城市高架橋預應力蓋梁施工技術(shù)分析

俞盛熙

中交第三航務工程局有限公司南京分公司 江蘇南京 210000

近年來，隨著城市建設的進一步發(fā)展，對于交通的依賴程度不斷增加，這導致了我國橋梁建設的飛速發(fā)展，一大批城市高架橋涌現(xiàn)在各個城市中。在城市高架橋的實際建設過程中，考慮到橋面行車寬度需求和橋下凈空需求，高架橋通常采用大懸臂預應力蓋梁形式。對于這一施工形式的應用，不僅極大的縮短了相應的施工時間，同時還使得整個高架橋梁的建筑質(zhì)量能夠有所保障。本文通過具體工程案例，介紹了城市高架橋預應力蓋梁的支架體系和施工工藝，并對施工階段進行了分析，同時介紹了施工注意事項，為同類城市高架橋建設提供有益借鑒。

1 預應力蓋梁模板設計及支撐體系

1.1 蓋梁模板

在對高架橋進行實際的施工過程中，所采用的蓋梁模板，是一種定型的模板。對于這一模板來說，有一個可調(diào)式頂托或小型預制三角榀架，來實現(xiàn)對橫向的坡度進行調(diào)節(jié)，從而來滿足相應的施工需求。在對改模板的底模進行拆除的時候，拆除榀架即可卸落底模。對于蓋梁模板的外側(cè)，需要預留一定空間的范圍作為工作平臺，一般來說需要預留出80-100cm寬的工作平臺，在這一工作平臺上面，還需要滿鋪5cm厚木跳板，在這個跳板的邊緣，還需要設置15cm的高踢腳板，這樣不僅能夠保證模板的安裝和調(diào)整更加的方便，同時還能使得在實際的施工過程中的張拉操作更加的簡便；最后，為了保證施工的安全，在該操作平臺的四周還需要設置相應的安全保護結(jié)構(gòu)，一般需要設置不小于1．2米高的封閉式防護結(jié)構(gòu)[1]。

1.2 碗扣式滿堂支架體系

滿堂式碗扣支架體系由支架基礎（30cm道渣+10cm碎石+20cmC30素砼）、Φ48×2．8mm碗扣立桿、橫桿、斜撐桿、可調(diào)節(jié)頂托、10cm×15cm底墊木、10cm×15cm或10cm×10cm木方做橫向分配梁、10cm×10cm木方縱向分配梁；模板系統(tǒng)由側(cè)模、底模、端模等組成。10cm×15cm木方分配梁沿橫橋向布置，直接鋪設在支架頂部的可調(diào)節(jié)頂托上，底模板采用定型優(yōu)質(zhì)竹膠模板，倒角及牛腿側(cè)模及倒T肋板采用定型鋼模板。為了支架整體穩(wěn)定，墩柱位置用鋼管搭設成抱箍形式；立桿頂部安裝可調(diào)節(jié)頂托，立桿底部支立在底托上，底托安置在支架基礎上的10cm×15cm木墊板上，以確保地基受力均衡。

圖1 支架“抱箍”設置示意圖

2 工程概況

某城市高架橋標準段上部結(jié)構(gòu)采用30m預應力預制小箱梁，先簡支后連續(xù)。由于橋下后期需要通車，因此下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂預應力蓋梁，橋墩采用花瓶墩。

主線標準段橋?qū)?5m，橫斷面布置為0．5m防撞護欄+11．75m行車道+0．5m中央防撞護欄+11．75m行車道+0．5m防撞護欄。主線、匝道小箱梁接小箱梁均采用倒T式蓋梁。主線蓋梁標準尺寸為 23．7×3．2×3．465m（長 × 寬 × 高），最大寬度為 3．2m，最大高度為3．465m，最大長度為23．87m；匝道蓋梁尺寸為7．908（單柱）/11．4（雙柱）×3．2×3．465m（長×寬×高）。

蓋梁預應力鋼束采用符合GB/T5224國家標準的Φs15．2mm的鋼絞線，每股面積140mm2，標準強度1860MPa,彈性模量1．95×105MPa。

圖2 主線雙懸臂倒T型蓋梁斷面圖

3 支架結(jié)構(gòu)

該橋梁采用碗扣式滿堂支架，碗扣式鋼管48×2．8mm，縱橫間距30cm×60cm，60cm×60cm，60cm×90cm三種，步距120cm，水平掃地桿離地面高度35cm：剪刀撐與地面角度45°，剪刀撐寬度不大于5m。支架縱橋向布置11排，間距按照2×90cm+60cm+4×30cm+60cm+2×90cm布置，橫橋向按照n×60cm布置，上口工人操作平臺需設置懸挑桿，懸挑出去寬度兩端均約為30cm。懸挑鋼管撐斜桿伸入到滿堂支架內(nèi)部并與立桿連接不少于3檔，與立桿成45°交角[2]。

支架頂托內(nèi)放置I12工字鋼作為縱橋向分配梁，橫橋向小橫梁采用10×10cm方木，間距按照≯30cm放置。蓋梁底模、肋板側(cè)模采用1．5cm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，牛腿側(cè)模、倒角模采用帶托架的定制組合鋼模板。

4 施工工藝及施工階段分析

4.1 施工步驟

蓋梁預應力分二次張拉施工，第一批鋼束在蓋梁混凝土達到設計強度的90%時且齡期達到7天后強度后進行張拉。具體張拉順序如下：第一批先拉N3-1、N3-2、N3-3以及N2-1、N2-3鋼束，然后再拉N1-1、N1-2、N1-3和N2-2鋼束[3]，見下表、圖3。

N1-1（第二批） N1-2（第二批） N1-3（第二批）N2-1（第一批） N2-2（第二批） N2-3（第一批）N3-1（第一批） N3-2（第一批） N3-3（第一批）

4.2 施工階段分析

為了進一步明確施工時結(jié)構(gòu)的受力特性，確保施工安全有序進行，采用MidasCivil軟件建立有限元模型，對施工階段進行分析。

圖3

圖4 為整體模型，圖5為施工工藝圖。由計算結(jié)果可知，各施工階段蓋梁應力均為壓應力，施工完成后蓋梁預應力儲備較大，結(jié)構(gòu)較為安全。

圖4 整體模型

圖5 施工工藝圖

4.3 施工注意事項

（1）基礎處置。由于項目所處軟弱地基較多，進行支架施工時采用碎石換填、澆筑混凝土基礎等方法，使基礎承載力達到要求，提高了施工質(zhì)量[4]。

（2）支架預壓。在完成支架及模板施工后，采用砂袋對支架進行預壓。砂袋應均勻放置，預壓重量以設計荷載為標準，分60%、80%、100%三級進行加載。在預壓過程中，對支架沉降進行觀測，分別在兩墩柱之間、蓋梁兩端設置觀測點，關(guān)注原地面地基不均勻沉降情況。同時，在加載到100%設計荷載時對貝雷梁撓度進行測量，并做好記錄，及時對模板進行調(diào)整。

（3）蓋梁施工。蓋梁鋼筋加工統(tǒng)一在鋼筋加工場集中制作成半成品，編號后分類堆存，由汽車運輸至現(xiàn)場，利用汽車吊直接吊至作業(yè)面，人工現(xiàn)場綁扎成型。鋼筋下料時控制焊接頭與鋼筋彎曲處的距離，采用從中間后兩側(cè)、先下部后上部的方式進行焊接。嚴格控制波紋管架的間距、坐標，保證預應力布置的準確性。普通鋼筋如遇錨墊板、螺旋筋、波紋管等根據(jù)設計要求可適當調(diào)整位置。澆筑蓋梁混凝土的順序為從兩端向中間對稱澆筑，分段分層臺階式施工。

（4）預應力筋張拉。預應力鋼束下料長度應滿足使用需求，且不能浪費。安裝預應力鋼束前，應檢查預應力管道是否漏漿堵塞[5]。鋼束采用兩端張拉，張拉的順序以設計圖紙為準，采用引伸量與張拉力雙控，并以張拉力為主，實測引伸量與計算引伸量容許誤差控制在±6%以內(nèi)。安裝的錨墊板必須與鋼束中心線垂直。采用真空壓漿技術(shù)，壓漿后將已鑿毛的混凝土面和錨具周圍沖洗干凈，封錨混凝土的強度與蓋梁砼標號相同。

5 結(jié)語

本文以某城市高架橋標準段為例，針對其采用的懸臂預應力蓋梁，介紹了鋼管立柱+貝雷的支架體系，根據(jù)施工順序采用有限元軟件對施工階段進行計算分析，并介紹了施工時的注意事項，為同類項目施工提供技術(shù)參考。