运梁过站站端临时钢支撑施工.pdf

·桥涵工程·收稿日期：２０１６０４１５基金项目：中铁十五局集团有限公司科技研究开发计划项目（２０１２Ｂ１）运梁过站站端临时钢支撑施工武鹏燕（中铁十五局集团第一工程有限公司　陕西西安　７１００１８）摘　要　依托西安地铁三号线试验段工程，结合施工中因架梁特殊需要，对车站端头梁进行临时钢支撑体系更换，保证运梁车顺利通过。　通过前期方案的论证，结合现场施工取得的效果，该技术对同类型建桥一体工程的施工具有借鉴意义。关键词　车站　架梁　钢支撑中图分类号　　　Ｕ４４５．３５　文献标识码　　Ｂ　文章编号　１００９　　４５３９（２０１６）０７００６１０３　　　　　ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｔｉｏｎＥｎｄＴｅｍｐｏｒａｒｙＳｔｅｅｌ　　ＳｕｐｐｏｒｔｓｗｈｅｎＢｅａｍ　　　ＥｒｅｃｔｉｎｇＣｒｏｓｓｉｎｇｔｈｅＳｔａｔｉｏｎ　ＷｕＰｅｎｇｙａｎ　　　（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１５ｔｈ　　ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐ１ｓｔ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．　　’　　　　Ｌｔｄ．，ＸｉａｎＳｈａａｎｘｉ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　　　Ｒｅｌｙｉｎｇｏｎｔｈｅｔｅｓｔ　　ｓｅｃｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆ’　　　　　　　　　　ＸｉａｎＭｅｔｒｏＬｉｎｅ３，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｐｅｃｉａｌ　ｎｅｅｄｓｏｆ　　　　　ｔｈｅｂｅａｍｅｒｅｃｔｉｏｎ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆ　ｔｅｍｐｏｒａｒｙｓｔｅｅｌｓｕｐｐｏｒｔ　　　　　　　ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｔａｔｉｏｎｅｎｄｂｅａｍ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅ　　　　　ｓｍｏｏｔｈｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｂｅａｍｅｒｅｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅ．　　　　　　　　　　⁃Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｐｒｏｇｒａｍｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｉｔｅｃｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｉｔ　　ｈａｄｐｒｏｖｅｄｔｈａｔ　　　　　　　　　　　　　ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｕｌｄｂｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｂｒｉｄｇｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　　　ｓｔａｔｉｏｎ；ｂｅａｍｅｒｅｃｔｉｏｎ；ｓｔｅｅｌｓｕｐｐｏｒｔ　１工程概况西安地铁三号线试验段下双寨车站为现浇钢筋混凝土框架结构的“建　－　桥合一”地上三层侧式高架车站。　主体长度　　１１８ｍ，标准段宽度　　　２１．６ｍ，车站总高度　　　２２．９ｍ，车站下道路净高　　　５．２ｍ。　基础为钻孔灌注桩，墩柱为实心矩形墩，全钢结构顶棚，通过整体型钢焊接、螺栓连接整体成型。由于架桥机及运梁车通过钢支撑时的最大荷载约　　８００ｔ，原设计临时钢支撑无法满足架梁需要，且原设计钢支撑所处位置与高架车站框架梁上的牛腿位置冲突，牛腿无法施工，为了确保架桥机和运梁车的过站安全、解决牛腿无法施工的问题，将原设计的一排　９　根　ϕ　６０ｃｍ　的钢管支撑方案进行调整，改为　２　排１０　根　ϕ　６０ｃｍ　的钢管支撑，且由于双寨车站钢支撑已施工，需要进行钢支撑体系换撑施工。　２临时支撑体系转换施工　　２．１施工工艺流程测量定位→桩基础施工→钢管立柱、工字钢梁安装→千斤顶顶升→原临时支撑拆除→新临时支撑基础施工→临时钢支撑安装→钢板、工字钢梁安装、焊接→临时支座安装→上部结构施工。　　２．２施工工艺说明首先，在距离车站端头　　５ｍ　处设置钢支撑换撑支点，采用　２　根　ϕ　６０ｃｍ、壁厚　　１６ｍｍ　的钢管作为换撑支柱，下设　ϕ　１ｍ、长度为　　４０ｍ　的桩基础，桩基顶面设钢筋混凝土承台，承台内预埋法兰连接预埋件；支点施工完毕后利用　４　台　　２００ｔ　千斤顶将梁体顶升，安装支点临时千斤顶支座。　接着，拆除原有临时钢支撑，并破除原有条形基础，开挖至车站承台顶部，在车站承台顶部浇筑　　　１ｍ×　　　　１．５ｍ×　　５ｍ　的条形基础，基础内预埋法兰连接预埋件，然后安装　２　排１６铁道建筑技术　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６（０７）·桥涵工程·共　１０　根　ϕ　６０ｃｍ、壁厚为　　１６ｍｍ　的钢管，钢管顶采用　４５、６３　作为横梁，横梁上放置调高沙箱。　最后，拆除开始施工的钢支撑。　　２．３施工工艺操作　　　２．３．１测量定位根据设计方案和平面布置图，采用全站仪和钢尺定出临时支撑基础及钢管柱位置。　　　２．３．２换撑桩基础施工换撑桩基础桩径　　１ｍ，桩长及配筋与临近车站主体结构桩相同，钻孔采用反循环钻机，采用导管进行水下混凝土灌筑［１］。换撑基础采用　Ｃ４０　钢筋混凝土，每个基础长度为　　　１．８ｍ，宽度　　　０．８ｍ，高　　　０．６ｍ。　换撑基础钢管立柱位置预埋　　　６００ｍｍ×　　　６００ｍｍ×　　２０ｍｍ　钢板底座，钢板底座平面要求处于同一水平面上。　每个钢板底座和换撑基础采用１２　根　　０．６ｍ　长　Ｍ２４　锚栓固结。　基础混凝土在钢板底座和锚栓预埋固定后进行浇筑。　基础混凝土浇筑完成后应覆盖，洒水养护［２］。　　　２．３．３换撑钢管立柱及工字钢钢梁安装换撑钢管立柱采用　ϕ　６００ｍｍ，壁厚　　１６ｍｍ　螺旋钢管。　钢管柱底部与基础预埋钢板底座采用法兰盘连接，同时在法兰上加焊三角形耳板以加强钢管柱稳定性（见图　１）。　钢管柱共设置　２　根，高度约为　　１２ｍ。钢管柱横向与纵向都采用∠　１０×９０　角钢焊接成整体抱箍，垂直方向每隔　　３ｍ　设置一道抱箍，立柱横桥方　图　　１临时钢支撑连接向主梁采用　３　根　４５ｂ　并排工字钢。　工字钢通过柱顶调平钢板与钢柱连成整体，并保证工字钢中心线与钢管立柱中心重合。　钢管立柱施工过程中严格控制竖向垂直度［３］。　　　２．３．４千斤顶顶升钢管柱及工字钢钢梁施工完成后，顶部设置钢垫板，安装千斤顶。　工字钢梁、钢垫板和临时支座采用角焊缝焊接，以保证整体稳定性。在工字钢梁上安装　２　台　　４００ｔ　千斤顶进行顶升，在顶升过程中要用千斤顶的油泵读数控制作业高度，使两台千斤顶顶升高度保持均衡一致，从而保证梁体顶升作业安全可控。顶升到位后，统一在梁底安放预先准备的预制钢板进行临时支垫，支垫要求牢固可靠，支垫过程不可放松千斤顶。　顶升完成后对顶升系统进行加固，使临时支撑受力均匀，确保桥梁整体稳定安全。　　　２．３．５原临时支撑钢管柱及基础的拆除现浇梁顶升到位并且加固稳定后，对原临时支撑钢管柱进行拆除。　　　２．３．６临时支撑基础施工临时支撑浇筑在车站承台上。　临时支撑基础采用Ｃ４０　钢筋砼，基础长度为　　　６．６ｍ，宽度　　２．８ｍ，高　１ｍ。　临时支撑钢管立柱位置预埋　　　　５１００ｍｍ×　　　　１８００ｍｍ×　２０ｍｍ钢板，钢板平面要求处于同一水平面上。　钢板和基础采用　Ｍ２４　锚栓固结。　基础在钢板和锚栓预埋完成后进行浇筑。　　　２．３．７钢管立柱及工字钢钢梁施工钢管立柱采用　ϕ　６００ｍｍ，壁厚　　１６ｍｍ　螺旋钢管，钢管柱底部与基础预埋钢板采用法兰盘连接，同时在法兰上加焊　　　１２ｃｍ×　　１２ｃｍ　三角形耳板以加强钢管柱稳定性。　钢管柱共设置　２　排，每排支撑设置　５　根，高度为　　１５ｍ。　钢管柱横向与纵向之间都采用∠　１０×　９０ｍｍ　角钢焊接成整体，每隔　　３ｍ　设置一道，并且每道与车站柱抱箍采用角钢进行有效连接。　立柱横桥方向主梁采用工字钢，工字钢型号为４５ｂ和　６０ｂ　两种型号［４］。　工字钢通过柱顶调平钢板与钢柱顶法兰盘焊接成整体，并保证工字钢中心与钢管立柱中心重合。　钢管立柱施工过程中严格控制竖向垂直度。　　　２．３．８安装砂筒钢管柱及工字钢钢梁施工完成后，顶部设置钢垫板，根据提前算出的砂筒筒体内装砂高度安装砂筒。　安装后的砂筒顶部标高要和梁底标高确保在同一标高上［５］。　　　２．３．９临时支撑预压临时钢支撑在运梁车过站时承受荷载为　　４８０ｔ，采用混凝土块和钢材作为配重进行加载预压。　加载预压分三级进行，第一级加载至总荷载的　　６０％，第二级加载至总荷载的　　１００％，第三级加载至总荷载的　　１２０％。　每级加载完毕以及全部加载完毕后均对钢支撑体系进行沉降观测、竖直度观测和焊缝外观检查。　通过对钢支撑体系的加载预压，现场检验２６铁道建筑技术　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６（０７）·桥涵工程·了钢支撑体系的承载能力和稳定性，确保运梁车和架桥机可安全通过［６］。　　　２．３．１０临时钢支撑结构计算说明根据运梁车过站，以及架桥机的工作原理图，结合本次临时支撑设计的具体情况，综合考虑，计算原则如下：（１）临时支撑承受的荷载工况，包括运梁车行驶至架设在临时支撑的区间梁上，以及过站后，拆掉一排支撑钢管，施工支撑区间梁的牛腿这两种。（２）对于上述第一种工况，考虑到区间梁承受竖向荷载时有微小变形，远离车站端头的这一排钢管撑，承受的竖向荷载较大；上述第二种工况，靠近车站端头的一排钢管撑已拆除，区间梁自重完全由远离车站端头的钢管撑承担。（３）计算时，取上述两种工况中最不利的情况进行计算　　［７－８］。钢管撑截面参数（Ｑ２３５Ｂ）：Ａ　　　　＝１４８７１ｍｍ２；　Ｗ　　　　　＝２１７１９６５ｍｍ３Ｌ０　　＝１５ｍ，ｉ　　　　＝２０９．３２ｍｍ荷载参数：　运梁车自重　　　２０００ｋＮ；　箱梁自重　　５０６０ｋＮ；单跨区间梁自重　　　６４００ｋＮ；架桥机后支腿传至临时支撑力　　６００ｋＮ；动力系数按　　１．２　考虑。竖向荷载设计值合计：　　１．２×　　　　６４００＋１．　４×　１．　２×　　　　　　　（２０００＋５０６０）　　　＝１９５４０ｋＮ临时支撑支座反力：　　１９５４０÷　　　　　２＋１．４×　　　１．２×　　　　　６００＝１０７７８ｋＮ（４）主要计算内容。替代牛腿临时支撑强度及稳定性、替代牛腿临时支撑下基础板抗冲切验算、车站原边柱下桩基础及承台验算、临时支撑地脚螺栓验算、牛腿处临时支撑面外支撑验算、倒换临时支撑强度及稳定性、倒换临时支撑承台冲切验算。　倒换临时支撑桩基础验算，经计算均满足要求。　３施工注意事项（１）做好导线控制桩、结构物定位桩、水准基点等复测工作，确保临时钢支撑安装施工放线的准确性。（２）进场的钢管需进行抽检，检查顺直度及锈蚀情况，有凹痕、弯曲或锈蚀严重的不得使用［９］。　钢管厚度不得小于设计，钢管厚度不合要求的不得使用。（３）钢管柱安装后应及时进行校正。　校正的时候要综合考虑标高、轴线、垂直度以及焊缝的要求，确保满足规范要求。（４）钢管支撑装配件的钢板加工以及钢管与各种构件的焊接都必须采用角焊缝满焊，焊缝要求达到一级焊缝的质量标准。　焊缝施工及验收应满足规范要求［１０］。（５）钢管柱安装完毕后应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可进行后续施工。　工字钢与钢管柱焊接时要做到工字钢表面平整以便与上部结构接触紧密。　４结束语在后续架梁过程中，需严格控制运梁车过站速度，减小动荷载对临时钢支撑体系的影响，同时加强　图　　２运梁车过站钢支撑体系的倾斜度和沉降观测，确保钢支撑体系稳定、安全。　西安地铁三号线试验段车站临时钢支撑施工及换撑的成功应用（运梁车过站见图　２），为类似工程提供了宝贵的实践经验。参考文献　　［１］中华人民共和国住房和城乡建设部　　　　　．ＪＧＪ９４－２００８建筑桩基技术规范［Ｓ］．　北京：中国建筑工业出版社，　　２００８：８３－８８．　　［２］中交第一公路工程局有限公司．　ＪＴＧ／　　　　　ＴＦ５０－２０１１建筑结构荷载规范［Ｓ］．　北京：人民交通出版社，２０１２：　　３５－３６．　　［３］陈振光．　上跨既有铁路大跨度门式墩盖梁膺架法施工技术［Ｊ］．　铁道建筑技术，２０１４（１０）：９．　　［４］彭福刚．　现浇箱梁墩梁式支架设计与施工［Ｊ］．　铁道建筑技术，２０１５（１）：９４．　　［５］李琛阳，冯翔．钢管柱雷梁现浇支架施工工艺控制［Ｊ］．　河南科技，２０１３（１２）：６０．　　［６］周伟明．敞开式钢管　－　混凝土桁架组合梁施工技术［Ｊ］．　铁道建筑技术，２０１４（１０）：３．　　［７］中国工程建设标准化协会．　　　　ＧＢ５０００９－２０１２建筑结构荷载规范［Ｓ］．　北京：中国建筑工业出版社，２０１２．　　［８］中国工程建设标准化协会．　　　　ＧＢ５００１７－２００３钢结构设计规范［Ｓ］．　北京：中国建筑工业出版社，２００３．　　［９］中华人民共和国建设部．　　　　ＧＢ５０２０５－２００１钢结构工程施工质量验收规范　［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２００１：１５．［１０］　中华人民共和国住房和城乡建设部．　　　　ＪＧＪ１８－２０１２钢筋焊接及验收规程［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１２．３６铁道建筑技术　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６（０７）