滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工跨越老橋保護(hù)方案的探討

孫明

摘要：本文以滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工跨越老橋?yàn)槭┕?shí)例，詳細(xì)介紹了對(duì)老橋的保護(hù)及跨越支架組合搭設(shè)方案，并進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，對(duì)今后高架道路 建設(shè)過程中遇到類似問題具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：支架;跨越;保護(hù);驗(yàn)算

一、工程概況

常州市長虹西路快速化改造工程高架橋起于騰龍路西側(cè)，向東跨越騰龍路、錦潤路、禮河、禮新路、西太湖大道、鳳苑路后落地，高架全長2404m。在騰龍路東側(cè)、西太湖大道西側(cè)各設(shè)置1對(duì)上、下匝道橋。高架橋橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，主線橋共25聯(lián)，匝道橋共8聯(lián)。

其中第15聯(lián)第2孔跨越地面道路禮河老橋;G匝道第2聯(lián)第2孔、H匝道第1聯(lián)第2孔跨越禮河。

（一）現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)型式

（1）第15聯(lián)現(xiàn)澆箱梁標(biāo)準(zhǔn)段（等截面）橋?qū)?6m，采用斜腹板箱梁，單箱四室，頂板厚度為25cm，底板厚度為22cm，跨中腹板厚50cm，墩頂腹板厚80cm，端、中橫梁厚2m。頂板懸臂長3.5m。

（2）匝道橋采用斜腹板箱梁，單箱單室，頂板厚度為25cm，底板厚度為22cm，中橫梁、端橫梁厚2m。匝道橋頂板懸臂長為1.35m。

（二）禮河橋結(jié)構(gòu)型式

禮河老橋橋跨布置為1×20m預(yù)應(yīng)力砼空心板梁，橋梁寬27.5m。下部結(jié)構(gòu)采用重力式臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。

二、現(xiàn)澆箱梁支架搭設(shè)施工方案的比選

根據(jù)設(shè)計(jì)院提供資料，第15聯(lián)箱梁支架若直接搭設(shè)在橋梁的橋面上，空心板梁不能承受連續(xù)箱梁支架施工帶來的施工荷載。因此原設(shè)計(jì)方案是建議考慮拆除橋梁中間部分板梁，在河中打設(shè)兩排鋼管樁減小跨徑后采用類似門洞形式搭設(shè)支架，箱梁施工結(jié)束重新預(yù)制空心板梁恢復(fù)老橋。

項(xiàng)目部考慮若按設(shè)計(jì)意見，不僅要拆除部分板梁，還要打設(shè)鋼管樁，同樣需要搭設(shè)貝雷片，工期、費(fèi)用上都不太經(jīng)濟(jì)合理，出于保護(hù)老橋的原則，且施工完成后不需要重新預(yù)制空心板梁恢復(fù)老橋及打拔鋼管樁。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，考慮采用在老橋兩側(cè)澆筑鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，設(shè)置貝雷片桁架組合直接跨越老橋，在貝雷片上搭設(shè)支架，進(jìn)行現(xiàn)澆施工。G、H匝道跨越禮河采用同樣方式搭設(shè)。

三、跨越老橋支架具體施工方案

在禮河老橋的兩橋臺(tái)處澆筑1.5米寬的C30鋼筋砼條形基礎(chǔ)，單層貝雷桁架片（3×8=24m）上下加強(qiáng)擱置在砼條形基礎(chǔ)上跨越禮河老橋。

（一）禮河橋頭貝雷片基礎(chǔ)設(shè)置

（1）、主橋位置：在禮河橋兩橋臺(tái)處澆筑1.5m寬，28m長，最高點(diǎn)處厚度為30cm的混凝土基礎(chǔ)。經(jīng)計(jì)算橋臺(tái)處承載力滿足要求。

（2）、匝道位置：在禮河兩側(cè)進(jìn)行2層6%灰土處理，再設(shè)置寬度為1.5m，11m長，厚度為30cm的混凝土基礎(chǔ)。經(jīng)計(jì)算兩側(cè)擋墻基礎(chǔ)承載力滿足要求。

（3）、基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置鋼筋骨架。

（二）現(xiàn)澆箱梁采用上下加強(qiáng)貝雷片與碗扣支架結(jié)合搭設(shè)方案設(shè)計(jì)。

貝雷片搭設(shè)順序?yàn)椋涸诨A(chǔ)上畫出貝雷片位置→拼裝貝雷片→吊裝貝雷片安裝到位→安裝橫向工字鋼→搭設(shè)碗扣支架。

（1）貝雷片搭設(shè)

①在基礎(chǔ)上畫出貝雷片位置：在澆筑好的混凝土基礎(chǔ)上標(biāo)出貝雷片位置。

②貝雷片拼裝：用螺栓將每片貝雷片沿縱向連接至24m長，貝雷片上下加強(qiáng)弦桿進(jìn)行加固，橫向用支撐片將兩片加強(qiáng)好的 貝雷片連接成整體，形成貝雷片單元體組件。

③貝雷片間距及安裝：在腹板位置并排設(shè)置兩個(gè)貝雷片組件單元體。

④安裝橫向工字鋼：在貝雷梁上按照支架縱向間距布設(shè)10#工字鋼。

⑤支架搭設(shè)搭設(shè)：同碗扣支架搭設(shè)流程。

貝雷片進(jìn)場后，實(shí)驗(yàn)室組織對(duì)抽選樣品進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。支架進(jìn)場后，實(shí)驗(yàn)室組織送第三方專業(yè)檢測(cè)，并對(duì)每聯(lián)支架構(gòu)件壁厚、外徑、頂撐、底托板厚、絲桿、碗扣等內(nèi)容進(jìn)行自檢。

（2）支架檢查與驗(yàn)收

支架搭設(shè)完成后，組織人員對(duì)支架布局、剪刀撐的設(shè)置、碗扣的擰緊情況、立桿的垂直度等內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)收。

（3）支架預(yù)壓、卸載

在預(yù)壓前設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，先在橫向型鋼上做好觀測(cè)點(diǎn)，縱橋向取1/4、1/2、3/4跨徑及距墩臺(tái)頂2m處5個(gè)斷面，匝道段橫向每個(gè)斷面取3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)，記錄預(yù)壓各級(jí)加載的觀測(cè)數(shù)據(jù)。支架預(yù)壓預(yù)壓采用砂袋進(jìn)行。

我部選擇逐個(gè)單孔進(jìn)行預(yù)壓。在預(yù)壓寬度范圍內(nèi)按梁體斷面形狀堆高，不同的設(shè)計(jì)斷面分區(qū)段設(shè)置壓重荷載。按總預(yù)壓荷載分3級(jí)加載，第一級(jí)為70%的粱體荷載，第二級(jí)為100%梁體荷載，最后加載至梁體總荷載120%。預(yù)壓過程中如遇降雨天氣采用彩條布對(duì)砂袋進(jìn)行覆蓋。

禮河橋貝雷片架設(shè)處，在貝雷片架上支架及型鋼方木布設(shè)完成后進(jìn)行正常預(yù)壓，預(yù)壓過程中及卸載后的每次觀測(cè)均需做好記錄，及時(shí)分析沉降因素，計(jì)算出非彈性變形和彈性變形量，作為施工標(biāo)高控制的依據(jù)。

四、貝雷桁架片支架體系驗(yàn)算論證

（一）貝雷桁架片驗(yàn)算論證

貝雷桁架片總長24米滿足禮河橋20米跨徑的要求，選貝雷桁片的計(jì)算跨徑為21m。貝雷片兩端條形基礎(chǔ)各1.5米寬。貝雷桁架片采用單排上下加強(qiáng)型桁架，腹板位置并排設(shè)置兩個(gè)貝雷片組件單元體，高架橋翼板處間距為62.5cm，底板處間距為51.6、41.3cm。全寬用貝雷桁架62片。

禮河老橋上方對(duì)應(yīng)的是第15聯(lián)箱梁一般結(jié)構(gòu)區(qū)，故荷載取值如下：

永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

①鋼筋混凝土箱梁自重q1=17.56×26.0=456.56KN/m

標(biāo)準(zhǔn)斷面斷面積為17.56m2，砼平均厚度為17.56/26=0.68m

②梁頂支架及底模、支撐、貝雷重約 q2=1×26+1.5×62=119KN /m

單排單層加強(qiáng)型貝雷桁片單片自重=1.5KN/m

可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

③施工荷載q3=2×26=52KN /m

q0 = 1.2（q1+q2）+1.4q3=763KN /m

單片貝雷桁架受力為q=q0/62=12.3 KN /m

可求得：最大彎矩Mmax=ql2/8=12.3×212/8=678KN·m

單排單層加強(qiáng)型貝雷桁片單片截面特性為：I=577434.4cm⁴，W=7699.1cm³，[σ_W]=210Mpa

則貝雷桁片彎曲應(yīng)力σ_W為：

σ_W=M_max/W=678×10³/7699.1=88.1Mpa <[σ_W]=210Mpa強(qiáng)度滿足要求。

撓度計(jì)算

ω=5ql⁴/（384EI）= 5×12.3×21000⁴÷（384×2.1×10⁵×577434.4×10⁴）=25.7mm<[ω]=L/400=52.5mm

撓度滿足要求，驗(yàn)算通過。

（二）條形基礎(chǔ)驗(yàn)算

貝雷支架上部砼方量為17.56*24=421.44m³，

砼重量為421.44×26=10957KN;

其他荷載（119+52）*24=4104KN;

總荷載為10957+4104=15061 KN

每個(gè)條形基礎(chǔ)承受荷載為15061/2=7530.5 KN

單位面積承受荷載為7530.5/（28*1.5）=179.3Kpa

條形基礎(chǔ)采用C30砼，砼強(qiáng)度滿足要求;條形基礎(chǔ)位于老路上，地基承載力按照200Kpa計(jì)算，滿足要求.

（三）匝道橋貝雷片驗(yàn)算

匝道橋標(biāo)準(zhǔn)斷面斷面積為5.64m²，砼平均厚度為5.64/8.5=0.66m，小于主線橋砼平均厚度0.68m，故匝道橋采用相同形式的支架系統(tǒng)滿足要求.

五、方案效果對(duì)比

該方案在主橋施工期間為了保護(hù)老橋不受滿堂支架施工時(shí)產(chǎn)生的各種荷載影響和在保障橋梁施工安全和質(zhì)量的前提下，優(yōu)化了支架搭設(shè)的施工方案，通過了專家的審查，采用在老橋兩側(cè)澆筑鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，設(shè)置貝雷片桁架組合跨越老橋，在貝雷片上搭設(shè)支架，進(jìn)行現(xiàn)澆施工。最大優(yōu)點(diǎn)是在不拆除破壞老橋的前提下完成現(xiàn)澆箱梁施工，道路運(yùn)營后老橋正常使用。同時(shí)節(jié)省了工程造價(jià)。為今后同類型橋梁施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

（作者單位：江蘇恒基路橋有限公司）