大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁施工支架技術(shù)探討

王歡

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400）

1 引言

在高速公路橋梁建設(shè)過程中，橋墩蓋梁多為普通無預(yù)應(yīng)力蓋梁，蓋梁施工難度相對(duì)簡單，蓋梁施工支架技術(shù)也相對(duì)成熟。在江羅高速薄壁高墩橋梁設(shè)計(jì)中，出于美觀、經(jīng)濟(jì)性等因素考慮，蓋梁設(shè)計(jì)為大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁。在保證安全及質(zhì)量的前提下，選擇合理的托架方案對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)及管理是非常關(guān)鍵的。

2 預(yù)應(yīng)力蓋梁施工方式選擇

江羅高速的大橋墩高基本都在40m以上，墩身設(shè)計(jì)為4×2m實(shí)心薄壁墩，蓋梁采用預(yù)應(yīng)力蓋梁形式，長度為15.6m，高度為2.8m，兩側(cè)懸臂長度達(dá)5.8m。該項(xiàng)目工期緊，施工安全要求高，大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁顯然無法采用傳統(tǒng)落地支架施工，傳統(tǒng)落地支架法搭設(shè)周期長，支架安拆及施工過程風(fēng)險(xiǎn)大，周轉(zhuǎn)材投入較多。該項(xiàng)目大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁采用對(duì)穿鋼棒安裝貝雷托架法，利用托架解決地形及墩高高度問題，利用高強(qiáng)鋼棒的抗剪性能解決整個(gè)托架承重問題，利用貝雷梁的抗彎特性解決大懸臂施工問題，如圖1所示。

3 蓋梁貝雷梁托架法簡介

3.1 鋼棒預(yù)埋安裝

根據(jù)托架總體高度，反算出鋼棒在墩身預(yù)留孔位置，預(yù)埋孔中心位置距蓋梁底部220cm，預(yù)埋定位采用測(cè)量精確定位，保證孔位水平且垂直墩身面。利用鋼管作為預(yù)埋件以避免澆筑混凝土?xí)r造成預(yù)埋孔偏位，在預(yù)埋鋼管時(shí)需利用鋼棒試穿1遍檢查鋼管是否順直，能使鋼棒順利穿過為準(zhǔn)[1]。施工時(shí)需在鋼管長度方向間隔50cm左右長度加設(shè)架立筋，并在鋼管口下方加設(shè)鋼筋網(wǎng)或鋼板，防止鋼棒受力對(duì)墩身預(yù)留孔口處混凝土局部壓裂。

圖1 貝雷托架法示意圖（單位：cm）

3.2 安裝鋼棒、傳力牛腿

在墩身施工完成后，首先對(duì)墩身預(yù)留孔進(jìn)行清理，清除孔中雜物，然后將鋼棒利用汽車吊或塔吊水平吊起至預(yù)留孔處，人工輔助以撞鐘式的方法穿入預(yù)留孔中。穿入鋼棒后對(duì)鋼棒前后位置進(jìn)行調(diào)整，保證墩身兩側(cè)露出長度相同。鋼棒安裝準(zhǔn)確后套入傳力牛腿構(gòu)件，牛腿套入后貼緊墩身面并加入墊片擰上螺栓，安裝時(shí)鋼棒兩端需同時(shí)進(jìn)行。牛腿構(gòu)件起到傳遞剪力作用，具有鋼棒以及托架支撐調(diào)平作用。

鋼棒采用45#鋼加工，45#鋼容許剪力，根據(jù)蓋梁重量反算出鋼棒所需直徑，通常直徑為12cm鋼棒即可滿足絕大部分蓋梁受力要求，以12cm鋼棒為例計(jì)算，鋼棒的抗剪承載力可達(dá) 125MPa×11 304mm2=141.3kN，按2倍安全系數(shù)考慮，該型號(hào)鋼棒可以承受總重至少3 000kN（300t）。

3.3 安裝貝雷梁托架

傳力牛腿構(gòu)件安裝完成后，在牛腿上放置卸載沙箱，然后吊裝貝雷梁。墩身兩側(cè)各布置1組單層貝雷梁，每組貝雷梁根據(jù)蓋梁尺寸由2排或3排貝雷梁組成。使用汽車吊時(shí)，每組在地面拼裝好后一次性吊裝到位，若使用塔吊則每組貝雷梁分3節(jié)吊裝，先吊裝中間1節(jié)貝雷梁支承在牛腿上，然后往兩頭接長。一側(cè)貝雷梁吊裝好后利用鋼絲繩與墩身鋼筋臨時(shí)固定，然后吊裝另一側(cè)貝雷梁，待兩側(cè)貝雷梁吊裝完畢后利用特制連接花窗將兩側(cè)貝雷梁連接箍緊墩身，并拆除臨時(shí)固定。此時(shí)由于橫向坡度作用，傳力牛腿順坡度方向繞鋼棒旋轉(zhuǎn)一個(gè)微小角度，穩(wěn)定后利用套筒扳手?jǐn)Q緊螺栓，預(yù)緊力以1m長套筒扳手2人擰不動(dòng)為準(zhǔn)，注意鋼棒兩頭同時(shí)預(yù)緊。貝雷梁安裝完成后鋪設(shè)分配鋼，吊裝三角架，并鋪設(shè)蓋梁底模，安裝作業(yè)平臺(tái)，完成整托架系統(tǒng)。

3.4 鋼筋安裝

底模安裝好后測(cè)量蓋梁各控制點(diǎn)標(biāo)高及平面位置并做好記錄，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整模板。由于預(yù)應(yīng)力蓋梁懸臂端較長，懸臂端端點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一定撓度，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)蓋梁端部底模設(shè)置2～3cm預(yù)拱值。底模調(diào)整完畢后再次對(duì)標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無誤后進(jìn)行鋼筋施工[2]。

3.5 預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)

預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的尺寸與位置應(yīng)準(zhǔn)確，孔道線形安裝平順，端部的預(yù)埋鋼墊板需垂直于孔道中心線，孔道采用U型定位鋼筋固定安裝，定位鋼筋每40cm設(shè)置1道，使管道能牢固地置于設(shè)計(jì)位置，并在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移。所有管道均應(yīng)設(shè)壓漿孔，還應(yīng)在最高點(diǎn)設(shè)置排氣孔及需要時(shí)在最低點(diǎn)設(shè)置排水孔，管道在模板內(nèi)安裝完畢后，將其端部覆蓋好，防止水或者其他雜物進(jìn)入管道，影響壓漿效果。

3.6 側(cè)模安裝及混凝土澆筑

鋼筋安裝完畢并經(jīng)驗(yàn)收通過后，安裝蓋梁側(cè)模。側(cè)模安裝時(shí)需嚴(yán)格注意鋼筋保護(hù)層設(shè)置，安裝完畢后測(cè)量復(fù)核蓋梁各控制點(diǎn)平面位置及標(biāo)高，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整側(cè)模使之順直，調(diào)整好后根據(jù)各控制點(diǎn)標(biāo)高推算蓋梁頂標(biāo)高點(diǎn)，并拉設(shè)標(biāo)高線，保證澆筑準(zhǔn)確，線型平順。

澆筑混凝土前再次檢查模板對(duì)拉桿是否拉緊，澆筑使用塔吊或汽車天泵施工，澆筑時(shí)分層澆筑，每層高度不得超過30cm，澆筑順序?yàn)橄戎虚g后兩端，因蓋梁懸臂較長，且貝雷梁中間段荷載較小，澆筑懸臂段時(shí)需嚴(yán)格注意左右兩側(cè)同步進(jìn)行，以免因懸臂端一頭過重導(dǎo)致支架失穩(wěn)。

3.7 預(yù)應(yīng)力張拉

對(duì)于40m T梁預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉條件及順序?yàn)椋夯炷琉B(yǎng)護(hù)完成后，混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%，對(duì)稱張拉第一批鋼束，并壓漿封錨；待壓漿混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%架設(shè)蓋梁前一跨T梁，T梁需從墩帽中心向兩側(cè)對(duì)稱吊裝；架設(shè)蓋梁后一跨T梁，對(duì)稱交錯(cuò)張拉其余3根鋼束，并壓漿封錨。對(duì)于30m T梁預(yù)應(yīng)力蓋梁張拉條件及順序?yàn)椋夯炷琉B(yǎng)護(hù)完成后，混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%，同時(shí)混凝土的齡期不小于7d，對(duì)稱張拉第一批鋼束，并壓漿封錨；架設(shè)完全部預(yù)制梁后對(duì)稱交錯(cuò)張拉第二批鋼束，并壓漿封錨[3]。

4 施工注意事項(xiàng)

1）兩側(cè)貝雷梁必須使用特制花窗進(jìn)行連接，花窗連接寬度與墩身寬度相同，確保連接后兩側(cè)貝雷梁與墩身抱緊箍死,以提高托架整體穩(wěn)定性。

2）貝雷梁安裝完畢后必須對(duì)鋼棒螺栓進(jìn)行再次預(yù)緊，確保牛腿貼緊墩身面且受力不會(huì)旋轉(zhuǎn)。

3）托架分配梁與貝雷梁通過鎖扣固定，不可焊接，懸臂端分配梁上搭設(shè)施工平臺(tái)。

4）蓋梁混凝土的澆筑順序應(yīng)為從中間分別向兩端對(duì)稱分層澆筑，且盡可能縮短澆筑時(shí)間，避免墩頂混凝土終凝后被懸臂段混凝土澆筑影響導(dǎo)致拉裂墩頂。

5）蓋梁澆筑完成后，需及時(shí)用土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)，避免墩頂龜裂情況產(chǎn)生。

6）需根據(jù)計(jì)算撓度，對(duì)蓋梁端部設(shè)置一定預(yù)拋值，以保證蓋梁頂面線形。

5 結(jié)語

對(duì)穿鋼棒安裝貝雷托架的施工方法在江羅大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中取得了非常好的效果，結(jié)構(gòu)簡單，搭設(shè)快速方便且利于周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益好。托架不受地形墩高影響，承載力及穩(wěn)定性較高，結(jié)合托架受力特點(diǎn)，蓋梁兩端的撓度最大，利用多排貝雷梁組合的抗彎性能有效解決撓度過大問題，此方法對(duì)同類型蓋梁施工有較好的推廣運(yùn)用價(jià)值。