中铁重庆地铁建设指挥部
摘要：随着市政工程桥梁和铁路建设的不断完善，桥梁建设已广泛应用于基础设施建设。为了确保每个交叉路口的安全，施工现场通常会越过当前的路面，高速公路，铁路线等，为确保一切正常，并且在十字路口的所有正常行驶都不会受到威胁，必须安装必要的安全通道。在重庆轨道交通四号线土建8标施工中，在跨街高架路桥梁施工中选择了新型（SPS大力神支撑架）门洞支架，加快了架设速度，保证了门洞支撑架的安全性及过往车辆的可靠性和正常驾驶。本文结合重庆轨道四号线土建8标桐石区间高架桥梁施工采用（SPS大力神）新型支架门洞的应用实例，从（SPS大力神）新型支架门洞特点，工艺流程，效益分析等方面总结（SPS大力神）新型支架门洞搭设施工技术，作为类似项目的参考。
关键词：SPS大力神；施工技术；工艺流程
1工程概况
目前，大多数门洞施工都使用无缝钢管柱与贝雷梁和I型钢支撑等配合，它们均使用大中型预制构件。预制部件的运输成本很高，并且安装和拆卸的风险因素很高。速度相对较慢，并且需要为较大的占用空间选择大中型起重吊装设备，这增加了成本投入。在各种现浇梁、预制箱形梁施工，钢箱梁安装以及道路、铁路线和大型城市平交道口以外的地方，均选择了新型支撑框架（SPS 大力神）门洞支撑框架，安装方便、安全可靠稳定性强，大大减少了原材料及大中型机械设备的资金投入，加快了门洞的架设速度，确保了十字路口车辆正常运行。本文以桐石区间箱梁为例，详细介绍了（SPS 大力神）新型支架门洞搭设施工技术。
重庆轨道四号线土建8标桐石区间42+70+42m连续刚构上跨石河立交桥，分别跨越A匝道、六横线左幅、六横线右幅、B匝道、G匝道、H匝道。42+70+42m连续刚构距石河立交桥最小高度为G匝道，净空5.39m。经现场实地调查：D20#墩距离A匝道最近距离为1.15m，A匝道与B匝道最近距离为1.4m，六横线右幅与B匝道最近距离为1.4m，其它匝道距离搭设的支架较远。最小净空为G匝道位置，净空5.464m。
.png)
图1连续刚构跨石河立交立面示意图
42+70+42m连续刚构桥上部箱梁为单箱单室变高斜腹板结构，采用1.8次抛物线变高斜腹板，梁底按抛物线Y=2200/（315001.8）*（X1.8）变化，跨中梁高2.2m，支点梁高4.4m，梁宽10.4m，腹板以1/3的斜率倾斜，翼板宽2.15m。由于施工期间的工期紧张，新项目采用浇筑工程施工，这对传统的支架设计，结构和安装技术提出了新的挑战。选择哪种支撑方法以确保结构可靠和经济适用，是本项目的一大问题和挑战。
2（SPS 大力神）新型门洞支架功能
（1）（SPS大力神）新型门洞支架体系，立杆直径133mm、壁厚5.6mm，采用Q345钢材，具有较高的抗压强度，最大单腿支撑载荷为300kN。
（2）采用模块化设计部件，安装便捷、快捷、固定牢固，容易操作。
（3）支架采用双层双肢I45a的工字钢+1.5m高的贝雷梁组合，贝雷梁顶部横向布置U型槽钢。支撑架的水平和垂直支撑点由两层I45a I形钢和1.5m高的贝雷梁组成。贝雷梁的顶部由U型钢水平放置。
（4）在门洞搭设时，少量机械设备配合人力来运输材料以达到安装规定，不需要使用大型机械进行吊装，从而危及交通。
（5）（SPS 大力神）新型门洞支架具有很强的锁定能力，可以集成到各种大跨度的街道交叉口中。架设速度较快，资金投入较少，拆装方便，可加快料周转率。
（6）顶部和底部支撑件可调节高度，宽度高度方向组合可按需调整，在地面可简单组合成组件后，采用吊车整体组合。
.png)
图1支架总体布置图
3施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
放线定位→SPS支撑架基础硬化→SPS支撑架搭设→I45b工字钢分配梁安装→贝雷片纵梁安装→双拼U型槽分配梁安装。
3.2操作要点
（1）施工准备
①事先按照方案要求，向现场管理人员和作业班组进行技术交底，购置材料并进行规格型号检查。
②在平交路口的交通疏导工作中，应加强与交通管理部门沟通以优化保证计划。
（2）根据净跨度确定门洞支撑架的基本位置，基础采用宽SPS桁架式支撑架基础采用50cm厚C20混凝土硬化。地面硬化设置2%横坡，并利用既有两江大道路面横坡及排水系统进行排水。
（3）支撑架体系安裝前开展预排，用全站仪依据方案中立杆纵向和横向间距开展当场精准定位，在路面上弹控线或吊线开展操纵，目地是为了更好地确保模板支撑搭设部位精确。
（4）按横向、纵向间距放置可调基座，可调底托的丝杆确保有250mm在立杆内，最少调整高度是140mm，最大调整高度是655mm。底部横杆一般不超过35cm，超出时需增设扫地杆。以水平仪具体控制测量明确底座标高，调节好底座上可调螺丝帽部位。
（5）支撑架布置间距为240cm（纵向）×120cm（横向）。另外查验脚手架有没有弯折、连接头开焊、破裂等状况，准确无误后可执行支架体系的拼装。
（6）架体拼装进行后，应调节全部立杆的垂直度和水准杆的平面度，立即安裝竖向斜撑，选用专用剪刀撑用销子与横杆固定，运用锤敲打斜杆上的销钉，将斜杆延横杆对角锁紧，拓宽至支撑架和顶托位置。确保支撑架的总体平稳在同一平面部位，待所有调节结束后才可拼装上一步架体。
（7）立杆连接时要查验立杆的垂直度，发觉立杆的垂直度不符要求时应立即拆换。立杆的垂直度误差应控制在架体高度的1/400以内，避免立杆倾斜度过大，承受力后造成轴力弯距，危害立杆的可靠性。
（8）拼装到顶层立杆后，安裝顶层可调式顶托，可调式丝杆插进顶端后调整高度不允许超出250mm，用专用型销钉开展联接。因为顶托不可以承担水平载荷，运用顶托上端预埋的孔距用销钉固定工字钢。
（9）支架架设到门洞设计方案高度后，在支架顶纵向放置I45a短工字钢，再横向放置I45a工字钢梁；门架用加厚型双排贝雷梁做纵梁。工字钢之间采用2cm厚钢板焊接组合成总体。
.png)
图2贝雷梁布置图
（10）工字钢安裝校正结束后，底板及腹板下采用8排45cm间距贝雷片，翼缘板下各采用1排90cm间距贝雷片，布局间距见图例，采用规范贝雷架，将贝雷梁安裝到主承重梁上放U型螺钉连接，贝雷梁起吊到位后，用槽钢将桁架结构分上下两排用U型螺钉连接成体。
（11）贝雷梁布局完成后，在顶端满铺1.5cm模板和防坠网，避免箱梁施工现场杂物爆出，门洞两边设定不小于1米的安全性实际操作服务平台。
3.3上跨既有高速SPS支墩系统验算
3.3.1门洞设置概况
1、桐石区间D20~D22上跨高速，中跨跨度70m，边跨跨度42m，箱梁梁高2.2~4.4m，单箱单室结构，腹板宽度50cm~70cm，顶（底）板厚度60cm~1050cm。由于上跨既有高速，普通支架施工方式不能满足施工需求，故考虑利用大力神SPS强力支撑系统配合贝雷梁设置大跨度门式支墩系统进行施工。
2、结构形式
立柱支墩：SPS支墩，管径133mm，壁厚5.6mm，材质为Q345b；70m桥跨范围内共布置6副SPS支墩系统
承重主梁：33m跨加强型双排贝雷梁（2跨连续梁）
分配梁：在大力神SPS支架顶部设置双层分配梁。底层分配梁采用双肢I45a工字钢顺桥向放置在顶托上部；上层分配梁采用双肢I45a工字钢横桥向布置，放置在底层分配梁上。
支墩基础：支墩宽度及长度范围内（详见图纸）浇筑高度50cm混凝土支墩。
.png)
支墩立面布置图
.png)
支墩断面布置图
.png)
支墩断面布置图
.png)
贝雷梁及SPS支墩平面布置图
.png)
贝雷梁上支架平面布置图
3.3.2主跨纵梁贝雷梁验算
1、荷载计算
箱梁高度从2.2m~4.4m，纵向分为10个截面形式荷载均按对应截面最大荷载计算，各截面对应分段长度如下图所示：
.png)
半幅箱梁纵向分段图
.png)
贝雷梁横断面布置图
贝雷梁最不利位置出现在腹板位置，腹板为斜腹板，故考虑腹板范围内三条贝雷梁均摊上部结构荷载，荷载计算如下：
其中恒载组合系数取1.35，活荷载组合系数取1.4
.png)
主梁上荷载按断面长度分段施加，按两跨连续梁模型计算如下：
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
双排单层加强型贝雷梁容许内力如上图所示，有：
最大弯矩：1361kn*m<3376kn*m
最大剪力：416.43kn<490.5kn
贝雷梁满足要求。
3.3.3贝雷梁下横桥向分配工字钢验算
工字钢采用双肢I45a工字钢，按简支梁计算，跨度取下层分配工字钢间距90cm，按简支梁计算，材质Q235，力学特性如下：
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
贝雷梁中支墩出支座反力最大，支反力为841134.5N，传递往下层分配工字钢：
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
弯曲应力：
.png)
剪应力：
.png)
挠度：
.png)
工字钢验算满足要求。
3.3.4 SPS顶部底层分配工字钢验算
工字钢采用双肢I45a工字钢，承受上部分配梁传递荷载，按简支梁计算，跨度取下层SPS支墩间距90cm，按简支梁计算，材质Q235，力学特性如下：
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
上层工字钢支反力为420067.25N，传递往下层分配工字钢：
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
弯曲应力：
.png)
剪应力：
.png)
挠度：
.png)
工字钢验算满足要求。
3.3.5.SPS验算
SPS顶部工字钢传递到SPS立柱顶荷载为210KN。
大力神SPS支撑点系统中，采用的钢管尺寸为直径133mm，壁厚5.6mm，材料为Q345，则依据压杆稳定条件。
.png)
钢管的回转半径为：
.png)
l=（L+2a）=2.4+2×0.45=3.3
.png)
查表得Q345的折减系数值为：0.686。
.png)
其中：Q345的强度设计值f为300N/mm2
单肢立杆轴力210KN<461.25KN，SPS支撑系统满足支撑要求。
3.3.6.地基承载力
为了保证支墩的承载力，并考虑防撞需要，在SPS底座（30cm×30cm）底浇筑高度50cm，C20混凝土基础。
SPS底座最小间距为0.9m，故地基受力面积为：0.9*0.9m=0.81㎡，
支墩立柱最大荷载210KN，
故地基承载力：σ＝N/A=210KN/0.81㎡＝259KPa，地基承载力大于259KPa时能满足要求。
3.4 效益分析
新型（SPS大力神）门洞租费比钢管柱门洞划算、且比传统式支架节约施工周期，资金周转速度更快，确保了现况路口交通出行运作。耗损率底，降低大中型机器设备的资金投入，支架可靠性高。表层选用银色热镀锌，提升了安全文明施工和企业品牌形象。
4 结束语
总而言之，重庆轨道交通四号线二期土建8标根据选用（SPS 大力神）新型门洞支架体系降低了大中型周转材料的租用，减少了成本费，为桥梁工程施工提供了珍贵的空间，在没有封闭式交通出行的前提条件下，达到了保通计划方案的规定，加速了工程进度；另外，根据对SPS大力神新型门洞支架架设工程施工开展小结，为事后相近建筑施工提供了一定的参照实际意义。