钢管立柱支架在铁路双线高墩箱梁现浇施工中的应用

【摘要】利用钢管立柱作现浇箱梁的支架，不仅大幅减少了支架地基处理工程量，及支架材料、人工的投入，且钢管立柱具有施工快速，支架沉降变形小等优点，本文结合项目实例，重点阐述了支架的构造要点，并进行结构承载检算，以确保施工质量及安全。

【关键词】双线铁路 现浇 钢管立柱 结构设计 检算

1.工程概况

云桂铁路云南段2标牙界双线中桥中心里程为DK370+811，为直线桥型；桥长61.880m，孔跨布置为：2-24.75m简支箱梁。桥梁基础采用钻孔灌注桩，桥台为矩形空心桥台，桥墩为陆上实体矩形墩，墩高15m。简支箱梁中间标准断面如图1。

2.满堂支架设计方案

根据桥址处地形条件、箱梁结构特征及现有施工机具材料进行分析研究，能适应本桥墩高及跨度的支架形式主要有碗扣式满堂支架、钢管立柱支架两种。

（1）两种支架形式有各自的优缺点，但在本项目施工条件下，碗扣式满堂支架方案存在如下不足之处：

①场地狭窄，地质条件复杂，场地平整工程量大，且基底存在土石分界处，容易产生支架沉降量过大及不均匀沉降，影响箱梁施工质量。

②支架搭设高度过大，降低本身安全稳定性；桥址处为山岭，常年风速很大，满堂支架需承受极大的横向风荷载，支架倾覆风险大，业主及监理对此表示担忧。

③钢管及扣件等使用量大，附近的云南富宁县供应不足，需从其它地方远距离运输，施工成本大。

④支架搭设均为人工操作，对施工人员技术水平要求较高，本项目远离城镇，交通不便，进场大量工人费用高，且因机械化作业水平低，施工进度缓慢，增加管理成本。

（2）而采用钢管立柱支架且有如下优点：

地基处理面积小；使用的构件数量少；机械化作业程度高；施工进度快，经济效果好；支架截面小，风阻力小，适合本项目气候条件，能确保箱梁质量。

因此，综合分析技术、安全、效益及进度等方面因素，最终决定使用钢管立柱支架进行箱梁支架现浇。

3.现浇支架的设计及施工

3.1支架设计

钢管立柱采用Φ500mm（壁厚14mm）钢管，沿纵向布置4排，排间距为7m、6.5m两种。横向每排布置5根立柱，其中梁体中线处1根，两侧腹板下及翼缘板外侧各布置1根。

桥墩侧钢管立柱直接利用承台作为基础，其余立柱采用1.2×1.2m的C25砼条形基础，同排立柱之间采用L75×75×8的角钢设置剪刀支撑，不同排之间立柱采用[20a槽钢与其它相邻立柱、桥墩台相连接固定，以提支架整体稳定性，确保结构安全。

3.2支架施工

支架施工前清除梁底范围内松土等软弱土层，然后开挖浇注立柱C25砼土基础，条形基础要确保修建在坚实地基上，并预埋锚栓，做好地面排水处理。

由人工配合20吨汽车吊，依次逐步搭设钢管、横向工字钢及纵向工字钢，并按设计方案进行立柱间剪刀撑的安装。安装时要严格控制好钢管立柱的垂直度，纵梁、横梁及方木分配梁的接长位置错开布置。钢管立柱、纵向及横向工字钢之间采用焊接连接固定，增强支架整体稳定情。

为了掌握支架承受施工荷载后地基和支架的沉降变形情况，获取支架结构沉降数据，作为调整预拱度的依据，并消除支架结构的非弹性变形，在支架搭设好后进行预压，并在预压前布置好沉降观测网。本工程采用沙袋预压。沙袋装袋后汽车运输到梁底，再用吊车吊装上桥，沙袋分层码放，并根据箱梁断面形状，布置成与梁砼等荷效果进行预压。

支架按箱梁砼自重的120%进行预压。预压按75%100%120%分三阶段进行堆载及沉降观测。加载完成后前3天观测频率2次/d，3天后频率1次/d，根据需要可增加大观测频率，当连续12h沉降量小于2mm，则认为沉降趋于稳定，可以卸载。卸载后再进行一次观测，最后进行数据处理，计算预拱度。

4.结构承载验算

4.1荷载分析、构件力学特性取值

支架主要承受箱梁砼自重、施工荷载及支架自重荷载。

虽箱梁两端尺寸加大，但两端部分箱梁荷载可由桥墩台承担，且两侧钢管立柱紧邻桥墩台设置，故安全性较好。所以本项目取梁中部标准截面处的砼重进行承载计算，砼密度按26kN/m3。

模板及支架均布荷载按2kN/m2，施工机具及人员均布荷载按1 kN/m2，浇灌及振捣砼时的冲击均布荷载按2kN/m2。

4.2模板下的方木分配梁

方木分配梁跨径80cm，中心距30cm，按受均布荷载的简支梁进行计算。

5.结束语

本项目利用钢管立柱支架进行铁路双线高墩箱梁现浇，安全及稳定性好，沉降最小，充分确保了箱梁的施工质量。此外还具有施工工期短，极大地减少了人员及支架构件的投入，经济效益明显。

参考文献

[1] GB50017-2003・钢结构设计规范[S]

[2] GB50205-2001・钢结构工程施工质量验收规范[S]

[3] 浙江省交通运输厅・桥梁支架安全施工手册[M]・北京：人民交通出版社，2011。