探討某大橋墩頂 0#、1#塊現(xiàn)澆托架的施工建設(shè)方案

吳文濤

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

該文立足于項目工程全局，對施工中人力、材料、機械、資金等施工要素優(yōu)化策略進(jìn)行分析，結(jié)合施工規(guī)律和方案要求進(jìn)行了工藝優(yōu)化。主橋168 m 連續(xù)剛構(gòu)箱梁為重點控制工程，而墩頂0#、1#塊的施工作為關(guān)鍵工程，因此對其開展工藝研究具有重要的意義，是一項需求迫切、見效快的社會公益性交通基礎(chǔ)設(shè)施。

1 工程概況

某高速大橋，橋位區(qū)屬平原地貌，地形平坦，農(nóng)田廣布，路線呈南北走向，它的建設(shè)為兩岸原本靠輪渡通行的兩鎮(zhèn)帶來了極大的便利，同時拉近了兩岸的經(jīng)濟聯(lián)系，為人們提供更加便捷、舒適的服務(wù)。該橋梁工程20～23#墩主橋上部構(gòu)造為（102+168+102）m，三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁。

1.1 橋跨結(jié)構(gòu)

（1）橋梁高度168 m，橋梁類型為預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁底板厚度與梁高符合拋物線變化趨勢，中支點與根部梁高10 m，跨梁梁高3.5 m，箱梁頂板懸臂2.75 m，頂板寬12 m，厚度0.2～1.25 m。

（2）箱梁腹板厚度0.5 m、跨中合龍段至支點距離分別為0.6 m、0.75 m、0.9 m。

（3）箱梁0#塊設(shè)2 道橫隔板與主墩墩身相對接，橫隔板厚1.6 m，箱梁1/4 跨和跨中處設(shè)置0.4 m 厚橫隔板，邊跨支點處設(shè)置2 m 厚端隔板。

1.2 0#、1#塊梁段結(jié)構(gòu)

168 m 連續(xù)剛構(gòu)箱梁劃分為2個T 構(gòu)，0#梁與1#梁分別長10 m 和3 m，單個T 構(gòu)縱向可分21個梁段和1個合龍段，主梁立面圖及橫斷面構(gòu)造圖如圖1 所示。

圖1 0#、1#塊立面圖及橫斷面構(gòu)造圖

2 墩頂0#、1#塊施工

2.1 工藝流程（圖2）

圖2 0#、1#塊托架現(xiàn)澆施工工藝框圖

2.2 0#、1#塊現(xiàn)澆托架設(shè)計

在21#、22#主墩墩身施工時，箱梁托架合適位置處設(shè)置預(yù)留孔和預(yù)埋件，完成墩身施工工序后，采用塔吊安裝、焊接托架[1-3]。

墩頂托架主要由撐桿、三角牛腿、降落硬撐、橫梁、調(diào)坡架、分配梁組成；撐桿采用2I25b，三角牛腿的主縱梁采用2I45b，斜撐為2[32b，平聯(lián)和剪刀撐采用2[20b 槽鋼；撐桿2I25b 通過墩身上的預(yù)留槽口進(jìn)行安裝，2I45b 主縱梁在墩身施工時預(yù)埋進(jìn)墩身混凝土里，底部與2I25b 撐桿進(jìn)行焊接固定[4-6]。堆載預(yù)壓區(qū)域示意圖如圖3 所示。

圖3 堆載預(yù)壓區(qū)域示意圖

2.3 0#、1#塊現(xiàn)澆托架預(yù)壓施工

施工前進(jìn)行預(yù)壓以保障托架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采用堆載預(yù)壓法，選用鋼材或混凝土預(yù)制塊，嚴(yán)格遵守加載標(biāo)準(zhǔn)預(yù)壓。通過預(yù)壓獲得彈性變形數(shù)據(jù)并消除非彈性變形，預(yù)壓過程中對支架牢固程度及穩(wěn)定性進(jìn)行檢測[7-8]。

托架安裝完畢后，進(jìn)行支架尺寸檢測，確保支架符合方案需求且參數(shù)達(dá)標(biāo)，根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行錨固和焊接，使各節(jié)點焊接縫符合工藝要求，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定為橋梁提供足夠承載力。加強施工檢測，支架外形、質(zhì)量、安裝等均驗收合格，確保各項指標(biāo)符合施工規(guī)范后，方可進(jìn)行加載預(yù)壓工序。

托架使用前按不小于0#、1#梁段混凝土重量的120%進(jìn)行預(yù)壓，直接作用在托架上的荷載為0#梁段懸空3.5 m（單肢墩頂上1.5 m 寬度范圍內(nèi)不堆載）、1#梁段3 m，墩柱包邊1.2 m（單肢墩頂上1.5 m 寬度范圍內(nèi)不堆載），確定預(yù)壓總加載580 t，托架兩側(cè)同步加載。通過預(yù)壓操作消除托梁非彈性變形，施工過程中荷載盡量均勻，并加強指標(biāo)檢測獲取托梁彈性變形數(shù)值，通過立模標(biāo)高數(shù)據(jù)與設(shè)計值的比對，確保箱梁施工規(guī)范、質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保障各項指標(biāo)在允許誤差范圍內(nèi)。

托架壓載逐級進(jìn)行，分別按照箱梁設(shè)計重量60%、105%、120%的承載量加荷，施工前對支架部件結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，一級加載后，確保支架沉降穩(wěn)定后，方可進(jìn)行下一級別加載。對托架壓載和卸壓等操作時均應(yīng)確保托架兩側(cè)同步進(jìn)行，托架塔搭設(shè)完畢后需采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行頂板高程的測量，觀測兩次預(yù)壓后的差異，托架加載后在同一觀測點進(jìn)行觀測，獲取回彈值和沉降數(shù)據(jù)，與標(biāo)準(zhǔn)工藝指標(biāo)進(jìn)行比較，調(diào)整托架高程為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。需專業(yè)工程技術(shù)人員進(jìn)行托架沉降觀測和數(shù)據(jù)記錄。

2.4 0#、1#塊現(xiàn)澆托架結(jié)構(gòu)驗算

利用midas civil 軟件進(jìn)行建模，建立三角牛腿托架、橫梁、調(diào)坡架、模板的受力模型，采用彈性連接方式對上下型鋼進(jìn)行連接，對三角牛腿托架端部設(shè)置固結(jié)約束[9-10]。經(jīng)軟件模擬計算得出：

（1）托架斜撐C2[32b：最大壓彎組合應(yīng)力為99.6 MPa＜215 MPa，最大剪應(yīng)力為1.2 MPa＜125 MPa，均符合標(biāo)準(zhǔn)強度要求。

（2）托架（2I25b）：最大壓彎組合應(yīng)力為176.7 MPa＜215 MPa，最大剪應(yīng)力為97.0 MPa＜125 MPa，均滿足方案標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

3 施工注意事項

（1）根據(jù)方案設(shè)計，分配梁需通長，焊接時應(yīng)滿足型鋼長度、焊接強度工藝指標(biāo)要求。

（2）在進(jìn)行托架施工時，必須嚴(yán)格按照圖紙所示尺寸進(jìn)行施工焊接，且必須焊接牢固。

（3）主梁兩側(cè)平臺需于施工前安裝防護(hù)裝置，確保兩者間距小于1.2 m 且高度大于1.5 m，防護(hù)裝置中間連接好安全網(wǎng)。

（4）托架使用前應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓，根據(jù)項目施工方案要求逐級加載重量。加載需分層堆碼，對加載重量嚴(yán)格控制，捆扎牢靠避免重物掉落。

（5）模板鋪設(shè)前需進(jìn)行標(biāo)高測量，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范控制托架高度，認(rèn)真核查其承重梁，尤其是關(guān)鍵部位的焊接情況，確保荷載作用下托架無變形。

（6）嚴(yán)防吊物撞擊或者沖擊托架平臺。

（7）作業(yè)過程中必須由專業(yè)人員現(xiàn)場指揮。指揮人員嚴(yán)密觀測托架承載變形情況，判斷托架有無結(jié)構(gòu)異常，對存在異常變形情況的及時通知現(xiàn)場施工人員停止施工，并采取有效措施加固，避免出現(xiàn)安全事故。

（8）托架平臺上作業(yè)人員數(shù)量適當(dāng)控制，不宜過多。

（9）特殊作業(yè)要求下，需要臨時拆除安全防護(hù)裝置的，必須提交負(fù)責(zé)人同意，作業(yè)人員現(xiàn)場指導(dǎo)下拆除，并采取其他安全防護(hù)措施，作業(yè)結(jié)束后將安全防護(hù)裝置恢復(fù)。

（10）加載或卸載施工環(huán)節(jié)，須加強現(xiàn)場安全保護(hù)工作，確保工序正常運行。

4 結(jié)論

綜上所述，對高速公路大橋墩頂0#、1#塊現(xiàn)澆托架施工方法進(jìn)行了總結(jié)。該文從工程的全局出發(fā)，在參考傳統(tǒng)預(yù)埋鋼板焊接牛腿支架的施工工藝基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出預(yù)埋工字鋼焊接牛腿支架施工工藝，使結(jié)構(gòu)受力更加明確，提高了結(jié)構(gòu)安全性，且施工更加便捷。不僅提供了一種新的施工思路，同時具有良好的社會、經(jīng)濟效益。