鹰架法施工简支箱梁技术探讨
魏争伟
中铁二十局集团第六工程有限公司（陕西西安 710032）
【内容提要】结合新建蒙西至华中铁路前杜家沟大桥4-32.6m简支箱梁鹰架法施工实例，介绍了由
鹰架基础、螺旋钢管、砂筒、工字钢横梁、贝雷梁、工字钢分配梁等构件搭设的鹰架施工工艺， 贝雷梁值得参考。
【关键词】鹰架基础钢管立柱剪刀撑砂筒工字钢横梁贝雷梁分配梁预压
1.工程概况
新建蒙西至华中铁路前杜家沟大桥，位于陕西省延安市延长县郭旗乡前杜家沟村。
该桥址自原地面往下岩土位次为新黄土（σ0=170Kpa）、老黄土（σ0=220Kpa）、砂岩（σ0=800Kpa）、泥岩（σ0=600Kpa）、砂岩（σ0=800Kpa）。
该桥共有2个桥台、3个桥墩，两桥台高度均为5米，1号墩、2号墩、3号墩高度分别为18.5m、18.5m、12m，上部结构采用4-32.6m的单箱单室简支箱梁，梁底板宽5m、顶板宽12m，高3m，简支箱梁采用鹰架法现浇施工。 自箱梁底部往下鹰架细部结构依次为：1.1cm厚竹胶板+纵向10cm厚方木+横向I16工字钢+1.5m高贝雷梁+横向3I45b工字钢+69.5cm厚砂筒+钢管立柱+鹰架基础，钢管立柱以上鹰架细部结构总厚2.916m。
2.鹰架搭设
2.1鹰架基础施工
0号台（位于郭旗隧道口）～1号墩间地势较高，原地表（新黄土）厚6m，老黄土厚5m，老黄土层厚下为砂岩。鹰架基础采用桩基承台基础，桩径φ1.0m，桩长10m，共设置5根，桩尖嵌入砂岩2m，相邻两根桩中心间距2.325m，5根桩中心与承台顶部5根钢管立柱中心重合，承台横断面尺寸1m*1m，承台长12m。
1号墩～2号墩、2号墩～3号墩地势较低，原地表老黄土层厚3米，老黄土层厚下是砂岩，在砂岩上直接设置条形基础，条形基础断面尺寸1.5m*1.5m，长12m。
EM357
3号墩～4号台间地势较高，原地表（新黄土）厚2m，老黄土厚4m，老黄土层厚下为砂岩，在钢管立
柱底部设置扩展基础。挖除新黄土2m深，在老黄土上设置50cm厚三七灰土，三七灰土长12m、宽4m，三七灰土上浇筑条形基础，条形基础断面尺寸3m*0.5m，长12m。
每孔箱梁支架纵向设置4排钢管柱，支架最外端2排钢管柱支立在承台上（承台施工时预埋钢板），钢管柱跨距:8.91m+10.59m+8.91m=，每排钢管柱采用5根钢管，相邻两根螺旋钢管柱中心间距2.325m。 在鹰架基础上钢管立柱对应位置预埋100cm*100cm*1.5cm钢板，预埋钢板背部设置锚固钢筋，锚固钢筋型号HRB400φ20，对称分布在钢管下部。
2.2钢管立柱施工
钢管立柱型号为φ630*10mm的螺旋管，下料长度计算公式见式2－1。
L＝H1-H2-δ式2－1
L－钢管立柱下料长度；
H1－钢管立柱对应箱梁底标高；
H2－钢管立柱对应条形基础顶标高；
δ－鹰架细部结构总厚度，取2.916m；
计算出钢管立柱下料长度，在顶部焊接83cm*83cm*1.5cm钢板(四角设置φ24mm)，机械吊装钢管立柱与基础顶预埋的钢板采用环向贴角焊(控制好垂直度)，同时采用三角形加劲钢板加固。
2.3砂筒加工及安装
砂筒包括两部分，底筒采用φ630*10mm无缝钢管，高45cm，底部钢板83cm*83cm*1.5cm（钢板四角设置φ24mm孔），钢板与钢管采用环向贴角焊，在底筒底部以上10cm处设置2只用于漏砂孔，内径φ25mm，孔内壁车丝，采
用M25螺栓封堵；活塞采用φ590*10mm无缝钢管，高30cm，顶部钢板72cm*72cm*1.5cm，钢板与钢管采用环向贴角焊，活塞内浇筑C30混凝土；在底筒内灌入厚度为35cm的工程砂，活塞放进底筒内，采用万能压力机施压100吨后，砂筒理论厚度69.5cm，整体吊装砂筒到钢管立柱顶部。
砂筒与钢管立柱顶部焊接的83cm*83cm*1.5cm钢板采用M20高强螺栓连接。
2.4横梁（3I45b）加工及吊装直播延时
横梁采用3拼I45b工字钢，单只工字钢腹板两侧每20cm设置一道加劲钢板(仅仅在砂筒活塞顶钢板对应
工字钢长度范围内设置加劲钢板)，加劲钢板与工字钢上翼板下、腹板侧、下翼板上双面焊接，焊缝8mm。
横梁组拼后，在3I45b横梁下翼板底部每50cm焊接一只50cm*50cm*15mm 钢板，钢板将3只工字钢焊接成整体（注：避开砂筒顶部与横梁相贴处）。
3I45b横梁在桥下焊接成整体后，吊车吊装横向放置在砂筒上，与砂筒活塞顶部钢板点焊固定，每只砂筒上横梁工字钢两侧各点焊一处，点焊之前须确保横梁对称放置于砂筒上钢板上。
2.5贝雷梁组拼及吊装
单片贝雷高1.5m，长度分长3m、1.59m两种类型，首尾两片贝雷连接端部上下各设置1只销轴，销轴端部设开口销。
翼缘板下面布置2排贝雷梁；腹板底部布置6排贝雷梁；梁底位置布置4排贝雷梁。相邻两排贝雷梁间采用标准45cm、90cm连接件横向固定，采用4只螺栓连接。
为确保整体稳定性，在外侧贝雷梁外焊接限位板，材料采用∠75*75*6mm 角钢，每只3I45b横梁两端各焊接一只。
在地面上拼好的每两排贝雷梁采用吊车吊至横向工字钢上，控制好间距。
采用[12槽钢(翼板紧贴贝雷梁)横向放置在贝雷梁上，间距3m，槽钢两端伸出贝雷梁外缘不小于30cm，采用长1.7m的[12槽钢腹板紧贴横向[12槽钢
腹板，单侧翼板紧贴贝梁梁外侧，底部落在3I45b横梁上，竖向[12槽钢与横向[12槽钢及底部3I45b之间采用点焊，用以固定贝雷梁。
2.6吊装I16分配梁
采用吊车吊装I16分配梁放于贝雷梁上面，间距40cm，在相邻分配梁之间设置限位方木，防止分配梁滑动。
2.7铺装底模板
底模采用厚11mm的竹胶板，底模底下设置10cm*10cm纵向方木，腹板下间距30cm，翼板及箱室空心部分下方木间距60cm，竹胶板与方木间采用铁钉固定。
3．鹰架预压
3.1预压荷载取值
混凝土重 G1=311m3*2.65t/m3=824.15t
模板（外模、内模）荷载： G2=100t
振捣产生的荷载：G3=4t
施工人员、机具荷载：G4=7t
计算荷载见式3-1：
矿用可移动式救生舱G=（G1+G2）*1.2+（G3+G4）*1.4 式3－1
=1124.38t
3.2.预压方法
预压采用堆载法，分级预压，分级预压荷载计算如下：
10%（11.24t）→30%（33.72t）→60%（67.44t）→100%（1124.4t）。
3.3.观测点位布置及量测方法
在各条形基础两端部、中部设置1个点；在支架顶部1/4、1/2、3/4三个断面及两端部均设置断面观测点，每断面设置3个观测点；在贝雷梁、横向3I45b工字钢跨中均设置观测点。
现浇梁支架预压时，每级加载完成1h后进行支架变形观测，每隔6h对支
架沉降量进行监测；当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm时，方可继续加载，全部荷载施加完毕后，每隔6h观测一次，记录各测点标高，当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，方可卸除预压荷载。
u型光电传感器加载前，测出各观测点标高H0，加载过程中，分级测出10%、30%、60%、100%的标高值H2，并持荷，当各点标高变化量小于2mm时，卸载；量测各观测点的标高H3，则弹性形变量为△H=H3-H2。
4.施工注意事项
支架搭设前根据轨面标高、轨道板结构高度及梁体高度计算出梁底标高，再根据鹰架细步结构计算出钢管立柱顶部标高，根据实测鹰架基础顶部标高，计算出钢管立柱下料长度。
钢管立柱安装时，严格控制好垂直度，采用2台经纬仪从呈九十度方向同时测量；钢管立柱安装好后，应再次测量顶部标高；砂筒安装前，由实侧支座标高确定砂筒顶标高。
砂筒厚度确定好后，人工装砂，并采用万能压力机预压，预压后实测厚度，反复试验，确保每个砂筒结构高度符合计算数据要求。
为确保桥墩两侧钢管立柱整体稳定，利用墩身施工对拉孔穿过精轧螺纹钢筋，将[20槽钢腹板朝上紧贴墩身表面放置于2根精轧螺纹钢筋上作为横肋，翼板开∩形槽，精轧螺纹钢筋端部采用钢垫板及螺母固定，采用[20槽钢纵向将钢管立柱与横肋焊接。
根据所配置的贝雷梁总长度确定承台顶预埋钢板位置，贝雷梁两端压在3I45b横梁上的长度满足要求。
条形基础位置确定时，应根据所配置的贝雷梁节点位置而定，确保贝雷梁竖杆支立于3I45b横梁上；贝雷梁就位后，为防止横向移动，采用三角钢板焊接在3I45b横梁上作为限位板；为确保贝雷梁整体稳定，在顶部横向设置[20槽钢，两端竖向焊接[20槽钢，底部与3I45b横梁焊接；贝雷梁纵向若与桥墩之间存在间隙，采用方木或木板填塞，防止贝雷梁纵向移位。电厂生产管理系统
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