。 4）、三拼I40b工字钢横梁挠度验算

5ql45237.80540004f5.54mm34384EI3842111032278110l400010mm 400400挠度满足要求。

3、支架施工 3.1支架基础

支架基础采用宽0.8m、高0.6m的C20钢筋混凝土的条形基础。条形基础面以最高点轨面标高为控制点低于轨面0.4m，条形基础顶面控制在同一水平面。条形基础顶部需预埋六五式桥墩立柱连接钢板及连接螺栓，连接螺栓位置与六五式桥墩立柱分段钢板预留孔位置一致。用全站仪精确定位钢板位置并校正水平后，将钢板底锚筋与条形基础内钢筋焊接固定，浇注条形基础。

3.2 六五式桥墩立柱安装

六五式桥墩立柱采用人工配合25t汽车吊进行安装（六五式桥墩C1构件为标准3m长每节，每根立柱为2节标准节段C1构件，在吊装前先采用螺杆、螺帽紧固连接）。钢立柱精确就位后，采用螺帽紧固，螺杆、螺帽紧固稳固后方可松开吊钩。随着立柱的逐根安装，及时焊接立柱间剪刀型连接[16槽钢。

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3.3 六五式桥墩立柱顶3I40工字钢横梁吊装

柱顶设工字钢横梁，横梁采用三片I40b工字钢拼焊成组合工字钢梁，三拼I40b工字钢梁每隔1m拼接处上下焊接成整体，焊缝长度2m，采用25t吊车吊装至立柱顶。

钢横梁与钢立桩采用二个φ22 “U”形抱箍连接，“U”形抱箍安装时在钢柱顶封端钢板开孔穿入“U”形抱箍，再采用螺栓紧固。

3.4 I45工字钢纵梁吊装

纵梁吊装前，在3I40a工字钢横梁顶标记出每片I45工字钢的准确位置，I45工字钢吊装采用25吨汽车吊吊装人工配合。每片纵梁就位后两侧采用短钢筋头焊接在3I40工字钢横梁上，确保工字钢稳固不侧翻，在点焊完后方可松开吊钩。纵梁上满铺两层密目网及一层20mm竹胶木模板，竹胶木模板上顺铁路方向（与横梁平行）放再铺设一层10×10cm方木及20mm厚梁底模板，梁底模板的标高调整采用方木三角楔块在二层方木间相互垫平，方木三角楔块要楔紧并用铁钉钉稳，方木三角楔块设置作用为一是调整梁标高，二是以利于梁施工完成后拆除梁底模板。

现浇梁底模铺设好后应进行支架预压，取得弹性变形、非弹性变形数值，支架根据变形数值调整后进行现浇梁施工。

3.5 门洞支架拆除及铁路路基恢复

箱梁混凝土强度满足设计要求后，并在铁路相关部门的配合下才可进行门洞支架的拆除，方法如下：先将门洞支架立杆底端的木楔取出，然后拆除方木立杆、承重方木和模板。方木、模板应在门洞支架上少量集中堆放，分批用吊车吊出。最后用吊车拆除六五式桥墩立柱。门洞拆除完毕后，应将所有材料和建筑垃圾清理出公路路面，路面清扫干净，建筑垃圾应按监理指定的地方进行集中堆放，并按要求处理。

门洞拆除是施工难度最大，因空间受限且上部桥梁结构已完成，该段门洞位于铁路路 堑在无法使用吊装拆除设备。门洞支架是架空施工方案的难点，为克服拆除无法使用吊装机

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械我部根据以往施工经验，折除时采取横移拖拉方法拆除架空纵梁。

1、工字钢纵梁的拆除

根据该段防护架空长度及施工环境等特殊性设计4台拖拉小车，拖拉小车采用钢板、型钢、滑轮组及轴承作成，设计手葫芦小型吊装提升设备。

工字钢纵梁拆除时在纵梁顶面铺设二条[28槽钢作为拖拉小车跑道，纵梁拆除由西向东拆除，拆除时采用手葫芦小型吊装提升设备将纵梁吊至二台拖拉上，人工将纵梁拖拉到东端吊机吊到铁路外堆放。

2、工字钢横梁的拆除

工字钢横梁拆除，设计4套手葫芦小型吊装提升架，提升架采用双拼[20槽钢加工，提升加高出横梁80cm，双拼[20槽钢上根据六五式军用墩结构焊接二处高强挂钩挂在六五式军用墩空孔处，手葫芦挂在双拼[20槽钢顶部挂孔锁紧。

将横梁捆绑好手拉葫芦吊起横梁，人工偏移至柱外缓缓放下，再用小型车具推至梁体外侧吊车吊至铁路外堆场。

3、六五式军用墩立柱拆除

利用横梁手葫芦小型吊装提升架吊紧顶上构件，拆除连接螺丝提起构件，偏移缓缓下放，再用小型车具推至梁体外侧吊车吊至铁路外堆场。

4、结束语

本连续梁上跨铁路营业线施工，采用六五式桥墩立柱支架工字钢组合形成，设计得当、支架搭设牢固，保证了连续梁上跨营业线的施工安全，成效明显对同类型工程具有借鉴意义。

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[7] JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S]。

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