車站樞紐區高架橋縱橫向行走式模架施工方法

盧勝坤

摘要：廣州南站樞紐區高架橋多線橋梁密集并列布置，采用傳統施工方法，難以達到預期目標，根據移動模架施工技術的理念，將普通梁柱式支架改進為行走式，形成一套縱橫向行走式模架施工方法。由于此模架系統除一側側?？芍苻D使用，用于20跨簡支梁橋施工共縮短施工周期100天，節省施工材料用量、人工工及機械臺班費用7-8萬元每跨橋，具有很高經濟效益，值得在同類型或具有相似條件下工程中推廣使用。

關鍵詞：樞紐區：高架橋：縱橫向行走式；梁柱式支架

1引言

考慮到城市占地和城市空間布置美學問題，廣州南站樞紐區鐵路工程以高架橋形式通過，咽喉區由兩線群組成，分別為武廣線群和廣珠線群。武廣線群由咽喉區6座橋逐漸分為19線橋，廣珠線群由4座橋逐漸分為9線橋，共28線橋(見圖1)，設計分別采用現澆簡支箱梁和現澆連續箱梁，橋梁呈并列密集布置，為保質保期，必須選取合適的施工方法。21世紀初我國高速鐵路建設蓬勃發展，現代鐵路車站邁向功能集中化、大型化發展。促使現代工程建設呈高效、節能的發展趨勢。采用一種高效節能的施工方法具有極重要的現實意義。

2鐵路高架橋施工方案研究

目前，我國高速鐵路簡支箱梁的施工以預制架設法為主，輔以移動模架法及支架原位現澆法，若采用預制架設施工，由于車站工程地處城市區域，考慮到減少拆遷及生態保護，制梁場地受限，無法發揮預制施工的優勢：移動模架施工則存在只能縱向移動無法橫向移動的問題，且需要大型設備，投入成本較高，現代化施工要求能耗低而高效；傳統支架原位現澆法由于支架無法一次搭設循環使用時間成本較大，難以保證工期要求。為此，極有必要突破傳統來開發一種新型的施工方法，以適應現代化施工的需要并達到預期施工目標。本文所介紹的施工方法，將移動模架思想引入梁柱式支架中，是一種新穎的縱橫向行走式模架施工方法。

3縱橫向行走式模架設計

3.1支架及基礎設計

以跨度32.7m支架為例。

3.1.1梁部荷載

一跨簡支梁總重為：5.7055×2.6×32.7=485t，每工重為14.8t，模板總重：70t

由《建筑結構荷載規范》GB 5000-2∞1知：永久荷載效應組合系數取1.35，可變荷載效應組合系數取1.4，本計算按1.4組合系數取用。

簡支梁自重均布荷載：14，8÷7.6×1.4=2.73t／m

簡支梁腹板下自重均布荷載：6.81×1.4=9.53t／m

簡支梁翼板下自重均布荷載：0.76×1.4=1.06t／m

簡支梁一般位置下自重均布荷載：2.28×1.4=3.19t／m

3.1.2附加荷載

模板荷載按：0.2t／m計

施工人員、機械、機具、振搗等施工荷載按0.2t／m計

貝雷梁支架荷載按：0.3t／m計。

3.1.3荷載組合

梁自重均布荷載：14.8×1.4+(0.2+0.2+003)×7.6×1.4=28.2t／m

腹板下均布荷載：9.53+(0.2+0.2+0.3)×1.4=10.5t／m

翼板下均布荷載：1.06+(0.2+0.2+0.3)×1.4=2.0t／m

一般位置均布荷載：3.19+(0.2+0.2+0.3)×1.4=4.2t／m

支架橫移時荷載組合為：60+70×0.6=102t

支架縱移時荷載組合為：60+70×0.3=81t

經過設計計算，需貝雷梁支架10片組合為縱梁方滿足強度要求，每根立柱下4根直徑400mm鋼管樁滿足基礎沉降及強度要求。

3.2模架系統組成

支架系統由縱梁、立柱、橫梁、落架系統組成，縱橫向移動系統由基礎滑道、橫移平車、橫移動力系統、橫定位、縱移平車、縱移動力系統組成。支架布置見圖2、圖3，模架系統節點組成見圖4、圖5。

圖2～圖5中：1-立柱，2-立柱法蘭盤，3-支架基礎(滑道基礎)，4-橫梁，5-縱梁，6-模板，7-橫移平車，8-滑道，21-砂桶，22-砂子，23-壓塊，24-凸緣，25-千斤頂，26-卸砂口。

3.2.1縱梁

采用貝雷片，橫向布置10片，縱向布置9片，每兩片一組，組間橫向聯接。

3，2 2立柱

采用φ426mm，壁厚8mm的螺線管，立柱上下口設置法蘭盤，法蘭盤采用20mm厚鋼板，加強肋采用20mm鋼板三角肋。上口法蘭盤與工字鋼橫梁焊接，同時鋼梁與立柱間設置鋼板角支撐。立柱底角位置利用7.5cm角鋼做橫向連接，每排支柱間利用壁厚4mm的φ219mm鋼管和壁厚3mmφ103mm鋼管在橫梁下方2m范圍內做縱聯和水平聯，縱聯和水平聯與鋼管立柱采用抱箍連接。布置按縱橋向4排，橫橋向3排，橫向支柱間距為2，25m。

3.2.3橫梁

采用兩根45a工字鋼，工宇鋼長度8m，利用U型螺栓與貝雷片連接。

3.2.4落架裝置

采用半封閉活塞式砂箱。砂箱分為兩部分，上面為φ426mm鋼管混凝土活塞，下面為φ525mm的無縫鋼管砂桶，活塞直接坐落與砂桶中，根據需要高度，在砂箱里放置合適高度的中砂，落架時只需將砂桶中砂子從流沙口用風槍吹出即可。

3.2.5支架基礎

采用PHC管樁基礎，每排立柱下設置4根φ400mm的PHC管樁，管樁上施工1.2m*0.6m*Xm(x根據每跨寬度設定)的鋼筋混凝土基礎。支架基礎兼作橫移滑道基礎。

3.2.6滑道

采用40b槽鋼，槽鋼內側焊接20mm鋼板進行加強?；乐苯愉佋O于滑道基礎上，利用細砂找平。支架利用特制平車直接支撐于滑道和立柱之間?；拦苍O兩條，分別設置于中間兩排立柱下。

3.2.7橫移系統

橫移平車采用鋼制平車，整個平車為一個大型的滾軸軸承。橫移動力采用兩臺人工絞磨，絞磨利用地錨固定，絞磨于支架問設置一組滑輪組，以減少牽引力，同時消除施工人員的步調差異。橫定位采用鋼楔，放置于滑道上，防止橫移超過預定位置，同時準確定出需要橫移的位置。

3.2.8縱移系統

縱移平車為輪胎式平車，共分6個，分別布置于中間兩排立柱位置，其中前進方向三個平車設有轉向裝置，可以調整縱向移動方向?？v移動力可利用裝載機、推土機等。

4施工工藝

施工步驟：PHC管樁施工一鋼筋混凝土條基施工→支架施工(搭設、加固)→梁部施工→落架施工→橫移施工→縱移施工→移回施工。

梁柱式支架在某一橋位搭設并完成梁部施工后可通過落架裝置將支架整體與梁體分離，并拆除沿下一橋位方向一側側模，即可通過移動裝置將支架沿支架基礎橫向移動至下一橋位進行施工，如此完成同一排橋梁施工后將支架橫移至橋梁相鄰一側施工便道再利用縱移裝置將支架移動至同列下一橋位，完成下一排橋梁施，如此通過支架縱橫向循環移動，完成所有橋梁施工。其具體施工工

藝流程見圖6。

5施工過程控制要點

5.1支架基礎施工控制

根據梁軸線及支架設計尺寸，準確定位，保證管樁與支柱同心。管樁施工時控制最后一次振錘沉降量小于2cm。

支架基礎采用鋼筋混凝土基礎，施工必須保證管樁深入基礎深度不小于10cm，混凝土施工振搗必須密實，分層澆筑，頂面必須水平，平整度利用3m靠尺檢查，誤差小于3mm?；A混凝土初凝后，立即覆蓋養生，養生時間不小于7天。

5.2砂箱制作及安裝控制

砂箱采用活塞式砂箱，活塞采用鋼管混凝土，砂桶采用無縫鋼管。制作砂箱，主要控制砂箱活塞鋼管耀凝土澆筑質量，上鋼板與鋼管焊接質量，砂桶下鋼板與砂桶焊接質量。

砂箱安裝時控制砂桶位置準確，與支柱鋼管中心偏差小于5mm，砂桶標高偏差小于1mm。

5.3支架加工及安裝控制

立柱長度誤差控制在2mm。上下法蘭盤與立柱焊接時，注意施工順序，必須先將法蘭盤鋼板先于立柱鋼管點焊連接，不能滿焊，然后對稱焊接三角肋，最后滿焊法蘭盤與立柱鋼管。

每排立柱在加工場地整體加工完成后運至橋位，整體吊裝。每排立柱加工時，立柱間距誤差要求為：5mm。支柱上法蘭盤與工字鋼橫梁滿焊連接，橫梁中心與立柱中心偏差小于2mm。兩排立柱間距偏差小于10mm，立柱中心與砂箱中心偏差小于2mm。

每立柱安裝完成后立即安裝縱聯和水平聯。安裝縱聯和水平聯，保證縱聯和水平聯與抱箍焊接位置牢固，抱箍與鋼管立柱密貼。

貝雷片縱梁在橋位按設計長度，每2片組成1組，整體安放與支架橫梁上，保證貝雷片大節點直接作用與橫梁中心，同時用U型螺栓與工字鋼橫梁連接，保證整個支架形成剛性整體。

5.4橫移準備及橫移施工控制

橫移梁滑道安裝時必須保證滑道平行與移動方向，兩條滑道間相互平行，對角誤差小于10mm，滑道與基礎之間必須密貼，同時保證滑道中心與立柱中心偏差小于2mm。

平車安裝時，其受力中心必須與立柱中心重合，方向與滑道平行，兩條滑道間的平車相互平行，對角誤差小于5mm。

落架施工時，千斤頂頂點必須位于支柱法蘭盤加強肋位置，留夠安放滑道空間的前提下，盡量靠近立柱。落架施工每次落架高度小于2cm，并保證逐排順序下落。

橫移施工時，隨時觀測前進方向是否偏離設計方向，并觀測支架立柱垂直度，防止支架傾斜。嚴格控制兩組絞磨的同步性。在接近設計位置時，應控制移動速度，分次緩慢進行，直至設計位置。

5.5縱移準備及縱移施工控制

撤出移動平車和滑道施工前，先將最外兩排立柱利用枕木臨時支撐，然后逐條撤出平車和滑道，嚴格控制千斤頂頂點位置。

支架抬升施工順序與落架施工順序相同，均需逐排循環進行，每次起升高度小于1cm。直至設計高度。

縱移施工時，放置平車施工要求與橫移時安放橫移平車要求相同。要求6臺縱移平車安放時，相互平行，對角誤差小于2mm。由于采用機械牽引，要求機械操作手熟悉機械性能，嚴格控制起步速度。起步后，緩慢、連續進行，避免中間停頓，減少起步次數。

6縱橫向行走式模架施工方法施工效益分析

6.1工藝特性分析

由上表1可以看出：縱橫向行走式模架施工方法與普通原位支架現澆方法及移動模架施工方法相比較，結合了兩種方法的優勢，避免了各自的不足。

6.2經濟效益分析

由上圖7可見：應用柱式支架縱橫移工法與普通支架施工相比，增加了耗時不多的橫移和縱移施工式作，但節省了較為耗時的支架搭設與拆除過程，平均每跨減少施工時間約5天，20跨橋梁施工共節約時間約100天，表明柱式支架總橫移施工工法可以大大減少施工時間，加快施工進度。

由上圖8可見：側模、底?？芍苻D使用，并由于縮短了施工周期，減少了人工工日和機械臺班(表中其他費用中包括)；與普通支架相比，節省費用7～8萬元／跨，體現了柱式支架縱橫移施工藝法的高效性與經濟性。

7結語

縱橫向行走式模架施工方法在廣州南站工程咽喉區橋梁工程中首次應用。由于支架在一次支立、一次拆裝情況下多次周轉使用，節省了拆裝一側側模、底模及支架拆裝時間，節約了大量的機械臺班和人工工日，加快周轉料周轉速度，并且施工方便，大大的節省了施工成本，并縮短了施工工期，確保了廣州南站工程如期完工。實踐表明縱橫向行走式模架施工方法高效、可靠，值得在具有類似條件下的橋梁工程中推廣使用，同時此種施工方法還有待于進一步規范化、精細化。