1工程概况长株潭城际铁路地处长沙、株洲、湘潭城市群中心地带。线路走向大体为北南向“人”字形,以京广铁路长沙站为中心,易家湾特大桥是其连接枢纽。易家湾大桥位于湖南省湘潭市易家湾镇,分湘潭左线和湘潭右线2座桥,右线在里程XYDK29+143.32~XYDK029+182.66处接入左线,左右线交汇处采用3×32 m道岔连续梁过渡为双线,左线暮云台~26号墩为单线段,27号墩~湘潭台为双线段,左线在里程XDK28.921处跨越长株潭城际正线的钟家塘特大桥,在里程XDK29+370处跨越既有京广铁路。道岔连续梁沿中心线(32.65+32.7+32.65) m共一联桥,桥长98 m。箱梁采用C50混凝土,设计方量为1 005 m3。箱梁断面为单箱双室,顶宽由15.04 m过渡到12.2 m,全桥一次浇筑完成。由于桥梁位于水塘回填土,地基处理复杂,桥墩29 m,现场临近京广铁路,施工场地狭小,施工难度较大。桥址处地表水发育,主要为水塘水、水田水,后期为方便施工,对桥址处进行回填,回填厚度约3 m,淤泥层厚度约6 m。2施工方案比较与选择国内外对现浇道岔梁的施工经验和做法通常采用支架法,支架形式可采用满堂支架、梁柱式支架或两者的组合结构。采用支架法制梁时,对地基要求高,地基处理较关键,在本方案设计初期,对施工方案进行比选。因地处鱼塘回填土,采用满堂支架,基础处理工程量大,易发生不均匀沉降,支架高度大于24 m,采用满堂支架不合理。本梁桥梁纵坡较小,采用梁柱式和满堂支架结合法,需要投入的材料种类多、工序复杂、施工时间长、技术难度较大,综合考虑工期要求、现场的施工条件及安全、质量要求,采用梁柱式支架,施工方便快捷,因此,选择梁柱式支架方案作为道岔连续梁的施工方案。3总体方案本桥梁体设计为(32.65+32.7+32.65) m单箱双室预应力混凝土箱梁,支架系统采用“钢管柱+贝雷梁”结构。在梁体投影范围内,分别利用每墩承台作为每跨支架的边支点基础,在跨中位置设2排Ф630 mm钢管组成的钢管立柱临时支墩,钢管支墩每排设5根钢管。中支点位置处的两排钢管立柱纵向间隔3 m(标准321型贝雷梁节段度),横向根据梁体截面宽度调整,支柱间采用型钢连接形成格构式支墩,支墩基础采用C30混凝土桩基加小承台,承台高为1 m,宽约为5 m,下方布设8颗直径1.25 m桩基,桩基长为10 m。为防止基础承台开裂,对基础底部和顶部进行配筋加强,钢管立柱对应位置采用配筋加强。每处钢管顶依次自下向上设落模砂箱、横向I40a工字钢、标准贝雷梁、横向I20a工字钢、纵向方木,完成支架体系。为便于施工采用木模板,面板采用15 mm厚优质竹胶板,钢管作为加固肋。支架系统完成后按照梁体构造铺设底模、侧模,再绑扎底板、腹板钢筋、安装横向、纵向预应力波纹管,检查合格后安装内模板,绑扎顶板钢筋和相关预埋件,穿波纹管。验收合格后浇筑混凝土,采用泵送混凝土连续灌注。达到设计要求后,进行钢绞线张拉,张拉采用“双控”,张拉完成后及时进行真空压浆操作。通过放出落模砂箱中的砂子,达到拆除贝雷梁的目的,钢管立柱应在贝雷梁被拆除后再逐根拆除。支架纵向单跨布置图如图1所示,支架横向布置图如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.09.012.F001图1支架纵向单跨布置图10.3969/j.issn.2096-1936.2021.09.012.F002图2支架横向布置图4具体施工方法(1)分配梁设计。I20a工字钢承受上部荷载分别有梁体荷载、模板自重荷载、扣件式钢管脚手架荷载、施工人员、施工设备荷载及振捣时产生的荷载。按实际支架布置方式与梁体位置关系建立模型,采用Midas Civil软件分析得到I20a工字钢的最大弯曲应力86.4 MPa,最大剪应力为33.4 kN,最大变形为0.8 mm,满足相关要求。采用I20a工字钢作为分配梁材料应力较小,应缩减其截面,考虑到本项目特点,存在隧道施工,I20a工字钢可作为初支钢架使用,材料可周转使用。(2)贝雷架的选型依据。本桥采用不加强型贝雷桁架搭设,采用3组三排单层以及4组双排单层贝雷架搭设,分别按最不利荷载考虑。受力最大一组三排单层贝雷架最大弯矩为937.7 kN·m,剪力为568.5 kN,小于321型贝雷架容许应力、挠度,符合设计要求。受力最大一组双排单层贝雷架最大弯矩为599.2 kN·m,剪力为363.3 kN,小于321型贝雷架容许内力、挠度,符合设计要求。贝雷架最大弯矩为3 968.41 kN·m,剪力为2 406 kN,小于321型贝雷架容许内力,符合设计要求。因此,选择321型贝雷片。(3)纵向水平推力克服。本桥存在纵向坡度,施工时会产生水平推力,造成支架不稳定,在各桥墩高位埋设拉结筋,与贝雷梁采用U形钢筋拉结,在低位设置支顶结构,平衡水平向分力。(4)I40a工字钢横梁验算。采用有限元分析软件分析上述梁体及人员、机械、模板、分配梁、主梁荷载,考虑最不利荷载情况,可得I40a工字钢上横梁的弯矩为294.54 kN·m,剪力为427.69 kN,最大变形为8.2 mm(1、5单元外侧),在横向布置3根I40a工字钢做横梁,强度验算通过,挠度满足要求。(5)安装落模砂箱。安装前首先计算砂箱内装入标准砂的高度,装砂过程采用流水灌筑达到水夯密实的目的。为了保证施工要求,装砂水沉后,采用反力架+千斤顶的方式给落模砂箱施加反力,反力值按照最不利荷载进行计算,保证安装后砂箱顶部与标高一致。砂箱与钢管柱顶采用法兰盘栓接,每根钢管柱接长位置及底部位置焊接830 mm×830 mm×16 mm钢板1块。(6)临时支墩检算。按结构最不利荷载计算,按照整体与单根钢管分别验算,计算公式采用轴心受压构件的整体稳定计算。临时支墩采用Ф630 mm钢管,钢管壁厚为10 mm,计算高度采用两端铰接的方式验算高度,按a类截面轴心受压构件的稳定系数表,计算稳定系数为136.8。单根钢管支墩轴向承载力为1 550 kN,大于单根最大支反力为893 kN,单排5根钢管立柱承载力为7 750 kN,大于最大支反力即2 972.2 kN。因此,钢管支墩承载力符合要求。前后两排钢管立柱安装完毕后及时焊接纵向[20槽钢,提高稳定性。(7)基础设计施工。中支点基础采用C30混凝土桩基加承台,每个承台高为1 m、宽5 m,下方布设8颗直径1.25 m桩基,桩基长度10 m;单桩承载力特征值为1 456.285 kN,侧摩阻力为474.538 kN,在总承载力中占比为32.6%,端阻力为981.748 kN,占总承载力67.4%。为了防止基础承台开裂,对基础底部、顶部钢管立柱对应部位进行配筋加强。为了确保与钢管柱有效焊接,提高钢管柱的稳定性,应根据图纸进行施工,钢板需要在平台浇筑时预埋,应避免支架基础浸泡在水中,做好基础周围的排水沟,保证水流畅通。(8)施工注意事项。砂箱顶应设置固定工字钢措施,3根I40a工字钢在两侧端部满焊钢板,采用缀板在中部连接,使3根工字钢形成一个整体,提高稳定性。I20a工字钢纵向设置整体连接装置,并与贝雷梁上弦杆采用U形卡固定连接,采用U形卡扣将贝雷片下弦杆与分配梁三拼I40a工字钢连接,形成整体。5支架系统预压钢管支架采用堆载预压施工工艺,通过加载标准砂袋或渣土袋,以达到检验支架及地基的强度、稳定性的目的,并以支架沉降量为依据调整底模、侧模高度,保证施工质量。预压按照原位支架法预压,预压荷载取最大施工荷载的1.1倍,预压材料采用沙袋或渣土袋,每个重量约1.6 t(采用统一标准装袋称量),共需1 976个,累计重量3 162 t。6结语本文结合长株潭城际铁路的施工经验,以高墩道岔连续梁支架施工为研究核心,阐述了支架选型依据及计算要点,介绍高墩格构式支架的搭设方式,在长株潭城际铁路的顺利实施,证明本方案安全有效,可为后续施工提供经验。

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