軟土地基現(xiàn)澆懸臂蓋梁膺架法施工技術(shù)

孫繼文 王彥芳 童生生 俞 毅

寧波市建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 浙江 寧波 315000

1 工程概況

寧波環(huán)城南路西延（薛家南路—環(huán)鎮(zhèn)北路）工程施工V標(biāo)段，長(zhǎng)度約2 031 m。橋梁工程內(nèi)容包括1座主線高架、2對(duì)上下行匝道、2座地面橋。主線高架標(biāo)準(zhǔn)斷面25.5 m，匝道8.5 m。本標(biāo)段主線高架共52個(gè)懸臂式蓋梁橋墩，懸臂蓋梁長(zhǎng)度約24 m、寬度2.2 m，蓋梁根部高2.5 m，挑臂端高1.35 m，蓋梁挑臂長(zhǎng)約8.5 m，蓋梁下部立柱截面為1.8 m×1.5 m，承臺(tái)7 m×7 m。蓋梁具體構(gòu)造如圖1所示。

圖1 蓋梁構(gòu)造

本工程橋梁下部構(gòu)造所處的地質(zhì)組成及分布情況自上而下如表1所示。施工區(qū)域地質(zhì)條件較差、軟土地層分布較厚，地質(zhì)表層地基承載力、極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值等各項(xiàng)土質(zhì)指標(biāo)較低。

表1 地質(zhì)組成及分布情況

2 技術(shù)特點(diǎn)

2.1 工程質(zhì)量方面

支架整體支撐點(diǎn)位于承臺(tái)上，避免了由于地基承載力原因而產(chǎn)生的不均勻沉降，減少了支架在澆筑過程中沉降產(chǎn)生的裂縫，提高了現(xiàn)澆蓋梁構(gòu)件的澆筑質(zhì)量。

2.2 工程安全方面

支架構(gòu)配件均在工廠內(nèi)加工完成，加工精度、質(zhì)量有可靠的保證。與滿堂支架相比，支架構(gòu)件的拼裝全部可在地面完成，然后整體進(jìn)行吊裝，大大減少了人員高處作業(yè)的頻率，由人員密集型施工改為機(jī)械密集型施工，施工安全度較高。

2.3 工期、進(jìn)度方面

與滿堂支架相比，減少了支架地基處理和支架預(yù)壓這2個(gè)施工工序，加快了單個(gè)蓋梁施工的進(jìn)度。

與滿堂支架相比，支架呈懸臂結(jié)構(gòu)，支架下有足夠的通車凈空，對(duì)地面輔道中地下管道、沉井及路基等工序制約較小，可以實(shí)現(xiàn)高架與地面輔道同步施工，大大提高了整體工程的施工進(jìn)度。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益方面

能夠縮短蓋梁的施工周期，提高單套支架周轉(zhuǎn)的使用率，減少了支架配置的數(shù)量，降低了工程造價(jià)。

支架各構(gòu)件之間均采用螺栓連接，便于循環(huán)利用，有利于提高支架材料的管理效率，減少支架材料的損耗。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 承臺(tái)預(yù)埋件

當(dāng)型鋼膺架支撐鋼管在承臺(tái)內(nèi)時(shí)，可在承臺(tái)施工過程中先預(yù)埋好地腳螺栓或鋼板預(yù)埋件；當(dāng)型鋼膺架支撐鋼管在承臺(tái)外時(shí)，可在承臺(tái)上設(shè)置鋼墊梁，將支撐鋼管立于墊梁上，墊梁可通過預(yù)埋在承臺(tái)里的精軋螺紋鋼及壓梁固定于承臺(tái)上，如圖2所示。對(duì)于已經(jīng)施工完成的承臺(tái)，在法蘭預(yù)埋筋植筋較困難的情況下，也可采用設(shè)置鋼墊梁的方法進(jìn)行固定。

圖2 鋼墊梁設(shè)置方式

3.2 下部支撐系統(tǒng)

下部支撐系統(tǒng)主要為墊梁、鋼管柱和砂筒（圖3）。為了便于拆卸和循環(huán)利用，一般墊梁或承臺(tái)上的預(yù)埋件與鋼管柱之間采用螺栓連接，鋼管柱與鋼管、鋼管與橫聯(lián)型鋼也采用螺栓連接。鋼管柱頂一般設(shè)置封頭鋼板，便于放置卸架的砂筒或千斤頂。下部支撐系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)設(shè)置爬梯或用移動(dòng)門架搭設(shè)操作平臺(tái)。

3.3 上部型鋼桁架加工及安裝

型鋼桁架加工應(yīng)委托專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)廠組織加工，以保證構(gòu)件的精度，方便安裝。為了便于運(yùn)輸，整體鋼桁架結(jié)構(gòu)分段加工制作，每段的長(zhǎng)度控制在9～12 m。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的連接采用焊接，應(yīng)選擇合理的施工工藝及順序并采取有效措施，控制焊接變形及焊接應(yīng)力，確保焊接強(qiáng)度及變形滿足規(guī)范要求。型鋼桁架在施工現(xiàn)場(chǎng)橋跨內(nèi)進(jìn)行拼裝，每片鋼桁架之間采用螺栓連接，連接位置的螺栓按鋼構(gòu)件等強(qiáng)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)。鋼桁架拼裝誤差應(yīng)滿足施工精度要求，螺栓位置對(duì)準(zhǔn)并擰緊，準(zhǔn)確控制大鋼管桁架標(biāo)高，因加工和安裝誤差導(dǎo)致標(biāo)高不一致處，需墊鋼板找平。

桁架拼裝成整體后，由2臺(tái)汽車吊抬吊至下部支撐系統(tǒng)上安裝，單臺(tái)汽車吊的受載不得大于汽車吊額定起重量的75%，桁架安裝過程如圖4所示。

圖3 下部支撐系統(tǒng)

圖4 型鋼桁架現(xiàn)場(chǎng)安裝

桁架起吊的速度應(yīng)均勻緩慢，分別在鋼構(gòu)件的兩端頭設(shè)置4條溜繩，以便調(diào)整構(gòu)件的方向及角度，構(gòu)件需進(jìn)行角度調(diào)整時(shí)，溜繩用力要輕、要慢，避免出現(xiàn)較大的慣性力，且統(tǒng)一要由專人指揮，不得私自處置。桁架落位后，及時(shí)將桁架與下部支撐鋼管之間的抗傾覆螺桿擰上，將整體支架系統(tǒng)連接成整體。

最后在桁架上鋪設(shè)工字鋼分配梁，以便于后續(xù)模板安裝（圖5）。為了防止分配梁傾覆，分配梁與桁架橫梁之間可用U形卡箍固定。

3.4 首跨膺架預(yù)壓

膺架搭設(shè)完成后，對(duì)首跨支架進(jìn)行預(yù)壓，后續(xù)支架搭設(shè)后可以不進(jìn)行預(yù)壓，支架預(yù)拱值可根據(jù)首跨支架預(yù)壓情況確定。由于蓋梁截面小、自重大，故預(yù)壓材料一般采用鋼筋和砂袋相結(jié)合的方式，即在下層鋪設(shè)鋼筋預(yù)壓材料，在其上面鋪設(shè)砂袋預(yù)壓材料，這樣盡可能減少預(yù)壓的高度，保證預(yù)壓安全，支架預(yù)壓如圖6所示。

圖5 桁架上分配梁安裝

圖6 膺架預(yù)壓

3.5 模板的選擇

由于懸臂蓋梁底面有一定的坡度，針對(duì)這種特點(diǎn)，蓋梁底模的主楞采用桁架形式，桁架上下弦桿采用雙拼8#槽鋼，腹桿采用10#槽鋼，在桁架外沿設(shè)置防護(hù)欄桿立桿的插槽，每2片鋼桁架之間采用10#槽鋼進(jìn)行橫聯(lián)組成1組以方便安裝。模板桁架如圖7所示。

圖7 模板桁架設(shè)計(jì)示意

底模采用高強(qiáng)度竹膠板，小楞可采用10 mm×10 mm的小木方。竹膠板用鐵釘固定在小木方上，小木方可用鐵絲固定在桁架上。拼縫間用玻璃膠進(jìn)行填塞，防止混凝土澆筑時(shí)漏漿。側(cè)模安裝一般采用側(cè)包底的方式，以增加側(cè)模通用性。側(cè)模一般采用鋼模，由鋼模廠加工制作，側(cè)模加固一般采用φ20 mm對(duì)拉螺桿或精軋螺紋鋼。

3.6 混凝土澆筑

懸臂蓋梁澆筑時(shí)先澆筑蓋梁根部，澆筑至與挑臂梁底相平為止，澆筑方向?yàn)橛闪⒅恢猛鶅蓱冶鄯较颍缓笤儆蓱冶畚恢猛⒅较驖仓?。該澆筑方法可避免由懸臂支架變形引起的立柱位置的豎向裂縫。混凝土澆筑順序如圖8所示。

圖8 混凝土澆筑順序

泵送混凝土最大攤鋪厚度不超過60 cm，在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土?xí)r，應(yīng)在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑，上下層同時(shí)澆筑時(shí)，上層與下層前后澆筑距離應(yīng)保持1.5 m以上。

混凝土振搗采用插入式振搗棒，選用經(jīng)驗(yàn)豐富的工人，振搗棒每次移動(dòng)的距離不得大于有效振動(dòng)半徑的1.5倍，一般不超過40 cm，不漏振、不過振。振搗棒與側(cè)模的間距保持在10 cm左右，嚴(yán)禁振搗棒碰撞預(yù)應(yīng)力管道。振搗以混凝土表面不再下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛漿為準(zhǔn)。

3.7 膺架拆除

在蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，可進(jìn)行型鋼膺架的拆除作業(yè)。拆除作業(yè)順序：卸落砂筒→拆除底模、木方→拆除模板桁架→固定鋼桁架→拆除下部支撐系統(tǒng)→下落桁架→地面分解桁架→移至下一個(gè)蓋梁作業(yè)點(diǎn)。

用4個(gè)10 t的葫蘆將桁架整體固定在已建成的蓋梁上。蓋梁上設(shè)雙拼28a#工字鋼作為扁擔(dān)梁，以承受桁架自重。桁架固定方法如圖9所示。

圖9 桁架固定方法

用汽車吊逐步拆除下部支撐鋼管，轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工作點(diǎn)，然后將桁架用葫蘆下放，將其放置在墊梁上或承臺(tái)面上，然后分解成可轉(zhuǎn)運(yùn)的節(jié)段。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 模板

模板采用專門廠家精制的竹膠模板和鋼模板，提高混凝土外觀質(zhì)量，保證線條順直流暢、輪廓分明。

模板拼縫嚴(yán)密、不漏漿，保證結(jié)構(gòu)物外露面光潔、線條流暢。選用專用脫模劑，保證脫模和混凝土外觀質(zhì)量。

4.2 保護(hù)層

嚴(yán)格控制混凝土保護(hù)層，避免混凝土表面出現(xiàn)露筋、銹斑。采用同梁體強(qiáng)度一致的水泥墊塊來保證鋼筋的位置準(zhǔn)確及保護(hù)層的厚度，墊塊數(shù)量不得小于4個(gè)/m2。

4.3 混凝土

制定特殊季節(jié)的混凝土施工專項(xiàng)方案，澆筑前嚴(yán)格控制混凝土坍落度和入模溫度，澆筑后制定專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施。

做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，一般情況下采用灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水采用自來水，不得采用污水，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7 d。冬期施工時(shí)，對(duì)混凝土外露面進(jìn)行覆蓋保溫，當(dāng)模板未拆除而大氣溫度過低、單靠模板不能正常養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，模板外周用彩條布包裹蓄熱。夏季加強(qiáng)混凝土保濕養(yǎng)護(hù)，用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)[1-2]。

5 結(jié)語

使用該施工技術(shù)，可大大減少承重支架搭設(shè)過程中的高處作業(yè)工序和人員，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高施工效率，節(jié)約施工工期，降低管理成本。綜合目前正在施工的寧波環(huán)城南路西延（薛家南路—環(huán)鎮(zhèn)北路）工程V標(biāo)段蓋梁，采用膺架法施工方法較傳統(tǒng)的滿堂架施工方法，單個(gè)蓋梁平均節(jié)省工期約7 d，為整個(gè)工程提前完工創(chuàng)造了良好的條件，緩解了交通壓力，帶來了巨大的社會(huì)效益。