組合工具式鋼支架系統(tǒng)在先簡支后連續(xù)橋蓋梁施工中的應(yīng)用

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1 工程概況

上海嘉閔高架路北延伸段工程南北走向，其5標段位于嘉定區(qū)，南起躍華江，北至曹安路。 主要為主線高架橋、G2立交橋、跨線橋及地面道路。

G2立交為四層渦輪式立交：地面層，京滬高速公路（即G2）；第二層，嘉閔高架路G2地面跨線橋；第三層，立交匝道；第四層，嘉閔高架路主線高架。

主線高架標準段為帶蓋梁雙柱式橋墩，共計59 根。蓋梁長度約為24.2 m，蓋梁截面為倒T形，截面寬度為3 m，蓋梁截面高度在3.38～3.89 m之間，倒T形上截面高度在1.77～2.11 m之間（H1、H3），倒T型下截面高度在1.48～1.82 m之間（H2、H4），混凝土強度等級C50。

2 組合工具式鋼支架設(shè)計及施工難點

本工程標準段蓋梁長度24.5 m，寬度3 m，高度3.7 m，由于蓋梁構(gòu)件重、懸臂大，組合工具式鋼支架設(shè)計難度較大。如采用桁架式支架，相對于大懸臂蓋梁，想利用承臺作為地基承載，斜撐難以滿足大于45°要求，除非采用雙層桁架，但其用鋼量大及安裝復(fù)雜，實際操作性差。組合工具式設(shè)計需充分考慮支架的經(jīng)濟性及施工操作性。

蓋梁混凝土澆筑完畢后，組合工具式鋼支架的拆除難度較大，在砂箱卸載后，鋼支架需由上至下拆除，為避免鋼支架的失穩(wěn)，拆除時充分考慮安全防護及保護措施。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)研究[1-4]

3.1 組合工具式鋼支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

鋼支架豎向支撐采用6 根Φ600 mm鋼管，壁厚16 mm，立柱之間豎向連接采用法蘭盤對接，水平設(shè)置16#槽鋼剪刀撐。兩端懸挑鋼梁采用1 200 mm雙拼工字鋼，單根長度13 m，型號為1 200 mm×400 mm×18 mm×22 mm，采用Q345鋼材，鋼梁之間的對接采用法蘭盤，法蘭盤端盤采用厚22 mm鋼板，并設(shè)置8 塊加勁板。端板開Φ27 mm的孔，采用34 個承壓型M24×70 mm的螺栓連接（10.9級），接頭可承受最大彎矩3 000 kN·m。高強螺栓預(yù)張力為225 kN，如圖1所示。

圖1 重支架設(shè)計示意（局部）

鋼支架拆除時采用砂箱卸載工藝，利用砂箱卸載沉降致使鋼支架與蓋梁結(jié)構(gòu)脫離，進行鋼支架拆除，砂箱尺寸為800 mm×800 mm×650 mm，底部承砂底座高378 mm，采用22 mm鋼板，可裝砂高度200 mm，卸砂后沉降高度為185 mm，根據(jù)施工經(jīng)驗預(yù)拋9 mm。

由于Φ600 mm鋼管最短長度為1 m，對于小于1 m的鋼支架高度的調(diào)整，采用混凝土調(diào)節(jié)塊。在承臺面上澆筑800 mm×800 mm正方形混凝土調(diào)節(jié)塊，混凝土強度C40，調(diào)節(jié)塊高度控制在500 mm以內(nèi)。承臺面為斜面，種Φ16 mm鋼筋，間距200 mm。

3.2 組合工具式鋼支架安裝

3.2.1 安裝流程

澆筑C40混凝土調(diào)節(jié)塊→安裝砂箱→吊裝Φ600 mm鋼管→安裝剪刀撐→吊裝120#工字鋼梁→安裝鋼梁橫向連系桿

3.2.2 施工方法

采用一臺500 kN履帶吊進行安裝，自下至上，由柱邊至懸臂外側(cè)，吊車?？课恢脼楝F(xiàn)有施工便道，吊裝距離控制在14 m以內(nèi)，局部位置如無施工便道，需鋪設(shè)300 mm宕渣，并進行壓實。

法蘭盤的螺栓、剪刀撐的螺栓均由工人乘升降機至作業(yè)面進行安裝，單節(jié)Φ600 mm立柱安裝完畢后，立即安裝剪刀撐。鋼梁安裝必須由中間至兩邊對稱安裝，吊裝就位后立即扣上限位，防止鋼梁偏位。1 200 mm鋼梁擱置在Φ600 mm鋼柱上方位置必須有加勁板。鋼梁法蘭盤連接部位不能在跨中，法蘭盤連接最大彎矩3 000 kN·m，鋼梁接頭距離鋼柱中心不得大于5 m。

3.3 組合工具式鋼支架拆除

3.3.1 拆除流程

電動葫蘆與鋼絞線固定→電動葫蘆鋼索從下部攬緊鋼梁→解除砂箱約束，釋放內(nèi)部粗砂→拆除最上節(jié)框架剪刀撐→拆除最上節(jié)框鋼立柱→電動葫蘆下放鋼梁至第2節(jié)框架上→工人上操作平臺，配合吊機將底模，龍骨等材料拆除→拆除1 200 mm鋼梁→拆除下節(jié)框架→拆除砂箱

3.3.2 施工方法

蓋梁混凝土強度達到100%，同時預(yù)應(yīng)力張拉完畢方可拆除支架。支架拆除采用自下而上的順序進行拆除。采用500 kN履帶吊配合吊運支架；先拆除懸臂遠端處鋼梁，后拆除柱邊鋼梁。剪刀撐嚴禁一次全部拆除，前一段鋼梁拆除后方可拆除后一段鋼梁剪刀撐。

4 主要施工控制措施

4.1 原材料控制

當鋼材的表面有銹蝕、麻點或劃痕等缺陷時，其深度不得大于該鋼材厚度負允許偏差值的1/2。鋼材表面的銹蝕等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定》規(guī)定的C級及C級以上；鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層，夾渣等缺陷。要求全焊透的焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷的檢驗，檢測比例按二級焊縫要求。焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。

工字鋼之間的等強度連接采用10.9級的高強螺栓，其表面硬度應(yīng)達到HRC32～36，且不得有裂紋或損傷。高強度螺栓連接摩擦面應(yīng)保持干燥、整潔，不應(yīng)有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等，且外摩擦面不應(yīng)涂漆。高強螺栓應(yīng)自由穿入螺栓孔，高強度螺栓孔不應(yīng)采用氣割孔，擴孔數(shù)量應(yīng)不超過1.2d。高強螺栓連接副終擰后，螺栓絲扣外露為2～3扣，起重允許有10%的螺栓絲扣外露1扣或4扣。

4.2 安裝控制要點

鋼梁必須有加勁板位置方可架設(shè)在立柱上，原側(cè)上根據(jù)鋼梁1 500 mm模數(shù)進行微調(diào)，局部3柱、4柱蓋梁支架，如不能同時滿足，需現(xiàn)場在鋼筋上焊接加勁板，板厚22 mm。鋼梁對接位置不宜在跨中，方案要求對接位置距離較近處Φ600 mm鋼管中心不大于5 m。焊接H型鋼的翼緣板拼縫和腹板拼接縫的間距不應(yīng)小于200 mm。翼緣板拼接長度不應(yīng)小于2 倍板寬，腹板拼接寬度不應(yīng)小于300 mm，長度不應(yīng)小于600 mm。

5 結(jié)語

隨著科技的進步，多年來橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，裝配式橋梁施工技術(shù)不斷地在市政橋梁工程中得到應(yīng)用，其理念和宗旨是以先進施工技術(shù)，改善施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，以現(xiàn)代化機械施工代替?zhèn)鹘y(tǒng)密集人力施工，降低施工現(xiàn)場安全風險；以標準化、裝配式施工工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)場散裝施工工藝，提高構(gòu)件施工質(zhì)量，縮短作業(yè)工期。

本工程蓋梁施工采用組合工具式支架系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)形式為Φ600 mm鋼管+雙拼1 200 mm工字鋼體系，相比傳統(tǒng)碗口式支架，其具有安裝速度快、結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)越、機械化程度高、通用性強的優(yōu)點，在工程中獲得較好的實施效果，也為今后類似市政橋梁工程提供一些借鑒。