客運(yùn)專線連續(xù)梁0號塊模板、鋼筋整體吊裝設(shè)計(jì)與施工

賈為民

（中鐵大橋局集團(tuán)第一工程有限公司 鄭州 450053）

石武客運(yùn)專線河南段鶴壁特大橋跨鶴濮高速連續(xù)梁上部結(jié)構(gòu)為48m＋80m＋48m雙線連續(xù)箱梁，此處連續(xù)梁位于鶴壁高速出口匝道內(nèi)，由于外部協(xié)調(diào)問題，該段范圍進(jìn)場較晚，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際進(jìn)度，如果按照常規(guī)施工方法，將導(dǎo)致項(xiàng)目部的總工期目標(biāo)無法完成。該連續(xù)梁設(shè)計(jì)采用掛籃懸澆施工，懸澆節(jié)段施工周期一般無法大幅度減少，只能在合理的條件下適當(dāng)加快施工速度，如何減少0號塊占用關(guān)鍵線路的施工時(shí)間，是確保該處連續(xù)梁按期完成的關(guān)鍵所在。

1 方案比選

0號塊如按常規(guī)方法依步驟施工，每道工序的施工時(shí)間無法減少，能否將部分施工工序與承臺、墩身施工時(shí)同步進(jìn)行，減少占用關(guān)鍵線路的時(shí)間，經(jīng)過反復(fù)討論，提出以下2種施工方法進(jìn)行同步施工：一種是模板、鋼筋整體吊裝法；一種是模板、鋼筋整體平移法。2種方法施工思路如下：

（1）模板、鋼筋整體吊裝法。在2墩之間的平地上設(shè)拼裝基礎(chǔ)，在拼裝基礎(chǔ)上安裝0號塊施工平臺、內(nèi)外模及支撐系統(tǒng)、鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道；在平臺橫梁間焊接吊點(diǎn)，待墩位處0號塊支架安裝完成，由2臺大噸位吊機(jī)將模板、鋼筋整體吊裝就位，然后按常規(guī)澆筑混凝土。

（2）模板、鋼筋整體平移法。在0號塊順橋向一側(cè)設(shè)施工支架基礎(chǔ)，然后拼裝支架；在支架上安裝0號塊橫移滑道、施工平臺、內(nèi)外模及支撐系統(tǒng)、鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，待墩位處0號塊支架安裝完成，橫移滑道接長，利用橫移設(shè)備將施工平臺、模板、鋼筋橫移就位，然后按常規(guī)澆筑混凝土。

2種方案各自的優(yōu)（缺）點(diǎn)：

（1）模板、鋼筋整體吊裝法。傳力明確，變高空為陸地作業(yè)，安全性高，隱患較少；需租賃大噸位吊機(jī)，但施工方便；采用常規(guī)支架、平臺，需設(shè)吊點(diǎn)，但增加平臺用鋼量很少；吊機(jī)使用量少，使用時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性好。

（2）模板、鋼筋整體平移法。受力明確且合理，安全可靠，但工序多；需多投入一套外支架，支架投入量大；受墩頂支座安裝的影響，鋼筋、模板橫移有一定難度，需采取一定措施方能準(zhǔn)確就位；施工均為高空作業(yè)，吊機(jī)使用頻繁，安全隱患較多，經(jīng)濟(jì)性較差。

通過2種方案的對比，確定采用模板、鋼筋整體吊裝法。

2 吊裝設(shè)計(jì)

連續(xù)梁0號塊模板、鋼筋整體吊裝法包括4個(gè)施工系統(tǒng)：①吊裝平臺及拼裝基礎(chǔ)；②支架及錨固系統(tǒng)；③吊裝系統(tǒng)；④模板系統(tǒng)。

2．1 吊裝平臺及拼裝基礎(chǔ)

2．1．1 吊裝平臺

0號塊吊裝平臺由縱梁、橫梁、吊裝梁、走道梁及其間的連接桿組成，各構(gòu)件連接位置均采用焊接連接?？v梁采用I36型鋼，根據(jù)所處位置不同，在0號塊腹板兩側(cè)采用2×I36，其余部位均采用單根I36型鋼；橫梁采用2×H600型鋼；吊裝梁采用2×I36型鋼，2根I36之間設(shè)直徑100mm銷軸作為吊點(diǎn)；走道梁采用單根I25型鋼；連接桿件采用單根I22型鋼。

計(jì)算荷載：鋼筋總重43t，側(cè)模及側(cè)模支架重34t，底模平臺、內(nèi)模及內(nèi)模支架等重43t，總重120t。平臺縱梁、橫梁、吊裝梁、銷軸為主要受力構(gòu)件，通過受力檢算，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求，各構(gòu)件連接部位焊縫的長度和厚度根據(jù)受力檢算情況采用，均符合規(guī)范要求。

本工程是超高層綜合體建筑，對項(xiàng)目的組織協(xié)調(diào)要求高，周邊場地狹小、基坑深度大、綠色施工和安全環(huán)保施工要求高，施工現(xiàn)場作業(yè)面大，東西區(qū)作業(yè)進(jìn)度不同步，各個(gè)小分區(qū)施工存在高低差，現(xiàn)場復(fù)雜多變，現(xiàn)場平面布置不斷變化，給現(xiàn)場合理布置帶來困難。

2．1．2 拼裝基礎(chǔ)

在連續(xù)梁主墩與邊墩之間設(shè)置擴(kuò)大基礎(chǔ)作為吊裝平臺的拼裝基礎(chǔ)。拼裝基礎(chǔ)數(shù)量系根據(jù)支架管柱的數(shù)量確定，設(shè)置4個(gè)即滿足拼裝要求，設(shè)置距離要在所選吊機(jī)吊裝半徑覆蓋范圍?；A(chǔ)平面尺寸2．5m×1．0m，根據(jù)受力需要，拼裝基礎(chǔ)施工前需處理地基，使地基承載力不小于180kPa。為方便構(gòu)件安裝，拼裝基礎(chǔ)需高出地面40cm，待擴(kuò)大基礎(chǔ)施工完畢后，在擴(kuò)大基礎(chǔ)上拼裝0號塊吊裝平臺。如受現(xiàn)場施工場地限制，一次起吊場地范圍內(nèi)無法施工拼裝基礎(chǔ)，則拼裝基礎(chǔ)設(shè)置距離可根據(jù)情況適當(dāng)加大，中間設(shè)置轉(zhuǎn)場基礎(chǔ)，利用吊機(jī)吊轉(zhuǎn)即可。

2．2 支架及錨固系統(tǒng)

0號塊支架采用直徑102cm的鋼管，內(nèi)填充C30混凝土作為支撐管柱，鋼管支撐柱上端設(shè)置2個(gè)牛腿，用于支撐整個(gè)0號塊吊裝平臺。支架基礎(chǔ)通過設(shè)于承臺上的預(yù)埋件與鋼管混凝土柱焊接，鋼管混凝土柱之間及鋼管混凝土柱與墩身之間均設(shè)連接系，以加強(qiáng)穩(wěn)定。鋼管樁頂面切割成斜面，與梁底面坡度一致。鋼管柱周圍焊直徑20 mm鋼筋 ，將鋼管柱與梁臨時(shí)固接，做為連續(xù)梁的錨固體系。故鋼管柱的受力檢算不僅僅是支撐0號塊及其支撐平臺，應(yīng)按最大懸臂狀態(tài)時(shí)進(jìn)行檢算，并且要考慮不平衡荷載、風(fēng)載等不利荷載。當(dāng)懸臂施工到最大懸臂時(shí)（10號塊），鋼管柱有可能受到最大的豎向力，按最不利荷載條件下承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，單根鋼管柱最大的豎向反力為11 452kN，單根鋼管柱的承載力為13 934 kN，安全系數(shù)大于1．2倍，承載力滿足要求。

2．3 吊裝系統(tǒng)

0號塊吊裝系統(tǒng)主要包括選擇合理噸位的吊機(jī)、鋼絲繩。0號塊吊裝平臺、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、內(nèi)外模板及模板支撐系統(tǒng)、鋼絲繩及吊具等總重約120t，考慮1．2倍的安全系數(shù)，同時(shí)考慮1．1［1］倍的動力系數(shù)，荷載總重158．4t。墩高10m，梁高6．65m。參考擬采用的300t吊機(jī)吊重參數(shù)：臂長25．7m，10m幅度，吊重87t，2臺174t，滿足設(shè)計(jì)吊重要求，選擇2臺吊重300t吊機(jī)配合起吊能滿足施工要求。吊裝作業(yè)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場資源考慮每側(cè)采用2根直徑60mm鋼絲繩，按60°夾角計(jì)算，經(jīng)檢算安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

2．4 模板系統(tǒng)

外模部分采用掛籃模板，墩頂處外模采用0號塊專用鋼模板，內(nèi)模及底模均采用方木加竹膠板。模板系統(tǒng)均經(jīng)過專門檢算，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均符合規(guī)范要求。

3 施工工序

3．1 施工步驟

0號塊拼裝基礎(chǔ)施工→吊裝平臺鋪設(shè)→模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝（0號塊支架同步安裝完成）→支架平臺整體檢查驗(yàn)收→2臺300t吊機(jī)抬吊0號塊吊裝平臺、模板、鋼筋就位→連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)體系施工→按常規(guī)施工澆筑混凝土及后序工序。

下面重點(diǎn)對對吊裝平臺鋪設(shè)、吊裝就位過程及連續(xù)梁臨時(shí)固接體系作詳細(xì)介紹，其余常規(guī)工序不再介紹。

3．2 吊裝平臺鋪設(shè)

在拼裝基礎(chǔ)上首先安裝楔塊，楔塊的作用是模擬支架上拼裝，確保梁底線形符合設(shè)計(jì)要求。然后在楔塊上安裝H600橫向分配梁，在H600型鋼梁上鋪設(shè)I36縱向分配梁和吊裝梁，構(gòu)成0號塊模板、鋼筋的吊裝平臺。0號塊吊裝平臺分配梁安裝時(shí)，應(yīng)保證測量放線精準(zhǔn)、楔塊頂面與H600橫梁、I36縱梁和吊裝梁與橫梁之間焊接牢固，且所有分配梁需保證其安裝精度及平行度，以保證支架整體吊裝能順利就位，不與鋼管支撐柱相碰。吊裝平臺拼裝完成后，開始正式綁扎0號塊鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道和內(nèi)外模板及模板支撐系統(tǒng)。

3．3 吊裝過程

3．4 連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)體系施工

連續(xù)梁臨時(shí)固結(jié)體系利用0號塊支架鋼管柱，在固結(jié)體系施工時(shí)，重點(diǎn)控制鋼管柱安裝的垂直度，使其滿足不大于h／1 000［2］（h為管柱高度）后進(jìn)行鋼管柱與承臺預(yù)埋件的相連。待連接完成，及時(shí)完成鋼管柱之間及與墩身之間的聯(lián)結(jié)系，然后往鋼管柱內(nèi)灌注混凝土。每根管柱頂面坡度與梁底坡度一致，鋼管柱頂部周圍焊接25根直徑20mm鋼筋伸入梁內(nèi)與梁體臨時(shí)固結(jié)。在支架整體吊裝就位前，應(yīng)注意先不焊接此鋼筋，待支架整體吊裝就位后，在梁底模板對應(yīng)鉆孔，然后再焊接此墩梁固結(jié)鋼筋。

3．5 保障措施

（1）吊機(jī)進(jìn)場前，須提前對吊機(jī)站位的場地進(jìn)行整平輾壓，確保吊機(jī)進(jìn)場順利。

（2）吊裝平臺安裝中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝，起吊前對支架鋼管柱頂標(biāo)高、牛腿標(biāo)高進(jìn)行專項(xiàng)檢查。

（3）起吊前對所有參與人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確每個(gè)人的具體職責(zé)。

（4）起吊過程中，由專人統(tǒng)一指揮，確保起吊過程中的同步平穩(wěn)。

（5）吊裝平臺起吊過程中安排專人對吊機(jī)及起吊的構(gòu)架進(jìn)行觀察，確保整體吊裝的安全性。

（6）需提前在支架鋼管柱焊接腳手平臺，并將微調(diào)用的導(dǎo)鏈安裝就位，以方便人員操作。

（7）整體吊裝構(gòu)架就位后及時(shí)進(jìn)行測量調(diào)整，確保連續(xù)梁線形及標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，待滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后方能松鉤。

4 模板、鋼筋整體吊裝法與常規(guī)支架施工的比較

4．1 施工周期的比較

原位支架現(xiàn)澆與模板、鋼筋整體吊裝法施工周期分別見表1、表2。

表1 原位支架現(xiàn)澆施工 d

表2 模板鋼筋整體吊裝 d

通過對表1、表2的對比可知，模板鋼筋整體吊裝法占關(guān)鍵線路的時(shí)間為12d，而0號塊的常規(guī)施工為35～40d，按35d計(jì)取，減少施工時(shí)間23d，實(shí)際節(jié)約時(shí)間不小于23d。

4．2 投入的比較

綜合考慮吊機(jī)租賃費(fèi)用、拼裝基礎(chǔ)費(fèi)用、場地整平碾壓處理費(fèi)用、平臺鋼結(jié)構(gòu)增加費(fèi)用、施工費(fèi)用，單個(gè)墩模板鋼筋整體吊裝法要比常規(guī)支架現(xiàn)澆法施工多投入約8萬元，而不能按期完工影響后序施工的損失要遠(yuǎn)大于該項(xiàng)投入。

通過以上比較，采用模板鋼筋整體吊裝法比常規(guī)支架現(xiàn)澆法施工關(guān)鍵線路時(shí)間節(jié)約23d，為項(xiàng)目完成總的工期目標(biāo)創(chuàng)造了更有利的條件。

5 結(jié)語

0號塊模板、鋼筋整體吊裝法實(shí)現(xiàn)了“變高空為陸地”、“變散扎為整體”、“變連續(xù)施工為同步施工”的快速施工理念。需要指出的是，這種方案的改變，在一定條件下，可以加快1個(gè)月左右的施工時(shí)間，但對吊裝技術(shù)和設(shè)備有較高的要求，增大了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，且本方案僅應(yīng)用于陸地橋墩，如為水上施工，須借助大型浮吊、駁船來實(shí)現(xiàn)。本文旨在推廣科學(xué)合理的快速施工理念，同時(shí)也提供一種在類似條件下可供借鑒的施工方法。

［1］ GB－50009－2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001．

［2］ GB 50205－2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］．北京：中國計(jì)劃出版社，2001．