城市跨線橋箱梁支架整體頂推施工技術(shù)

劉新汶

（福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司 福建福州 350000）

1 工程概況

福州市某新建大橋北引橋4#—5#墩雙幅50m跨現(xiàn)澆梁橫跨北江濱路，北江濱路為福州市的城市快速路，日通行量近20000輛。為確保能在維持江濱路的正常交通情況下，實(shí)現(xiàn)該跨線橋的安全、快速施工，在綜合考慮施工安全、進(jìn)度和作業(yè)費(fèi)用等因素后，決定先采用鋼管貝雷梁支架施工左幅箱梁，在單幅現(xiàn)澆箱梁施工完成后，拆除鋼管支架邊支撐，保留兩個(gè)中支撐及貝雷梁，將其整體牽引平移至右幅箱梁進(jìn)行施工，從而減少行車道上兩中支墩支架的拆卸與安裝作業(yè)，也減少了對(duì)江濱路的行車干擾。

該現(xiàn)澆箱梁支架由擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼管柱、貝雷梁及可調(diào)標(biāo)高的扣件立桿共同組成，見圖1。支架平均高度23.5m，中支撐鋼管柱支撐在混凝土澆筑的擴(kuò)大基礎(chǔ)上，管柱與基礎(chǔ)間采用預(yù)埋件焊接牢固；兩邊支撐鋼管柱支撐在承臺(tái)上，并用槽鋼與橋墩連接。

圖14 #～5#墩支架整體布置圖

2 頂推結(jié)構(gòu)分析

2.1 頂推結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

頂推結(jié)構(gòu)為中支撐鋼管柱、擴(kuò)大基礎(chǔ)及貝雷梁，見圖2。支架底座擴(kuò)大基礎(chǔ)既作為中支撐鋼管柱的底座，又在其兩側(cè)預(yù)埋7對(duì)鋼制牛腿滑塊供頂推滑動(dòng)之用。鋼制牛腿滑塊支撐在滑軌上，滑軌采用P43鋼軌，鋼軌下采用枕木抄墊，擴(kuò)大基礎(chǔ)前端預(yù)埋兩個(gè)牽引連接鋼構(gòu)件，采用8根7準(zhǔn)15.24鋼絞線進(jìn)行牽引。頂推總體布置見圖3，牛腿滑塊見圖4。擴(kuò)大基礎(chǔ)采用C30混凝土，結(jié)構(gòu)尺寸為：長(zhǎng)1695cmX寬330cmX高60cm，其兩端設(shè)半圓形加厚防撞臺(tái)，梁體內(nèi)布設(shè)上下兩層準(zhǔn)16X15cm的結(jié)構(gòu)配筋。為了不破壞公路路面以及為了起頂?shù)姆奖?，擴(kuò)大基礎(chǔ)與公路路面間采用塑料薄膜隔離。

圖2 整體頂推支架外觀圖

圖3 支架整體頂推結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 牛腿布置圖

支架鋼管柱直徑均為準(zhǔn)600，支墩雙排管柱間距1.5m，設(shè)計(jì)頂推荷載為430t。

2.2 頂推結(jié)構(gòu)受力分析

根據(jù)施工設(shè)計(jì)，在擴(kuò)大基礎(chǔ)兩側(cè)布置4臺(tái)100t的千斤頂進(jìn)行起頂,結(jié)構(gòu)受力上需進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)側(cè)邊的牛腿抗剪、擴(kuò)大基礎(chǔ)抗彎，以及鋼管柱內(nèi)力等詳細(xì)計(jì)算。

擴(kuò)大基礎(chǔ)在首次混凝土澆筑時(shí)，設(shè)計(jì)對(duì)地基層與基礎(chǔ)間進(jìn)行防粘結(jié)處理，因此不考慮基礎(chǔ)梁與地基間的粘結(jié)力。根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙，擴(kuò)大基礎(chǔ)每側(cè)牛腿預(yù)埋件設(shè)置7個(gè)，考慮支架的偏載系數(shù)為1.15，經(jīng)計(jì)算，每牛腿的分擔(dān)豎向荷載值為31t。根據(jù)《簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)》有關(guān)預(yù)埋件計(jì)算原理，牛腿預(yù)埋結(jié)構(gòu)采用6根L63×8×400的角鋼能滿足結(jié)構(gòu)起頂受力的要求。

根據(jù)擴(kuò)大基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算單筋截面的抗彎力矩為648kN·m，而基礎(chǔ)梁在自重、鋼管柱及貝雷梁結(jié)構(gòu)的共同作用下產(chǎn)生的最大彎矩值僅為278kNm，因此，擴(kuò)大基礎(chǔ)梁結(jié)構(gòu)能滿足使用要求。

鋼管柱與擴(kuò)大基礎(chǔ)采取預(yù)埋角鋼與鋼板面進(jìn)行焊接加固，鋼管柱間設(shè)2組共四層的L75角鋼進(jìn)行兩兩連接施焊加固，柱頂2I45a分配橫梁與鋼管柱頂直接環(huán)縫焊接處理，貝雷梁下弦桿與分配梁靠接處均采用L63角鋼卡扣鎖定，且貝雷梁組間按照縱橋向每6m設(shè)置一道花架。設(shè)計(jì)連同管柱頂推的貝雷梁，在管柱上對(duì)稱布置，以使管柱處于豎向垂直受力狀態(tài)，且結(jié)構(gòu)的重心位置在鋼管柱頂，使得滑移過程沒有大偏心受力。通過對(duì)頂推整體支架的各節(jié)點(diǎn)扣接與焊接加固，且在兩支墩上的平衡分布受力，從而保證支架在頂推過程整體穩(wěn)定。

頂推支架的總荷載為430t，取牛腿與滑軌間的摩阻系數(shù)0.15，計(jì)算得預(yù)計(jì)的牽引力值為64.5t，采用8根7準(zhǔn)15.24鋼絞線頂升牽引能保證整體支架平穩(wěn)拖拉施工。

3 支架頂推工藝

3.1 拆除部分支架

待先施工的單幅梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值，張拉壓漿預(yù)應(yīng)力束后，開展梁底鋼管腳手支架的松頂和底模拆除施工，全部拆除支架邊跨在靠近4#墩和5#墩處的半跨貝雷梁桁架，使得貝雷梁保留數(shù)量為單排10片，并基本對(duì)稱布置于支墩鋼管之上。在頂推支架貝雷梁上的部份鋼管腳手架可不進(jìn)行全面拆除施工，以待頂推后二次使用。

3.2 支架基礎(chǔ)放樣定位

測(cè)量組進(jìn)行精確定位放線，給出擴(kuò)大基礎(chǔ)在頂推后的準(zhǔn)確位置，進(jìn)行劃線、標(biāo)記，并鋪設(shè)3cm細(xì)砂找平層。同時(shí)，根據(jù)擴(kuò)大基礎(chǔ)的移動(dòng)定位位置，布設(shè)滑軌與頂推反力座的準(zhǔn)確位置。

3.3 牽引反力座設(shè)置

牽引反力座設(shè)置采用橫向2I45型鋼作為反力支撐梁，該橫梁底設(shè)鋼板與路面錨筋焊接，且與P43滑軌端頭靠接施焊，并在兩側(cè)的鋼橫梁后路面上堆壓50t的預(yù)制板塊，采用精軋螺紋鋼和鋼板材料使其與型鋼橫梁栓接成為整體穩(wěn)定的反力座體（圖5）。

3.4 支架起頂

在擴(kuò)大基礎(chǔ)側(cè)邊預(yù)埋的7對(duì)鋼制牛腿滑塊中，順序選取單編號(hào)共4對(duì)的牛腿滑塊，在其上焊接2［12槽鋼吊桿及2I36a工鋼挑臂橫梁。在各挑臂橫梁的兩側(cè)各放置1臺(tái)100t千斤頂，采用多次循環(huán)起頂?shù)霓k法施工，將擴(kuò)大基礎(chǔ)的高差控制在1cm以內(nèi)，經(jīng)循環(huán)往復(fù)使擴(kuò)大基礎(chǔ)梁起頂?shù)皆O(shè)計(jì)值5cm，然后及時(shí)將P43鋼軌涂抹黃油后穿入到牛腿滑塊的“U”型槽靴下，通過落頂使擴(kuò)大基礎(chǔ)的預(yù)埋滑塊平穩(wěn)的支撐在鋼軌上?！癠”型槽靴的前端應(yīng)設(shè)置成上撓型的，此將有利于滑塊向前滑移；在鋼軌的下方還應(yīng)輔墊小枕木，以調(diào)平鋼軌梁標(biāo)高，并使各滑塊牛腿在移動(dòng)過程中達(dá)到受力盡可能均衡；鋼軌的輔設(shè)應(yīng)設(shè)置側(cè)邊錨釘預(yù)以限位加固，以防鋼軌受力偏移。

圖5 牽引反力座布置圖

3.5 頂推滑移

起頂檢查完畢，在沒有異常情況下即可進(jìn)行頂推作業(yè)。將鋼絞線的一端采用夾片限位安裝在錨具上，并扣掛在擴(kuò)大基礎(chǔ)梁前端的牽引牛腿座上，每個(gè)牛腿座設(shè)2根7準(zhǔn)15.24鋼絞線作牽引繩，施工過程采取4臺(tái)25t單頂千斤頂，采取四點(diǎn)對(duì)稱循環(huán)抽拉單根鋼絞線的辦法，使支架體保持同步平穩(wěn)的向前滑移。施工過程派專人測(cè)量頂推進(jìn)度，及時(shí)報(bào)告頂推前進(jìn)距離，若頂推不同步時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行單側(cè)頂推微調(diào)（單獨(dú)拖拉前進(jìn)一段距離）。

支架基本頂推到位后，根據(jù)事先測(cè)量放線位置，進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)梁具體落架位置的頂推微調(diào)，基礎(chǔ)梁在落架前，需采用細(xì)砂對(duì)路面進(jìn)行鋪墊處理，以保證基礎(chǔ)落架后與路面密貼受力，從而實(shí)現(xiàn)均勻受力；基礎(chǔ)梁的落頂作業(yè)即為起頂作業(yè)的逆向施工方案，強(qiáng)調(diào)8臺(tái)千斤頂必須同步起頂和落架施工，避免出現(xiàn)因受力不均致使單點(diǎn)牛腿應(yīng)力集中，造成基礎(chǔ)及支架整體的結(jié)構(gòu)性破壞。

4 施工安全質(zhì)量注意事項(xiàng)

4.1 千斤頂調(diào)試工作

檢查所有油管連接部位，確保連接可靠。

檢查所有動(dòng)力設(shè)備以及線路是否良好，若有問題應(yīng)即時(shí)處理。

檢查所有液壓元件是否良好，若有問題應(yīng)即時(shí)處理。

加注潤(rùn)滑脂和液壓油。

點(diǎn)動(dòng)液壓泵，無誤后進(jìn)行空載運(yùn)行，檢查管路、閥門連接是否可靠，儀表是否正常。

操縱各油缸空載起升、降落，檢查其單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)是否可靠。

4.2 牛腿焊接

加勁板焊接，焊縫高度6mm。

型鋼保證整體平整，不能出現(xiàn)彎曲、裂痕。加勁板焊接嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行施焊，保證位置準(zhǔn)確。

4.3 起頂

指揮人員統(tǒng)一指揮，并派專人查看起頂情況，隨時(shí)檢查是否發(fā)生偏心起頂。

起頂過程要緩慢，起頂節(jié)奏要統(tǒng)一，起頂高差控制在1cm。

起頂?shù)轿缓?，?yīng)及時(shí)進(jìn)行枕木抄墊工作。抄墊“U”型槽鋼時(shí)應(yīng)在鋼軌和型鋼之間涂抹黃油，減少摩擦系數(shù)。

4.4 頂推

頂推反力座制作時(shí)，確保鉆孔位置的準(zhǔn)確，要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙位置進(jìn)行施工。

在路面設(shè)軌道錨筋時(shí)，應(yīng)確保錨筋鉆孔深度，利用環(huán)氧樹脂進(jìn)行鋼筋的孔內(nèi)錨固，鋼筋采用直徑32mm螺紋鋼筋6根。

植筋后，安裝鋼板，進(jìn)行鋼軌栓焊接，應(yīng)確保栓焊牢固。

頂推前，要進(jìn)行預(yù)頂，而后過程要緩慢，時(shí)刻觀察基礎(chǔ)整體的變化情況。

提前做好施工期間天氣預(yù)報(bào)的咨詢工作，避免在暴雨、臺(tái)風(fēng)期間作業(yè)。

頂推時(shí)注意觀察基礎(chǔ)的變化情況，如有局部裂紋、破壞，應(yīng)及時(shí)分析并妥善處理。

4.5 交通安全協(xié)管

由于福州北江濱路車流量十分大，因此，在支架起頂及頂推過程應(yīng)盡可能避免車流高峰時(shí)段進(jìn)行。

在整個(gè)現(xiàn)澆梁支架施工使用過程中，均進(jìn)行支架體封閉式安全圍護(hù)，設(shè)置各種交通安全標(biāo)識(shí)牌及導(dǎo)流標(biāo)，并派員進(jìn)行交通協(xié)管。

5 結(jié)語

該橋跨北江濱路北引橋4#～5#墩現(xiàn)澆箱梁支架施工方案，在上下游的高墩支架整體倒用中，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)整體預(yù)制、千斤頂整體起頂、鋼軌整體滑移的施工工藝，在花費(fèi)少量的人力、物力情況下，僅用1周的時(shí)間完成了支架整體從右幅往左幅移位的全部施工準(zhǔn)備與頂推就位工作，從而大大縮短了施工工期，降低了施工成本。實(shí)踐證明，在此特定條件下采取該支架頂推方案是一個(gè)較為成功的施工技術(shù)工藝亮點(diǎn)。

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