鴨江大橋連續(xù)剛構(gòu)0#塊托架施工設(shè)計(jì)

姚天虹

（中鐵八局集團(tuán)第一工程有限公司 重慶 400050）

1 工程概況

鴨江大橋位于武隆縣鴨江鎮(zhèn)內(nèi)，為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)單線鐵路橋，橋跨布置為44+80+44m，全長169.2m，梁體為單箱室、變截面、變高度梁，梁寬7m，箱寬4m，0#塊梁高6m，長12m，設(shè)計(jì)混凝土方量為195.5m3，梁體頂面設(shè)置2%的人字排水坡，因主墩高度達(dá)到74m，且兩主墩間跨越鴨江河，無法采取落地支架法施工，需采用專門設(shè)計(jì)的牛腿支架施工0#塊，為后續(xù)懸臂掛籃拼裝及主梁施工提供操作平臺(tái)。

2 總體施工工藝概述

2.1 施工工藝概述

根據(jù)0#塊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合墩身結(jié)構(gòu)形式，并充分考慮施工難度及施工質(zhì)量，0#塊擬采用一次澆筑成型的方法，墩頂部分梁體翼緣板采取在墩身側(cè)面埋設(shè)牛腿搭設(shè)支架進(jìn)行澆筑，懸臂部分翼緣板采取在牛腿托架上鋪設(shè)分配梁加寬支架進(jìn)行澆筑。

0#塊底板支撐采取內(nèi)架輔助型鋼組合牛腿搭設(shè)底模平臺(tái)進(jìn)行，具體操作方法見《空心墩封頂實(shí)心段施工方案》；為保證施工質(zhì)量，減小施工難度，擬將墩身施工至0#塊底板圓弧起點(diǎn)處，懸臂3m段采用托架支撐來完成。

2.2 施工工藝流程圖(圖1)

圖1 總體施工工藝流程圖

3 主要施工方法

3.1 中底模支架搭設(shè)及型鋼組合梁的設(shè)計(jì)

中底模模板采用預(yù)埋型鋼方式支立。采用I30型鋼，沿順橋向布置，預(yù)埋進(jìn)墩身混凝土，預(yù)埋長度為30cm，自由長度為內(nèi)箱室中空長度，型鋼總長由內(nèi)箱室大小確定，沿順橋向按45cm間距分布；型鋼頂面鋪裝普通鋼管和方木，做分配骨架，底模面板采用飾面板，型鋼及分配鋼管骨架作為永久性構(gòu)件埋設(shè)在墩身內(nèi)。

3.2 懸臂端牛腿支架設(shè)計(jì)及施工

3.2.1 預(yù)埋件預(yù)埋

在墩身混凝土內(nèi)埋設(shè)預(yù)埋件，預(yù)埋件為鋼板制作的精加工件，用厚度為2cm的鋼板，采用標(biāo)準(zhǔn)N1桿件套件鉆孔，鋼板背后焊接錨固鋼筋采用直徑25mm的II級螺紋鋼，下方預(yù)埋件下設(shè)置I20工字鋼一根，同預(yù)埋件一起預(yù)埋，長度和預(yù)埋件一樣，以增大預(yù)埋件和混凝土的剪切面積。在澆筑混凝土前，對預(yù)埋件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保證鋼板預(yù)埋位置和上下高度的準(zhǔn)確性，每個(gè)墩柱共20塊大預(yù)埋件，用于焊接型鋼支架，具體預(yù)埋位置及結(jié)構(gòu)形式見圖2(單位:cm)。

圖2 預(yù)埋件位置圖

圖3 預(yù)埋件大樣圖（單位cm）

3.2.2 型鋼支架安裝

0#塊施工時(shí)，下方主承力部件為萬能桿件拼裝的牛腿支架，支架上水平橫梁長4m，采用4肢N1桿件，下水平橫梁采用4肢N2，長2m，斜撐采用雙肢N3桿件，豎向N4桿件同樣采用4肢，橫向連接由于長度為0.5m和1.5m，連接用桿件采用L75角鋼自制。萬能桿件頂端采用7m長的I30工字鋼作為分配量，順橋向按照200cm間距布置，共布置3跟，I30工字鋼頂面橫橋向方向鋪設(shè)I20工鋼作為碗扣支架基礎(chǔ)。水平橫梁比0#塊懸臂長度長1m，作為施工時(shí)的操作平臺(tái)使用，支架位于墩頂下方2.5m位置，在施工完主墩最后一節(jié)段同時(shí)可施工支架。墩身最后一節(jié)施工完成后頂上2m模板不拆除，將模板留于墩上作為支架安裝及人員通行平臺(tái)，清理出預(yù)埋件后，清理表面，采用施工塔吊吊裝桿件至安裝位置螺栓連接就位。作為牛腿水平橫梁主要承受彎矩和剪力，故使用的桿件必須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，禁止使用腹板有空洞、扭曲及桿件有焊傷的，同時(shí)上水平橫梁必須使用N1，下水平橫梁采用N2，安裝成型后支架如圖4（單位:cm）:

圖4 萬能桿件支架示意圖

托架拼裝完成后，由公司安質(zhì)室組織各有關(guān)部門按大臨設(shè)施要求檢查簽證，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師確認(rèn)后進(jìn)行荷載試驗(yàn)（預(yù)壓），合格后方準(zhǔn)進(jìn)行支架搭設(shè)及模板的安裝。

3.3 梁體鋼筋及模板施工

3.3.1 底模鋪設(shè)

0#塊墩頂部分底模僅需鋪設(shè)墩中心空心部分，此部分采取預(yù)留槽口安置型鋼支架方式鋪設(shè)，具體支架檢算見《空心墩封頂實(shí)心段施工方案》，具體布置形式見圖5。

圖5 布置形式圖

兩端懸臂部分采取在型鋼支架上布置間距60cm的I20工字鋼分配梁，分配梁上搭設(shè)碗扣桿件的方式作為底模支撐，底模使用12cm方木+5cm木條+Φ48鋼管+飾面板制作，支架布置形式及底模具體制作方式見圖6、圖7（單位:cm）。

圖6 底模支架布置形式圖

圖7 底模系統(tǒng)細(xì)部圖

安裝底模時(shí)，由于方木和木條及鋼管斜交，木條與方木間塞木楔填充，防止受力不均勻，木楔與方木、木條與木楔以及飾面板和木條間均采用長釘固定，防止模板延斜面滑動(dòng)，木條按30m間距布置，在主梁腹板及腹板與底板倒角下方木條間加鋼管加強(qiáng)，中部僅承受底板混凝土荷載部分無需加強(qiáng)。具體布置形式見圖8（單位:cm）。

圖8 底模系統(tǒng)細(xì)部圖（鋼管加強(qiáng)部分）

3.3.2 外側(cè)模及內(nèi)箱室模板安裝

0#塊箱梁中部加寬段的外側(cè)模利用墩身的模型改制而成，采用2m高的定型鋼模，其余標(biāo)準(zhǔn)寬度梁體采用12cm方木+竹膠板的自制木模，在木模和鋼模連接段，將木模伸入鋼模20cm，剩余空間用木楔塞緊，防止?jié)仓炷習(xí)r變形量過大。木模具體制作方式見圖9。

圖9 外側(cè)模細(xì)部圖（單位:cm）

自制木模外側(cè)設(shè)置雙肢Φ48鋼管作為背杠，以蝴蝶卡固定，采用鋼筋拉桿加固模型，拉桿采用Φ25鋼筋制作，按照60X60間距布置，外套Φ28PVC管，以利拉桿倒用，拉桿每隔一根設(shè)置一根通長拉桿與另一側(cè)外模連接，以增強(qiáng)模板穩(wěn)定性。

內(nèi)箱室模型采用組合鋼模和木模結(jié)合的方式拼裝，內(nèi)側(cè)模采用組合鋼模，倒角及其他異型部位用木模拼裝，組合鋼模及木模背后同樣采用雙肢Φ48鋼管作為背杠，增加模板剛度。

3.3.3 頂板模型安裝

頂板模型采用碗扣桿件作為承重支架，碗扣件立于已拼裝好的底模上，支架頂端采取和外托架底模相同的布置方式，具體布置見圖10。

墩頂位置0#塊翼緣板模型采用在墩身預(yù)埋5組I20型鋼支架做為承重平臺(tái)，型鋼長1.7m，外露1.2m。再搭設(shè)碗扣件作為模板支撐，按照底模形式安裝自制木模進(jìn)行澆筑。具體布置形式見圖11。

圖10 頂板模型布置圖（單位:cm）

圖11 墩頂翼緣板模型支架布置圖（單位:cm）

3.3.4 荷載試驗(yàn)

（1）荷載實(shí)驗(yàn)總體布置

本荷載試驗(yàn)主要目的是檢驗(yàn)支架結(jié)構(gòu)安全、模擬混凝土加載工況，獲取支架形變數(shù)據(jù)，消除支架非彈性變形等。本工點(diǎn)0#塊共4對支架，支架結(jié)構(gòu)形式簡單，均為萬能桿件支架上方布置分配梁再搭設(shè)WDJ碗扣桿件支架，四只支架結(jié)構(gòu)形式相同。荷載加載到110%，并全過程監(jiān)測支架變形情況，詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)。

該0#塊懸臂3m長，總重507t，單邊懸臂段107t。

（2）實(shí)驗(yàn)過程

測點(diǎn)布置:測點(diǎn)布置主要為通過測量儀器監(jiān)控，全過程分節(jié)點(diǎn)的收集支架變形數(shù)據(jù)，以便分析，點(diǎn)位設(shè)置縱向主要在支架前端和腹板位置。詳見圖12。

圖12 支架測點(diǎn)布置圖

加載過程:加載前只鋪裝底模板，兩側(cè)腹板及翼緣板支架暫不架立，待荷載試驗(yàn)完成后，方可架設(shè)，避免鋼筋吊裝過程與支架沖突。鋼筋長度為9m，橫橋向擺放，擺放前在底板上沿縱橋向鋪裝枕木，使所有荷載能傳遞到底板支架上。鋼筋加載從墩柱根部開始堆放，逐次擺放整齊，逐層塞墊方木，且鋼筋重心與支架縱橋向中心大致吻合，避免偏心。

根據(jù)加載重量，全程跟蹤測量，按荷載級別50%—75%—100%—110%分別觀測數(shù)據(jù)，每到一個(gè)荷載級別，靜置0.5小時(shí)，觀測平面位置及標(biāo)高，確定支架沉降與平面位置移動(dòng)數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)結(jié)果分析:根據(jù)試驗(yàn)過程的測量數(shù)據(jù)，分析支架非彈性變形及彈性變形值，隨即檢驗(yàn)支架抗傾覆穩(wěn)定性。

3.4 支架拆除

0#塊施工完成，預(yù)應(yīng)力張拉完成后，可在0#塊上拼裝掛籃，拼裝掛籃前須將除必要的上下人行通道外的所有碗扣桿件拆除，為掛籃拼裝提供空間，拆除時(shí)先拆兩端的端頭模型，再拆梁體兩邊翼緣板下方模型及支架，同時(shí)可拆除內(nèi)箱室支架，再拆除梁體腹板的外側(cè)模，最后拆除兩懸臂端底模，拆除底模時(shí)不一次到位，留有100cm高度支架為拼裝掛籃底模留足空間及操作平臺(tái)。待掛籃拼裝完成、通過荷載試驗(yàn)并向前行走到位后，再拆除兩懸臂端下方的萬能桿件支架。萬能桿件拆除時(shí)利用梁體預(yù)留孔洞，在墩身人洞位置布置操作平臺(tái)，利用橋面卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行拆除，將萬能桿件整榀拆下吊裝至地面進(jìn)行進(jìn)一步拆卸。預(yù)留孔洞位置可根據(jù)鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道位置適當(dāng)調(diào)整，分布位置見圖13。

圖13 萬能桿件拆除預(yù)留孔洞布置圖

4 結(jié)束語

采取本施工設(shè)計(jì)方案，較好地解決了以下幾方面技術(shù)難題:懸臂段托架支撐、底板模支架平臺(tái)設(shè)計(jì)、腹板外模設(shè)計(jì)及支撐、翼緣板托架支承設(shè)計(jì)、支架平臺(tái)及托架支撐的靜載試驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力管道的空間定位及固定、混凝土的澆筑。通過模板拼裝完成后進(jìn)行的預(yù)壓，消除了支架和自制木模的非彈性變形，防止了混凝土澆筑過程中沉降過大對梁體線形的影響。

需要注意的地方:⑴荷載試驗(yàn)要嚴(yán)格按理論重量計(jì)算施加臨時(shí)荷載的數(shù)量。⑵為達(dá)到荷載的真實(shí)模擬，部分地段需要堆高壓重材料，設(shè)置牢固的支撐，防止堆高材料傾覆。⑶荷載試驗(yàn)前在各受力桿件部位設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，嚴(yán)密監(jiān)控其變形。⑷荷載試驗(yàn)必須按嚴(yán)格程序執(zhí)行，每級荷載加上后需要靜置一段時(shí)間，觀測變形。⑸荷載試驗(yàn)過程中，支架下面盡量減少人員行走，吊裝加載人員需掛設(shè)安全繩。⑹拆除荷載也需要小分量吊裝，逐漸拆裝。

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