大跨度V撐連續(xù)梁0號塊施工技術(shù)

王曉東

摘? 要：黃大鐵路東青高速立交特大橋跨越榮烏高速公路G18（東青段）采用（36+64+36）mV撐連續(xù)梁。連續(xù)梁的V撐0號塊具有跨度大，支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，文章著重介紹V撐0號塊的支架選擇及結(jié)構(gòu)施工。

關(guān)鍵詞：大跨度V撐;連續(xù)梁;0號塊;支架;混凝土;施工技術(shù)

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）11-0160-03

Abstract： The Dongqing Expressway Interchange Bridge across Rongwu Expressway G18（Dongqing Section） adopts （36+64+36） mV continuous beams. V-brace 0 block of continuous beam has the characteristics of large span and complex support structure. This paper mainly introduces the support selection and construction of V-brace 0 block.

Keywords： long span V-brace; continuous beam; 0 block; support; concrete; construction technology

1 工程概況

黃大鐵路東青高速立交特大橋為跨越榮烏高速公路G18（東青段）及周圍干渠而設(shè)，位于山東省東營市境內(nèi)，中心里程為GDK167+879，全橋長為2274.06m，孔跨布置為：5-24m+25-32m簡支T梁+（36+64+36）V撐連續(xù)梁+1-24m+33-32m+3-24m簡支T梁。其中（36+64+36）mV撐連續(xù)梁于GDK167+761處跨越榮烏高速公路G18（東青段），交叉高速公路里程K470+930，交叉角度88°。

底部結(jié)構(gòu)橋臺為單線T字橋臺，雙線圓端實心橋墩，整個橋梁基礎(chǔ)采用樁徑1.0～1.5m的鉆孔樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為簡支T梁和混凝土預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁。梁體采用單箱單室等高直腹板箱形截面。一個接頭的總長度為137.5m，從側(cè)支架到梁段的距離為0.75m，計算跨度為（36+64+36）m，三角支撐區(qū)梁高2.85m，其他梁段梁高2.6m，箱梁頂寬7m，底寬3.8m，單側(cè)懸臂長1.6m，懸臂端高30cm，根部高55cm。箱梁頂板厚40cm。腹板厚45～60cm，V撐三角區(qū)內(nèi)底板厚76cm;其余標(biāo)準(zhǔn)段箱梁底板厚40cm，支座處底板加厚至66cm。全梁在支座及V撐頂部共設(shè)置10道橫隔板，橫隔板厚分別為1.5m和1.2m。橋面板寬7m。兩側(cè)人行道寬各為0.8m。

V撐連續(xù)梁0號塊總長33.1m，V撐全高14.77m，采用變截面板式結(jié)構(gòu)，板厚1.8m，V撐底座高3.2m，順橋向長7.1m，橫橋向?qū)?.1m，V形支撐和箱梁的交點由圓曲線過渡，其半徑為R=16m。

2 方案比選

V形連續(xù)梁與大跨連續(xù)梁相比，會延伸到主跨跨徑為支撐點，有效跨徑縮短，跨中正彎矩減少，支點處的負(fù)彎矩變小，有效地將梁高度降低，節(jié)約材料，但是由于V撐的支臂剛度較大，梁體受混凝土收縮徐變的影響較明顯。在施工過程中，難以控制V型支撐臂強(qiáng)度，為了確保V撐0號塊的施工質(zhì)量及施工安全，所以要分別分析研究施工和監(jiān)控，從中選擇最佳方案，重點是對V撐部位支架結(jié)構(gòu)及模板方案的比選。保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工過程的可靠性，支架及模板方案必須考慮如下幾點。

（1）為了保證澆筑0號塊混凝土操作的安全，必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性的支撐和模具工作系統(tǒng)。

（2）在澆筑混凝土過程中，V形支架支撐著0塊，V形支架臂將承受較大的水平和垂直力，為了防止V形支架混凝土開裂應(yīng)實施有效措施。

（3）V撐支臂為圓弧狀，需考慮支臂圓弧段與邊跨現(xiàn)澆段模板拼接問題，同時需考慮圓弧段與箱梁梁體銜接處的線形。

出于以上原因的考慮，主要比較了碗扣式腳手架支架方案和工字鋼支架方案的優(yōu)缺點。碗扣式腳手架支架雖然施工經(jīng)驗較多，支架搭設(shè)簡易，但是其支架構(gòu)件施工節(jié)點較多、受力狀態(tài)不明確、支架穩(wěn)定性一般，并且構(gòu)件數(shù)量大、加固措施比較繁瑣、人工及機(jī)械消耗較大、材料損耗率較高、經(jīng)濟(jì)效益及施工效率一般。

工字鋼支架方案工期長，周轉(zhuǎn)利用率較低，有多處焊接;其優(yōu)點在于支架構(gòu)件施工節(jié)點少、受力狀態(tài)清晰、構(gòu)件剛度大、支架整體性和穩(wěn)定性良好，并且構(gòu)件數(shù)量小、安拆損耗小，可重復(fù)利用，提高施工效率，降低施工成本。

為了保證支架穩(wěn)定性，本次施工選擇工字鋼支架方案。并且為了有效減少梁體混凝土澆筑過程V撐支臂產(chǎn)生的水平力對底座的破壞，支臂間采用拉桿連接，拉桿與支架形成有效整體，保證支架穩(wěn)定。

模板選型時，結(jié)合鋼模板、木模板、竹膠板模的各自特點，并且考慮邊跨現(xiàn)澆段與0號塊銜接處線形的控制，通過比較后選擇鋼模板方案。鋼模板可以根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行定制定型，它是由平板和加強(qiáng)筋組成。其結(jié)構(gòu)尺寸精確，混凝土表面平整，并且模板可定制固定尺寸，模板間采用螺栓連接，方便拼裝及拆除，并且鋼模板拆除后可實現(xiàn)二次周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益較好。

3 混凝土澆筑方案

根據(jù)施工圖設(shè)計，理想的施工方案應(yīng)該是V形支撐和連續(xù)梁0#段混凝土在支架上一次性澆筑完成，一次性拆除模板支架。但實際施工中，根據(jù)東青立交特大橋V形支撐的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合V形支撐較高，且橫向?qū)挾容^大，V形支撐和連續(xù)梁的混凝土方量較大的實際情況，采取一次性澆筑對支架產(chǎn)生較大的水平力和豎向力，對支架的強(qiáng)度和穩(wěn)定性來說是一個很大的考驗，同時由于支架變形會引起V形支撐和箱梁的變形，且V形支撐和連續(xù)梁0#段內(nèi)鋼筋密集，如采用一次性澆筑混凝土的入模時間長和振搗難度大，因而需要分層澆筑。該V形支撐和0#段共分3次澆筑，第一次澆筑V形支撐下部直線段部分，高度3.2m;第二次澆筑至V形支撐兩肢底部，高度約4.4m;第三次整體澆筑連續(xù)梁0#段。分層澆筑如“圖1混凝土分層澆筑示意圖”所示：

4 施工工藝

4.1 地基處理

易液化的粉土和粉質(zhì)粘土作為支架范圍內(nèi)地基，地下水相對自然地平高差不大，春夏兩季不到1m，秋冬兩季不到 1.5m，地基承載力很低。因此地基處理擬采用推土機(jī)將支架范圍內(nèi)地基基底以砂夾石（1：2）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)處理，表面混凝土硬化處理的方式，目的是在軟基上形成一個硬殼層。

一般地面先換填50cm厚砂夾石，分層碾壓密實，之上澆筑C30混凝土墊層，承臺開挖處及泥漿池處地基處理方式為換填50cm厚級配碎石，碾壓密實，然后換填30cm厚砂夾石，之上澆筑C30混凝土，對地表水滲入地基起到阻止作用，使地基承載力受到影響。完成地基填土后，為了防止雨水滲透需要在周圍做好排水系統(tǒng)。地基處理完后對地基進(jìn)行承載檢測，承載能力必須超過200千帕斯卡。

支架臨時邊墩基礎(chǔ)位于高速公路路基坡腳處，每個支架支撐基礎(chǔ)都分為C30混凝土墻條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部用Φ20鋼筋做成單層20*20cm的鋼筋網(wǎng)片來加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性。鋼管立柱基礎(chǔ)直接在承臺頂面預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板尺寸為700*700*14mm，鋼板中心與鋼管立柱中心重合，鋼板底面做長40cm，直徑25mm的預(yù)埋U型鋼筋。在承臺施工時就安裝預(yù)埋鋼板，并且安裝時對鋼板的頂面標(biāo)高將嚴(yán)格控制。

4.2 支架配置

V撐部分支架分為底座、支臂、梁部三部分，分別配置如下：

（1）底座部分

底座底層采用工40工字鋼作為橫梁，間距0.6m排列，作為底座支撐結(jié)構(gòu);上部采用20×20枕木作為縱梁，滿鋪采用0.3m 10×10方木，底模鋪設(shè)2mm厚鋼板。采用竹膠板為側(cè)模，縱肋為10×10方木，橫梁為鋼管。

（2）支臂部分

采用鋼管支架支撐，工字鋼作為縱橫梁，模板采用三角鋼架加固鋼模板支撐。采用Φ490mm，10mm壁厚的螺旋管為支撐鋼管，橫向支撐間距3m，縱向間距最大3.4m，最大高度6.7m，支架分為三個臺階搭設(shè)。工字鋼2×工40為橫梁，采用工字鋼縱梁工25做縱梁，縱梁，其間距0.4m。

（3）梁體部分

梁體部分與支臂部分相同，采用鋼管與工字鋼支撐，模板采用鋼模。采用Φ540mm，10mm壁厚1的螺旋管為鋼管立柱，橫向支撐間距9m，縱向間距最大2.8m，最大高度7.88m，采用工字鋼2×工56a工字鋼做橫梁，采用工字鋼縱梁工25做縱梁，縱梁間距0.4m。

鋼管立柱下部與基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板焊接，上部安裝可調(diào)節(jié)支座，支座與橫梁工字鋼采用抱箍連接，形成整體。鋼管立柱與縱橫梁安裝完成后，由下往上逐層安裝三角鋼架及墩身底部模板。模板與三角鋼架采用勾頭螺栓連接，采用預(yù)制的鋼板螺栓連接每層底模板，采用U型卡連接工字鋼與三角鋼架，三角鋼架內(nèi)放置縱、橫向及水平剪刀撐。

鋼管立柱安裝完成后，用【20a槽鋼將立柱和墩身預(yù)埋鋼板焊接在一起，以增加鋼管立柱的整體穩(wěn)定性。

4.3 支架預(yù)壓

支架系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)壓，是為了使支撐系統(tǒng)的非彈性變形減少或消除，并預(yù)測彈性變形值以對梁基礎(chǔ)的標(biāo)高精確控制。由于恒載和部分施工荷載在梁體澆筑施工時幾乎相等，因此需要預(yù)壓，使用堆砂袋法。底模上的砂袋堆放整齊，從中間向兩端裝載，按每袋50公斤計算。第一次，按30%壓重24小時的觀察時間，第二次按60%壓重24小時的觀察時間，第三次按100%壓重24小時的觀察時間，最后加120%，48小時的觀察時間。

在預(yù)壓時，標(biāo)準(zhǔn)樁的載荷高度可以根據(jù)砂的重量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。預(yù)壓時，應(yīng)首先建立觀察點在支座頂部，測量高程使用水準(zhǔn)儀，對支座變形總量進(jìn)行觀察。根據(jù)理論分析，在支架預(yù)壓前，應(yīng)在頂面上設(shè)置預(yù)拱度，在支架壓力穩(wěn)定后卸載，對比預(yù)壓過程中的理論數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)，合理調(diào)整后，支架的預(yù)拱度最終確定，設(shè)跨中為預(yù)拱度的最大值，梁的兩端為零，為了確保箱梁澆筑成型后線條順滑，按二次拋物線進(jìn)行分配。

4.4 混凝土澆筑

V撐施工時，重點需要控制混凝土的生產(chǎn)、運輸及澆筑過程。為了防止混凝土產(chǎn)生裂縫，在混凝土施工過程中，需注意如下幾點：

（1）混凝土攪拌前，對粗細(xì)骨料的含水量應(yīng)嚴(yán)格測量，準(zhǔn)確測量粗細(xì)骨料含水量因氣候變化而產(chǎn)生的變化，并對攪拌施工比及時調(diào)整。

（2）生產(chǎn)混凝土?xí)r，聚丙烯纖維可適量加入，為了使混凝土的抗裂性增加。

（3）為了適應(yīng)澆筑速度和混凝土凝結(jié)速度的需要，需裝備足夠的罐車，并確保連續(xù)性的澆筑。必須確保混凝土在運輸過程中，不分離、不滲漏、坍落度損失過多及嚴(yán)重泌水等現(xiàn)象，并確保運到灌溉地的混凝土保持均勻，并完好無損。

（4）澆筑的中心位置與汽車泵的位置大致相同。送下料口，應(yīng)能移動泵?；炷敛粦?yīng)使用插入的振動桿水平牽引，也不應(yīng)將進(jìn)料口積累的混凝土推到遠(yuǎn)處。汽車泵混凝土輸送管應(yīng)符合現(xiàn)場要求，保證布料均勻?；炷吝B續(xù)泵送，為了保持泵送的連續(xù)性有必要降低泵送速度。

（5）混凝土澆筑方式采用“水平分層、斜向分段、兩端對稱‘之字形推進(jìn)”的澆筑方式，鋼筋間距在澆筑支臂時可作適當(dāng)調(diào)整，便于汽車泵軟管伸入模板內(nèi)，確?；炷谅洳畈淮笥?m，待混凝土澆筑完畢及時封堵預(yù)留孔。

（6）有必要安排專人在混凝土施工過程中，對模板變形、鋼筋松動泥漿泄漏、泥漿泄漏或墊片跌落等情況進(jìn)行檢查，并設(shè)置專人監(jiān)測支架的混凝土施工過程及支架情況。

（7）澆筑混凝土完成后應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行不少于14d的灑水維護(hù)。對梁體溫度進(jìn)行測量并正確記錄。

4.5 重難點控制

實施V型支架有許多缺點，例如支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大方量混凝土，實施操作耗時長。因此，在施工時需采取如下措施：

（1）V撐支臂部分支架結(jié)構(gòu)各部分必須嚴(yán)格檢查，保證穩(wěn)固，各連接點應(yīng)重點檢查，保證連接穩(wěn)定。

（2）兩支臂間精軋螺紋鋼拉桿必須連接牢固，澆筑前檢查拉桿連接位置套筒是否錯絲，確保施工安全。

（3）因V撐部分支架保留時間較長，鋼模板必須涂抹模板漆，避免因模板銹蝕影響混凝土外觀質(zhì)量。

（4）澆筑混凝土前。應(yīng)進(jìn)行維護(hù)和檢查攪拌機(jī)，維護(hù)后應(yīng)重新檢查測量儀器。準(zhǔn)備好原料，為了防止不能及時供應(yīng)混凝土造成質(zhì)量問題，混凝土的生產(chǎn)要使用兩臺攪拌器。

（5）澆筑現(xiàn)場配備兩臺混凝土汽車泵，兩支臂澆筑時，兩臺汽車泵同時澆筑，避免因澆筑高度不一致造成偏壓，同時避免因設(shè)備故障影響混凝土施工。

（6）在混凝土施工前，做好編制混凝土方案的編制，召開技術(shù)會議，包括施工人員、攪拌站操作員等，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的控制，并為現(xiàn)場工作人員配備通信設(shè)備。

（7）混凝土澆筑采取分班作業(yè)，避免因混凝土施工時間長，人員疲勞施工影響施工質(zhì)量。

（8）混凝土澆筑后，必須按照嚴(yán)格按要求做好混凝土養(yǎng)護(hù)，避免產(chǎn)生微小裂縫?；炷翉?qiáng)度達(dá)到后，底座支架可保留底座，以承受后續(xù)施工中產(chǎn)生的不平衡力，使支架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到保證。

（9）混凝土澆筑前后嚴(yán)格按照監(jiān)控方案，監(jiān)控支架變化，確保施工安全。

5 結(jié)束語

連續(xù)梁V型支撐結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)輕盈，外形美觀，廣泛應(yīng)用于大跨連續(xù)梁，相對于其他墩梁式結(jié)構(gòu)，V型支撐結(jié)構(gòu)更合理。本文總結(jié)了V撐大跨度連續(xù)梁0塊的施工過程，同時對支架方案進(jìn)行了對比，希望可以對以后大跨度V撐連續(xù)梁0號塊的施工提供參考。

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