小箱梁架設(shè)及隱式橫梁施工工藝研究

蔣 豪 余同山 闞衛(wèi)星

（無(wú)錫交通建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

0 引言

本文依托的是徐州市三環(huán)南路快速化改造工程，該項(xiàng)目是在三環(huán)南路現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，按城市快速路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造。工程西起徐蕭公路，東至迎賓大道，道路全長(zhǎng)約11.6km，主要采用“主線高架或地面快速路+地面輔路”形式。

三標(biāo)段橋梁工程范圍主要為高架橋Ⅰ段（含主線橋、匝道橋R6、L6、R7、L7）。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，主線與匝道標(biāo)準(zhǔn)跨徑（不超過(guò)30m）采用預(yù)制簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁形式，隱式現(xiàn)澆橫梁。大跨（路口或節(jié)點(diǎn)）采用鋼箱連續(xù)梁形式，其中跨越雙山路、嘉和路、風(fēng)華南路的跨徑布置均為（35+48+35）m，跨越北京路的跨徑布置為（45+65+45）m，跨越規(guī)劃地鐵四號(hào)線的跨徑布置為（52+65+52）m。

小箱梁采用主梁預(yù)制安裝、橫梁鋼筋預(yù)制安裝混凝土現(xiàn)澆、橋面板濕接縫現(xiàn)澆的施工方法；主線高架上部結(jié)構(gòu)主要采用預(yù)制簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，縱向2-5跨一聯(lián)，隱式現(xiàn)澆橫梁。小箱梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m，另外根據(jù)需要還布置有28.3m、28m、26m等跨徑。主線標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)?5.1m，橫斷面采用6片小箱梁；主線加寬段橫斷面采用7～12片小箱梁；匝道標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)?.5m，橫斷面采用2片小箱梁。小箱梁預(yù)制梁梁高h(yuǎn)=1.6m，腹板的斜率為1∶4。箱室內(nèi)頂板厚度為28cm（與腹板相接處設(shè)15×5加腋），箱室外頂板厚度為20cm（與腹板相接處設(shè)26×13加腋）；跨中腹板厚度為19cm，支點(diǎn)腹板厚度為32cm；跨中底板厚度為20cm，支點(diǎn)底板厚度為32cm。中梁預(yù)制寬度為3.4m，邊梁預(yù)制寬度為3.85m?，F(xiàn)澆隱式橫梁梁高為180cm～280cm，中橫梁順橋向?qū)挾葹?20cm，端橫梁順橋向?qū)挾葹?20cm。

1 工程的重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

1.1 工程中的重難點(diǎn)

1.1.1 隱形橫梁施工

與傳統(tǒng)預(yù)制梁架設(shè)方法不同，本項(xiàng)目為簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁的后澆隱形橫梁施工工法，在廠內(nèi)預(yù)制箱梁，再通過(guò)現(xiàn)澆橫梁連接其兩側(cè)的預(yù)制箱梁，從而將預(yù)制箱梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)箱梁，相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)較少。

1.1.2 吊裝重量大，安全風(fēng)險(xiǎn)高

預(yù)制箱梁最大重量達(dá)到140t，采用汽車(chē)吊架設(shè)，同時(shí)地面道路交通不中斷，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

1.1.3 綠色環(huán)保施工要求高

本工程項(xiàng)目處于徐州市市區(qū)范圍，對(duì)環(huán)境保護(hù)、揚(yáng)塵控制、文明施工等要求較高，施工過(guò)程中必須妥善處理好施工對(duì)環(huán)境造成的影響，減少因施工對(duì)周邊居民、企事業(yè)單位等的影響。

1.2 施工應(yīng)對(duì)措施

施工應(yīng)對(duì)措施見(jiàn)表1。

表1 工程重難點(diǎn)對(duì)策表

2 施工工藝關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 支架基礎(chǔ)處理

現(xiàn)澆橫梁施工位于三環(huán)南路既有道路及兩側(cè)施工便道上，支架直接作用在原有瀝青路面及施工便道新做路面上。承臺(tái)結(jié)構(gòu)面內(nèi)利用承臺(tái)結(jié)構(gòu)作為支架基礎(chǔ)，承臺(tái)邊緣處橫梁范圍內(nèi)開(kāi)挖面回填厚度不小于40cm的宕渣及10cm碎石，碾壓密實(shí)。頂部硬化C30混凝土，硬化厚度不小于20cm，混凝土振搗密實(shí)，特別是混凝土與既有路面結(jié)合處，采用瀝青油灌縫，防止雨水滲入。當(dāng)承臺(tái)開(kāi)挖面外側(cè)路面發(fā)生坍塌、脫空時(shí)，將脫空部位敲除，采用宕渣分層碾壓回填，回填厚度不小于40cm的宕渣及10cm碎石，碾壓密實(shí)。頂部硬化C30混凝土，硬化厚度不小于20cm，以保證支架基礎(chǔ)承載力。

2.2 箱梁臨時(shí)支架搭設(shè)

針對(duì)預(yù)制小箱梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝和橫梁現(xiàn)澆施工需要設(shè)計(jì)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，預(yù)制小箱梁采用支架吊裝法施工，具體如下：主線橋標(biāo)準(zhǔn)跨段所用臨時(shí)支墩體系為梁柱式支架，在承臺(tái)頂預(yù)埋件焊接Φ820mm×10mm的鋼管支墩，橫橋向間距為8m。承臺(tái)外部?jī)啥耸褂锚?dú)立基礎(chǔ)的Φ820mm×8mm鋼管支墩，距中間Φ820mm×10mm鋼管橫橋向間距為8.55m，獨(dú)立基礎(chǔ)為250cm×250cm×50cm的鋼筋砼基礎(chǔ)。鋼管支墩中心點(diǎn)距橫梁邊為70cm，高度根據(jù)墩柱標(biāo)高調(diào)整。相鄰鋼管支墩設(shè)置20#槽鋼桁架，桁架底距原路面5m，桁架結(jié)構(gòu)高度2m，每段在中間及立柱邊30cm處設(shè)豎向支撐，間隔使用兩道斜撐連接，連接方式均為焊接連接。墩柱直線段設(shè)置兩道抱箍，順橋向連接Φ820mm×10mm的鋼管支墩。頂部采用3拼I630a工字鋼，中間設(shè)置調(diào)平鋼板與鋼管支墩焊接。主線橋加寬段（7～12片梁）所用臨時(shí)支墩體系為梁柱式支架，承臺(tái)頂預(yù)埋件焊接Φ820mm×10mm的鋼管支墩，橫橋向間距為8m。頂部采用雙拼H700×300型鋼，中間設(shè)置調(diào)平鋼板與鋼管支墩焊接。為確保橋臺(tái)處支架穩(wěn)定性，相鄰鋼管支墩采用20#槽鋼焊接連接，上、下連接2道。順橋向支撐采用20#槽鋼一端焊接在鋼管支墩上，一端抵住橋臺(tái)背墻，再通過(guò)橋臺(tái)背墻泄水孔插入Φ25螺桿，連接鋼管支墩與橋臺(tái)。

2.3 橫梁支架搭設(shè)

盤(pán)扣節(jié)點(diǎn)應(yīng)由焊接于立桿上的連接盤(pán)、水平桿桿端扣接頭和斜桿桿端扣接頭組成。主線橋混凝土現(xiàn)澆橫梁處立桿縱向間距為0.6m，橫向間距為0.9m，步距1.5 m；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，為協(xié)調(diào)社會(huì)車(chē)輛及施工車(chē)輛通行，在南半幅橫梁下方設(shè)置寬度為4.5m的門(mén)洞，門(mén)洞支墩采用Φ430mm×8mm鋼管支墩，門(mén)洞每側(cè)設(shè)置3根，基礎(chǔ)采用450cm×100cm×50cm的鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)，門(mén)洞凈寬4.5m，凈高為5m。鋼管支墩頂部縱橋向采用雙拼I40a工字鋼，其上再用雙拼I40a工字鋼設(shè)置分配梁，分配梁間距為0.9m，共設(shè)置4道，其上支架按縱向間距0.6m，橫向間距0.9m設(shè)置。墩柱及系梁上方頂托縱向間距為0.6m，橫向間距為0.9m，系梁下方使用滿堂支架支撐。北京路東Pm63～Pm86段，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)交通導(dǎo)改道路設(shè)置情況，在主墩南半幅橫梁下方設(shè)置門(mén)洞；北京路西Pm1～Pm60段，交通導(dǎo)改道路全部改在南側(cè)通行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，Pm51～Pm60段不設(shè)門(mén)洞，Pm44～Pm51段在輔墩北側(cè)設(shè)置門(mén)洞，Pm7～Pm43段在主墩南半幅橫梁下設(shè)置門(mén)洞，Pm1～Pm4段不設(shè)門(mén)洞。

匝道橋橫梁施工荷載直接作用于墩柱上，外挑翼緣通過(guò)分配梁作用于架梁支架。為保證作業(yè)人員及施工機(jī)械正常工作，墩柱外圍仍需搭設(shè)支架以創(chuàng)造出足夠的操作空間。匝道橫梁施工平臺(tái)支架立桿縱向間距為0.6m，橫向間距為0.9m，豎向間距1.5m。豎向斜桿滿布設(shè)置，架體底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距地面高度小于或等于50cm，立桿底部設(shè)置20cm×20cm可調(diào)底座。橫梁底模與側(cè)模采用δ=15mm優(yōu)質(zhì)竹膠板；橫梁底板處橫橋向分配梁采用10#工字鋼，縱橋向采用10cm×10cm方木，按間距20cm布置。立桿可調(diào)承托伸出水平桿懸臂長(zhǎng)度不超過(guò)40cm。

2.4 橫梁吊裝作業(yè)

采用兩臺(tái)300t汽車(chē)式吊機(jī)雙機(jī)抬吊，標(biāo)準(zhǔn)跨6片箱梁吊裝施工時(shí)采取從一側(cè)第三片梁向另一側(cè)依次架設(shè)；加寬段箱梁吊裝施工時(shí)采取從靠左側(cè)主墩柱箱梁向另一側(cè)依次架設(shè)。小箱梁、板梁運(yùn)梁車(chē)行駛至汽車(chē)吊的起吊半徑內(nèi)就位，兩臺(tái)300t汽車(chē)吊一臺(tái)站位于跨內(nèi)，一臺(tái)站位于跨外，當(dāng)運(yùn)梁車(chē)將小箱梁運(yùn)送到吊裝半徑后，兩臺(tái)汽車(chē)吊放下吊鉤，安裝吊具。在吊裝邊梁時(shí)，注意邊梁的重心與吊鉤在一條直線上，必要時(shí)在小箱梁外側(cè)系掛一根鋼絲繩，以保證小箱梁起吊時(shí)不會(huì)傾斜。

試吊確認(rèn)一切正常后方可平穩(wěn)起吊，站在跨外的吊機(jī)順時(shí)針回轉(zhuǎn)，站在跨內(nèi)的吊機(jī)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)至正前方后，慢慢將小箱梁抬吊至臨時(shí)支墩上，梁體底面超過(guò)臨時(shí)支墩0.5m以上，停止提升。當(dāng)梁體達(dá)到設(shè)計(jì)位置上方后將其緩緩放下。放落過(guò)程可略微調(diào)整吊車(chē)前后及吊臂的方向，使梁落在預(yù)定的位置。落梁前事先在預(yù)定的位置放置好臨時(shí)支座，臨時(shí)支座的高度參考事先測(cè)量的臨時(shí)支墩頂標(biāo)高與梁底的高差。第二片小箱梁吊裝就位后及時(shí)焊接連接鋼筋，在梁端及跨中將相鄰兩片梁的橫梁和濕接縫鋼筋焊接連接牢固，5個(gè)部位分別焊接不少于3道，即可松鉤。焊接鋼筋采用直徑16mm螺紋鋼，前后各一處，有效保證已經(jīng)完成架設(shè)箱梁形成整體，防止傾覆。

梁就位后必須保證每片梁的中心線與臨時(shí)支墩上對(duì)應(yīng)的梁中心線對(duì)齊，還必須保證梁端面必須齊整，前后偏差在允許范圍之內(nèi)。梁就位后必須保證橋面標(biāo)高一致，所以架梁前必須事先在臨時(shí)支墩頂標(biāo)高安放臨時(shí)支座的位置復(fù)測(cè)，支座根據(jù)實(shí)際標(biāo)高來(lái)進(jìn)行調(diào)整。箱梁吊裝完成后，立即進(jìn)行濕接縫鋼筋連接，根據(jù)不同濕接縫類(lèi)型，分別采取綁扎或焊接的方式連接濕接縫鋼筋。

現(xiàn)澆橫梁梁底模橫向采用10cm×10cm木方，方木中心標(biāo)準(zhǔn)間距20cm，端頭根據(jù)截面尺寸靈活調(diào)整，但其間距不大于30cm?？v向采用10#工字鋼。為了保證橫梁外表面混凝土的光潔和平整，底模采用竹膠板（2.44m×1.22m×15mm），長(zhǎng)邊平行橫橋向。模板鋪設(shè)應(yīng)綜合考慮成橋后的外觀質(zhì)量，模板鋪設(shè)順序必須一致。模板縫隙之間采用玻璃膠等填塞，確保不漏漿，且模板錯(cuò)臺(tái)、平整度等必須滿足要求。

底板模板鋪設(shè)工藝順序：支架完成搭設(shè)（頂托已就位）→橫橋向鋪設(shè)大楞（10#工字鋼）置于頂托（立放）→豎橋向鋪設(shè)10cm×10cm方木→測(cè)量班放出橫梁中線→鋪設(shè)底模竹膠板（由中線向兩邊鋪設(shè)）→下道工序。

待橫梁鋼筋施工及箱梁吊裝完成后，安裝圓弧倒角模板及側(cè)模。側(cè)模包裹圓弧倒角模板后使用Φ16拉桿將橫梁兩側(cè)模板對(duì)拉加固，拉桿縱橫向間距為30cm。橫梁端頭曲線段及箱梁連接處為整體鋼模，與箱梁連接處底模使用吊模施工。

2.5 橫梁模板鋪設(shè)

橫梁模板系統(tǒng)主要由底模、側(cè)模和箱梁連接模板構(gòu)成。橫梁底模及側(cè)模采用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面光滑的竹膠板，竹膠板厚度為15mm，模板安裝后應(yīng)保證整體穩(wěn)定性，確保施工中模板不錯(cuò)位、不變形、不漲模。模板間的拼縫要平整、嚴(yán)密、不漏漿。圓弧倒角采用特制鋼模，橫梁端頭曲線段采用整體鋼模，木模根據(jù)其使用情況，每面倒用1次。

2.6 橫梁混凝土澆筑

現(xiàn)澆橫梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50（補(bǔ)償收縮混凝土），按泵送混凝土設(shè)計(jì)配合比，混凝土坍落度控制為160mm～200mm。

現(xiàn)澆橫梁與預(yù)制堵頭板間的混凝土應(yīng)與現(xiàn)澆橫梁一并澆筑，且應(yīng)振搗密實(shí)?，F(xiàn)澆橫梁砼澆筑方量大，施工循環(huán)周期緊，澆筑分跨分層進(jìn)行，混凝土澆筑應(yīng)考慮天氣、運(yùn)距、人員、機(jī)械配置等因素，合理確定澆筑方式。由于保護(hù)層較小，鋼筋及波紋管較密，因此混凝土粗骨料粒徑控制在5mm～20mm，同時(shí)選用Φ50震動(dòng)泵從波紋管兩側(cè)插入，波紋管之間以及波紋管和模板之間的縫隙較窄處，采用Φ30振搗棒振搗，必要時(shí)可與插釬配合振搗，確保混凝土振搗密實(shí)，骨料分布均勻。

振搗采用插入式高頻振搗器振搗，配備Φ30、Φ50震動(dòng)棒分別為2臺(tái)、4臺(tái)。振搗點(diǎn)間距不應(yīng)超過(guò)振搗半徑的1.5倍，與側(cè)模保持5cm～10cm間距，插入振搗厚度以30cm厚為宜，要垂直等距離插入到下一層5cm～10cm左右。要做到“快插慢拔”，每點(diǎn)振搗時(shí)間20～30s，以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度；搗固人員須經(jīng)培訓(xùn)后上崗，要定人、定位、定責(zé)任，分工明確，尤其是鋼筋密布部位、端模、拐（死）角指定專(zhuān)人進(jìn)行搗固，操作人員要固定，每次澆注前應(yīng)根據(jù)責(zé)任表填寫(xiě)人員名單，并做好操作要求交底工作。振搗棒應(yīng)盡可能地避免碰撞模板、鋼筋、波紋管及其他預(yù)埋件構(gòu)件；振搗棒應(yīng)有備用，出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。

為控制好混凝土頂面標(biāo)高及排水橫坡，在橫梁中心線設(shè)置Φ 10mm的直立短鋼筋，橫橋向鋼筋間距3.5m，鋼筋頂面作為標(biāo)高控制線，每排鋼筋頂面設(shè)置成與相應(yīng)位置的梁面標(biāo)高一致，澆筑混凝土?xí)r用鋁合金刮尺架立在角鋼上將混凝土刮平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，橫梁與箱梁連接處以箱梁標(biāo)高控制，然后再用提漿整平機(jī)提漿、壓實(shí)、整平。

混凝土提漿整平后，應(yīng)及時(shí)修整、抹平混凝土裸露面，待定漿后再抹第二遍并壓光。抹面時(shí)嚴(yán)禁灑水，并應(yīng)防止過(guò)度操作影響表層混凝土的質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了徐州市三環(huán)南路快速化改造工程中小箱梁架設(shè)及隱式橫梁施工的重難點(diǎn)，并給出了具體的改進(jìn)措施?？偨Y(jié)了小箱梁架設(shè)及橫梁施工的關(guān)鍵工藝技術(shù)，相關(guān)成果為隱式橫梁的推廣使用提供相應(yīng)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。