大懸臂蓋梁附著式支架施工技術(shù)

李建東

摘要：交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展使道路橋梁施工面臨的施工環(huán)境與施工條件日益復(fù)雜，蓋梁作為支撐和傳輸橋梁結(jié)構(gòu)的重要部分，采取合理的方式與形式實(shí)施蓋梁施工，是保證施工效率與橋梁施工安全穩(wěn)定性的重要途徑，對(duì)我國道路橋梁事業(yè)的長效發(fā)展具有重要的意義。本文以A橋梁工程為例，闡析了大懸臂蓋梁附著式支架施工技術(shù)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，分析了蓋梁施工縫設(shè)置、支架傳力，研究了蓋梁附著式支架體系及蓋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，還分析了附著式支架體系及蓋梁基底支撐體系驗(yàn)算。旨在通過本文的分析，明確大懸臂蓋梁附著式支架施工技術(shù)在道路橋梁施工中的重要地位，完善蓋梁結(jié)構(gòu)施工的方式與途徑，為我國道路橋梁建設(shè)事業(yè)的長效發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大懸臂；蓋梁附著式；支架施工；施工技術(shù)

大懸臂蓋梁施工方式是保障橋梁蓋梁施工效率與質(zhì)量的重要方式，不斷對(duì)大懸臂蓋梁施工技術(shù)進(jìn)行完善，對(duì)保證橋梁建設(shè)安全性與穩(wěn)定性有效積極的意義。當(dāng)下橋梁建設(shè)施工中，大懸臂蓋梁施工的方式主要有抱箍法、滿堂支架法、型鋼支架法及預(yù)埋鋼棒法?；诖髴冶凵w梁施工中懸臂較長的特征，綜合考量工程施工環(huán)境及條件的限制，采用雙層貝雷片與型鋼相結(jié)合的施工方式，將承臺(tái)作為工程的承載基礎(chǔ)，利用模塊式型鋼材料開展施工。

1 工程基本情況

A橋梁工程總長度約為1.31千米，工程上部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段橋梁寬度為24.5m，使用的為結(jié)構(gòu)簡支、橋面連續(xù)、與之小箱梁的結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)屬于雙柱式橋墩大懸臂結(jié)構(gòu)。工程中雙柱平均高度為13m，蓋梁長度為24.2m，蓋梁最大寬度為3.1m，懸臂長度為8.9m，截面高度為3.38m-4.21m，工程選用的混凝土強(qiáng)度為C50。

2 工程施工的難點(diǎn)與重點(diǎn)

第一，工程施工周期與施工環(huán)境要求較為緊張，一方面，由于前期拆遷等因素的影響，工程施工的工期較短，工程進(jìn)度較為緊張。另一方面，工程場(chǎng)地對(duì)大懸臂蓋梁施工的限制較多，導(dǎo)致工程施工難度較大，與工程工期產(chǎn)生沖突[1]。選取適合的模板支撐方式成為工程施工的難點(diǎn)之一。第二，工程中蓋梁的自重達(dá)到22t/m，蓋梁體積與重量均較大，當(dāng)施工中選取一次性澆筑時(shí)，將會(huì)由于懸臂段荷載過大導(dǎo)致支架主梁的橫截面大幅度增加，導(dǎo)致支架主梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性與合理性難以保證。第三，工程中蓋梁的長度為24.2m，寬度為3.1m，其寬高比例的差別，會(huì)導(dǎo)致支撐體系較為單薄，支架的穩(wěn)定性與承重能力需要進(jìn)行合理地考量與設(shè)計(jì)。第四，施工中附著式支架的荷載力經(jīng)由銷棒傳送至立柱，施工中需要預(yù)先完成立柱上的孔洞埋設(shè)，孔洞的尺寸精度保證是施工的重點(diǎn)之一。同時(shí)銷棒作為承受荷載的主要構(gòu)件，綜合考量承載要求與外觀需求，選取直徑尺寸合理的銷棒是工程的重點(diǎn)之一[2]。

3 蓋梁施工縫設(shè)置與支架傳力

3.1 蓋梁施工縫設(shè)置

蓋梁施工縫的設(shè)置要綜合考量施工總體方案及截面特征，在施工中蓋梁澆筑分為兩次實(shí)施，首次澆筑時(shí)主要是澆筑蓋梁的基底部分，驗(yàn)算蓋梁支架的承載力；二次澆筑時(shí)對(duì)蓋梁脊背梁部分進(jìn)行澆筑，驗(yàn)算完成澆筑的蓋梁承載力。蓋梁施工縫設(shè)置在基底部分與脊背梁部分的分界處[3]。

3.2 支架傳力路徑

采用大懸臂蓋梁附著式支架施工方式，在橋梁墩柱施工的過程中預(yù)先留置套管，在墩柱上穿設(shè)兩根銷棒，利用鋼牛腿與砂頂作為銷棒支點(diǎn)，支架橫向主梁方向，利用剪刀撐于地面處拼裝成為整體；再利用吊機(jī)實(shí)現(xiàn)一次性安裝就位，支架附著于墩柱之上，對(duì)支架實(shí)施整體安裝與拆除[4]。在這一過程中，支架傳力路徑為首層澆筑蓋梁荷載、蓋梁底模板、縱向分布梁、橫向主梁、砂箱、牛腿、銷棒，最后到立柱?；炷翝仓^程中，實(shí)施分層澆筑。首層澆筑蓋梁下部，在混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，實(shí)施第二層澆筑。第二層澆筑時(shí)的混凝土荷載由首層混凝土的部分承擔(dān)，而支架的承載力僅需考量分析首層混凝土荷載。這種澆筑方式能夠通過首次澆筑混凝土自身的強(qiáng)度，減小支撐體系的荷載，既能夠提升支撐體系的整體穩(wěn)定性，又能夠有效降低支架主梁截面的高度，能夠?qū)こ淌┕さ慕?jīng)濟(jì)性進(jìn)行有力保障。

4 蓋梁附著式支架體系構(gòu)建

附著式支架體系主要是由牛腿、高強(qiáng)度銷棒、組合主梁、砂頂、分配梁以及剪刀撐組成，傳統(tǒng)施工中使用的Q235材質(zhì)銷棒，其直徑相對(duì)較大，但由于預(yù)留孔較大，在工程美觀性及拆裝性上存在一定的劣勢(shì)[5]。因此，此次工程施工中選用直徑尺寸為80mm的高強(qiáng)度鋼棒作為銷棒，通過熱處理工藝方法對(duì)其實(shí)施調(diào)質(zhì)，在每個(gè)墩柱上設(shè)兩根銷棒，并于頂端設(shè)置螺帽。

圖1 支架立面布置圖

4.1 附著式支架體系施工技術(shù)

在墩柱施工過程中，要預(yù)留銷棒孔洞，保證位置精準(zhǔn)。墩柱施工完成后，進(jìn)行銷棒和牛腿安裝，利用螺帽保證牛腿能夠固定于墩柱上[6]。隨后，將砂頂安裝于牛腿上，注意對(duì)砂頂實(shí)施預(yù)壓，保證沉降值予以消除。同時(shí)為了保證拆卸的便捷性，要保證砂頂形成至少為5cm。主梁與地面處完成拼裝，剪刀撐安裝完畢后，使用吊機(jī)于墩柱頂端將其吊裝就位，主梁安置于砂頂致傷。在蓋梁全部完成澆筑施工后，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度完全達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿，在蓋梁主體施工完結(jié)后，對(duì)支架進(jìn)行拆除。支架拆除過程這個(gè)，使用2臺(tái)吊機(jī)實(shí)施雙機(jī)抬吊拆除方法。先利用鋼絲繩吊住主梁的兩端，隨后將牛腿與砂頂拆除，并抽出銷棒。再通過吊機(jī)同步下降將支架體系落至地面并分解拆除。

圖1 支架整體拆除圖

4.2 附著式支架體系構(gòu)建

工程施工中采用的是支架整體安裝與拆除的方式，對(duì)支架的穩(wěn)定性與整體性要求較高，于主梁上設(shè)置4道縱向剪刀撐及2道橫向剪刀撐，同時(shí)，將主梁的縱向凈間距較墩柱縱向尺寸多設(shè)置6cm的寬度，保證支架的整體拆除。由于采用單根分配梁的方式容易造成發(fā)生翹頭狀況，采取模塊制作的方式，通過法蘭連接的方式將分配梁連接成為一個(gè)模塊，這種方式能夠在很大程度上提升分配梁安裝的效率性，同時(shí)減低安裝中發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的幾率。

5 蓋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

工程施工中蓋梁的底模與側(cè)模均采用鋼模板材質(zhì)，面板使用8mm鋼板，底模間距為500mm，側(cè)模間距為300mm。在施工中，側(cè)模下口處不設(shè)置拉桿，在實(shí)施首層混凝土澆筑時(shí)下口支撐設(shè)置于分配梁的橫向[20上，上口處為Φ25mm對(duì)拉拉桿。實(shí)施首層混凝土澆筑時(shí)，于蓋梁基底頂面出埋設(shè)錨固鋼筋，間距設(shè)置為1m；在實(shí)施第二層混凝土澆筑時(shí)，小口支撐設(shè)于錨固鋼筋上。施工中使用的蓋梁鋼筋籠于鋼筋加工廠中實(shí)施模塊化加工制作，利用運(yùn)輸車運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，再利用吊機(jī)實(shí)施整體安裝。于鋼筋胎架上實(shí)施蓋梁鋼筋綁扎，主鋼筋與分布鋼筋均使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實(shí)施點(diǎn)焊，進(jìn)而提升鋼筋籠整體的剛度，保證施工質(zhì)量。施工中的混凝土澆筑施工使用汽車泵澆筑的方式，首先進(jìn)行墩柱范圍內(nèi)的混凝土澆筑，再實(shí)施懸臂段的混凝土澆筑[7]。

6 附著式支架體系及蓋梁基底支撐體系驗(yàn)算

6.1 附著式支架體系驗(yàn)算

以A橋梁工程施工中重量最大的蓋梁14墩為例，按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼筋與混凝土的荷載值進(jìn)行取值，低模結(jié)構(gòu)根據(jù)其自重取值，風(fēng)荷載值取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值。強(qiáng)度計(jì)算中施工荷載組合1進(jìn)行驗(yàn)算，將支架、模板的自重與新澆筑混凝土、鋼筋預(yù)應(yīng)力筋重力相加，再加上施工設(shè)備、人員及材料的荷載和混凝土振搗中產(chǎn)生的振動(dòng)荷載。剛度計(jì)算使用荷載組合2，將支架、模板自重與新澆筑混凝土、鋼筋預(yù)應(yīng)力筋重力相加。在對(duì)支架剛度進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，構(gòu)件最大變形允許值是跨徑/400，而懸臂端的最大變形允許值是懸臂長度/250。驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)支架的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性能夠滿足工程施工需求。

6.2 蓋梁基底支撐體系驗(yàn)算

同樣以重量最大的蓋梁14墩為例進(jìn)行驗(yàn)算，使用單梁桿系模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算統(tǒng)計(jì)軟件使用橋梁博士，在蓋梁澆筑全部完成后，張拉預(yù)應(yīng)力，按照鋼筋混凝土構(gòu)件實(shí)施計(jì)算，根據(jù)規(guī)范要求實(shí)施構(gòu)件驗(yàn)算。工程中混凝土強(qiáng)度為C50，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度一半時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。施工中，還要注意對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的正截面應(yīng)力實(shí)施驗(yàn)算。

7結(jié)論

綜上所述，在道路橋梁施工中采用大懸臂附著式支架施工方式，能夠?qū)蛄菏┕さ男逝c穩(wěn)定性起到促進(jìn)作用。在工程施工中，要綜合分析施工技術(shù)、施工環(huán)境條件等諸多因素，選取合適的材料及施工方法進(jìn)行施工，對(duì)蓋梁附著式支架體系及蓋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施有力地構(gòu)建，完善蓋梁結(jié)構(gòu)施工的方式，促進(jìn)大懸臂蓋梁附著式支架施工技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：中交四公局總承包分公司）