公路橋梁獨(dú)柱雙懸臂蓋梁施工技術(shù)

繆玉盧

摘 要：山區(qū)圓形獨(dú)柱雙懸臂蓋梁施工因地形復(fù)雜，具有支架搭設(shè)困難、施工周期長等特點(diǎn)。通過對滿堂支架、鋼管樁立柱貝雷梁組合支架和抱箍雙懸臂支架等方案的研究，采用抱箍支架一體化設(shè)計方案施工，有效解決了常規(guī)支架方案地基承載力要求高、堆載預(yù)壓工作量大和施工周期長等難題，可確保蓋梁施工的安全和質(zhì)量，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：獨(dú)柱；雙懸臂蓋梁；抱箍；支架

中圖分類號：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.137

1 工程概況

某大橋地處粵西北山區(qū)，全長1.7 km，4次跨河流，河寬40～60 m，最大水深為9 m，墩柱大部分位于半山腰或山腳陡坡處，地勢陡峭，施工場地小，部分墩柱處于地勢平坦位置，但墩身高度均>30 m，且雨季施工受山洪影響較為嚴(yán)重。

下部構(gòu)造采用獨(dú)樁獨(dú)柱設(shè)計方案，柱-樁對應(yīng)直徑為Φ200～220 cm、Φ220～250 cm和Φ250～280 cm；上部結(jié)構(gòu)為30 m（25 m）先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)（剛構(gòu)）T梁。

蓋梁長11.76 m，寬分別為2.7 m和2.3 m，高1.8 m。兩端各懸挑4.63 m，蓋梁體內(nèi)共11束預(yù)應(yīng)力鋼絞線。蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線分3次張拉，張拉時采用超張拉工藝，單端張拉，且兩端交替進(jìn)行。

2 支架方案比選

此類蓋梁施工支架設(shè)計方案包括滿堂支架、鋼管立柱貝雷梁組合支架、抱箍雙懸臂支架等。本工程位于山區(qū)，具有地形復(fù)雜且受山洪的影響較大、墩柱大部分位于半山腰、地勢陡峭、施工場地小和墩高均超過20 m等特點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和工期等多方面詳細(xì)分析、對比得出，蓋梁施工各方案的優(yōu)、缺點(diǎn)如表1所示。

點(diǎn)，最終確定蓋梁施工支架采用抱箍雙懸臂支架法。

抱箍計算結(jié)構(gòu)受力明確、安全儲備大，安裝、拆除方便，地形適應(yīng)能力強(qiáng)，適合流水化作業(yè)施工，經(jīng)濟(jì)效益好。此外，此方案可促進(jìn)工程項(xiàng)目管理走向精細(xì)化，最終提升管理水平。

3 抱箍支架設(shè)計

抱箍支架設(shè)計取2.7 m寬的蓋梁設(shè)計，其荷載主要為：蓋梁荷載G1為1 000 kN（除去墩頂部分的混凝土自重）；模板荷載G2為83 kN；支架荷載G3為90 kN；施工荷載G4為20 kN；荷載系數(shù)λ均取1.2.

由于抱箍1與懸臂支架連接處焊接了大量的加勁板，剛度較大，無法很好地與墩柱密貼，所以，在設(shè)計過程中抱箍1提供的摩阻力僅作為安全儲備。豎向荷載只考慮傳遞到抱箍2，3.

蓋梁抱箍施工中，蓋梁混凝土澆筑完成時抱箍所受的荷載G是最大的，結(jié)構(gòu)設(shè)計控制工況為：G=（G1+G2+G3+G4）×λ=（1 000+82+90+20）×1. 2=1 430 kN. 計算抱箍體需承受的徑向壓力N，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。為了消除混凝土墩柱因局部不平整而導(dǎo)致抱箍與墩柱混凝土表面形成點(diǎn)或線的接觸，進(jìn)而造成力量加載不均勻或損失的現(xiàn)象，在抱箍內(nèi)側(cè)與墩柱之間貼上5 mm厚的橡膠板進(jìn)行調(diào)節(jié)，可增大摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)μ偏安全設(shè)計，取0.3.因此，單側(cè)高強(qiáng)螺栓所需拉力T=N/4=（G/μ）/4=1 192 kN；單個高強(qiáng)螺栓（8.8級M24）的承載力設(shè)計值為Ntb =0.8P=140 kN；安全系數(shù)值取2.0時，單個螺栓拉力[NL]=70 kN；單側(cè)螺栓數(shù)目m=T/[NL]=17.03.

計算截面（抱箍2，3）上單側(cè)的螺栓數(shù)目m取18個；抱箍2，3共設(shè)36個8.8級M24高強(qiáng)螺栓，抱箍1共設(shè)16個高強(qiáng)螺栓作為拉桿。

通過有限元計算軟件Midas Civil建立整體模型，懸臂主梁采用I45a工字鋼，斜桿采用I45a工字鋼。為了提升結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，在兩組懸臂主梁與斜桿間設(shè)置了2[20a槽鋼連接系；底模排架采用I16工字鋼焊接成整體排架。抱箍支架設(shè)計圖如圖1所示。

4.1 支架安裝

使用吊機(jī)將抱箍3吊至預(yù)定的墩身位置，且保證抱箍底口齊平。擰緊抱箍3螺栓后開始安裝抱箍1，2和支架。

抱箍1，2分兩次吊裝。使用50 t履帶吊找到支架重心，將半邊支架吊起，且保證支架頂面水平。移至抱箍3上方，將抱箍2與抱箍3的法蘭盤準(zhǔn)確對接后擰緊螺栓，抱箍1利用鋼絲繩將上部臨時固定在墩身上。使用50 t履帶吊吊起另一半支架，并重復(fù)前一步驟。對接就位后，將抱箍1，2螺栓擰緊，檢查無誤后去掉鋼絲繩。

高強(qiáng)螺栓使用電動扳手施擰，抱箍安裝過程中建立電動扳手標(biāo)定、高強(qiáng)螺栓使用制度。由2名專職人員對電動扳手進(jìn)行標(biāo)定、復(fù)核，建立標(biāo)定、使用臺賬和對使用過程全程監(jiān)控。

高強(qiáng)螺栓施擰順序：抱箍兩邊同時施擰，同排螺栓從中間向兩邊對稱施擰，兩個電動扳手交叉復(fù)擰、相互校核。值得注意的是，抱箍應(yīng)盡量避開墩柱施工縫，且混凝土表面不平整時應(yīng)使用磨光機(jī)磨平。

4.2 底模鋪設(shè)

抱箍支架施工完成后，用汽車吊將底模支架吊至抱箍支架平臺上并固定牢固；根據(jù)測量放樣點(diǎn)調(diào)整模板，并用鋼楔抄墊牢固；鋼楔采用Q235鋼板加工，以方便拆除底模。

4.3 鋼筋、波紋管的制作和安裝

4.3.1 整體綁扎吊裝

蓋梁鋼筋半成品在鋼筋加工廠集中下料并分類存放，運(yùn)至施工現(xiàn)場后，在地面相應(yīng)的胎膜上完成綁扎。如果錨具和螺旋筋與其他普通鋼筋位置沖突時，可適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋的位置，螺旋筋可與其他定位筋點(diǎn)焊在一起，錨墊板（喇叭口）與螺旋筋必須同軸，且與預(yù)應(yīng)力鋼束垂直。

蓋梁鋼筋采用整體吊裝的方法，內(nèi)部增加加強(qiáng)鋼筋，以防骨架變形。吊裝使用扁擔(dān)，對稱布置8個吊點(diǎn)，吊點(diǎn)處采用鋼筋加強(qiáng)。

4.3.2 波紋管安裝

在波紋管安裝前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定波紋管軌跡線，豎彎段每隔50 cm、直線段每隔80 cm設(shè)置1道U型定位筋，并與蓋梁鋼筋焊接牢固，孔道澆筑混凝土前穿專用鋼束壓重，以防波紋管上浮。波紋管接頭使用連接接頭，并用透明膠帶纏繞密封。混凝土終凝前抽出壓重物后清孔，以保持孔道暢通。

4.4 側(cè)模安裝

由于全橋蓋梁橫向坡度種類較多，所以，蓋梁側(cè)模采用側(cè)模包底模的設(shè)計方法。鋼筋安裝完成后，嚴(yán)格按照施工設(shè)計圖紙安裝側(cè)模。安裝側(cè)模時應(yīng)注意模板尺寸、平面位置和鋼筋保護(hù)層的厚度，底口在底模下方穿對拉拉桿收緊頂口，在兩片模板內(nèi)側(cè)設(shè)置木方撐桿和對拉拉桿，以保證蓋梁的結(jié)構(gòu)尺寸。此外，所有安裝接頭均應(yīng)牢固、可靠。

4.5 混凝土澆筑

模板安裝完成后，測量人員應(yīng)對模板高程、平面位置、預(yù)埋件標(biāo)高和位置進(jìn)行復(fù)測，并放出蓋梁頂面高程、縱坡線，確保準(zhǔn)確無誤后報檢，檢查合格后即可澆筑混凝土。

澆筑順序：先中間、后兩邊，對稱澆筑?；炷练謱訚仓謱雍穸取?0 cm，振搗密實(shí)，嚴(yán)禁振動棒碰觸波紋管，蓋梁頂面抹面、收坡。澆筑過程中安排專職人員檢查抱箍螺栓、底模抄墊是否松動。

4.6 張拉壓漿

蓋梁混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到90%，且齡期要≥5 d，之后可進(jìn)行蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉施工。蓋梁張拉使用數(shù)控張拉設(shè)備，按設(shè)計要求單端張拉，兩端交替進(jìn)行，張拉支架固定在抱箍支架上，且要確保操作人員安全。

張拉后48 h內(nèi)完成孔道壓漿，完成后及時對錨固端按設(shè)計要求進(jìn)行封閉處理。對蓋梁端部混凝土進(jìn)行鑿毛，將其周圍沖洗干凈，安裝封錨鋼筋并澆筑封錨混凝土。

4.7 模板、支架的拆除

拆除步驟：拆除側(cè)模，預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完畢后，待強(qiáng)度滿足設(shè)計要求時，準(zhǔn)備支架拆除工作；拆除蓋梁底模支架抄墊鋼楔，使底模脫離蓋梁底混凝土面；利用吊機(jī)拆除蓋梁底模和底模支架；安裝起吊扁擔(dān)，將兩側(cè)抱箍支架臨時吊掛在蓋梁上，收緊鋼絲繩，并將兩側(cè)下層的抱箍2，3分別可靠連接，同時，拆除抱箍1，2，3的連接螺栓；利用吊機(jī)整體起吊單邊抱箍托架，橫移出蓋梁范圍，吊放至地面；重復(fù)前一步，吊機(jī)將另一側(cè)抱箍托架起吊橫移出蓋梁范圍，吊放至地面，托架拆除完畢。

5 結(jié)束語

獨(dú)柱雙懸臂蓋梁采用抱箍支架法施工可行，有效解決了傳統(tǒng)支架施工方法中的地基處理難、堆載預(yù)壓工作量大、支架穩(wěn)定性差和施工周期長等難題。該方案對地形的適應(yīng)能力強(qiáng)、施工周期短、安裝和拆除方便、支架可以反復(fù)倒用，且經(jīng)濟(jì)效益較高，對于城市、山區(qū)或河流等復(fù)雜地形下的圓柱蓋梁施工有很好的參考意義。此外，該施工方法對道路、河道的通行和通航影響較小，有利于快速施工、文明施工，具有很好的推廣和應(yīng)用價值。

在抱箍支架法施工過程中，管理人員應(yīng)建立完整的專項(xiàng)施工管理制度，保證所有施工工序被全程監(jiān)控，確保每一個環(huán)節(jié)可追溯，責(zé)任層層分解，從而提高企業(yè)施工管理水平，使企業(yè)向管理精細(xì)化的方向邁進(jìn)。

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〔編輯：張思楠〕