桥梁支墩钢管立柱支架顶升及拆除施工技术

目前钢管贝雷梁组合支架以其独特的支架形式及合理的安装方式已被广泛应用于下承式提篮拱桥施工。在提篮拱上跨高速公路高架桥范围内中支墩施工中，若采用传统方法搭设及拆除支架，高空作业较多且影响时间较长，安全风险高。针对上述弊端，通过研究将中支墩钢管立柱支架采用千斤顶组同步顶升、回缩，实现了支架的分段顶升就位及拆除，形成了钢管立柱支架分段顶升及拆除施工技术。

1?工程概况

新建福州至厦门铁路梅山特大桥位于福建省莆田市秀屿区，全长3.77?km，为双线无砟轨道高速铁路。该桥24号、25号墩采用1~112?m提篮拱桥上跨莆永高速公路岐厝高架桥，线路与高速公路斜交角度为39°。既有莆永高速公路岐厝高架桥路面宽26?m，双向4车道，沥青路面，简支T梁结构。梅山特大桥提篮拱梁底距高速公路路面最低处为7.67?m。提篮拱由系梁、拱肋、拱脚、横撑、吊杆五部分构成。系梁横截面形式为单箱三室，在拱脚顺桥向8?m范围内为实体段，横桥向宽度由19?m增至20?m，梁高2.5?m，梁全长116?m，计算跨径112?m。拱肋截面采用哑铃型钢管混凝土截面，截面高3.0?m，钢管直径1?200?mm，拱肋在横桥向内倾9°，形成提篮式。吊杆布置采用尼尔森体系。

2?中支墩支架施工难点

提篮拱系梁施工设计采用贝雷梁钢管组合式支架形式，经验算，若采用单层贝雷梁，强度、刚度及稳定性均无法满足受力要求；若采用双层贝雷梁，支架距高速公路路面仅4.67?m，无法满足公路行车限高要求。经反复研究，考虑到在高速公路左右幅桥梁防护墙有0.5?m间隙，具备设立支架的条件，故决定在公路防护墙之间设置直径0.3?m的钢管混凝土中支墩支架，采用分段同步顶升工艺就位。采用该做法，提篮拱系梁支架施工面临中支墩顶升空间狭小、分段同步顶升控制、支架顶升稳定性控制三大难点。

3?支架施工技术

3.1?支架结构形式

3.1.1?钢管排架支墩

排架支墩共11排（G1-G11），采用钢管支墩；高速公路两侧钢管支架采用 ?630×10钢管立柱，G1-G2，G5与G7，G10-G11采用8根钢管立柱，间距7?m×3?m布置；G3及G9采用6根钢管立柱，间距5?m×3?m布置；G4及G8采用3根钢管立柱，间距2?m×3?m布置。G1及G11钢管立柱直接支撑于拱脚两端的承台上，与承台表面的预埋钢板焊接。在墩身中部设2道连接杆与墩身连接固定，以保证钢管稳定；G2-G5及G7-G10钢管立柱基础采用直径1.0?m的钻孔桩上增加1.5?m×0.6?m条形基础，钢管立柱与预埋钢板焊接。钢管立柱之间的横向及纵向连接系采用 ?377×6钢管（图1）。

图1?高速公路两侧支架系统

3.1.2?高速公路中间钢管支墩

中间支墩顶升支架由限位支架、下部钢管支架和上部钢管立柱组成。下部钢管支架G6采用双排 ?426×8钢管立柱形式，每排布置15根，顺桥向布置间距为1.6?m，横桥向间距为14?m×2.36?m；中支墩支架采用15根直径1.25?m钻孔桩上增加7.6?m×0.8?m条形基础。上部钢管立柱支架G12采用 ?325×8钢管立柱，立柱内填充C40微膨胀混凝土。钢管立柱间纵横向连接采用 ?194×5钢管。顶升限位架采用I22a工字钢焊接为格构柱支架单元，每侧布置6个限位架单位，共设置12组限位架（图2）。

图2?中支墩支架系统

3.1.3?落架

每根钢管立柱顶部设柱帽加强体系，柱帽与横梁间设砂箱落架装置，以便于提篮拱梁体施工完成后拆除支架。

3.1.4?支架梁部

支架梁部采用贝雷梁纵向顶推架设。贝雷梁桁架间距为22.5~45?cm,横桥向采用28组计56片，每片贝雷梁连接销接头的位置均需安装一个连接花架。

3.1.5?底模系统

底模组成从上到下依次为：1.5?cm竹胶板+顺桥向10?cm×10?cm方木+横桥向I10工字钢+2?mm厚铁皮。方木间距为30?cm，腹板范围下加密为20?cm，I10工字钢布置间距30?cm，在跨高速公路范围内铺2?mm厚铁皮，以防杂物掉落。

3.2?中支墩支架顶升施工

（1）安装顶升限位格构支架时，使用垂准仪测定立柱垂直后，与底部基础预埋钢板满焊，并在四周设加劲钢板焊接牢固。安装限位架导向框架，设上下2道导向框梁与顶升限位架内侧焊成整体，以保证顶升过程钢管立柱支架稳定。

（2）下部钢管支架在靠近顶升限位支架侧焊接[14?b限位槽钢。钢管支架先安装高约6.56?m，底部暂不连接，支架钢管顶面焊厚1?cm的钢板和井字钢板焊接加固（图3）。

图3?中支墩支架顶升系统

（3）顶升支架下部设顶升千斤顶及顶升结构，每隔2个支墩设1.3?m行程千斤顶2台，共12台。

（4）钢管支架先装段顶面安装双拼I40?a工字钢横梁，与支架钢管顶面钢板焊接牢固。在双拼I40?a工字钢横梁顶面安装双拼HN?500×400型钢短纵梁，满焊连接牢固作为上部钢管立柱受力底座。

（5）上部钢管立柱采用 ?325×8钢管混凝土结构，钢管长约5.6?m，采用 ?194×5钢管作为连接系。先焊接钢管立柱顶面钢板及井字形钢板加固，再浇筑C?40微膨胀混凝土填充钢管内部，将钢管立柱吊至双拼HN?500型钢短纵梁顶面，并精确测量定位。钢管底面与双拼HN?500型钢短纵梁满焊固定，四周焊接加劲钢板加固。

（6）先调整同排钢管混凝土立柱，使其顶面钢板位于同一条线且位于同一标高，再吊装双拼HN?500型钢主横梁，主横梁与钢管混凝土立柱顶面钢板满焊连接固定，主横梁中线偏差不大于2?cm。

（7）下部钢管支架先安装段及上部立柱，每顶升1.2?m高即在支架下部采用法兰盘接长1.2?m下部钢管支架单元，同时焊接支架横向及纵向连接系，边顶升边接长，顶升高度约7.7?m，待支架顶升至设计标高后，将支架钢管立柱底部与基础预埋钢板焊接固定。

3.3?中支墩支架顶升系统操作步骤

3.3.1?试顶升

将12台千斤顶油压设定为3?MPa进行同步顶升，千斤顶所有位移设置为0状态。

3.3.2?第一次顶升

将千斤顶油压设定为30?MPa，位移误差设置为3?mm进行同步顶升；顶升位移相对长度设置为200?mm，测量支架监测点位，检查顶升位移是否同步并校正位移。

3.3.3?分段同步顶升

依次设置分段顶升位移，相对长度设置为300mm, 600mm, 200?mm进行同步顶升；测量支架监测点位，检查顶升位移是否同步，并校正位移。

3.3.4?安装支架钢管接长

先安装12处限位架对应处 ?426×8钢管，通过法兰螺栓连接；边安装边支垫，以保证支架稳定安全；支架钢管立柱安装完成后，焊接支架横向纵向连接系，以保证支架整体稳定。

3.3.5?千斤顶回位

将12台千斤顶同步向上微顶升后，撤出支架立柱底部的支垫，同步回缩，完成第一循环支架顶升。

3.4?支架拆除

系梁底模及支架在调整吊杆索力后拆除，拆除顺序和搭设顺序相反，即先搭者后拆，后搭者先拆。

（1）系梁底模及支架拆除步骤：放砂落梁→拆除两端底模和顶分配梁→向两端整体纵移跨中底模和顶分配梁→拆除剩余底模和顶分配梁→拆除支架两端各9m段贝雷梁→解除中支墩处贝雷梁连接→待贝雷梁组向两端纵移出公路范围后吊出拆除→拆除主横梁→拆除砂箱及钢管柱→拆除条形基础。

（2）在作为系梁施工承载结构同时，系梁底模和支架也起跨高速公路施工安全防护棚架作用，因此系梁模板和支架须在提篮拱桥调整吊杆索力且上跨公路段不需临空作业时，方可拆除。

（3）从中间支墩往两端支墩对称平衡落梁。中间支墩先利用支架顶升结构、油压泵站和总控台实现同排支架同步下降，下降高度与两端砂箱落梁高度保持一致。安排多人同时打开阀门对同排支墩的砂箱放砂，尽量使主横梁保持在水平状态。

（4）公路范围外底模及顶分配梁拆除遵循“从上至下、从两边至中间”的顺序，中间底模采用人工配合2?t倒链横移至作业平台上，在平台上分解模板，用25?t汽车式起重机将模板及顶分配梁吊至地面。

（5）公路外侧底模及分配梁拆除后，中间段底模及分配梁安装单元（4?m长）整体纵移至公路外侧。中间段底模和分配梁纵移后，采用与公路外侧底模拆除方式相同的方式拆除。

（6）在24号、25号墩侧搭设作业平台，贝雷梁遵循从两边往中间拆除的原则，待两边贝雷梁限位结构拆除后拆除两端各9?m的贝雷梁，再用卷扬机往桥墩方向纵移9?m，循环拆除纵移，最后将剩余长24?m的贝雷梁组整体吊至地面。

（7）先拆除公路中间支墩后拆除两侧支墩。中间支墩利用顶升支架将立柱下降至公路桥梁底以下。下降过程与顶升过程相反，即先解除底部锚固，拆除底部1.2?m高支架，整体下降1.2?m，依次循环拆除和下降至所有后装段全部拆除；然后依次拆除上部主横梁、上部立柱、下部限位架和下部立柱。

（8）公路两侧的支墩，先拆除上部主横梁，解开连接后整体吊至地面，再将顶部砂箱拆除吊至地面，从上至下解除所有连接系，最后解除钢管立柱底部连接并拆除钢管立柱。

（9）支架拆除过程中须安排专人指挥吊装作业，拆除的构件应分类堆放整齐。

3.5?支架顶升施工注意事项

（1）支架钢管立柱、顶升结构立柱安装时应确保立柱垂直度，保证钢管立柱垂直受力。

（2）中支墩顶升限位架、导向框前期用作导向，后期为保证结构稳定限位用，应加设拉杆形成整体。

（3）顶升时先将支架稍顶起一段距离后暂停，检查千斤顶、支撑垫板和支架状况，若发现垫板受压后不平整、不牢固或液压千斤顶倾斜，须将液压千斤顶卸压回程，及时处理后方可再次操作。

（4）12台千斤顶同步顶升作业时须统一指挥，协调一致，同时升降。

（5）中支墩立柱G12内浇筑C40混凝土前，顶部钢板需预留灌注孔及排气孔，必须严格保证混凝土的密实度和浇筑质量。

（6）为保证中支墩立柱顶部G12钢管顶升施工期间侧向稳定，须在公路桥梁耳墙处顶面与G12钢管中部设支撑固定装置。

（7）施工期间在中支墩支架两端设置安全警示标志及爆闪灯，提醒过往车辆注意安全。

4?结束语

梅山特大桥施工中，为减少支架施工对高速公路运营影响，降低上跨高速公路施工的安全风险，保障施工安全，应用跨高速公路范围内的中支墩支架分段同步顶升施工技术，解决了现场支架施工难题，提高了支架搭设功效，可为同类型桥梁施工提供参考。