連續(xù)梁現(xiàn)澆支架組合方案在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用與分析

楊 峰 （中鐵四局集團(tuán)南京分公司，江蘇 南京 210000）

0 前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷加快，鐵路和公路橋梁施工能力不斷增強(qiáng)，各類連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工得到了普遍應(yīng)用。連續(xù)梁支架形式也是多種多樣，選擇何種支架形式需要綜合考慮地基承載力、道路交通凈空、與道路邊坡相互關(guān)系、支架搭設(shè)高度、經(jīng)濟(jì)性比較等因素。本文結(jié)合某特大橋跨S243省道連續(xù)梁支架施工，對(duì)螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式、滿堂碗扣支架體系（根據(jù)地質(zhì)情況和地形地貌的不同，支架基礎(chǔ)分別采用了擴(kuò)大基礎(chǔ)、片石混凝土臺(tái)階狀基礎(chǔ)和打入螺旋鋼管樁基礎(chǔ)等多種形式）以及跨既有公路預(yù)留門洞部分考慮車輛通行凈空的要求等進(jìn)行了闡述，希望能為同類工程施工提供借鑒。

1 工程概況

某特大橋于DK28+605～DK28+653處跨越S243省道，與線路夾角80。。為1-（32+48+32）m現(xiàn)澆連續(xù)梁，連續(xù)梁梁高3.278m，底寬5.5m，頂寬12m，墩跨布置為33#～36#墩，其中34#及35#墩位在公路兩側(cè)處。34#墩距路基8.0m，路基到35#墩13.5m，S243省道路總寬26m，梁底與S243路面間凈高5.2m。根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，橋址區(qū)表層覆蓋第四系粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉土、粉砂、細(xì)砂、礫砂及細(xì)圓礫土，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)赤山組泥質(zhì)粉砂巖、含礫泥質(zhì)砂巖以及侏羅系上統(tǒng)大王山組安山巖等，其中35#～36#墩邊跨存在軟弱下臥層。

2 總體方案簡(jiǎn)述

橋址區(qū)地形平坦，墩臺(tái)身高度在9～11m之間，原狀土地基承載力為180kPa。根據(jù)橋位處地形地貌、交通和墩身高度等特點(diǎn)，該連續(xù)梁采用支架法現(xiàn)澆，行車通道內(nèi)采用鋼管立柱加貝雷梁門洞式支架結(jié)合碗扣式支架，行車通道以外采用鋼管立柱加貝雷梁支架現(xiàn)澆方案。道路上方門洞式支架通行凈高確保不小于4.5m，共設(shè)4排條形基礎(chǔ)、4排支墩，縱梁采用貝雷梁，平行橋位、與道路中心呈斜交布置，縱梁下采用2根I32a工字鋼作為橫向分配梁，分配梁下采用φ530×10mm鋼管樁立柱支撐，立柱采用C30鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

邊跨采用支墩法搭設(shè)：采用C30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)+φ530螺旋鋼管支墩+雙I36a工字鋼+貝雷片方案；中跨采用φ530螺旋鋼管立柱門洞式滿堂支架法：跨S243長(zhǎng)26m，中間預(yù)留2個(gè)凈寬4m、凈高4.5m的車行門洞，兩側(cè)邊跨各預(yù)留1個(gè)凈寬1.5m、凈高4.5m的人行門洞，保證省道通行的需求，兩側(cè)門洞為人行道及非機(jī)動(dòng)車道共用。詳見圖1。

圖1 連續(xù)梁組合支架總平、立面圖

2.1 基礎(chǔ)施工

2.1.1 支架基礎(chǔ)施工

φ530螺旋鋼管支墩基礎(chǔ)采用C30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸為1.5×2.0×12m；條形基礎(chǔ)下地基承載力根據(jù)靜力觸探試驗(yàn)確定，如果其承載力小于180kPa，則采用挖除換填改良土或AB組填料，以確保其地基承載力不小于180kPa；條形基礎(chǔ)縱向布置間距 33#～34#墩之間為 8.8+9.0+8.8m；35#～36#墩之間螺旋鋼管間距設(shè)置同33#～34#墩，打入深度按照19.24m控制。

2.1.2 中跨地基施工

中跨地基為既有公路路面，考慮到道路恢復(fù)，在門洞立柱利用既有路面上設(shè)置條形基礎(chǔ)然后再搭設(shè)，在立柱（桿件）底部鋪設(shè)15mm厚鋼板。

2.1.3 中跨邊坡地基

中跨邊坡地基要挖除表面虛土，分臺(tái)階進(jìn)行夯實(shí)并澆筑混凝土，混凝土厚度不小于40cm。臺(tái)階高度按60cm，寬度按60cm、90cm設(shè)置考慮。

2.2 支墩法支架搭設(shè)

支墩采用φ530mm螺旋鋼管搭設(shè)；橫向設(shè)置7根螺旋鋼管，間距按（2.0+1.0+2.0+2.0+1.0+2.0）m布置；在條形基礎(chǔ)上預(yù)埋750mm×750mm厚20mm鋼板與螺旋鋼管聯(lián)結(jié)，同排立柱間采用[16槽鋼聯(lián)結(jié)，保證立柱穩(wěn)定。螺旋鋼管頂部采用兩根I36a工字鋼作為分配梁，工字鋼與螺旋鋼管連接牢固，分配梁上采用貝雷片作縱梁。

貝雷片縱梁布置：采取單排單層排列，采用專用45型及90型支撐架連接，間距不標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需特制支撐架連接；布置間距在箱梁腹板處橫向間距0.45m，在底板處橫向間距為0.6m，在翼緣板處工字鋼橫向間距為0.9m，縱向共計(jì)設(shè)置20片。在貝雷梁上鋪設(shè)I16工字鋼作橫梁，間距0.6m；I16工字鋼上鋪設(shè)10cm×10cm的方木作為縱梁，間距按0.3m布置。

2.3 門洞滿堂支架搭設(shè)

支墩采用φ530mm螺旋鋼管搭設(shè)，支墩縱向間距為4.0m（機(jī)動(dòng)車道）+2.2m（綠化帶）+4.0m（機(jī)動(dòng)車道）；橫向支墩設(shè)置7根螺旋鋼管，間距按2+1+2+2+1+2m布置；支墩上部設(shè)兩根I36a工字鋼作為分配梁；分配梁上采用20根I36a作縱梁。縱梁布置腹板處0.3m，底板處0.6m，翼緣板0.9m，工字鋼底每50cm垂直設(shè)一道固連鋼筋與工字鋼焊接，確保工字鋼穩(wěn)定。工字鋼與方木接觸處必須緊密，通過(guò)加大頭楔處理；門洞兩側(cè)為碗扣桿件搭設(shè)，端橫梁及中隔梁處縱向間距0.3～0.6m，其他地段0.9m；橫桿間距為1.2m。支架上部鋪設(shè)I16工字鋼作橫梁，間距0.6m；I16工字鋼上鋪設(shè)10cm×10cm的方木作為縱梁，間距按0.3m布置。

3 支架設(shè)計(jì)情況

3.1 中跨碗扣支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

先將支架搭設(shè)范圍內(nèi)路基邊坡上松軟土清除，然后澆筑40cm厚C20片石混凝土，基礎(chǔ)外邊緣必須超出最外排支架20cm以上。在地基處理四周挖設(shè)排水溝，并確保積水能流出施工場(chǎng)地外。對(duì)于瀝青路面處直接鋪設(shè)通長(zhǎng)方木，然后搭設(shè)碗扣支架。門洞支墩基礎(chǔ)采用C30混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)平行于既有道路中心線布置，基礎(chǔ)尺寸為12m×1m×0.8m。

3.2 碗扣支架

跨S243門洞式支架兩側(cè)至梁端范圍采用碗扣支架，碗扣支架采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格φ48×3.5mm的鋼管。碗扣支架腹板底縱橫間距0.3m×0.3m，其余底板底縱橫間距0.6m×0.6m，翼板底縱橫間距0.6m×0.6m，橫桿每1.2m設(shè)置一道。

由于碗扣支架與既有道路方向成一定的夾角，故在靠近人行通道門洞邊處采用0.3m×0.3m縱橫間距異型加密布置，并采用普通鋼管沿橋縱向與整體支架牢固相連。詳見圖2。

圖2 碗扣支架布設(shè)大樣圖

為了增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性，采用φ48×3.5mm鋼管對(duì)支架進(jìn)行加固，確保每根立桿上至少有一層橫桿連接，縱、橫向剪刀撐每4排碗扣架設(shè)置一道。水平連接桿每1.2m設(shè)置一層，在碗扣架四周設(shè)置封閉式剪刀撐。在立桿距地面不大于30cm處設(shè)置一排掃地桿，掃地桿采用φ48×3.5 mm的鋼管，扣件與立桿連接。頂、底托的絲桿伸出長(zhǎng)度不大于20cm。剪刀撐、掃地桿、水平連接桿設(shè)置時(shí)均應(yīng)同時(shí)與一個(gè)桿件連接。支架設(shè)置詳見圖3。

圖3 碗扣支架設(shè)置圖

3.3 門洞式支架

道路上方門洞式支架在道路中心設(shè)支墩，兩機(jī)動(dòng)車道凈寬4m。門洞支架立柱采用φ530×10mm螺旋鋼管制作，共設(shè)置4排，每排7根，鋼管之間采用I16工字鋼焊接成剪刀撐和橫向連接系。鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接而成，分配梁長(zhǎng)度12m。分配梁頂架設(shè)I36a工字鋼作縱梁，共20根，工字鋼間采用φ16鋼筋連接。門洞式支墩立面見圖4。

圖4 門洞支墩立面布置圖

3.4 邊跨支墩設(shè)計(jì)

邊跨支墩采用φ530×10mm螺旋鋼管制作，共設(shè)置4排，每排7根，縱向間距為8.8+9.0+8.8m布置，橫向鋼管之間采用I16工字鋼焊接成剪刀撐和橫向連接系。鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接而成，分配梁長(zhǎng)度12m。分配梁頂架設(shè)20片貝雷片作縱梁，貝雷片間采用專業(yè)45型及90型支撐架連接。

4 基礎(chǔ)及支架施工工藝

4.1 基礎(chǔ)施工工藝

4.1.1 碗扣支架基礎(chǔ)

挖除路基邊坡上松軟土表面虛土，分臺(tái)階進(jìn)行開挖，臺(tái)階向內(nèi)側(cè)傾斜2%～4%，經(jīng)夯實(shí)后澆筑混凝土。S243省道施工時(shí)采用石灰改良土分層碾壓密實(shí)的，先人工刷除50cm厚的邊坡虛土，經(jīng)土體基底承載力檢測(cè)得知大于200kPa，分臺(tái)階再次夯實(shí)后立模澆筑C20片石混凝土。

混凝土厚度不小于40cm。臺(tái)階高度按60cm，寬度按60cm、90cm進(jìn)行。上下臺(tái)階平面互相搭接不少于20cm，以保證整體邊坡的穩(wěn)定性。詳見圖5。

圖5 公路路基邊坡加固處理示意圖

4.1.2 門洞支墩基礎(chǔ)

為減小對(duì)既有道路的破壞、便于后期基礎(chǔ)拆除，澆注前在基礎(chǔ)底設(shè)置油氈隔離層。門洞支墩采用C30混凝土條形基礎(chǔ)，并在頂面預(yù)埋鋼板，基礎(chǔ)平行于既有道路布置，尺寸為12m×2m×0.8m。詳見圖6。

圖6 公路瀝青路面上條形基礎(chǔ)示意圖

4.2 支架施工工藝

4.2.1 碗扣式支架

根據(jù)支架計(jì)算得出支架的結(jié)構(gòu)布置，并在支架搭設(shè)前嚴(yán)格進(jìn)行放樣定位。由于邊坡澆筑混凝土臺(tái)階的方向與碗扣支架構(gòu)成一定的角度，造成個(gè)別碗扣桿件不能較穩(wěn)固的支撐于臺(tái)階面上，需要對(duì)出現(xiàn)此類情況的部位進(jìn)行補(bǔ)充澆筑C30混凝土補(bǔ)強(qiáng)找平處理。部分支點(diǎn)懸空處理示意見圖7。

圖7 支點(diǎn)懸空處理示意圖

底層支架必須在內(nèi)外立桿底部設(shè)置掃地桿，不可使立桿直立在底座上，頂托必須距離下層橫桿不大于60cm。在支架的外側(cè)周邊及腹板下每隔4m間距設(shè)置剪刀撐一道，剪刀撐的寬度不大于4個(gè)跨徑，斜桿與地面傾角宜為45～60。滿堂支架采用逐排逐列和逐層搭設(shè)的方法，并隨搭隨設(shè)剪刀撐、水平縱橫加固桿。支架搭設(shè)高度滿足箱梁模板底標(biāo)高的要求。構(gòu)件的連接應(yīng)盡量緊密，以減少支架變形，使沉降變形符合預(yù)計(jì)數(shù)值。

4.2.2 門洞式支架

鋼管樁標(biāo)高控制：為確保S243行車安全，門洞式支架凈高設(shè)置為4.5m，將各支墩承臺(tái)及樁頂標(biāo)高列表。為增加鋼管支架之間的整體穩(wěn)定性，鋼管之間采用I32工字鋼焊接剪刀撐和橫向連接系。

鋼管樁與承臺(tái)、分配梁之間連接：鋼管樁底部焊接720×720×10mm鋼板，鋼板上預(yù)留直徑為25mm螺栓孔4個(gè)。鋼管樁與承臺(tái)之間采用螺栓連接。鋼管樁頂部開槽16cm深、30cm寬，槽底面焊接6塊5×8×1cm鋼板加強(qiáng)分布應(yīng)力，2根I32a工字鋼安裝完成后，采用5cm寬、8mm厚弧形鋼板將工字鋼與鋼管樁之間焊接牢固。

分配梁施工：鋼管樁頂分配梁采用2根I32a工字鋼焊接，再在工字鋼焊接面的上下各焊接1塊10mm厚的鋼板，制成橫向分配梁，分配梁長(zhǎng)度12m。分配梁直接放在安裝好的鋼管樁立柱上，調(diào)整完畢后分配梁與立柱之間采用弧形鋼板焊接固定。

縱梁施工：縱梁共布置20列貝雷梁，單列貝雷梁用9片標(biāo)準(zhǔn)貝雷片連接而成，在鋼管樁立柱處采用“U型”螺栓與分配梁連接成整體，貝雷片之間每6.0m用精加工的橫聯(lián)橫向連接，梅花形布置。貝雷片與I32a工字鋼橫向分配梁之間采用螺栓連接。

5 支架、模板拆除

待連續(xù)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度并張拉后，拆除箱梁側(cè)模；梁體完成終張拉且經(jīng)壓漿處理后進(jìn)行支架卸落。落架時(shí)宜跨中向支點(diǎn)平穩(wěn)對(duì)稱進(jìn)行松開解除支架的鍥塊，降低頂托標(biāo)高，之后人工配合拆除模板，然后逐步拆除支架，自跨中向支點(diǎn)平穩(wěn)對(duì)稱進(jìn)行。門洞式支架拆除應(yīng)進(jìn)行半幅封路，并設(shè)專人進(jìn)行指揮，卸架時(shí)下方嚴(yán)禁站人，并禁止從上方投擲扣件、鋼管等物品。

6 應(yīng)用分析

該連續(xù)梁工程采用支架法施工，箱梁采用整體一次性澆注成型。組合支架系統(tǒng)采用了螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式以及滿堂碗扣支架體系，同時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況和地形地貌的不同，支架基礎(chǔ)分別采用了擴(kuò)大基礎(chǔ)（小里程邊跨）、片石混凝土臺(tái)階狀基礎(chǔ)（中跨的邊坡處）和打入螺旋鋼管樁基礎(chǔ)（大里程邊跨）等多種形式?？绻奉A(yù)留門洞部分考慮車輛通行凈空的要求，采用了在既有瀝青路面上澆筑混凝土條形基礎(chǔ)+螺旋鋼管立柱+工字鋼橫梁+工字鋼縱梁的支架體系形式。

在支架組合方案施工中，對(duì)既有公路邊坡兩側(cè)采用片石混凝土臺(tái)階狀基礎(chǔ)既滿足了滿堂碗扣支架基礎(chǔ)承載力的需要，又對(duì)既有公路邊坡進(jìn)行了有力可靠的防護(hù)，并對(duì)后期的公路邊坡恢復(fù)綠化做好了鋪墊——直接培上土即可。該處連續(xù)梁支架共采用了5種形式，為我們對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析提供了條件，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：采用打入螺旋鋼管樁基礎(chǔ)+螺旋鋼管支墩+工字鋼橫梁+貝雷片縱梁的形式，相比較滿堂碗扣支架形式，不僅可以節(jié)省地基處理費(fèi)用（當(dāng)存在軟弱下臥層時(shí)更加節(jié)?。€可以避免地面硬化所需的等強(qiáng)時(shí)間，而且梁下空間大，便于支架體系的拆除和鋼管樁的拔出回收。在墩高大于10m時(shí)，前者所產(chǎn)生的綜合費(fèi)用要比后者節(jié)省20%，還能有效加快施工進(jìn)度。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的工程實(shí)例和應(yīng)用分析，對(duì)連續(xù)梁主墩侵入公路邊坡、橋位存在軟弱下臥層以及公路行車凈空對(duì)支架形式有所限制的情況下做好支架方案提供了借鑒；為連續(xù)梁現(xiàn)澆支架選擇“摒棄非此即彼、推薦擇優(yōu)組合”提供了思路和參考。

[1]赫英龍.滿堂支架在混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁施工中的方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2001（3）.

[2]JGJ166-2008，建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]張科輝.現(xiàn)澆連續(xù)梁鋼管柱貝雷梁組合支架應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑技術(shù)，2015（08）.