预制节段支架法拼装施工技术

1、预制节段支架法拼装施工技术第二工程公司 方伟太、潘大鹏、孙伟 内容提要：预制节段支架法拼装技术难度大，安全风险高，但是投入成本相对与改造架桥机来说非常经济，该工法可以适用各种梁型。本文介绍了预制节段支架法拼装工法在广州轨道四号线高架桥中的应用。关 键 词：支架法 节段梁 高架桥1.工程概况广州市轨道交通四号线黄阁冲尾段工程区间10标线路设计起迄里程为YCK50280YCK52882.5，全长2.6775Km。线路从黄阁站站后折返线起，沿规划市南路西侧由北向南，跨越既有市南路，规划凤凰大道、进港大道至蕉门站。本桥1# -9#墩间为单线简支梁，跨径布置为9×30m，顶板宽度为5.3m，9

2、# -11#墩间为双线异型简支梁，顶板宽度从10.75m变为9.3m，跨径布置为22×30m。单线和双线异型梁如采用下行式架桥机拼装则架桥机需针对特殊桥型进行特殊设计，增加费用较大。所以在110#的箱梁节段拼装采用支架法施工。2.预制节段支架法拼装工艺特点预制节段支架法相对与架桥机节段拼装工法来说，对梁型适用性大，经济。但是该工法的安全风险较高，拼装质量相对较难控制。3.机具设备3.1主要机械设备主要机械设备见表1.表1 主要机械设备表序号设备名称规格型号主要工作性能指标数量使用时间（年）现在何处备注1支架150t2套新购2运梁板车自制60t2台广州新购3千斤顶YCWB400400t

3、6套4广州新购4YC6060t8套3广州新购5YCWB250250t6套2广州新购6扁平千斤顶250t8套4广州新购7手拉葫芦10t20套4深圳新购8张拉油泵ZB3/6308台4中山自有9ZB4/500500MPa6台3中山自有10灰浆拌和机QV-300/508台3广州自有11压浆机UB3 5.5KW4台3广州自有12汽车吊QY100 100T1台广州租赁13真空泵SZ-2 4kw4台3广州自有14扁千斤顶200T4台0广州新购3.2支架的结构介绍本工程所采用的支架为梁式支架，主要结构为单层8片贝雷梁组拼的15m+12m简支梁或双层8片贝雷梁组拼的27m简支梁，主要由支撑柱、临时承台、承重梁、

4、轨道系统、支撑滑移系统、调整系统组成。图1、单层8片贝雷梁组拼的15m+12m简支梁图2、双层8片贝雷梁组拼的27m简支梁图3、 支架全景图3.2.1支撑柱采用600mm钢管，在墩前主体承台布置两条L=8.711m钢管(根据不同墩高采用1.0m、0.5m的调整节进行调整，调整节与主钢管采用法兰螺栓连接。中间临时承台顶采用L=8.711m钢管。在钢管支撑上横担240（L=4.0m）槽钢作为横梁，槽钢与钢管支撑直接采用焊接方式连接。在钢管之间采用40槽钢作为空间连接杆，使得两根（4根）钢管连成整体，以增加支撑柱的稳定性。墩前支撑柱在安放后采用型钢与桥梁墩柱连接，以保证稳定性。图4、支撑柱图3.2.

5、2临时承台考虑到单层跨越时跨径较大，所以在两墩柱之间，靠近中间位置设置一个临时承台。承台尺寸为3m×3.5m×0.6m，混凝土采用C30，在承台内布置两层1620cm的钢筋网片。承台下部基底采用原状土加6%的P.O32.5水泥进行板结，板结深度为2.0m。图5、临时承台平面、立面图3.2.3承重梁根据跨度，扣除两边墩柱厚度，中间考虑采用两跨间支结构，跨径布置形式：15m+12m或27m（考虑由于行车问题明兴塑料厂门口无法设置中间临时墩）。15m+12m简支梁横桥向采用8片4组贝雷片，每组的两片贝雷片采用花窗连接，4组贝雷片采用I16工字钢用U型卡，卡抱连接成整体。27m简支

6、梁竖向分两层横桥向采用8片4组贝雷片，每组的两片贝雷片采用花窗连接。910#双线异型梁处由于两宽较大，采用两套支架体系。贝雷梁与钢管支撑顶部的槽钢横梁之间的联接，采用钢筋作为包箍，顺桥向布置三道。3.2.4轨道系统轨道系统包括钢轨及钢枕。钢轨采用40轨，横桥向布置4条钢轨，间距为：0.60+1.83+0.6m。钢枕采用I16工字钢（L=4.0m），布置间距45cm，钢轨与钢枕采用夹板和螺栓连接。3.2.5支撑滑移系统20槽钢两条背靠背作为整个支撑系统的骨架，在两片槽钢之间的中部位置设置支撑螺旋钢套筒及螺旋钢棒，直径采用90mm。在螺旋钢棒上打眼穿16钢筋作为转动把手，并在钢套筒两边各焊一块限位

7、钢板。在螺旋棒的顶部设置一块钢板作为分布钢板。支撑滑移系统直接坐落在轨道上，在施工时在钢轨表面抹上黄油起到润滑作用。在支撑滑移系统上设置四个小脚钢条作为限位系统。图6、支撑滑移底座图3.2.6调整系统每个节段的竖向调整系统采用4台60t的同步千斤顶；顺桥向调整系统采用4台60t的穿心千斤顶；横向调整系统采用吊车微调。整孔调整系统：在桥墩顶从下往上分别安放“L”型钢板、4mm不锈钢板、4mm四氟板、200t扁平千斤顶；并水平向安放60t千斤顶一端作用在“L”型钢板上，另一端顶200t竖向安放的扁平千斤顶。调整时先用200t扁平千斤顶将箱梁顶起，再用60t施加水平推力以达到水平方向的移动调整。3.

8、3支架结构验算3.3.1承重梁的验算采用MIDAS软件建模，整个承重梁验算时，只需检算跨度为15m的间支梁。考虑8片贝雷片均匀受力，每片受1.1t/m的均布荷载。16Mn钢的轴向允许拉应力=200MPa、允许剪应力=120 MPa、允许弯曲应力w=210 MPa。根据计算结果显示，贝雷片完全满足受力要求。3.3.2 40槽钢横梁的验算采用MIDAS计算软件建模计算，建模时考虑两个支撑点的边界条件为限制三个方向的平动。Q235钢的轴向允许拉应力=140MPa、允许剪应力=85 MPa、允许弯曲应力w=145 MPa。根据计算结果，槽钢横梁的强度、刚度满足要求。3.3.3支撑柱的验算采用MIDAS

9、计算软件建模计算，建模时考虑两个支撑点的边界条件为限制三个方向的平动。Q235钢的轴向允许拉应力=140MPa、允许剪应力=85 MPa、允许弯曲应力w=145 MPa。根据计算结果，钢管支撑强度、刚度满足要求。4.主要材料无溶剂型环氧树脂胶，其技术性能指标详见表2。表2 环氧树脂胶结的主要技术性能指标性能参数数值备注抗剪强度（MPa）C50砼抗剪强度抗压强度（MPa）24小时36.5 7天83颜色度灰色、均匀、细腻膏状无约束线性收缩率0.022%吸水性12%抗剪弹性模量（MPa）2400溶水性4%LD50值（mg/kg）改性环氧树脂（A组分）：5000改性环保固化剂（B组分）：840抗拉强度

10、（MPa）C50砼抗拉强度抗压弹模（MPa）7860 MPa耐热性（） 50触变性（mm）30/10min凝胶时间（min）4570抗老化2000小时人工加速老化5.工艺流程支架基础施工支架安装钢枕、钢轨、滑移垫块的安装存梁与支架预压节段拼装预应力张拉整跨调整落梁整跨标高调整支座灌浆支架拆除。6.施工工艺6.1支架的安装、拆卸支架的安装、拆卸主要以吊车，安装顺序：支立钢管支撑安设槽钢横梁连接钢管支撑安设贝雷片安设轨枕安放钢轨安放滑移支撑系统。节段拼装完成，永久预应力张拉完成后，开始拆卸支架。拆卸顺序和安装顺序刚好相反。6.2节段吊装、拼装的设备选择对于节段的吊装、拼装，由于吊装高度为13m左右

11、，单线节段梁选用80t汽车吊，双线异型节段梁选用200t汽车吊。6.3节段拼装、节段梁的存放及支架预压。用汽车吊将整跨节段梁依次吊至支架上，以消除支撑的非线形变形，并预留好涂刷粘结剂的间隙。、墩顶块的定位。采用汽车吊、手拉葫芦、60t千斤顶定位墩顶块，主要控制墩顶块的轴线和倾角。最后采用手动葫芦、方木、将墩顶块与前一梁锁定。、节段拼装。墩顶块精确定位、锁定后开始逐块拼装。采用汽车吊将拼接块吊高3050cm以便涂抹胶结剂。胶结剂涂抹完成后，对拼节段梁，张拉临时预应力。、支撑转换。临时预应力张拉完成后，用4台千斤顶将力传至支承滑移底座，取出千斤顶，吊机松钩进行下一节段拼装。、涂胶结剂。在拼接缝处的

12、一个端面上均匀涂抹胶结剂，胶结剂厚度控制在3mm左右。、临时预应力张拉。在节段就位后进行临时预应力张拉。临时预应力张拉完成后，在胶结剂固化后清除胶结剂。、重复项直至整跨节段梁拼装完成。、按图纸要求张拉永久预应力，拆除支架。6.4整孔调整、落梁在永久预应力张拉后，用设置在墩顶的4台200t扁平千斤顶顶起梁，拆除中间每一节段下的4套支撑滑移底座完成体系转换，整孔调整后落梁。、落梁过程为：先用千斤顶顶起节段梁，千斤顶行程控制在20mm以上，拆除支撑垫块（高度20mm），千斤顶回程将节段梁支承在支承垫块上，拆除千斤顶下面的垫块（高度20mm），一次落梁完成。重复以上操作直至将梁体降到位。、为防止梁体倾覆，落梁时4台千斤顶要协调操作，保证同一桥墩处的两个千斤顶同时受力，包括同时顶升同时降落。、在整跨节段梁降落到支座上后，用4台200t扁平千斤顶进行整跨节段梁的轴线标高调整