跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)分析

宋攀

（中交四公局第一工程有限公司，北京100123）

1 引言

跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應(yīng)用，是提高連續(xù)箱梁施工質(zhì)量的重要技術(shù)，為高速公路穩(wěn)固與改擴(kuò)建等提供技術(shù)支持，現(xiàn)澆箱梁支架法施工應(yīng)用中，受到支架形式以及機(jī)械費(fèi)用等的影響，會(huì)造成一定的工期與工費(fèi)差別。針對(duì)既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工，受到場(chǎng)地以及交通等的影響，必須有效調(diào)整箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)模式，從而達(dá)到提高支架穩(wěn)定性的目的，并且及時(shí)調(diào)整工作量，保證跨越既有高速公路現(xiàn)澆施工安全性，將對(duì)交通的影響降到最低，并且提高高速公路與周邊地區(qū)的適應(yīng)性，以此推動(dòng)高速公路交通進(jìn)步。

2 工程概況

某高速公路段，起點(diǎn)包括2條高速公路，途徑4個(gè)村莊道路，終點(diǎn)為特長大橋，橋尾設(shè)置2處停車區(qū)域，互通區(qū)域?yàn)?處，路線全長約為7.55km。主線主要選擇雙向4車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，整體式路基寬度為24.5m，分離式路基為12.5m。全線橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)采用公路-Ⅰ級(jí)，路線主線9次跨越閔孝河、7次跨越省道。此路段施工涉及特大橋、互通匝道橋梁2 588.7m/13座、大橋4 520m/8座，圓柱墩716根，承臺(tái)為53個(gè)，系梁為576道，其中，樁系梁與中系梁分別為386道與190道，樁基1 077根，鋼箱梁91m，現(xiàn)澆箱梁1 180.3m，預(yù)制T梁為1 777片，分別為20m T梁348片、30m T梁1 134片，40m T梁295片。除此之外，還包括空心薄壁墩53根、通道及涵洞13道，施工涉及填方為8.29×105m3，路基土石方工程為1.351 8×106m3，施工中包括隧道1座，隧道左線長達(dá)362m，右線長達(dá)467m。

3 箱梁支架現(xiàn)澆施工方案

跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應(yīng)用，必須結(jié)合高速公路具體情況科學(xué)設(shè)計(jì)施工方案，如此才能保證施工操作及時(shí)準(zhǔn)確。此次施工路段主要采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁+裝配式預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁+鋼箱梁結(jié)構(gòu)，下部分則選擇肋板式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，施工橋墩以柱式墩為主，并且橋臺(tái)、橋墩基礎(chǔ)扎實(shí)。當(dāng)前高速路段現(xiàn)澆箱梁為4段，中間一段為鋼箱梁，余下路段均采用現(xiàn)澆箱梁。結(jié)合此情況積極制定現(xiàn)澆箱梁施工方案。

3.1 現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)

跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工，通過對(duì)連續(xù)梁斷面測(cè)量發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)尺寸比較大，因此，支架設(shè)計(jì)期間需要注意單位面積荷載，如此才能科學(xué)協(xié)調(diào)既有高速公路現(xiàn)澆箱梁支架結(jié)構(gòu)合理性。提高現(xiàn)澆箱梁的承載力，實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁施工，整體線型穩(wěn)定，支架結(jié)構(gòu)更加安全穩(wěn)定。對(duì)比現(xiàn)澆箱梁施工材料，結(jié)合支架設(shè)計(jì)要求，選擇適當(dāng)?shù)哪_手架。利用碗口節(jié)點(diǎn)腳手架，以立桿作為中心進(jìn)行軸向傳力，如此不僅保證支架的安全性，同時(shí)還能夠有效控制低沉降變形值【1】。要求施工管材規(guī)格必須滿足φ48mm×3.5mm，并且支架兩側(cè)相比較箱梁的外緣必須進(jìn)行加寬處理，理想加寬幅度為100cm，為支架操作提供方便?，F(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計(jì)期間，及時(shí)裝設(shè)可調(diào)整的螺旋底座，靈活適應(yīng)高速路段的橫坡或者縱坡，同時(shí)為底模標(biāo)高科學(xué)調(diào)整創(chuàng)造有利條件，方便支架施工操作卸落及時(shí)。此次施工選擇底座型號(hào)與托撐型號(hào)分別為TZ-60、TC-60【2】。

支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，立桿間距按照橋梁縱向方向，將其設(shè)置為0.9m，因?yàn)闃蛄褐苓叚h(huán)境影響，還需要在橋墩位置增加間距密度，將其調(diào)整至0.6m。通過立桿橫橋結(jié)構(gòu)調(diào)整，箱梁腹板位置與兩側(cè)腹板間距設(shè)定至0.6m，其余位置立桿橫橋與兩側(cè)腹板間距均調(diào)整到0.9m，支架底板設(shè)計(jì)期間，必須在底部位置墊上方木墊塊，規(guī)格為15mm×10mm。尤其是立桿頂部位置，通過U型TC-60托撐，為保證方木橫梁穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)，搭配方木縱梁，設(shè)置間距為30cm，由此形成方木網(wǎng)格，隨即現(xiàn)澆箱梁施工低模基礎(chǔ)。注意現(xiàn)澆箱梁施工期間，支架方木橫梁施工必須將接頭按照相互交錯(cuò)形態(tài)布設(shè)【3】。尤其是方木橫梁與縱梁，及時(shí)在交疊位置打釘，保證方木銜接緊固。既有高速公路沿橋方向及時(shí)設(shè)置剪刀撐，要求間距控制在4.8m，并且支架兩側(cè)與中間間隔距離需≤4.8m。還要在支架底部水平位置設(shè)置剪刀撐，以增加支架穩(wěn)固性。

3.2 支架搭設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)

支架搭設(shè)按照支架設(shè)計(jì)要求，提前對(duì)基底加固處理，隨即通過混凝土墊層及時(shí)完成基底找平。應(yīng)用抱箍桿件，加緊支架位置、橋梁墩柱之間的緊固性，確保支架更加穩(wěn)定。特別是支架搭設(shè)期間，結(jié)合支架設(shè)置情況對(duì)垂直度合理調(diào)整。支架底座位置需要安裝托撐絲桿，其施工長度必須≤30cm【4】。高速公路當(dāng)前已有現(xiàn)澆箱梁施工結(jié)構(gòu)，以此確定具體絲桿埋入長度，隨即進(jìn)行加固處理，從而防止支架施工出現(xiàn)緊固不當(dāng)脫落的情況。不僅如此，支架施工中按照橋梁方向，處理好支架銜接位置，為支架搭設(shè)提供方便的同時(shí)，還需要及時(shí)在支架外圍設(shè)置防護(hù)欄桿，保證支架施工安全。此次高速公路既有箱梁支架法現(xiàn)澆施工，還需要在防護(hù)欄桿基礎(chǔ)上裝設(shè)安全網(wǎng)，提高安全性與防護(hù)性。

4 箱梁通行孔施工設(shè)計(jì)

該高速公路既有箱梁路段作為車流量較大路段，現(xiàn)澆箱梁施工時(shí)必須協(xié)調(diào)通行孔，在每個(gè)已有現(xiàn)澆箱梁路段增設(shè)雙機(jī)動(dòng)車道，通行孔設(shè)計(jì)必須注意中央分隔帶。特別是橋墩兩側(cè)位置，增設(shè)7根鋼管柱，根據(jù)高速公路實(shí)際情況，直徑設(shè)置在42.6cm，控制鋼管柱的間距為2m。與此同時(shí)，還要在鋼管柱的上下端口位置進(jìn)行焊接，主要材料為井字架鋼板，如此進(jìn)一步提高鋼管柱的穩(wěn)固性。鋼板聯(lián)結(jié)處理中，通過支墩間距測(cè)量，保證通行孔設(shè)置合理，如此才能增加現(xiàn)澆箱梁支架穩(wěn)固性。支墩設(shè)計(jì)之前計(jì)算路橋地基承載力，通過換填的方式在原基礎(chǔ)上增加承載力，換填主要材料為級(jí)配碎石，換填處理還需要應(yīng)用打夯機(jī)將其進(jìn)行分層夯實(shí)，直至達(dá)到高速公路路面水平位置。

通行孔設(shè)計(jì)，控制好支墩尺寸，要求長、寬、高分別為13.5m、1.5m、1.0m，采用C30混凝土作為主要材料，以此將支墩基礎(chǔ)擴(kuò)增。在此基礎(chǔ)上增設(shè)鋼管柱高度，確保鋼管柱整體穩(wěn)定性。鋼管柱支墩每個(gè)位置均安裝吊環(huán)，材料以Q235-φ25mm鋼筋為主，為鋼管柱支墩施工提供方便。通行孔的縱梁選擇貝雷桁架，結(jié)合箱梁底板結(jié)構(gòu)，控制貝雷桁架間距，利用支撐架將貝雷桁架進(jìn)行有效銜接，使得通行孔之間形成一個(gè)整體，完成現(xiàn)澆箱梁基礎(chǔ)施工【5】。

5 現(xiàn)澆箱梁地基施工處理

跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應(yīng)用中，地基處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地基處理得當(dāng)，能夠滿足現(xiàn)澆箱梁的施工荷載，并且保證現(xiàn)澆箱梁施工順利完成。地基處理期間，提前將場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，徹底將表面松軟土體清除后，檢測(cè)地基承載力，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)應(yīng)用碎石進(jìn)行換填，隨后進(jìn)行夯實(shí)處理【6】。這期間必須注意，夯實(shí)處理必須達(dá)到2層以上，保證隨時(shí)厚度為60cm，并且壓實(shí)處理遍數(shù)需≥5次，每一次壓實(shí)處理后都需要測(cè)量壓沉值。夯實(shí)處理后在表面進(jìn)行澆筑，澆筑厚度需要達(dá)到20cm。地基處理中及時(shí)挖設(shè)排水溝，根據(jù)高速公路情況，排水溝設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為40mm×30cm，及時(shí)將地基處理地表水排除，防止地基浸泡施工質(zhì)量下降。

6 現(xiàn)澆箱梁安裝施工

6.1 安裝鋼管柱

當(dāng)條形基礎(chǔ)安裝結(jié)束后，需要及時(shí)安裝鋼管柱。安裝過程中，通過吊車等施工設(shè)備進(jìn)行安裝，通過焊接方法，確保鋼管柱與預(yù)埋鋼板的連接具有穩(wěn)定性與牢固性。安裝鋼管柱時(shí)，為了確保鋼管柱垂直度符合高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)，需要在安裝期間科學(xué)合理地運(yùn)用水平尺，進(jìn)而提高安裝施工精準(zhǔn)性。想要進(jìn)一步提高鋼管柱安裝穩(wěn)定性，還應(yīng)在鋼管柱間運(yùn)用槽鋼焊接剪刀撐方法。當(dāng)鋼管柱安裝結(jié)束時(shí)，鋼管柱與沙桶、沙桶與雙拼工字鋼在連接時(shí)均需要使用焊接方法。

6.2 工字鋼的安裝

I40b工字鋼為縱向工字鋼的主要材料，其中，在防止條形基礎(chǔ)與工字鋼時(shí)需要保持垂直狀態(tài)。橋梁的走向與搭建工字鋼時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的夾角，需要在工字鋼安裝過程中根據(jù)計(jì)算書的計(jì)算長度精準(zhǔn)地在工字鋼上進(jìn)行標(biāo)注，保證標(biāo)注較為明顯，工字鋼的實(shí)際間距應(yīng)位于雙拼工字鋼上面，并從橋梁的中心點(diǎn)逐漸向兩邊不斷排列，同時(shí)，還需要使用相應(yīng)工具標(biāo)注出工字鋼的間距【7】。吊裝施工時(shí)應(yīng)運(yùn)用25t吊車，安裝工字鋼時(shí)應(yīng)對(duì)其雙拼工字鋼與140b工字鋼進(jìn)行標(biāo)注，這可確保工字鋼的間距，同時(shí)還可保證工字鋼的長度。

6.3 支架預(yù)壓

地基處理完畢后進(jìn)行支架預(yù)壓，根據(jù)高速公路施工情況，選擇超載預(yù)壓的方式，測(cè)量地基施工與支架施工的穩(wěn)定性與安全性，并且及時(shí)消除支架非彈性沉落情況，保證彈性變形值在合理控制范圍內(nèi)。預(yù)壓處理的主要材料為袋裝碎石，按照荷載級(jí)別劃分為3級(jí)，其中，第一級(jí)為60%，第二級(jí)為100%，第三級(jí)為120%。荷載施加順序必須從中間開始，逐漸延伸到兩端，保證兩端荷載對(duì)稱的基礎(chǔ)上進(jìn)行支架預(yù)壓處理。預(yù)壓處理方法以逐跨預(yù)壓為主，其中，此高速公路跨境箱梁堆載設(shè)定為520t×1.2=625t。通過對(duì)梁體沉落量以及拱度等計(jì)算測(cè)量，對(duì)底模標(biāo)高進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，保證跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工質(zhì)量。

支架預(yù)壓的主要意義就是檢測(cè)與保證支架具有較強(qiáng)穩(wěn)定性，保證高速公路施工的流暢性。從基礎(chǔ)上避免支架與地基出現(xiàn)非彈性形變問題，可有效提高橋面線形的控制程度。該高速公路進(jìn)行支架預(yù)壓時(shí)使用了安裝跨段分段預(yù)壓方法，即根據(jù)箱梁混凝土的分布，將相應(yīng)的沙袋放置在對(duì)應(yīng)的橋梁支架上，其中沙袋重量應(yīng)為箱梁重量的1.2倍。施工前期，按照標(biāo)準(zhǔn)重量將沙袋進(jìn)行分包處理，接著運(yùn)用設(shè)備進(jìn)行吊裝，其中應(yīng)根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)科學(xué)放置相應(yīng)數(shù)量的沙袋【8】。

預(yù)壓的觀察各跨的L/2、L/4（L為跨長）以及橋墩位置為最佳觀察點(diǎn)，每組還可分為上中下3處。從固定位置觀察預(yù)壓情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)沉降情況。觀測(cè)沉降時(shí)可以使用水準(zhǔn)儀，在設(shè)置好觀測(cè)桿時(shí)，需要在加載前期就測(cè)量出觀測(cè)桿的標(biāo)高。當(dāng)?shù)谝淮渭虞d結(jié)束時(shí)，應(yīng)每間隔2h就進(jìn)行1次觀測(cè)，觀測(cè)期間沉降程度應(yīng)低于3mm，若沉降程度為0時(shí)，就可開始第二次加載工作，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行3次加載。當(dāng)加載3次后就可開展卸載工作。

支架每日的沉降標(biāo)準(zhǔn)為2mm以內(nèi)，梁跨的科學(xué)預(yù)壓時(shí)間為3d。卸載工作結(jié)束時(shí)，需再檢測(cè)所有控制點(diǎn)的標(biāo)高情況，這可為獲得合理的地基與支架的非彈性形變量提供良好的保障。即地基與支架非彈性形變量=總沉降量-彈性變量。當(dāng)預(yù)壓工作結(jié)束后，還需要結(jié)合預(yù)壓的實(shí)際效果決定，利用可調(diào)節(jié)頂托改變支架的高度。

吊車與施工人員合作勻速卸載沙袋，而卸載過程中需要不斷進(jìn)行科學(xué)的觀測(cè)。卸載工作結(jié)束后還需要收集與整理觀測(cè)數(shù)據(jù)信息，為更好地計(jì)算地基與支架的綜合形變提供有力的支持。結(jié)合觀測(cè)的數(shù)據(jù)信息，分析出預(yù)壓沉降的實(shí)際情況，接著再合理地調(diào)整懸臂與箱梁底板的高度。

7 結(jié)語

綜上所述，跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)調(diào)整高速公路結(jié)構(gòu)，滿足高速公路發(fā)展需求。通過對(duì)鋼管柱、工字鋼、支架預(yù)壓等科學(xué)處理，完善地基施工結(jié)構(gòu)與通行孔設(shè)計(jì)，提高了跨越既有高速公路箱梁支架法現(xiàn)澆施工安全性與穩(wěn)定性。