高架橋蓋梁涉水現(xiàn)場(chǎng)支撐澆筑施工技術(shù)研究

歐陽丹

（江西交設(shè)工程咨詢有限公司,江西 南昌 330009）

0 引言

蓋梁涉水現(xiàn)場(chǎng)支撐澆筑梁法是在墩體與承臺(tái)完成澆筑后，原地搭建支撐架，對(duì)支撐架預(yù)壓測(cè)試，確認(rèn)安全后，基于支撐架裝配模板，開展混凝土澆筑與預(yù)應(yīng)力加荷，在達(dá)到混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度以后，拆除模板和支撐架系統(tǒng)的一種高架橋施工方法。該高架橋蓋梁施工方法的支撐架體系采取制式組合和現(xiàn)場(chǎng)支架的方式，以承臺(tái)與橋墩為主要基礎(chǔ)，上部鋪設(shè)鋼模板，支持蓋梁現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑施工。

1 工程概況

某城市二環(huán)北路的快速車道改造工程，K1+096.75～K12+712.92區(qū)段，采用高架橋形式設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度11.60 km。高架段按城市快速路等級(jí)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)車速80 km/h。區(qū)域路網(wǎng)交錯(cuò)，給設(shè)計(jì)和施工造成一定的制約，但也為工程材料運(yùn)輸帶來一定的便利。地區(qū)缺乏石材資源，工程用砂、石料，填筑路基所用的宕渣均大部分需要外購(gòu)。區(qū)域水系發(fā)育，礦化度比較低，地下水和地表水可作為工程用水。

2 蓋梁與支撐架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高架橋蓋梁采取G型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用定制組合鋼模板，技術(shù)可靠，操作便利，安全性好。標(biāo)準(zhǔn)G型蓋梁有7.2 m、7.6 m、25.539 m長(zhǎng)度，斷面為25 dm×18 dm、26 dm×27 dm，最大蓋梁混凝土澆注量在137.74 m3，梁體重量比較大。高架墩體9.021～10.021 m高度，支撐架高度多取8 m，屬于規(guī)模較大工程。所以模板支撐架設(shè)計(jì)應(yīng)注意：梁斷面規(guī)格比較大、墩體很高，鋼筋混凝土自身重量載荷較大，對(duì)架體穩(wěn)定和載承功效要求很高，支撐架設(shè)計(jì)必須保證滿足這一工程標(biāo)準(zhǔn)所要求的功效和質(zhì)量；增強(qiáng)架體應(yīng)用和周轉(zhuǎn)效率，降低工程浪費(fèi)，注意控制工程成本；因?yàn)楣て诳刂菩枰诒ＷC工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡可能操作簡(jiǎn)潔，節(jié)省時(shí)間；根據(jù)支架材料需求和應(yīng)用量，合理規(guī)劃工序，使架體材料、部件周轉(zhuǎn)應(yīng)用合理高效[1]。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁設(shè)計(jì)

案例現(xiàn)場(chǎng)澆注蓋梁采取GL1型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，規(guī)格具體見表2所示。

表2 現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁設(shè)計(jì)規(guī)格表

2.2 現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼管支撐架有多種結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合工程場(chǎng)地條件，按照技術(shù)安全、方便施工、經(jīng)濟(jì)較好等原則，案例高架橋水上主線蓋梁混凝土澆筑，采取懸臂落地支撐架作為澆筑支撐結(jié)構(gòu)，頂部上弦結(jié)構(gòu)是該支撐架的最大結(jié)構(gòu)部分，縱向配置型鋼2根，長(zhǎng)度22.06 m，3 m間距，配置橫向型鋼23根，長(zhǎng)度5 m，左側(cè)間距12.81 dm、14.15 dm、13.00 dm、10.12 dm、11.77 dm、12.23 dm，右側(cè)對(duì)稱配置；下弦結(jié)構(gòu)配置有2根型鋼，主桁構(gòu)腹桿由型鋼交叉配置。蓋梁模板支撐架立桿配置4根型鋼，48 dm橫向間距，最大立桿長(zhǎng)度10.02 m，連接型鋼采用[25a槽鋼。與匝道平行的水上現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁，采取鐓頂并型鋼支撐架體系作為澆筑支撐架體系，其最大支撐架結(jié)構(gòu)配置2根[40a的上弦桿與斜桿，豎桿應(yīng)用[20a型鋼，承重主梁采用1～2根[32a型鋼，分配橫梁采用[20a槽鋼，連接桿采取[10的槽鋼，舉架平梁和斜撐采用2根[40a工型鋼。

3 涉水現(xiàn)場(chǎng)支撐澆筑施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 懸臂落地支撐架施工

3.1.1 水上支撐架裝配

水上現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁采用懸臂落地支撐架結(jié)構(gòu)形式，蓋梁模板支撐架立桿采取502×470×20×25 HW型鋼4根固定在承臺(tái)上。采用2×c25a槽鋼做連接型鋼，除了固定上下部分的長(zhǎng)度外，可根據(jù)高度將其他節(jié)加工成可調(diào)節(jié)節(jié)段。應(yīng)用鋼管前，兩端切口須仔細(xì)檢查，確保其平整，一旦發(fā)現(xiàn)生銹比較嚴(yán)重、顯著形變、裂開的情況，不可入場(chǎng)。對(duì)于要入場(chǎng)的扣件，須查驗(yàn)出廠質(zhì)量合格證、檢測(cè)合格報(bào)告并進(jìn)行抽檢。舊扣件須檢查外觀、質(zhì)量，不符合標(biāo)準(zhǔn)的，不能應(yīng)用，存在滑絲現(xiàn)象的螺栓，一定要更換。裝配臨時(shí)支撐架，首先進(jìn)行4根立桿吊裝，并與承臺(tái)固定。完成作業(yè)區(qū)基礎(chǔ)施工后，按設(shè)計(jì)放線定位，然后啟動(dòng)架體施工。承臺(tái)配備4根立桿，應(yīng)用1臺(tái)50 t級(jí)吊機(jī)，將立桿分段分片吊裝就位，并用螺栓固定，支撐架全部完成搭建后，如果架體高度存在誤差，應(yīng)用可調(diào)節(jié)節(jié)段糾正偏差。

3.1.2 基礎(chǔ)處理

基于蓋梁投影面，外向做1.5 m擴(kuò)展，涉及區(qū)段部分，僅須對(duì)承臺(tái)的開挖區(qū)域做硬化處理，支撐架投影面內(nèi)，基礎(chǔ)載承力必須≥84.2 MPa?，F(xiàn)場(chǎng)澆筑支撐架時(shí)，完成承臺(tái)和立柱施工后，暫不拔出鋼板粧，承臺(tái)周圍以宕渣回填到承臺(tái)頂線下方20 cm區(qū)域，在基礎(chǔ)上澆C30混凝土20 cm，盤扣支撐架搭建在基礎(chǔ)上[2]。

3.2 墩頂和型鋼的組合支撐架施工

平行匝道的蓋梁水上現(xiàn)場(chǎng)澆筑，主要應(yīng)用了墩頂和型鋼的組合支撐架系統(tǒng)，豎桿采用工20a，支撐架采用工40a的上弦桿與斜桿，支撐架由工14a撐桿連接，上鋪2根32a工型鋼承重梁，采用20a的工型鋼做橫向分配梁，型鋼連結(jié)區(qū)域裝配加力板，之間進(jìn)行焊接，采用10號(hào)槽鋼對(duì)橫向分配梁進(jìn)行連接。支撐架斜撐和上弦桿通過預(yù)設(shè)件與墩體相連接，預(yù)設(shè)件應(yīng)用a22hrb400鋼筋預(yù)設(shè)至墩體，錨板22 mm厚度，并以穿孔塞焊方式，連接22 mm厚的鋼板，支撐架型鋼以栓接方式連接墩體預(yù)設(shè)件，應(yīng)用普通m22螺栓連接。

3.3 模板制備與裝配

3.3.1 模板制備

模板均采取廠制，完成制作后，要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，合格才可應(yīng)用。豎肋采取2×[20a槽鋼，橫肋采取[10槽鋼，連接板選擇100×12板帶。采取 m20普通螺栓，0.3 m橫向，0.2 m縱向間隔排布。仔細(xì)檢查模板，保證規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用前還要進(jìn)行試裝配。表面存在銹跡的模板，應(yīng)用前須進(jìn)行除銹處理并刷涂油性脫模劑，而且要注意做好遮蓋，以防止再受污染。為保證應(yīng)用時(shí)不漏漿，裝配完成后的模板間縫隙用膠布封貼。

3.3.2 底模裝配

蓋梁底模板采取木質(zhì)模板，其拉桿采取精軋Φ25螺紋鋼，模板底部按30 mm間距安放1塊規(guī)格為900×900 mm的方木，搭建在舉架上，舉架400 mm間距，而且2%的坡率可以利用舉架來配置，將舉架和分配梁以點(diǎn)焊方式連接起來。在支撐架結(jié)構(gòu)上將底模邊線標(biāo)出，利于底模裝配。完成底模施工后，支撐架高程如果大于10 mm偏差，須用鋼板在槽鋼立柱和分配梁之間做墊襯，不可以采用木楔或木板等木質(zhì)墊襯[3]。

3.3.3 側(cè)模裝配

板蓋梁采用鋼質(zhì)側(cè)模，6 mm厚度，一般分3個(gè)部分構(gòu)成，分別為標(biāo)準(zhǔn)段、端部和可調(diào)節(jié)段，標(biāo)準(zhǔn)段采取3 m制，可調(diào)節(jié)段基于具體需要具體設(shè)置，出于穩(wěn)定性需要，側(cè)模板采取幫包底強(qiáng)化加固，端部模板須采用端包邊強(qiáng)化加固。

3.3.4 吊裝模板

配備50 t級(jí)和25 t級(jí)吊機(jī)各1臺(tái)進(jìn)行蓋梁模板吊裝。

3.4 支撐架預(yù)壓

3.4.1 預(yù)壓要求

采用[12.6或[14工型鋼，或者采用10×10 cm或10×15 cm方木，在支撐托上橫橋向布設(shè)，頂托與工型鋼縫隙處加進(jìn)板條或木契等，使工型鋼位處頂托中心位置，保證支撐架立桿的軸心承力。完成架體結(jié)構(gòu)裝配后，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查，預(yù)壓標(biāo)準(zhǔn)滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可加載于架體[4]。

預(yù)壓載荷不低于1.2倍蓋梁自身重量，要控制架體沉降量在設(shè)計(jì)允許范圍。結(jié)束預(yù)壓并且檢測(cè)合格以后，才允許澆筑蓋梁混凝土。

3.4.2 預(yù)壓材料

為避免材料堆載太高，保證預(yù)壓堆載安全，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采取噸袋預(yù)壓。噸袋按15 kg/m3標(biāo)準(zhǔn)，裝填砂料，為了對(duì)等澆筑混凝土作業(yè)功效，所加施的載荷一定要經(jīng)過精確計(jì)算，而且按照各部位梁體的混凝土載荷，依次施加相應(yīng)的噸袋載荷。預(yù)壓前，砂袋須存放于干燥處并覆蓋塑料布，防止雨水淋濕導(dǎo)致袋重有變化。

3.4.3 加荷及卸荷

預(yù)壓載荷根據(jù)蓋梁載荷變化而變化，梁中區(qū)域應(yīng)當(dāng)加大堆載，使預(yù)壓載荷的配置與混凝土梁載荷配置一致。裝配底模前，須提前搭建好臨時(shí)支撐座，蓋梁架體結(jié)構(gòu)裝配結(jié)束，并且驗(yàn)收滿足要求后，預(yù)壓架體，加荷分為3個(gè)過程，按照70%、100%、120%梁重，依次加荷。

分段預(yù)壓，由梁中間向兩端對(duì)稱加荷。在加荷后，靜置12 h，觀測(cè)架體沉降值，如果12 h的沉降平均值≤2 mm，則可以下級(jí)加荷。在完成所有加荷后，連續(xù)3天觀測(cè)，如果沉降量均≤2 mm，則滿足技術(shù)要求。預(yù)壓時(shí)長(zhǎng)不能低于1周。完成預(yù)壓后，由兩端向中部，用吊機(jī)逐漸吊離砂袋。

3.4.4 預(yù)壓管控措施

（1）裝配底模和加荷后，檢測(cè)支撐架的整體狀態(tài)，保證預(yù)壓過程中架體結(jié)構(gòu)不發(fā)生嚴(yán)重形變。

（2）架體加荷時(shí)，須由中間部位向兩側(cè)部位分級(jí)、對(duì)稱施加，并對(duì)架體的形變狀態(tài)開展檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)架體沉降值與形變大于設(shè)計(jì)警戒范圍，必須立刻暫停操作，并且經(jīng)過鞏固后，再檢查并滿足加荷條件時(shí)，方可繼續(xù)施工。卸荷時(shí)也遵循均勻、分層、對(duì)稱的操作原則。應(yīng)基于載荷量和分布狀態(tài)計(jì)算堆載的累積高度。加荷過程中，控制好加荷進(jìn)度，等到每次加施的載荷與基礎(chǔ)強(qiáng)度相適應(yīng)，并且檢測(cè)到的沉降值比較穩(wěn)定時(shí)，方可繼續(xù)加荷，防止因過快的加荷速度，造成基礎(chǔ)短時(shí)嚴(yán)重超載，導(dǎo)致剪切損壞。

（3）加荷時(shí)，由技術(shù)人員、安全監(jiān)理人員全程跟蹤觀測(cè)，一旦發(fā)生架體異常形變時(shí)，必須立即停止操作并卸荷。

（4）預(yù)壓操作期間，現(xiàn)場(chǎng)配足保障措施，非工作人員不得進(jìn)入操作現(xiàn)場(chǎng)。

（5）載荷施加后，觀察架體結(jié)構(gòu)的形變和地基的沉降，對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位注意采取措施加固，保證架體處于安全狀態(tài)。

（6）預(yù)壓載荷移除后，由技術(shù)人員檢測(cè)架體沉降量，如果存在松動(dòng)扣件，須擰緊。應(yīng)用支撐架頂托控制模板標(biāo)高和平整度，要保證模板拼接緊密。

（7）吊籃運(yùn)送砂袋，要嚴(yán)格檢測(cè)吊籃強(qiáng)度，滿足要求方允許施工應(yīng)用。

（8）各層加荷砂袋應(yīng)排放整齊，且接觸緊密，不允許存在縫隙。

（9）吊裝操作時(shí)，配置引導(dǎo)員并且引導(dǎo)員要指令清晰，緊密配合。

（10）預(yù)壓作業(yè)遭遇降雨，一定要立即遮蓋好已經(jīng)加荷的砂袋，避免雨水增加額外載荷。

（11）吊裝砂袋期間，吊機(jī)作業(yè)半徑內(nèi)，不允許有人員長(zhǎng)時(shí)間停留。

（12）碼砌砂袋，一定要做好人員安全保障，須穿防滑鞋，注意系好安全繩。

（13）支撐架上下運(yùn)送物資，應(yīng)由吊籃運(yùn)送，不允許投擲進(jìn)行。

3.5 支撐架拆卸

（1）支撐架拆卸作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁的預(yù)應(yīng)力完成施工以后，拆卸架體結(jié)構(gòu)和梁底模，而且遵循后支先拆，先支后拆的工序來開展拆卸作業(yè)，具體如下：1）砂箱降模，然后抽離底模板，拆卸支撐架。拆卸時(shí)，采取人工拆卸操作，應(yīng)從端臂均衡對(duì)稱進(jìn)行，拆卸后，利用車吊吊放卸下的部件并運(yùn)送到指定區(qū)域。2）分配梁拆卸完成后，拆卸型鋼桁構(gòu)，因?yàn)槠潴w型比較大，應(yīng)配置專人負(fù)責(zé)組織現(xiàn)場(chǎng)操作，拆卸并吊下桁構(gòu)間的平聯(lián)桿構(gòu)件，再拆除桁構(gòu)結(jié)構(gòu)。3）以車吊配合拆卸型鋼支撐架，車吊索捆綁型鋼臨時(shí)固定，再拆卸型鋼底部預(yù)設(shè)件。型鋼順著下放，整齊堆放于指定地點(diǎn)，待轉(zhuǎn)場(chǎng)后進(jìn)行除銹涂漆處理和保養(yǎng)。4）為避免落物傷人，拆卸支撐架過程中，承臺(tái)四周有必要設(shè)置警示區(qū)。施工操作人員，一定要穿好防滑鞋，系好安全帶。須有專人進(jìn)行吊裝操作指揮，全過程要有安全監(jiān)測(cè)。

（2）在蓋梁模板拆卸前，須圍擋封閉作業(yè)區(qū)域，配置專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全管理，作業(yè)區(qū)不允許非當(dāng)班工作人員出入。

（3）在蓋梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)和對(duì)筑體外觀沒有質(zhì)量影響條件下，蓋梁側(cè)模板可以拆卸。在完成蓋梁首次張拉、壓漿、封錨，而且滿足100%的壓漿抗壓強(qiáng)度時(shí)，可開展拆卸底模和支撐架作業(yè)。

完成預(yù)應(yīng)力張拉，壓漿且封錨以后，才能拆卸抱箍，拆卸過程遵循后設(shè)先拆，先設(shè)后拆原則。拆卸時(shí)，在上下抱箍下方的5～6 cm區(qū)域裝配20 cm和40 cm小型抱箍各1個(gè)，再進(jìn)行高強(qiáng)螺栓調(diào)控，令其平穩(wěn)、緩慢地落在小抱箍上。再拆卸，先拆卸 m27橫拉桿，兩側(cè)以車吊送至地面，最后拆卸上抱箍。完成預(yù)應(yīng)力張拉，壓漿且封錨后，才允許拆卸鋼管樁支撐架，拆卸須滿足下述條件要求，即降低支撐架與工型鋼標(biāo)高，應(yīng)用千斤頂，先卸載5 cm，注意標(biāo)高降低不能過快，避免工型鋼滑落傷人，然后再依次自上而下拆卸，并對(duì)預(yù)設(shè)鋼板做好防銹涂裝處理。

4 結(jié)語

綜上，對(duì)某快速路高架橋工程所應(yīng)用的蓋梁涉水現(xiàn)場(chǎng)支撐架澆筑施工技術(shù)進(jìn)行了研究。介紹了該快速路高架橋的蓋梁和現(xiàn)場(chǎng)澆筑蓋梁支撐架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，梳理了相關(guān)涉水現(xiàn)場(chǎng)支撐架澆筑施工操作技術(shù)要點(diǎn)，技術(shù)點(diǎn)包括：懸臂落地支撐架、墩頂型鋼組合支撐架、模板制備裝配、支撐架預(yù)壓、支撐架拆卸等，對(duì)高架橋涉水現(xiàn)場(chǎng)澆注施工操作有參考意義。