跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)

阮必勝

摘要：南林高速公路大廣樞紐互通G匝道橋連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工時，除了滿堂支架需滿足大尺寸箱梁的承載及安全穩(wěn)定要求外，為滿足所跨越的大廣高速公路的通行要求，需在支架內(nèi)設(shè)置大跨度通行孔。采用常規(guī)型鋼作縱梁難以承受本項(xiàng)目大跨度通行孔的彎矩荷載，由此帶來了通行孔縱梁及支墩的材料選用及構(gòu)造設(shè)計(jì)問題。本文介紹了大跨度通行孔及滿堂支架的設(shè)計(jì)方案，以供需設(shè)置類似大跨度通行孔的工程作為參考。

Abstract： During the cast-in-situ construction of the continuous girder support of the G-ramp bridge connecting the Nanlin Expressway and the Guangzhou-Guangzhou hub， in addition to the full-frame support， it must meet the requirements for the bearing and safety and stability of large-sized box beams， in order to meet the traffic requirements of the Daguang Expressway that it crosses. It is necessary to set a large-span access hole in the bracket. The use of conventional steel as the longitudinal beam is difficult to bear the bending load of the long-span through-hole of the project， which brings about the problem of material selection and structural design of the longitudinal beam and the pier of the through-hole. This article introduces the design of long-span through-holes and full-frame brackets. It is used as a reference for the construction of similar long-span through-holes.

關(guān)鍵詞：支架現(xiàn)澆梁;大跨度通行孔;貝雷梁;八三軍用墩

Key words： cast-in-place support beam;long-span through-hole;Bailey beam;83 military pier

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）04-0166-03

0? 引言

近年來，隨著我國加快進(jìn)行高速公路路網(wǎng)的完善及擴(kuò)充，新建高速公路往往與既有公路存在交叉和跨越。采取連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式跨越，并采用滿堂支架現(xiàn)澆施工工藝較為常見。因施工期間通常不能中斷既有公路的交通，且為了滿足既有公路繁忙的通行能力，避免交通擁堵和造成交通壓力，要求盡量設(shè)置多車道、大跨度的通行孔。但通行孔縱梁承受荷載的彎矩值與跨度的平方成正比，故對于大跨度通行孔而言，科學(xué)進(jìn)行縱梁、支墩的材料選用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以確保施工質(zhì)量和施工、行車安全尤為重要。

1? 工程概況

南林高速公路大廣樞紐互通G匝道橋中心里程為GK0+585.356，橋梁起點(diǎn)樁號GK0+401.606，終點(diǎn)樁號GK0+769.106，橋梁總長367.5m。橋梁上部結(jié)構(gòu)為7×25m+3×28.5m+4×25m鋼筋砼現(xiàn)澆箱梁，為單箱雙室結(jié)構(gòu)，底板寬5.925m，頂板寬10.5m，翼緣板寬1.9m，梁高2m，箱室高1.5m，箱梁底至地面高度9.8～12.0m不等。箱梁采用滿堂支架現(xiàn)澆法施工。

G匝道橋上跨大廣高速公路，交角90度，其9號墩位于大廣高速中間隔離帶上。施工時需設(shè)置通行孔以確保大廣高速公路的正常行車。大廣高速為雙向六車道，行車繁忙，為保障通行及行車安全，高速公路管理部門要求每幅通行孔設(shè)置成2車道，且連續(xù)設(shè)置，不設(shè)置中間支墩。

2? 滿堂支架、通行孔方案設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 滿堂支架及通行孔方案設(shè)計(jì)

2.1.1 支架布置

本項(xiàng)目連續(xù)梁斷面結(jié)構(gòu)尺寸大，故作用于支架上的單位面積荷載也大。為確保承載安全及連續(xù)梁的線型，要求支架結(jié)構(gòu)具有良好的承載能力及安全穩(wěn)定性。經(jīng)對適用于搭設(shè)滿堂支架的多種材料進(jìn)行比選，最終采用了碗扣式多功能腳手架（詳見圖1、圖2所示），其具有碗扣節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)合理，立桿為軸向傳力等特點(diǎn)，較普通鋼管腳手架而言，碗扣式腳手架能更好滿足支架承載安全及低沉降變形值的需要。

箱梁現(xiàn)澆支撐體系采用碗扣式鋼管支架，管材規(guī)格為Φ48×3.5mm。支架兩側(cè)寬度較箱梁外緣加寬100cm，以作為施工操作平臺。

支架立桿的底部和頂部分別裝設(shè)可進(jìn)行高度調(diào)整的螺旋底座和托撐，以順應(yīng)橋跨縱坡和橫坡變化、便于底模標(biāo)高調(diào)整及用于卸落支架。底座為TZ-60型（長60cm），托撐為TC-60型（U型，長60cm）。

沿橋縱向立桿的間距通常為0.9m，靠近橋墩處的5排立桿縱橋向間距加密至0.6m;在箱梁中腹板及兩側(cè)腹板下的立桿橫橋向間距為0.6m，其余部位立桿橫橋向間距均為0.9m;支架底托置于15×10方木墊板上。

在立桿頂部U型TC-60托撐上擺放橫橋向10×15cm方木橫梁，垂直于方木橫梁上擺放10×10cm方木縱梁，方木縱梁中心距采用30cm，縱橫垂直擺放的方木形成網(wǎng)格以支托箱梁底模。施工時需將方木橫梁的接頭置于U型托撐上，且相鄰兩根方木橫梁的接頭錯開布設(shè)。方木縱梁和方木橫梁的接頭也需錯開布設(shè)。在兩層方木的交疊處釘打扒釘加固。

沿橋向按間隔不超過4.8m設(shè)置1道豎向剪刀撐，橫橋向在支架兩側(cè)最外排及中部按間隔不超過4.8m設(shè)置1道豎向剪刀撐。在支架的底部、上部設(shè)置1道水平剪刀撐，中部按間隔不超過4.8m設(shè)置1道水平剪刀撐。

2.1.2 支架搭設(shè)要點(diǎn)

①按設(shè)計(jì)要求對基底進(jìn)行加固處理及澆筑混凝土墊層，并找平。②設(shè)置抱箍桿件，使支架與橋梁墩柱抱死，以增強(qiáng)支架安全穩(wěn)定性。③在搭設(shè)過程中隨時對支架的垂直度進(jìn)行校正。④底座和托撐絲桿擰出長度控制在20cm以內(nèi)，以確保絲桿埋入立桿的長度，避免澆筑砼時出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。⑤按設(shè)計(jì)要求設(shè)置豎向、水平剪刀撐，并立桿與連接牢固。⑥在支架兩側(cè)安裝適當(dāng)數(shù)量工作梯，以便進(jìn)行支架搭設(shè)，在支架上部外側(cè)安裝防護(hù)欄桿，并掛設(shè)安全網(wǎng)。

2.2 通行孔方案設(shè)計(jì)

G匝道橋橫跨大廣高速公路。經(jīng)與高速公路管理部門協(xié)商，在8#～9#，9#～10#墩之間分別設(shè)置1個雙機(jī)動車道通行孔（詳見圖3、圖4所示）。

9#墩處于大廣高速公路中央分隔帶處，在橋墩兩側(cè)，沿大廣高速方向布設(shè)7根直徑為42.6cm鋼管柱作為通行孔支墩，中心間距2m，鋼管柱上下口采用井字架鋼板焊接加固，鋼管柱與預(yù)埋在8#墩墩身上鋼板聯(lián)結(jié)，以增強(qiáng)安全穩(wěn)定性。靠近8#、10#橋墩的通行孔支墩無法與橋墩聯(lián)結(jié)，采用安全穩(wěn)定性好、承載能力強(qiáng)的八三軍墩作支墩，以確保安全穩(wěn)固。對支墩地基承載力足處采用級配碎石換填，并分層用打夯機(jī)夯填密實(shí)，填至與高速路面齊平。

鋼管柱支墩采用長13.5m×寬1.5m×高1.0m的條形C30砼擴(kuò)大基礎(chǔ)。為保證鋼管柱支墩的穩(wěn)定，在鋼管柱內(nèi)澆筑1m高填充砼。每節(jié)基礎(chǔ)上斜對角預(yù)埋兩個采用Q235-Φ25鋼筋制作的吊環(huán)，以便完工后拆除。鋼管柱上設(shè)置雙拼I45b作橫梁。

八三軍用墩采用長13.6m×寬1.6m×高1.0m的條形C30砼擴(kuò)大基礎(chǔ)，頂上采用C1構(gòu)件作橫梁。

通行孔縱梁采用長15m貝雷桁架，在箱梁底板下按間距60cm布設(shè)貝雷桁架，兩側(cè)翼緣板下按間距100cm貝雷桁架，貝雷桁架之間設(shè)置支撐架互相聯(lián)結(jié)，以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性，本項(xiàng)目每個通行孔設(shè)置17片貝雷桁架。

2.3 地基處理

滿堂式支架的地基需能夠承載箱梁現(xiàn)澆的所有上部荷載，故按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基處理，確保其承載力是確保施工質(zhì)量及安全的關(guān)鍵工序。

首先進(jìn)行場地平整，清除表面松軟土體，承載力不足部位換填級配碎石，然分2層填筑壓實(shí)60cm厚的石渣，以提高地基承載力，采用22T振動壓路機(jī)碾壓石渣，壓實(shí)次數(shù)不得小于5遍，且要求最后2遍的壓沉值為0。然后在石渣層上澆筑2020cm厚C25砼墊層。

沿地基兩側(cè)開挖40×30cm的排水溝，以排出地表水，避免地基被水浸泡。

2.4 支架預(yù)壓

對搭設(shè)好的支架進(jìn)行超載預(yù)壓，通過預(yù)壓來驗(yàn)證支架系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，消除支架非彈性沉落，且獲得彈性變形值，以調(diào)整底模標(biāo)高。

采用袋裝碎石進(jìn)行預(yù)壓。分3級施加荷載（第1級按設(shè)計(jì)荷載60%，第2級按設(shè)計(jì)荷載100%，第3級按設(shè)計(jì)荷載120%。）。按先跨中再兩端對稱的順序施加荷載，卸荷同樣要兩端對稱進(jìn)行，嚴(yán)禁兩端非均勻加載而產(chǎn)生偏壓。

采取逐跨預(yù)壓的方式。25m跨徑箱梁堆載約450t×1.2=540t，28.5m跨徑箱梁堆載約520t×1.2=625t。

綜合考慮拆除支架后的梁體沉落量、后期徐變等，25m跨橋梁按20mm留置施工預(yù)拱度，28.5mm跨橋梁按約25mm留置施工預(yù)拱度。最后按預(yù)壓測量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果及預(yù)拱度的設(shè)置要求對調(diào)整底模標(biāo)高。

3? 現(xiàn)澆箱梁支架結(jié)構(gòu)力學(xué)及地基承載力驗(yàn)算

3.1 荷載計(jì)算

①現(xiàn)澆箱梁砼自重：按跨中截面A=8.0m2計(jì)，砼容重按26kN/m2，現(xiàn)澆箱梁每平方米重量為（8×26）/5.925=35.1kN/m2。②模板自重：竹膠板厚20mm，按0.12kN/m2計(jì)。③方木縱、橫梁自重：按本項(xiàng)目布置情況計(jì)算得每平方米重量為：0.38kN/m2。④支架自重：支架每立方米的重量荷載為：0.08kN/m3。⑤施工荷載：取2.5kN/m2。⑥傾倒與振搗荷載：取2kN/m2。

3.2 碗扣支架承載力驗(yàn)算

3.3 竹膠板模板承載驗(yàn)算

3.4 基礎(chǔ)驗(yàn)算

3.5 通行孔驗(yàn)算

3.5.1 荷載計(jì)算

3.5.2 貝雷桁架縱梁驗(yàn)算

3.5.3 2I45b工字橫梁驗(yàn)算

3.5.4 鋼管柱支墩驗(yàn)算

3.5.5 八三軍用墩支墩驗(yàn)算

4? 結(jié)束語

從整個施工過程中對支架及通行孔進(jìn)行的安全監(jiān)測表明，支架及通行孔的安全穩(wěn)定性非常好，沒出現(xiàn)沉降及變形異常的情況。梁體完工后，線型直順美觀，線性控制效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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