城市市區(qū)跨路門洞支架方案設計與施工

中鐵十四局集團第二工程有限公司 山東 271000

摘要：結合港珠澳大橋珠海連接線前山河特大橋及南灣互通立交橋施工，對現(xiàn)澆梁跨越城市道路滿足特別要求的門洞支架方案進行設計，同時介紹了門洞支架的搭設施工方案。

關鍵詞：城市跨路現(xiàn)澆箱梁；超寬車道門洞支架；方案設計與施工

1 工程概況

1.1 總體概況

港珠澳大橋珠海連接線前山河特大橋主線橋1座/1.777Km，南灣互通匝道橋6座/。橋梁上部結構第4、8～14及南灣互通匝道橋聯(lián)采用支架現(xiàn)澆箱梁。由于該工程穿越市區(qū)各種道路，施工時需要搭設跨城市主干道門洞7處其他次干道及支路大小各種門洞8處作為車輛、行人通行使用。

1.2 跨路橋梁設計概況

前山河特大橋主線第四聯(lián)現(xiàn)澆梁上跨前山河東路、第十二聯(lián)上跨南灣大道，南灣互通立交橋B、E、F匝道分別上跨南灣大道。主線第四聯(lián)跨度44米、梁高2.6米，第十二聯(lián)梁跨度29.5米、高1.8米，匝道橋梁高1.5米。主線橋采用三廂室，橫截面頂板厚0.25米，底板厚0.25米，腹板厚0.5米。箱梁兩側翼緣板懸臂長度通常為1.97米。主線橋第四聯(lián)、第十二聯(lián)設計梁底距市政既有路面頂點凈高7.07、10.5米。

2 支架方案設計

2.1 方案簡介

2.1.1上跨前河東路方案

該橋主線第四聯(lián)上跨的前山河東路僅通向珠澳跨境工業(yè)區(qū)道路，該道路路面雙向四車道，中間不設綠化帶，通行車輛較少、夜間有大型（超寬）貨車通行，該跨路門洞采用在既有路面的兩側設置支墩、采用一個大門洞上跨預留的雙向2車道，這樣既減少了路中間的支墩又保證超寬車輛的通行，門洞自下而上設置方式為：80cm高砼基礎φ630mm鋼柱、橫向為I40b雙拼工字鋼、縱向雙拼貝雷梁、橫向I14工字鋼及碗口腳手架。門洞凈寬12.5m，凈高5m，結構布置形式示意圖見附圖1

2.1.2上跨南灣大道方案

上跨南灣大道主線現(xiàn)澆梁12聯(lián)梁高比匝道橋高且支架形式相同，這里僅介紹主線橋第十二聯(lián)，該橋主線第十二聯(lián)及匝道上跨的南灣大道從中間向兩側依次中間綠化帶寬度2米，單向機動車道路面寬度12米、綠化帶1.5米、非機動車道3米、、兩側為非機動車道，該道路是珠海通向橫琴主干道車流量大，并且是通向澳門貨運車輛必經(jīng)之路，經(jīng)常有超寬超高車輛通過。根據(jù)珠海交通部門批準的交通導行方案要求該跨路施工期間必須保證雙向6車道、門洞凈高不低于5米及凈寬確保超寬車輛通行。由于現(xiàn)澆梁梁底距離南灣大道路面的凈距在保證門洞凈高后剩余空間不能采用貝雷梁一次橫跨三個車道，因此采用一個單車道門洞和一個雙車道門洞的方式滿足交通導行方案的要求。門洞自下而上設置方式為：80cm高素砼基礎、φ630mm鋼柱、橫向高度為雙I40b拼型鋼、縱向I45b、橫向I14工字鋼及60碗口腳手架。單車道門洞凈寬3.5m、凈高5m，雙車道門洞凈寬7m、凈高5m，結構布置形式示意圖見附圖2

2.2 支架體系受力檢算

2.2.1 荷載計算

現(xiàn)澆箱梁梁高第四聯(lián)2.6m、第十二聯(lián)1.8米，頂板、底板橫向寬度不變，因門洞預留位置靠近跨中，則取頂板、底板及腹板跨中處作為計算截面，頂板厚度0.25m，底板厚度0.25m，腹板厚0.5m。，如箱梁典型斷面圖所示。

由圖可知：箱梁的截面積：S4聯(lián)=2.5m2 S12聯(lián)=2.1m2

取ρ砼=2.5t/m3、F施工=1.9KN/m、F振搗=1.5KN/m、F模板支撐等=3.4（2.8 十二聯(lián)）KN/m

單位面積支架體系上所承受的荷載，F(xiàn)第四聯(lián)=69.3 KN、F第十二聯(lián)=58.7 KN

2.2.2受力計算

在受力計算中這里選取最薄弱的結構進行計算，縱向結構中計算第十二聯(lián)8米跨度的45b工字鋼，豎向受力結構中計算梁高最大的第四聯(lián)支墩。

⑴第十二聯(lián)縱45b工字鋼強度驗算

由腹板下方2.5米范圍內(nèi)布置三組I45b工字鋼，承重為門洞上方施工總重量加工字鋼自重。

①彎曲強度計算（考慮1.3的安全系數(shù)）

跨中最大彎距：Mmax=1/8×qL2=667.78KN.m（q=（0.875×3+58.7）×1.3=79.72KN/m、L=8m）

正應力σ= Mmax/3W==141.73Mpa< [145Mpa]，正應力滿足要求。

②撓度計算

δ=5qL4/384EI=19.97mm<8000/400=20mm，撓度滿足要求。

⑵支墩驗算

腹板下2.5米范圍內(nèi)兩根630鋼管，承重為其上方雙拼工字鋼、貝雷梁、模板支架及施工總重量。

①強度驗算取最大斷面的2倍荷載考慮為圓管受荷，已經(jīng)相當于考慮安全系數(shù)，故計算如下

σ=P/A=47.4Mpa<[145Mpa] 強度滿足要求（P=69.3×（13.5+12.6）/2+18.5=922.87 kN）。

②穩(wěn)定性驗算

λ=l/ix=380/21.92=17.34 故φ=0.9（ix=21.92cm，l=500-40-80=380cm）

σ=N/φA =52.67Mpa< [145Mpa] 穩(wěn)定性滿足要求。

3 支架搭設方法

3.1 門洞支架主要結構

⑴砼基礎：基礎采用C30砼現(xiàn)場澆筑寬1m高0.8m，，砼基礎兩端頭擺放防撞砂桶，頂面預埋0.7m見方的1cm厚鋼板，表面水平，便于鋼柱與之全面接觸。

⑵鋼柱設置：鋼柱采用外徑630mm、壁厚10mm的焊接鋼管，每根鋼柱頂托、底座處各設置4片底寬15cm、高20cm、厚1cm的鋼板做為加強肋，加強肋與鋼柱頂托、底座之間的通過焊接連接，要確保焊接質量，焊縫要飽滿并不得燒傷鋼管。橫向鋼柱之間通過用14槽鋼連接成“X”形狀的框架，來增加鋼柱的穩(wěn)定性。

⑶雙拼工字鋼與縱向貝雷梁（工字鋼I45b）設置：每排鋼柱上橫向設置1根通長I40b雙拼工字鋼，縱向每道腹板下布置2道貝雷梁（3道工字鋼I45b），其余在兩側翼緣板外緣布設一道。雙拼工字鋼通過其頂部與鋼柱頂托之間的焊接鋼筋來增加穩(wěn)定性；貝雷梁通過與雙拼工字鋼的U型卡固定增強穩(wěn)定性、工字鋼之間通過與雙拼工字鋼的焊接增強穩(wěn)定性。

3.2 門洞支架搭設步驟：

⑴據(jù)門洞搭設圖現(xiàn)場放線，支模，安放立柱埋件鋼板，澆筑立柱基礎混凝土等級為C30。

⑵基礎混凝土強度達到75%后，進行立柱架設，立柱從基礎端點開始架設，立柱間隔為2m，邊架設邊焊接。立柱底部與埋件要滿焊。立柱的柱頂和柱腳均用10mm鋼板焊接，并設加強綴板焊接。排架縱向立柱之間用14槽鋼鋼管做斜撐，鋼管與加強綴板要焊接牢固。

⑶立柱架設完畢后，上面放置雙拼工字鋼，雙拼工字鋼與立柱之間要點焊成一體。

⑷在雙拼工字鋼上縱向放置貝雷梁（45b工字鋼），橫梁與縱梁之間連接件牢固。

⑸在貝雷梁（45b工字鋼）縱梁上鋪設橫向I14工字鋼。

⑹在橫向工字鋼上倒扣頂托搭設碗口腳手架與門洞兩側的滿堂支架相連接。

4 結語

港珠澳大橋珠海連接線前山河特大橋現(xiàn)澆梁跨路部分均采用門洞支架體系。經(jīng)120%的水袋超載預壓觀測，門洞支架非彈性變形最大值1.8mm，平均值1.5mm，完全滿足要求。主線第十二聯(lián)現(xiàn)澆梁混凝土分兩次澆筑，澆筑時觀測門洞變形，第一次澆筑時工字鋼跨中最大撓度變形量12.4mm，第二次澆筑時13.8mm。均小于設計變形值19.9mm，滿足施工及交通導行方案的要求，達到了預期效果。

參考文獻：

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[2]周水興、何兆益、鄒毅松，路橋施工計算手冊，人民交通出版社，2006-05出版。

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4.3重點部位施工方法、施工工藝

4.4.1 梁段調整及澆筑濕接縫

第一步：將如上圖所示的梁段安裝到位。

第二步：精確調整所有預制梁段的位置達到設計線型，進行濕接縫鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)生及整孔張拉后架梁完成。

4.4.2箱梁下?lián)峡刂?/p>

預應力混凝土梁在張拉后上撓，擺放梁段時應該預留反拱度，因此施工時應嚴格控制箱梁的下?lián)隙取?/p>

（1）、根據(jù)設計院提供的混凝土梁預留反拱度確定梁的預留拱度值，擺放梁段時必須保證每個梁段的標高。

（2）、由于每一個梁段均由四個螺旋頂支撐，并且每個支撐點都有三個自由度，這三個自由度相互制約，調整其中一個必將影響其余兩個。所以梁段調位是一個反復調整，逐漸趨近的過程，故在施工中按先縱向調整→橫向調整→豎向調整→縱向調整→橫向調整→豎向調整的次序反復循環(huán)調整，直至達到設計要求。

（3）、箱梁預應力鋼絞線分批張拉，分次調梁，每次的回調量分四次調整懸吊螺紋鋼筋的長度即小行程多次調整。

（4）、根據(jù)架設同類橋梁的經(jīng)驗，及以往數(shù)據(jù)資料實施調整。

（5）、在梁段擺放、預應力張拉過程及完成后定期進行撓度監(jiān)控。

4.4.3盆式橡膠支座（KTPZ）安裝

箱梁節(jié)段拼裝施工中，各節(jié)段之間有部分混凝土現(xiàn)澆，根據(jù)通橋（2005）8356對鐵路橋梁盆式橡膠支座（KTPZ）安裝的有關說明，造橋機節(jié)段拼裝造架梁參照《通橋（2005）8356》3.2現(xiàn)澆連續(xù)梁盆式橡膠支座安裝工藝，對該橋支座安裝做出如下處理：

（1）、支座墊石的混凝土強度等級不低于C40，墊石高度應考慮安裝、養(yǎng)護和必要時更換支座的方便，墊石頂面四角高差不得大于2mm。

（2）、支座采用預埋套筒和錨固螺栓的連接方式，在墩臺頂面支承墊石部位需預留錨栓孔，錨栓孔預留尺寸直徑為套筒直徑加mm，深度為錨栓長度加mm，預留錨栓孔中心及對角線位置偏差不得超過10mm。

（3）、盆式橡膠支座在工廠組裝時，應仔細調平，對中上、下支座板，并預壓50KN荷載后用上、下支座連接角鋼將支座連接成整體。

（4）、支座安裝前，工地應檢查支座連接狀況是否正常，但不得任意松動上、下支座連接螺栓。

（5）、1#段架設時，其余7個梁段按照一定順序在膺架上吊裝到位。

（6）、拆除各支座的上、下支座連接角鋼及螺栓，用橫移頂，縱向移動1#段，為張拉預留1cm混凝土收縮徐變量。

（7）、1#段支座錨孔中漿體強度達到設計要求，其余七個梁段吊裝到位后，則整孔梁段組拼工作結束，進入下道工序。

參考文獻：

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[3]羅要云.淺析56m預制節(jié)段拼裝箱梁張拉壓漿技術[J].中國高新技術企業(yè)，2015.

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工等都能做到科學合理，盡量減少誤差，提高混凝土的質量。首先要加大資金的投入，引進先進的設備；其次是人才的培養(yǎng)，培養(yǎng)出高素質的施工管理人才；最后是制度的完善，根據(jù)先進的施工技術修訂已有的施工規(guī)范，確保有據(jù)可依，施工正確。

4.2落實責任制

混凝土施工是一個系統(tǒng)性的工程，中間包含多個環(huán)節(jié)，因而要將每個環(huán)節(jié)都落實到位，明確各個崗位和部門的職責，提高工作人員的積極性。落實責任制還能杜絕各種隱患，施工人員主動參與到其中，提出寶貴的反饋建議，對于工程改善有很大的幫助。此外，落實責任制要做到公平公正，減少非議，才能確保施工人員的積極性。

4.3完善質量監(jiān)督

混凝土施工從材料采購、配制比例、攤鋪、養(yǎng)護、驗收等各個方面都需要監(jiān)督人員的參與，因而要在各個環(huán)節(jié)安全牌監(jiān)督力量，確保質量。完善質量監(jiān)督要做到客觀、科學，監(jiān)督人員必須有良好的職業(yè)態(tài)度，反饋真實的情況。

4.4人才培訓計劃

人才是土木工程混凝土施工的關鍵，因而要制定人才培養(yǎng)計劃，為企業(yè)培養(yǎng)高素質的人才，才能確保施工的準確性和科學性，減少返工、窩工等情況，提高施工的質量，降低成本。

5、結束語

土木工程混凝土施工技術是工程的重點內(nèi)容，但混凝土施工技術比較復雜，需要全方位的控制，由于混凝土施工中存在的不足，導致工程質量問題非常普遍，影響整體的性能，因而研究其中的施工技術和存在的問題，對于提升土木工程混凝土施工技術的水平具有重要的作用，論文觀點存在不足，懇請專業(yè)人士批評指正。

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