青山大橋主橋邊跨混凝土主梁支架法施工關(guān)鍵技術(shù)

黃超然 （南寧縱橫時代建設(shè)投資有限公司，廣西 南寧 530000）

1 工程概況

青山大橋工程西起現(xiàn)狀青環(huán)路，與規(guī)劃青環(huán)立交銜接，設(shè)計起點位于邕江立竹灣現(xiàn)狀東南亞美食城附近，道路向東跨越邕江，上跨堤園路后橋梁在濱堤路前落地、并與濱堤路平交，繼續(xù)向東下穿環(huán)城高速公路及南欽鐵路，設(shè)計終點位于龍崗片區(qū)6號路與1號路相交路口。設(shè)計范圍道路總長約1.8km。青山大橋主橋為斜拉橋，跨度布置為（64+106+430+106+64）=770m，橋?qū)?8m，設(shè)雙向六車道及非機(jī)動車道、人行道。主梁采用混合式疊合梁，中跨410m長度范圍內(nèi)主梁為鋼-混疊合梁，兩側(cè)邊跨各180m長度范圍內(nèi)主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土梁。主塔基礎(chǔ)采用鉆孔樁群樁基礎(chǔ)；邊墩、輔助墩均采用鋼筋混凝土框架墩及鉆孔樁基礎(chǔ)。疊合梁采用小邊箱鋼箱梁及預(yù)制混凝土橋面板，混凝土梁采用邊主梁。

對于混凝土主梁的施工，通常采用在支架上拼裝或現(xiàn)澆、懸臂拼裝、頂推法、平轉(zhuǎn)法等方法進(jìn)行施工。具體施工方法的選用，通常依據(jù)所跨越的障礙的情況、主梁本身的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素綜合選定。當(dāng)所跨越的河流通航要求不高或岸跨無通航要求且允許設(shè)置臨時支墩時，采用直接在腳手架上拼裝或澆筑，或采用在臨時支墩上設(shè)置便梁，在便梁上拼裝或澆筑的支架法施工，通常是最簡便、最經(jīng)濟(jì)的施工方法。青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，可優(yōu)先考慮采用這種支架上的施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了保證混凝土主梁的施工質(zhì)量及施工安全，節(jié)約施工成本，亟需開展施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐的布置、分析和計算，對施工臨時結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算。

1.1 邊跨主梁的結(jié)構(gòu)布置

青山大橋邊跨主梁設(shè)計位置為1#墩～3#墩，4#墩～6#墩，邊跨主梁采用現(xiàn)澆C50混凝土，為預(yù)應(yīng)力混凝土邊主梁結(jié)構(gòu)，全長分別為179.8m，伸入中跨10m。橋梁中心線處梁高為2.7m。主梁全寬38.0m，設(shè)雙向2%橫坡。在斜拉索錨固處及斜拉索中間均設(shè)有一道橫梁，間距為4.5m。

邊跨主梁標(biāo)準(zhǔn)截面中間頂板厚28cm，矩形邊主梁寬3.0m；在輔助墩及塔梁交接處邊主梁加寬至5.0m。標(biāo)準(zhǔn)橫梁厚45cm，邊墩、輔助墩、鋼混結(jié)合面處橫梁均厚150cm，其他處橫梁厚80cm。

1.2 邊跨主梁的梁體分段施工

根據(jù)設(shè)計圖紙等文件要求，青山大橋邊跨現(xiàn)澆混凝土主梁分9個節(jié)段進(jìn)行澆筑施工，采用滿堂腳手架支撐。根據(jù)設(shè)計文件要求，先從5#塊向0#塊施工，施工完成后再從6#塊向8#塊施工。

1.3 研究內(nèi)容及方法

主橋邊跨混凝土主梁支架法施工技術(shù)研究主要針對青山大橋邊跨混凝土主梁的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況，設(shè)計一種滿足邊跨主梁施工要求且成本節(jié)約的模板支架體系。

為了降低施工成本，提出了一種結(jié)構(gòu)支撐體系與模板支撐體系分離的現(xiàn)澆混凝土主梁支架方案，單節(jié)段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，在單節(jié)段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設(shè)置臨時支撐作為梁體臨時承重結(jié)構(gòu)，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐。根據(jù)初步計算提出了滿堂腳手架和鋼管支撐的布置方案，并通過有限元軟件對滿堂腳手架和鋼管支撐進(jìn)行計算分析?；谠O(shè)計圖紙和現(xiàn)場施工資料，采用MIDAS/Civil有限元分析軟件，建立滿堂腳手架和鋼管支撐的三維有限元模型，對邊跨主梁施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐鋼管支架的承載力及穩(wěn)定性進(jìn)行了驗算，確保邊跨主梁的施工質(zhì)量及施工過程中的安全。

2 邊跨混凝土主梁支架法施工

對于混凝土主梁的施工，常用的混凝土梁式橋的施工方法，例如在支架上拼裝或現(xiàn)澆、懸臂拼裝、頂推法、平轉(zhuǎn)法等方法，均可能用于混凝土斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工。斜拉橋梁體尺寸較小，各節(jié)間設(shè)置拉索，施工過程中可利用索塔設(shè)置輔助鋼索，采用各種無支架方法施工。其中，懸臂施工法是混凝土斜拉橋施工中普遍采用的方法，使用T構(gòu)、連續(xù)梁或懸臂梁。主梁的施工方法的選用，通常依據(jù)所跨越的障礙的情況、主梁本身的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素綜合選定。當(dāng)所跨越的河流通航要求不高或岸跨無通航要求時，在允許設(shè)置臨時支墩時，可以直接在腳手架上拼裝或澆筑，也可在臨時支墩上設(shè)置便梁，在便梁上拼裝或澆筑。如果條件允許的情況下，采用這種在支架上施工的方法，通常是最簡便、最經(jīng)濟(jì)的施工方法。

青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，可優(yōu)先考慮采用這種支架上的施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了降低施工成本，提出了結(jié)構(gòu)支撐體系與模板支撐體系分離設(shè)計的理念，實現(xiàn)模板支撐體系的循環(huán)利用，能夠大幅度節(jié)約施工成本。采用分節(jié)段進(jìn)行澆筑的方案，單節(jié)段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，在單節(jié)段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設(shè)置臨時支撐作為梁體臨時承重結(jié)構(gòu)，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐。

各階段的施工工藝要求如下：

①施工準(zhǔn)備

將梁體投影線外擴(kuò)1m范圍內(nèi)場地整平清理，清除影響施工的障礙物。

②支墩樁基測量

根據(jù)方案設(shè)計位置，進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣。根據(jù)鋼管墩布置位置計算出坐標(biāo)，然后采用全站儀精確定位樁孔的位置及對稱的4根護(hù)樁鋼筋，護(hù)樁要做好保護(hù)工作，防止施工過程中被擾動。

③支墩基礎(chǔ)鉆孔

本工程采用干孔鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中，操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，直至鉆孔至基巖面，通過觀察基底巖層狀況，確定是否達(dá)到持力層要求，決定是否需要繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔完畢后，進(jìn)行孔底清理，用專用撈砂鉆頭將沉渣清出孔位。要求沉渣厚度不大于5cm。

④鋼筋籠安裝

鋼筋籠在鋼筋廠進(jìn)行加工，鋼筋籠加工后，鋼筋籠安裝在終孔驗收合格后，采用25t吊車進(jìn)行鋼筋籠安裝。

⑤混凝土灌注

鋼筋籠安裝完成后，利用10m串筒配合振搗棒進(jìn)行混凝土灌注。灌注至表面時，安裝預(yù)埋鋼板（中心開設(shè)一直徑3cm孔洞），鋼板底部設(shè)置π型錨固鋼筋，保證鋼板的錨固穩(wěn)定。預(yù)埋鋼板安裝完成后，復(fù)振周圍混凝土，直至鋼板中心溢出混凝土方可，保證鋼板底部混凝土密實。

⑥鋼管支墩安裝

采用鋼管墩為單塊現(xiàn)澆梁施工完成，拆除盤扣式腳手架后，梁體承重架體。其拆除時間為斜拉橋即將合龍時。鋼管支墩采用4根Φ630×8mm鋼管為一組加工而成，在鋼管立柱頂部兩側(cè)對稱各焊接1道吊耳，保證鋼管立柱垂直吊正。起吊至預(yù)埋鋼板的中心，用2臺全站儀垂直交叉測量調(diào)整鋼管柱的垂直度，鋼管立柱調(diào)整垂直后，用加勁肋板進(jìn)行臨時焊接固定后松吊鉤。鋼管立柱下口空隙用薄鋼板塞滿，并環(huán)向焊接，焊縫要求飽滿，焊縫厚度不小于8mm，最后沿鋼管立柱環(huán)向焊接6道加勁肋板，立柱垂直度偏差不得大于1%。

⑦應(yīng)力監(jiān)測儀安裝

每組鋼管支墩上安裝一個應(yīng)力檢測儀。梁體混凝土澆筑過程、盤扣式支架拆除時隨時對鋼管支墩進(jìn)行檢測，確保邊跨現(xiàn)澆梁安全性。應(yīng)力監(jiān)測出鋼管支墩變化較大，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施。

⑧基礎(chǔ)處理

應(yīng)根據(jù)支架地基允許承載力來對基礎(chǔ)進(jìn)行處理?，F(xiàn)場采用清表、整平、夯實、C15混凝土硬化方法達(dá)到要求。地面硬化時設(shè)置1%的橫縱皮，在場地兩側(cè)開挖30×30cm排水溝。

⑨盤扣式支架施工

盤扣式腳手架搭設(shè)前應(yīng)在現(xiàn)場對桿件、配件再次進(jìn)行檢查，禁止使用不合格的桿件、配件進(jìn)行安裝。在施工中隨著架體的升高隨時檢查和校正架體的垂直度，控制在3‰內(nèi)，鎖銷一定要打緊。到達(dá)頂層時，在立桿頂部放置可調(diào)托撐。在托撐上放置工字鋼分配梁，并用配套的T型螺栓將工字鋼固定于托撐上。

⑩支架驗收

支架搭設(shè)完畢后，項目部組織驗收通過后進(jìn)行堆載預(yù)壓，預(yù)壓重量為110%梁體重量。主梁支架預(yù)壓主要目的是測定支架的彈性變形，消除支架的非彈性變形量，以確定支架的預(yù)拱度，確保梁體線形符合設(shè)計要求。當(dāng)滿足各監(jiān)測點連續(xù)24h的沉降量平均值小于1mm或個監(jiān)測點連續(xù)72h的沉降量平均值小于5mm時即判定支架合格，可以卸載。支架預(yù)壓可一次性卸載，預(yù)壓荷載應(yīng)對稱、均衡、同步卸載。撤除壓重預(yù)制塊后，對支架進(jìn)行評定，確認(rèn)合格后方準(zhǔn)投入使用，再次校正支架施工預(yù)留拱度，調(diào)整支架底模高程。對于不合格者必須重新搭設(shè)并預(yù)壓驗收。

梁體施工

現(xiàn)澆梁邊跨梁體施工必須編制相應(yīng)方案，且通過相關(guān)人員審核。梁體施工必須按照方案施工，斜拉索邊跨現(xiàn)澆梁斜拉索索套管安裝精度必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求。梁體施工過程中，隨時對鋼管支墩、盤扣式支架進(jìn)行檢查。

盤扣支架拆除

支架和模板的拆除，應(yīng)符合設(shè)計要求。模板、支架拆除應(yīng)按設(shè)計要求程序和措施進(jìn)行，遵循“先支后拆、后支先拆”的原則。側(cè)模應(yīng)在預(yù)應(yīng)力張拉前拆除；底模應(yīng)在結(jié)構(gòu)建立預(yù)應(yīng)力后拆除。拆除模板、支架時不得猛烈敲打、強(qiáng)拉和拋扔。拆除后，應(yīng)維護(hù)整理，分類存放。

斜拉索安裝

斜拉索施工必須編制相應(yīng)方案，且評審合格。斜拉索施工必須嚴(yán)格按照方案施工。斜拉索材料必須經(jīng)過檢查驗收合格，索力必須滿足設(shè)計、監(jiān)控、規(guī)范要求。斜拉索梁底錨固端施工可以利用鋼管支墩安裝作業(yè)平臺。

合龍體系轉(zhuǎn)換

斜拉索橋主梁合龍時，需要進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，邊跨現(xiàn)澆梁需要脫離架體，拆除臨時固結(jié)。體系轉(zhuǎn)換時，邊跨現(xiàn)澆梁鋼管支墩破除砂漿袋，即可保證梁體脫離架體。破除砂漿袋必須清理干凈，集中堆放處理。

鋼管支墩拆除

斜拉橋主梁合龍后，進(jìn)行鋼管支墩拆除。拆除過程中，使用吊車采用兩點式吊裝鋼管，并捆綁牢固。吊車施工過程中必須遵守相應(yīng)吊裝規(guī)則。拆除材料集中堆放，及時處理，并做好現(xiàn)場安全把控。

為了保證邊跨混凝土主梁的施工質(zhì)量及施工安全，亟需開展施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐的布置、分析和計算，對施工臨時結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算。

4 結(jié)論

青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，優(yōu)先考慮支架法施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了降低施工成本，提出了結(jié)構(gòu)支撐體系與模板支撐體系分離設(shè)計的理念，實現(xiàn)模板支撐體系的循環(huán)利用，能夠大幅度節(jié)約施工成本。采用分節(jié)段進(jìn)行澆筑的方案，單節(jié)段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，在單節(jié)段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設(shè)置臨時支撐作為梁體臨時承重結(jié)構(gòu)，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐，并結(jié)合每一個施工環(huán)節(jié)，提出了相應(yīng)的工藝要求?？晒╊愃片F(xiàn)澆混凝土梁工程施工參考。

[1]張建偉.連續(xù)梁橋滿堂支架施工控制技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.

[2]葉操，蘇衛(wèi)國.基于Midas的箱梁盤扣式滿堂支架的計算[J].低溫建筑技術(shù)，2011（12）:59-61.

[3]余孫文.淺談滿堂支架施工技術(shù)要點[J].山西建筑，2011（2）:95-96.

[4]張建偉.連續(xù)梁橋滿堂支架施工控制技術(shù)研究[D].西安:長安大學(xué)，2010.