淺談高墩大跨度現(xiàn)澆支架施工技術(shù)

鄧應(yīng)貴

摘要：文章介紹了甌江特大橋在簡(jiǎn)支箱梁施工過(guò)程中采用拼裝式貝雷現(xiàn)澆支架，說(shuō)明了現(xiàn)澆支架的施工程序以及施工要求和注意事項(xiàng)。結(jié)果證明：該技術(shù)實(shí)施情況良好，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，縮短了施工工期，為同類(lèi)型橋梁施工提供參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆支架；貝雷梁；鋼管樁；甌江特大橋；高墩大跨度橋梁 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U448 文章編號(hào)：1009-2374（2015）11-0102-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.051

1 現(xiàn)澆支架施工方案概述

甌江特大橋是甬臺(tái)溫鐵路Ⅳ標(biāo)的重點(diǎn)控制性工程之一，也是全線的控制性工程之一。全橋32m、24m簡(jiǎn)支箱梁分別為154孔、9孔，計(jì)163孔，其中甌江主孔以北（即0#臺(tái)～97#墩）有94孔，主孔以南（即102#墩～177#臺(tái)）有69孔，簡(jiǎn)支箱梁均為整孔雙線結(jié)構(gòu)。32m簡(jiǎn)支箱梁梁體重900t、梁體混凝土體積為315.2m3，24m簡(jiǎn)支箱梁梁體重650t、梁體混凝土體積為245m3。根據(jù)本橋現(xiàn)場(chǎng)具體情況和總體工期要求，并考慮全橋簡(jiǎn)支箱梁與主橋（70+3×120+70）m連續(xù)梁同步作業(yè)，考慮6臺(tái)移動(dòng)模架造橋機(jī)同步分段施工，同時(shí)，0#～4#、18#～22#墩設(shè)計(jì)變更后箱梁、上行式移動(dòng)模架起始跨需要現(xiàn)澆支架施工，其余正進(jìn)行跨徑設(shè)計(jì)變更墩位可能采用現(xiàn)澆支架施工。本工程所用的現(xiàn)澆支架，在現(xiàn)澆位的承臺(tái)上組拼?，F(xiàn)澆支架施工全過(guò)程中，均由50t履帶吊機(jī)或25t汽車(chē)吊機(jī)輔助作業(yè)?，F(xiàn)澆支架采用貝雷梁支承模板，底模采用18mm竹膠模，側(cè)模采用加工成型的鋼模，借此完成對(duì)箱梁的原位現(xiàn)澆操作。該方法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)性特征，具有操作方便、對(duì)場(chǎng)地要求小等諸多特點(diǎn)。

2 拼裝貝雷現(xiàn)澆支架方案比選

在制定操作方案之前，我們首先對(duì)比分析了當(dāng)前技術(shù)手段下的幾種現(xiàn)澆箱梁施工方法，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

綜合比選以上方案，各有缺點(diǎn)，針對(duì)甌江特大橋的實(shí)際情況，我們決定采用全跨度貝雷支架法施工，并重點(diǎn)研究加快現(xiàn)澆箱梁施工速度，縮短箱梁施工周期。

3 現(xiàn)澆支架的主要構(gòu)造及功能

3.1 主要構(gòu)造

現(xiàn)澆支架自下而上由鋼管樁立柱、分配梁、砂箱、貝雷梁、鎖緊裝置、模板分配梁及底模、側(cè)模及支撐、梯子平臺(tái)等組成。

3.2 各主要部件功能

3.2.1 鋼管樁立柱。該部件在工程中應(yīng)用的主要目的在于完成載荷的基礎(chǔ)傳導(dǎo)，鋼管立柱樁頂和下文中的分配梁共同受力，并通過(guò)每根鋼管立柱之間的橫向連接保證穩(wěn)定性。

3.2.2 砂箱。砂箱起到將分配梁上的支架荷載和施工荷載傳遞給每個(gè)對(duì)應(yīng)的鋼管樁上，同時(shí)還起到調(diào)節(jié)箱梁標(biāo)高以及在梁體初張拉之后作為落梁的結(jié)構(gòu)物。

3.2.3 分配梁。工程施工過(guò)程中，分配梁的作用在于完成載荷的鋼管立柱傳導(dǎo)，該部件可用2根槽36b采用斷續(xù)焊接的方式完成，在實(shí)際的施工過(guò)程中，需于鋼管樁受力的對(duì)應(yīng)位置焊接加勁板。

3.2.4 貝雷梁。主梁由兩層疊合在一起的貝雷梁組成，同時(shí)安裝上下加強(qiáng)弦桿，增加貝雷梁抗剪能力，兩層貝雷梁之間采用連接螺栓聯(lián)接，用于承受制梁時(shí)的工作載荷，完成簡(jiǎn)支梁的澆注。貝雷梁間采用特制大花窗及45cm和90cm花窗連接，加強(qiáng)自身抗扭抗彎能力。在梁端貝雷梁支撐位置，設(shè)置槽10加強(qiáng)立柱輔助貝雷梁

受力。

3.2.5 鎖緊裝置。鎖緊裝置安裝在鋼管樁上，于墩身的通風(fēng)孔通過(guò)Φ32精軋螺紋鋼相連接，用以抵抗箱梁在砼澆注過(guò)程中及偶然荷載的水平推力，加強(qiáng)現(xiàn)澆支架的穩(wěn)定性。

3.2.6 模板分配梁及底模。通常情況下，在工程中的底模作為絕大部分自重的承受構(gòu)件，通過(guò)模板將其荷載分散到貝雷梁上，然后經(jīng)過(guò)連接構(gòu)件傳遞到基

礎(chǔ)上。

3.2.7 側(cè)模及支撐。側(cè)模的設(shè)計(jì)需要以梁型的實(shí)際情況為基礎(chǔ)展開(kāi)。中間側(cè)模板采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案，能夠根據(jù)實(shí)際使用要求互相替換。在側(cè)模的焊接過(guò)程中，嚴(yán)格按照鐵路施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，后續(xù)拆除相對(duì)簡(jiǎn)單。

3.2.8 梯子平臺(tái)。為了降低施工操作難度，梯子平臺(tái)的建設(shè)必不可少，并和主梁上的操作平臺(tái)相連接。

4 主要施工方法及技術(shù)措施

4.1 現(xiàn)澆支架鋼管樁的安裝

在現(xiàn)澆支架鋼管樁安裝前，根據(jù)測(cè)量放樣出鋼管樁的位置，然后再根據(jù)預(yù)埋鋼板的大小定出預(yù)埋孔的位置，預(yù)埋孔需要鉆足夠的深度，保證鋼管樁與預(yù)埋鋼板連接能夠抵抗梁體在施工過(guò)程的水平推力并留有足夠的富余系數(shù)。同時(shí)在管樁前，測(cè)量預(yù)埋鋼板頂面標(biāo)高，計(jì)算鋼樁的下料長(zhǎng)度，計(jì)算的下料鋼管樁若須對(duì)接，對(duì)接須采用J506焊條焊接并由專(zhuān)業(yè)持證電焊工焊接，保證焊接質(zhì)量，鋼管樁對(duì)接時(shí)要注意管樁是否軸心相對(duì)，力求無(wú)偏差，鋼管樁安裝時(shí)必須保證管樁的鉛垂度，避免鋼管樁偏心受壓，影響整個(gè)支架的整體的受力，鋼管樁垂直后立即加焊連接板及橫向連接系；保證鋼管樁整體穩(wěn)定性。

4.2 砂箱的安裝

在砂箱安裝前首先對(duì)安裝到砂箱的砂子進(jìn)行烘烤，去除砂子中的自由水，保證砂子干燥，在承受結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載時(shí)不至于沉降，安裝砂箱時(shí)要保證位置與鋼管樁的軸心相對(duì)。

4.3 分配梁的安裝

在分配梁安裝前，用油漆標(biāo)示貝雷安裝的位置，安裝分配梁時(shí)需注意加勁板位置與鋼管樁的位置對(duì)應(yīng)，同時(shí)還需測(cè)量分配梁上的標(biāo)高，及時(shí)復(fù)核調(diào)整標(biāo)高。

4.4 貝雷現(xiàn)場(chǎng)拼裝

根據(jù)本橋箱梁的設(shè)計(jì)及現(xiàn)澆支架的特點(diǎn)，其主要措施為：

4.4.1 拼裝場(chǎng)地要求。對(duì)拼裝施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，并按照施工圖紙清點(diǎn)參與拼裝的各個(gè)構(gòu)件。場(chǎng)地面積7000m2，場(chǎng)地基本平整并保證雜物已經(jīng)清除完畢。為了加快貝雷梁的安裝定位速度，在分配梁上設(shè)計(jì)定位裝置，貝雷只需吊裝到定位裝置內(nèi)便可以精確定位，大大縮短了安裝時(shí)間，提高安裝的安裝性。

4.4.2 人員基本要求：（1）必須對(duì)安裝圖紙進(jìn)行深入的研究，熟練掌握各個(gè)施工部件的具體操作方法和作用；（2）必須在安裝和調(diào)試過(guò)程中配備數(shù)量、質(zhì)量都達(dá)標(biāo)的安全設(shè)施；（3）必須有水平儀、吊錘等檢測(cè)器具。

4.4.3 壓重。采用砂袋或鋼筋等荷載預(yù)壓消除非彈性變形，觀測(cè)變形量，調(diào)整模板預(yù)拱度，在預(yù)壓工作開(kāi)始之前完成檢查驗(yàn)收，在根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況完成支架安裝工作之后，組織驗(yàn)收和相關(guān)安全設(shè)施的檢驗(yàn)，如果在檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)按照指導(dǎo)意見(jiàn)進(jìn)行整改。測(cè)量組對(duì)鋼管立柱和貝雷梁的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地檢驗(yàn)，并及時(shí)做好記錄工作，完成測(cè)量后將記錄送交當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門(mén)，同時(shí)提供給質(zhì)檢小組作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)留存，對(duì)支架按照程序采用分級(jí)加載分級(jí)觀測(cè)分級(jí)記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)安質(zhì)部門(mén)和工程部，分析問(wèn)題根源及時(shí)解決問(wèn)題，壓重完畢后認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，編制成果說(shuō)明書(shū)，為以后的現(xiàn)澆支架施工提供依據(jù)。

4.4.4 調(diào)整梁底預(yù)拱度。模板拼裝完畢后，按設(shè)計(jì)規(guī)定的箱梁預(yù)拱度和經(jīng)測(cè)量確定的支架主梁等在承載狀態(tài)下的變形量調(diào)整梁底預(yù)拱度。

4.5 梁體施工前支架檢查驗(yàn)收

現(xiàn)澆支架作為當(dāng)前施工技術(shù)條件下的常見(jiàn)臨時(shí)施工設(shè)備，在工程的推進(jìn)過(guò)程中有著很重要的作用。在組裝工作完成之后，必須對(duì)組裝的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)收，并在簽證后才可投入實(shí)際操作。

在驗(yàn)收的過(guò)程中，重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)各構(gòu)配件和固件的安裝質(zhì)量上。同時(shí)所有部件的技術(shù)參數(shù)的誤差值必須控制在圖紙的要求范圍之內(nèi)，包括預(yù)拱度在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)不僅要完全符合施工需求，同時(shí)還必須和簡(jiǎn)支箱梁主體設(shè)計(jì)圖保持高度的一致性。

4.6 現(xiàn)澆支架的拆除

甌江特大橋拼裝貝雷現(xiàn)澆支架，貝雷采用中間4片雙層加強(qiáng)貝雷，邊跨采用3片雙層加強(qiáng)貝雷，每孔32m現(xiàn)澆貝雷重101.2t，梁上側(cè)模、分配梁及底模方木等，單孔全重168.4t，為了有效地降低實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)人工和材料的消耗、提升施工的安全水平，我們?cè)谑┕み^(guò)程中對(duì)預(yù)留孔以及Φ32精軋螺紋鋼筋進(jìn)行了充分利用，借此完成了對(duì)貝雷梁（包括底平臺(tái)等）整孔原位下放落地操作，保證全部支架的拆卸工作合理規(guī)避高空作業(yè)。該工藝的基本原理如圖2所示，通過(guò)對(duì)橋面上的千斤頂承擔(dān)一根兩段穿入Φ32精軋螺紋鋼筋一根的扁擔(dān)來(lái)按照千斤頂形成逐步下降支架位置，實(shí)際施工中，于扁擔(dān)頂面用墊板及螺帽固定，精軋螺紋鋼穿過(guò)箱梁頂或底預(yù)留孔，下端用扁擔(dān)托住貝雷梁底部。

在完成對(duì)砼箱梁的張拉操作之后，需要對(duì)砂箱進(jìn)行卸載。這一過(guò)程中，通過(guò)對(duì)橋面下的起吊裝置完成對(duì)拆裝梁的整孔吊起操作，同時(shí)千斤頂回油，這樣在重力影響下拆裝貝雷梁將會(huì)自動(dòng)落下，回油終止時(shí)，將下螺帽擰到墊板上，再回油到底，使上螺帽承力轉(zhuǎn)移到下螺帽，稍震動(dòng)上扁擔(dān)，將上螺帽往上擰，千斤頂進(jìn)油，頂升上扁擔(dān)，并保留約10mm的進(jìn)油量，此時(shí)將上螺帽往下擰緊上扁擔(dān)，再進(jìn)油，使下螺帽承力轉(zhuǎn)移到上螺帽。上端不斷利用連接器接長(zhǎng)Φ32的精軋螺紋鋼，重復(fù)以上步驟，即可完成全部操作。

5 結(jié)語(yǔ)

高墩大跨度現(xiàn)澆箱梁貝雷架施工方案，因采用了定位裝置安裝以及整體下放，大大提高了施工效率，縮短了施工周期，但是有很多地方需要改進(jìn)，譬如鋼管樁采用法蘭分節(jié)段安裝，按照墩身高度調(diào)整鋼管樁節(jié)段，避免鋼管樁高強(qiáng)度焊接，引進(jìn)微預(yù)應(yīng)力體系可以節(jié)約貝雷梁的投入，極大地提升了支架強(qiáng)度的同時(shí)，還能夠有效地結(jié)合工程實(shí)際情況降低桁架撓度，為膺架剛度水平的提升提供了必要的支持，也極大地完善了受力結(jié)構(gòu)，增加了現(xiàn)澆支架的整體安全性等。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）