上跨高速公路現(xiàn)澆連續(xù)梁施工技術(shù)

肖俊勇

中鐵五局集團第二工程有限責任公司，湖南衡陽 421002

1 工程概況及特點

松江河大橋于K3+650處以平面夾角84°上跨越撫長高速公路花園口出口匝道，公路道路為雙向2車道，瀝青路面，橋位平面左側(cè)距離花園口收費站150m，右側(cè)距離高速公路互通式立交橋200m，來往共有4個方向的車流，交通流量大。上跨橋梁設計為一聯(lián)（32+48+32）m現(xiàn)澆連續(xù)梁，橋梁全長113.1m，橋面總寬12.25m，斜腹板，單箱單室變截面，跨中梁高2.8m，中支點梁高3.40m,梁底距離公路路面最低處為7.18m。箱梁混凝土設計為C50,平均每延米自重29.73t/m，橋墩設計最大高度8.35m。

根據(jù)工程所處位置，該工點具有四個方面的特點：（1） 現(xiàn)澆支架搭設與拆除與行車干擾大，存在較大安全隱患。如何保證施工行車兩不誤，是制定施工方案所必須考慮的；（2） 橋位范圍內(nèi)原始地貌自荒地過渡到瀝青公路路面再到荒地，荒地表層地基承載力不足0.12MPa，而公路瀝青路面承載力超過0.25MPa，變化明顯，因此必須選用合適的支架基礎形式且其沉降量及相鄰基礎沉降量差控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)；（3） 箱梁底面距離公路路面高差小，在需保證公路最小凈高5.0m的前提下，支架結(jié)構(gòu)形式的選用受到一定限制；（4） 綜合考慮施工成本、施工難易程度等因素。

2 施工方案的制定

根據(jù)橋位處的平面空間位置和橋址處工程地質(zhì)情況，結(jié)合工地自有材料情況，采用滿堂鋼管腳手架+粗鋼管樁墩、貝雷鋼縱梁方案。選用該方案的理由在于：①采用粗鋼管可減少臨時支撐結(jié)構(gòu)的空間尺寸，降低對公路行車的影響；②由于受梁底凈高限制，不能在支架頂部設置鋼管腳手架來調(diào)節(jié)底模標高，但在每根粗鋼管頂部設置一個可調(diào)節(jié)相對高度的鋼砂箱來滿足需要，同時在支架拆除時先降低砂箱高度，之后利用砂箱降低露出的空隙拆除貝雷縱梁頂橫向分配梁及底模等；③匝道路面范圍以外采用鋼管腳手架支撐，僅將荒地表層土清除即可滿足基礎承載力需要，最大限度減少臨時工程工作量。

3 支架細部設計

3.1 跨匝道粗鋼管+貝雷縱梁支架方案

3.1.1 孔跨結(jié)構(gòu)和凈高的確定

從橋位平面示意簡圖可知，松江河大橋橋位正處于高速公路匝道各方向車輛交會位置，施工安全風險較高，考慮到車輛停車視距。道路曲線半徑、路面寬度等因素，采用（7.5+7.5+9.0）m連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，詳見圖1。在支架橫斷面方向使用4條貝雷縱梁，每條為3排單層貝雷桁片，每斷面計12片，貝雷梁支點底部安裝δ=2.0cm厚鋼板與粗鋼管（φ630×10mm）砂箱頂雙拼50a工字鋼橫梁相連，工字鋼橫向長度9.5m。橫梁與φ630×10（mm）豎向鋼管之間設置砂箱以調(diào)節(jié)箱梁底模標高，砂箱專門委外制作，單個最大承受豎向力1700kN，最大調(diào)節(jié)高度25cm。貝雷桁片頂設置I28工字鋼橫向分配梁，間距75cm，分配梁頂安放縱橫方木后再鋪設底側(cè)模，方木間距30cm，其中在腹板底滿鋪，以防止模板變形。為防止在梁體施工過程中的意外落物，在貝雷桁片與橫向分配梁滿鋪一層δ=1.5cm竹膠板防護。

圖1 支架受力計算簡圖

支架每個臨時支墩基礎采用C30分離式鋼筋砼基礎，尺寸2.5×1.8×0.60（m）。為了避免損壞公路路面，在支墩基礎和路面之間以雙層油氈隔開?；A底部順線路方向布置一排Φ25鋼筋，間距25cm，共計10根，以彌補因基礎尺寸超出剛性角范圍的不足。基礎上豎立4根φ630×10（mm）鋼管，橫向間距為（2.7+2.5+2.7）m。豎向鋼管之間以14#槽鋼作為聯(lián)結(jié)系，以提高整體穩(wěn)定性能。整個支架最低處凈高5.25m。

3.1.2 支架結(jié)構(gòu)檢算

該連續(xù)梁鋼管+貝雷梁支架需要對以下5個主要項目進行檢算：①貝雷梁的抗彎、抗剪以及剛度；②樁頂雙拼I50工字鋼強度；③φ630×10（mm）鋼管立柱抗壓強度穩(wěn)定檢算；④地基與基礎強度；⑤支墩基礎沉降量及相鄰基礎沉降量差。支架結(jié)構(gòu)所受外力包括箱梁砼自重及沖擊力、內(nèi)外模型和支撐重量、分配梁以及貝雷梁自重等，其基本受力計算圖式見圖1。

具體計算過程從略，上述5個檢算項目均能滿足標準要求。

3.2 滿堂鋼管腳手架方案

由于公路兩側(cè)荒地地基表面承載力低，但地面相對較為平整，同時墩身高度小，利用其它工點拆除下來的扣件式鋼管采用滿堂鋼管支架方案比較符合現(xiàn)場實際。

首先平整場地清除表層覆土并檢測地基承載力，要求σ0≥0.10MPa，鋪設15cm后C20砼墊層，墊層四周做好排水系統(tǒng)，立桿下放置槽鋼，增大受力面積。

滿堂鋼管腳手架主要由立桿和橫向水平桿、縱向水平桿、剪刀撐、斜撐組成，鋼管規(guī)格為φ48×3.5(mm)，縱橫水平間距均為55cm，步距1.5m。立桿、縱、橫水平桿是主要受力構(gòu)件，桿件連接使用旋轉(zhuǎn)扣件、對接扣件連接。主要檢算項目包括：①立桿受壓穩(wěn)定性；②縱、橫水平桿彎曲強度和抗彎剛度；③扣件抗滑力；④立柱（桿）地基承載力。

4 安全防護方案

（1）與高速公路既有產(chǎn)權(quán)部門簽訂施工安全協(xié)議，規(guī)定雙方的權(quán)利、責任和義務，包括對已經(jīng)制定的施工方案的確認以及現(xiàn)場核實，明確涉路施工的時間安排以及上路的人員、機械車輛型號、規(guī)格、駕駛員等情況；

（2）制定施工交通管制方案，采取間隔封鎖與防護相結(jié)合的辦法進行施工。公路兩側(cè)1#、4#臨時支墩基礎及立柱在防護狀態(tài)下完成施工，施工點前方來車方向設置防護員和紅色防護錐筒，提示車輛提示車輛減速慢行。對于路面中間的2#、3#支墩基礎則采取臨時封鎖的措施，具體為：首先設置防護人工完成基礎立模和鋼筋安裝工作，之后根據(jù)氣象情況，每間隔30min封鎖一個車道，8m3砼罐車及汽車泵上路完成支墩基礎的砼灌注和鋼管立柱的安裝及砂箱、橫梁的安放等；

（3）貝雷縱梁的設置。同上，在間隔封鎖的30min時間內(nèi)，安裝在76#墩位處的QTZ630塔吊吊放貝雷桁片安裝第一、二孔，在大里程側(cè)77#墩位靠近匝道方向配備一臺25t安裝第三孔貝雷桁片；

（4）在有人防護的前提下完成貝雷梁頂工字鋼分配梁、鋼管支架及模板的安裝、調(diào)整；

（5）橋位左右兩側(cè)來車方向設置限高架，限高5.0m，在300m以外地段設置施工提醒標志，在支架前后20m范圍內(nèi)設置砼防撞墩，表層涂刷反光涂料（包括鋼管立柱表面）；

（6）項目部成立上跨匝道施工安全防護領導小組，由項目經(jīng)理任組長，全面落實制定的各項安全措施，培訓作業(yè)人員等。

5 支架的施工承載和拆除

5.1 支架的施工承載

用于支架施工的各種材料全部到位后，即可組織支架施工，其施工流程如下：1#、4#臨時支墩→2#支墩→3#支墩→貝雷縱梁安裝→I28工字鋼分配梁安裝→縱橫方木安裝→翼緣板下鋼管架安裝→底模、側(cè)模安裝、調(diào)整。

需要引起注意的是，由于該橋受橋下凈高的限制，底模底下沒有調(diào)高設施，對于加載后的支架下沉量必須予以提前考慮。本橋在實施過程中參照類似工程的支架預壓數(shù)據(jù)并結(jié)合工點具體情況，采用彈性變形h1=20mm，非彈性變形h2=15mm，實踐證明滿足實際需要，與實測預壓數(shù)值偏差在+7mm以內(nèi)，該值通過砂箱適當調(diào)整，滿足《公路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準》要求。

支架結(jié)點繁多，加之施工存在的不足，各結(jié)點之間難以保證完全緊密，同時也為驗證支架設計的可靠性，所有這些都必須通過提前模擬支架受力進行預壓來消除，使節(jié)點變得緊密，消除非彈性變形。

提前在支架上設置沉降觀測點，預壓重量為設計箱梁砼重量的1.2倍，按照0、20%、50%、75%、100%、120%五級加載，每級加載完成后最小間隔時間不小于4h。

5.2 支架的拆除

支架拆除一般為支架安裝的逆過程，但由于本工點連續(xù)梁受橋下凈高限制的特殊性及高速公路車輛的通行，不能按一般方式進行拆除，也不能完全封鎖公路拆除，具體為：拆除翼緣板下的鋼管支架后，利用砂箱下調(diào)貝雷梁高度15～20cm，松動箱梁底模后依次拆除底模、縱橫方木、防護竹膠板和I28分配梁，拆除材料在支架兩端運出，同時在拆除上述木質(zhì)材料過程中，每個作業(yè)點在貝雷梁上鋪設移動小木板，防止鐵釘?shù)人樾‰s物掉落公路。貝雷梁拆除則利用提前預留在箱梁翼緣板上的孔道安裝Φ32精軋螺紋鋼筋與鋼管立柱相連并適當提升貝雷梁，使貝雷梁底與立柱頂I50橫梁空隙能放置φ80鋼棒，使用千斤頂橫向橫向頂推貝雷梁，使之移動到翼緣板下，則第一、二孔貝雷桁片采用設置在76#墩的QTZ630塔吊移出，第三孔使用25t汽車吊移出。剩余的支墩基礎及鋼管立柱比照安裝之時的間隔封鎖辦法，逐一移出匝道路面以外。

6 結(jié)語

本工點（32+48+32）m現(xiàn)澆連續(xù)梁施工過程中未發(fā)生任何安全質(zhì)量事故，取得了良好的預期效果。隨著近年公路建設理念的深刻變化，連續(xù)梁使用將會更加廣泛，支架現(xiàn)澆以其獨特的優(yōu)越性，將會更加成為一種普遍的施工方法，但其支架結(jié)構(gòu)與基礎形式應該根據(jù)具體的工點實際情況，因地制宜，綜合考慮，嚴格篩選，才能滿足安全、質(zhì)量、工期、成本等相關(guān)方面的要求。