0＃塊及1＃塊變截面連續(xù)梁橋支架設(shè)計(jì)與施工

宋 田，羅連生

（重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院，重慶 400074；重慶市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督總站，重慶 400014）

鄭州市南水北調(diào)大橋?yàn)橹骺?00m的預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋，其跨徑組合（43＋60＋100＋60＋43）m，由四幅橋（兩幅主道橋位于中間，兩幅輔道橋位于兩側(cè)）組成。

主道橋箱梁為單箱雙室斷面，橋?qū)?7.5m，箱寬11.5m（底板寬），兩側(cè)翼緣各寬3.0m，0＃及1＃塊連續(xù)梁橋最大高度為5.8m，0＃塊加兩個(gè)1＃塊的連續(xù)梁橋長(zhǎng)度為12m，0＃塊及1＃塊箱梁混凝土方量分別為253.82m3、78.35m3；主墩設(shè)計(jì)為雙壁墩，墩高為22.3m，雙壁墩墩身為兩肢11.5m×1.1m的矩形實(shí)心截面墩，肢凈距為3.0m。輔道橋箱梁為單箱單室斷面，橋?qū)?2.0m，箱寬6.0m（底板寬），兩側(cè)翼緣各寬3.0m，0＃及1＃塊連續(xù)梁橋最大高度為5.8m，0＃塊加兩個(gè)1＃塊的連續(xù)梁橋長(zhǎng)度為12m，0＃塊及1＃塊混凝土方量分別為162.24m3、48.40m3；主墩設(shè)計(jì)亦為雙壁墩，墩高為22.3m，雙壁墩墩身為兩肢7.5×1.1m 的矩形實(shí)心截面墩，肢凈距為3.0m。

1 方案比選

橋墩不算矮，傳統(tǒng)落地支架方法顯然不可取。目前，0＃塊連續(xù)梁橋施工采用較多的是墩柱四周預(yù)埋型鋼形成托架，對(duì)于本橋0＃塊及1＃塊箱梁混凝土方 量 分 別 為 162.24m3、48.40m3，縱 向 橋 長(zhǎng)12m，即充分利用桁式斜拉掛藍(lán)構(gòu)件，并同時(shí)現(xiàn)澆0＃及1＃塊連續(xù)梁橋。

本方案在于充分利用了桁式掛藍(lán)構(gòu)件及其力學(xué)性能，其構(gòu)件（型鋼Ⅰ40a等）可同時(shí)用于現(xiàn)澆箱梁0＃塊及1＃塊，避免額外增加施工材料，對(duì)施工質(zhì)量較易得到保證，能夠有效縮短工期。

2 支架布設(shè)和施工特點(diǎn)

2.1 支架布設(shè)

本方案支架布設(shè)見(jiàn)圖1、圖2。

1）預(yù)埋件。在橋墩頂部預(yù)埋置兩層預(yù)埋件，上層預(yù)埋件為上預(yù)埋縱梁及上預(yù)埋盒，上預(yù)埋盒通過(guò)鋼管與上預(yù)埋縱梁焊接在一起，上預(yù)埋縱梁用于支承雙壁墩之間的橫梁，亦平衡對(duì)牛腿平梁施加的預(yù)加力；上預(yù)埋盒用于支承牛腿平梁（利用掛藍(lán)底縱梁）的端部，上預(yù)埋縱梁與上預(yù)埋盒之間的鋼管用于穿裝牛腿平梁的對(duì)拉精扎螺紋鋼筋，精扎螺紋鋼筋施加預(yù)加力平衡牛腿平梁的水平力。上預(yù)埋縱梁為單根Ⅰ40a（兩端焊有端板），每道上預(yù)埋縱梁內(nèi)（腹板兩側(cè)）穿四根φ32精軋螺紋鋼筋，每根鋼筋張拉200kN的預(yù)應(yīng)力（四根鋼筋共張拉800kN）。下層預(yù)埋件為下預(yù)埋撐桿（單根Ⅰ40a）及下預(yù)埋盒，下預(yù)埋撐桿用于平衡牛腿對(duì)橋墩的水平力，并與鋼管焊接在一起；下預(yù)埋撐桿與下預(yù)埋盒之間的鋼管用于穿裝護(hù)腳精扎螺紋鋼筋，精軋螺紋鋼筋起限位作用，保證牛腿腳不退出預(yù)埋盒。

每個(gè)牛腿各需要埋置上預(yù)埋盒2個(gè)，下預(yù)埋盒2個(gè)，上對(duì)拉筋圓鋼管四根，下護(hù)腳筋圓鋼管兩根。預(yù)埋件通過(guò)架立與定位鋼筋焊接固定于橋墩主筋上，若主筋不穩(wěn)固，應(yīng)增設(shè)架立鋼筋使主筋達(dá)到穩(wěn)固；預(yù)埋盒底板下的支承與定位鋼筋采用Φ25以上的鋼筋。同時(shí)預(yù)埋盒將阻斷2根或4根主筋（每根直徑為28mm），阻斷的主筋則用相同直徑與根數(shù)的短鋼筋在盒兩側(cè)補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)主筋在預(yù)埋盒的上方及下方與原主筋保證50d的搭接長(zhǎng)度。預(yù)埋盒還將阻斷箍筋，阻斷的箍筋則采用Φ12的L形鋼筋分別與預(yù)埋盒及箍筋焊接（單面焊10d長(zhǎng)度）。

預(yù)埋盒在0＃塊及1＃塊施工完成后，關(guān)模并澆筑混凝土復(fù)原。

2）牛腿。在預(yù)埋盒處安裝牛腿，牛腿由牛腿平梁、斜撐桿及平聯(lián)件與斜聯(lián)件組成，牛腿平梁的端部插入上預(yù)埋盒內(nèi)，中部通過(guò)φ50的銷(xiāo)子與斜撐桿連接，斜撐桿的下端插入下預(yù)埋盒內(nèi)，兩片牛腿單元通過(guò)平聯(lián)桁片及斜聯(lián)桁片連接成整體，橋墩前后兩側(cè)的牛腿通過(guò)在上預(yù)埋盒處穿精軋螺紋鋼筋并施加預(yù)加力將平梁連接成整體，通過(guò)在下預(yù)埋盒處穿精軋螺紋鋼筋（不預(yù)拉）護(hù)腳以阻止腿腳退出。牛腿的作用是支承其上的各道橫梁形成支承平臺(tái)。

3）橫梁。在上預(yù)埋縱梁及牛腿平梁上安放橫梁（橫梁采用掛籃的滑梁及底縱梁），橫梁為單根Ⅰ40a，橫置于上預(yù)埋縱梁及牛腿平梁上，共有12道橫梁，內(nèi)側(cè)橫梁用掛籃底縱梁，外側(cè)橫梁用掛籃滑梁。

2.2 支架施工的特點(diǎn)

1）支架的主要受力構(gòu)件均采用掛藍(lán)構(gòu)件（掛籃的滑梁及底縱梁），并且巧妙的運(yùn)用掛藍(lán)構(gòu)件對(duì)0＃塊及1＃塊進(jìn)行澆筑，大大縮短了施工構(gòu)件的準(zhǔn)備時(shí)間，提高了施工的速度，并起到良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2）該施工方法和傳統(tǒng)的落地支架和托架相比，支架計(jì)算的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)單，傳力比較明確，荷載傳遞過(guò)程：0＃塊及1＃塊箱梁荷載及其他附加荷載，通過(guò)底模傳遞給橫梁（采用掛藍(lán)的底縱梁及滑梁），再由橫梁傳遞給上預(yù)埋縱梁及牛腿平梁（采用掛藍(lán)底縱梁），最后由牛腿傳給墩身。

3）施工的特點(diǎn)是在墩身施工中，預(yù)埋上下鍵盒，然后在鍵盒內(nèi)安裝支承座梁和牛腿，施工完畢后將鍵盒用混凝土填滿(mǎn)，既不影響墩柱的外觀(guān)，也不削弱墩柱截面。

3 支架受力分析

支架受力結(jié)構(gòu)主要為簡(jiǎn)支連續(xù)體系，受力明確，傳力可靠。0＃塊及1＃塊連續(xù)梁橋同時(shí)澆筑，在該計(jì)算荷載下對(duì)支架的橫梁、平梁、牛腿進(jìn)行驗(yàn)算，均滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。

4 施工工藝及注意要點(diǎn)

4.1 橋墩預(yù)埋件的現(xiàn)場(chǎng)檢查

橋墩柱施工最后一個(gè)節(jié)段時(shí)，需要埋置預(yù)埋件，橋墩預(yù)埋件包括下預(yù)埋撐桿、下預(yù)埋盒、上預(yù)埋縱梁（帶上預(yù)埋盒），安裝前應(yīng)對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查時(shí)應(yīng)特別注意2點(diǎn)：①預(yù)埋盒內(nèi)不允許有焊縫；②預(yù)埋盒是否有變形，下預(yù)埋撐桿兩端焊有穿精軋螺紋鋼筋的鋼管，容易碰彎，上預(yù)埋縱梁兩端不僅有鋼管，而且還通過(guò)鋼管與上預(yù)埋盒連接在一起，亦容易碰彎，應(yīng)特別注意檢查。

4.2 預(yù)埋件安裝

預(yù)埋件通過(guò)簡(jiǎn)易工裝定位與安裝，并通過(guò)架立鋼筋焊于主筋上，安裝前應(yīng)檢查主筋籠是否穩(wěn)固，預(yù)埋件安裝時(shí)除應(yīng)注意仔細(xì)檢查標(biāo)高與平整度外，還應(yīng)特別注意同一牛腿的相鄰兩預(yù)埋件的間距是否滿(mǎn)足方案圖的公差要求。預(yù)埋盒阻斷的主筋通過(guò)方案圖所示在盒的兩側(cè)用相同直徑的短筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，短筋的長(zhǎng)度在盒的上面及下面各保持至少50倍直徑的搭接長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度保證后，從受力上講僅需進(jìn)行綁扎，但從定位穩(wěn)固上講還是宜焊接（跳焊即可），預(yù)埋盒阻斷的箍筋則通過(guò)相同直徑的短直鉤筋一頭貼焊于預(yù)埋盒的側(cè)板上，一頭與箍筋搭焊。

4.3 牛腿安裝

一個(gè)牛腿由兩根牛腿平梁及兩根斜撐桿分別通過(guò)平聯(lián)及斜聯(lián)各自進(jìn)行組裝，然后通過(guò)銷(xiāo)子將斜撐桿與平梁連接起來(lái)，并在平梁的端部掛葫蘆將斜撐桿收為三角形，用塔吊提升到位并分別插入上下預(yù)埋盒內(nèi)，此時(shí)，上下精軋螺紋鋼筋應(yīng)預(yù)先穿入橋墩，牛腿插入預(yù)埋盒時(shí)即將各精軋螺紋鋼筋穿入牛腿端部的孔內(nèi)，下預(yù)埋盒兩側(cè)的精軋螺紋鋼筋則穿入牛腿的護(hù)腳限位件內(nèi)并帶上錨頭，檢查腿腳端板是否與下預(yù)埋盒底板密合；若不密合，則應(yīng)查找原因，設(shè)法墊實(shí)（用大塊薄鋼板墊實(shí)，若出現(xiàn)斜面，應(yīng)對(duì)鋼板進(jìn)行加工，保證墊實(shí)并使整個(gè)牛腿平整）。墊實(shí)后，扭緊護(hù)腳精軋螺紋鋼筋錨頭及上預(yù)埋盒內(nèi)的拉筋錨頭，待各牛腿安上橋墩并穿裝完外端部的連接橫筋后，對(duì)牛腿平梁的各精軋螺紋鋼筋進(jìn)行張拉，張拉時(shí)用連接器將上預(yù)埋盒的鋼筋與張拉輔助拉筋連接起來(lái)，用穿心式張拉千斤頂在牛腿外張拉，每根鋼筋的張拉力為200kN（4根鋼筋共張拉800kN），每根鋼筋張拉到位后用宰子將錨頭旋轉(zhuǎn)宰緊。

4.4 橫梁安裝

橫梁安裝較為簡(jiǎn)單，擺放于牛腿平梁及上預(yù)埋縱梁上，對(duì)正聯(lián)系孔，在各橫梁間置φ48×3.5mm腳手管作為聯(lián)系襯管（聯(lián)系襯管需用車(chē)床下料，保證長(zhǎng)度準(zhǔn)確及端面平整），再用φ32mm精軋螺紋粗鋼筋將各襯管與各道橫梁串聯(lián)起來(lái)并扭緊錨頭即可。

5 結(jié)束語(yǔ)

本橋0＃塊及1＃塊連續(xù)梁橋的成功施工，進(jìn)一步證明了該支架是安全穩(wěn)定的，剛度亦滿(mǎn)足要求。該支架設(shè)計(jì)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）縮短工期，經(jīng)濟(jì)效益明顯；以前同類(lèi)橋梁0＃塊與1＃塊為單獨(dú)施工，現(xiàn)0＃塊及兩個(gè)1＃塊連續(xù)梁橋同時(shí)澆筑，大大縮短了工期，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

2）避免額外增加施工材料，巧妙利用了掛藍(lán)構(gòu)件（底縱梁，滑梁等系統(tǒng)）的力學(xué)性能，掛藍(lán)的大型鋼構(gòu)件剛度大，使支架穩(wěn)定性好，傳力明確，受力可靠。

3）支架安裝拆卸方便，施工操作平臺(tái)搭設(shè)方便，并且平臺(tái)面積較大（同時(shí)澆注0＃及1＃塊），大大方便了鋼筋及模板的施工，利于施工人員進(jìn)行操作。

當(dāng)前，懸臂澆注施工工藝日趨完善，桁式斜拉掛藍(lán)在穩(wěn)定性與材料用量上具有較大的優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于此類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋在采用桁式斜拉掛籃懸臂澆筑施工時(shí)，可利用桁式斜拉掛籃構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行0＃塊及1＃塊連續(xù)梁橋的施工，采用此種施工方法對(duì)同類(lèi)橋梁的施工有較大的參考作用。

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