超大跨度連續(xù)剛構(gòu)0 號段施工工藝研究

樊江FAN Jiang

（中國鐵建昆侖投資集團有限公司，成都 610000）

0 引言

在云貴川地區(qū)高速公路橋梁施工中，連續(xù)剛構(gòu)是常見的一種橋梁類型，當需要跨越深谷或較寬河流時，懸臂連續(xù)剛構(gòu)不但可以根據(jù)跨度靈活進行調(diào)整，而且施工時也不受下方影響。連續(xù)剛構(gòu)施工主要分為三個關鍵點，分別是0 號段施工、懸臂段施工和邊跨現(xiàn)澆段施工，其中0 號段施工是連續(xù)剛構(gòu)施工中風險最大也是最為重要的關鍵點，0 號段的施工質(zhì)量關系著整座連續(xù)剛構(gòu)的施工質(zhì)量，因此在0 號段施工前必須對施工方案慎重比選。當連續(xù)剛構(gòu)主墩位于陸地且墩身高度較低時，可采用落地式支架形式進行0 號段施工；但當連續(xù)剛構(gòu)主墩位于山谷陡峭地段且連續(xù)剛構(gòu)跨度較大時，墩頂托架是0 號段施工的最佳選擇。在墨江至臨滄高速公路項目中寨河特大橋（85+160+85）m大跨度連續(xù)剛構(gòu)施工時，其主墩位于陡峭山坡處，由于其跨度較大，從而使得連續(xù)剛構(gòu)0#塊也較大，針對上述情況，我們通過對周邊施工環(huán)境進行調(diào)查，決定采用墩頂托架進行0 號段施工。采用該類型支架不但可以大大減少支架安拆工程量，而且支架受力直接作用于墩身處，使得支架受力明確，安全性更高。支架通過與墩身預埋件進行連接安裝，因此支架的安裝和拆卸更加方便，通過現(xiàn)場實際使用，該類型支架在超大跨度連續(xù)剛構(gòu)大體積0 號段施工中取得很好的效果。

1 工程概況

墨江至臨滄高速公路項目K5+153.5 中寨河特大橋，孔跨布置為左右幅4×40.5+85+160+85+9×39m，橋長849m。其主跨跨越為（80+160+80）m 預應力連續(xù)鋼構(gòu)，主墩結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩。

該預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)全長320m，共76 個節(jié)段，單幅橋箱梁頂板寬12.5m，底板寬6.75m，翼緣板長2.75m，端部厚0.18m，根部厚0.70m。箱梁墩頂梁高10.0m，跨中合攏段梁高3.5m。全橋在端支點、中支點、及跨中共設5 處橫隔板，隔板設有孔洞，供檢查人員通過。其中0 號段長度為13m，高度為10.0m。

2 0 號段托架設計結(jié)構(gòu)

中寨河特大橋（80+160+80）m 預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)箱梁0 號段共長13m，采用在雙肢薄壁墩墩頂預埋牛腿，采用既有鋼桁架搭設鋼結(jié)構(gòu)平臺施工第一層混凝土，第一層混凝土達到強度后張拉0#段底板縱向預應力束，再在第一層上施工第二層；側(cè)模采用大塊鋼模，底模利用掛籃底模，內(nèi)模采用組合鋼模及竹膠板、方木、鋼管支架關模、支撐。

0#段搭設施工鋼平臺，每個主墩共預埋18 根牛腿，墩柱每肢的長邊（9.5m 面）兩側(cè)共預埋9 根II56 工字鋼牛腿（懸臂端4 根，肢間5 根），埋設高度可適當?shù)陀谠O計標高，用于標高調(diào)整、調(diào)平，但絕對不能高于設計，在牛腿上布設掛籃的前下橫梁和后下橫梁作為緊貼墩身的橫梁，剩下的懸臂端橫梁采用掛籃滑梁并錯位擺設。靠著墩身的橫梁必須緊貼墩柱，所有緊貼墩柱的橫、縱梁用拉桿加鋼板對拉緊，確保穩(wěn)定。墩柱兩肢間的縱梁采用掛籃的底?？v梁（22 根I56a 工字鋼，每根8.35m），I56a 縱梁之間加設平聯(lián)，確保橫向整體穩(wěn)定，平聯(lián)具體布置詳見縱梁大樣圖，布設順序應從中間向兩端布設，確保平衡，且必須嚴格按照設計間距精確布設，每根布設時與橫梁接觸處必須固結(jié)（根據(jù)實際施工可操作性，采用直接焊接或通過φ32 粗鋼筋焊接固定），順著墩柱側(cè)面（3.8m 面）采用掛籃的主桁架AC 桿（4 根[]40c，每根13.4m，每側(cè)兩根）作為附屬縱梁。詳見圖1 和圖2。

圖1 墩頂托架縱向結(jié)構(gòu)設計圖（1/2）

圖2 墩間橫梁彎矩圖

3 0 號段支架受力驗算

3.1 荷載取值

①箱梁混凝土重量。鋼筋混凝土容重按26kN/m3取，各部分重量根據(jù)體積分別計算。

②支架重量。支架為鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)支架布置及型號分別計算重量，由程序自動加載。

③模板重量。按1.5kN/m2計。

④施工荷載。施工人員、普通施工機具材料堆放荷載按1.0kN/m2計；混凝土振搗荷載按2.0kN/m2計（僅局部計算時考慮）。

3.2 受力荷載分析

采用MIDAS 計算軟件建立托架整體計算模型進行計算。各構(gòu)件采用梁單元模擬。

3.2.1 墩間橫梁應力計算

墩間橫梁由5 根牛腿提供支承，橫梁承受上部縱梁傳下的荷載，即承受每根縱梁與其搭接處的集中力，由縱梁及附屬縱梁的剪力圖得出搭接處的反力，如圖2。

①強度計算。

墩間橫梁的實際截面為雙I45a 工字鋼上下翼緣滿布平聯(lián)焊接組成的箱型截面，計算強度時只按II45a 截面計算。

1）正應力驗算。

（滿足要求）

2）剪應力驗算。

（滿足要求）

3）折算應力驗算。

由彎矩、剪力圖看出：在彎矩較大處也出現(xiàn)了較大的剪力，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）中4.1.4 規(guī)定：在梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大正應力、剪應力和局部壓應力，或同時受有較大的正應力和剪應力時，其折算應力應按下式計算：

（滿足要求）

②剛度驗算。

由位移圖得到縱梁最大撓度為ω=0.4mm，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）中A.1.1 規(guī)定，取工作平臺梁各項中最小的撓度容許值l/400=12600/400=31.5mm。

即ω=0.4mm＜l/400=31.5mm（滿足要求）

3.2.2 懸臂端鋼平臺應力計算

懸臂端共4 個牛腿，為橫梁提供支承反力，懸臂端荷載通過底模傳遞到橫梁上，其分布形式按實際荷載分布。

計算圖示如圖3。

圖3 懸臂端橫梁彎矩圖（II45a）

①強度計算。

懸臂端橫梁的實際截面為雙I45a 工字鋼上下翼緣滿布平聯(lián)焊接組成的箱型截面，計算強度時只按II45a 截面計算。

1）正應力驗算。

（滿足要求）

2）剪應力驗算。

（滿足要求）

3）折算應力驗算。

由彎矩、剪力圖看出：在彎矩較大處也出現(xiàn)了較大的剪力，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）中4.1.4 規(guī)定：在梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大正應力、剪應力和局部壓應力，或同時受有較大的正應力和剪應力時，其折算應力應按下式計算：

（滿足要求）

②剛度驗算。

由位移圖得到縱梁最大撓度為ω=0.14mm，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）中A.1.1 規(guī)定，取工作平臺梁各項中最小的撓度容許值l/400=3100/400=7.75mm。

即ω=0.14mm＜l/400=7.75mm（滿足要求）

4 主要施工工藝及注意事項

4.1 施工工藝流程

支架、模板加工（墩頂預留預埋）→托架、分配梁安裝→鋪設底模模板→托架預壓→支立側(cè)?！惭b底板、腹板、橫隔板鋼筋，豎向束安裝→安裝內(nèi)模并加固→第一層砼澆筑→養(yǎng)生、鑿毛→箱內(nèi)頂板底模安裝→頂板鋼筋安裝、縱橫向束安裝→第二次砼澆筑→覆蓋灑水養(yǎng)護7 天（箱內(nèi)灑水通風）→張拉→壓漿→托架拆除。

4.2 托架安裝

首先在支立墩身模板時將牛腿和連接型鋼等埋入模板，并用與設計尺寸相同的桿件將其聯(lián)接為一整體，以保證其位置、標高的準確，減小安裝誤差。拆除墩身模板后將其吊于墩側(cè)與預埋件聯(lián)接在一起，同時聯(lián)接橫向桿系，最后安裝縱、橫分布梁及底模桁架。

各預埋型鋼牛腿安裝完畢后測量其高程，根據(jù)測得的高程反算距箱梁底板高差，然后按尺寸制作卸落鋼塊，先安放分配梁，然后安放卸落塊，在卸落塊上安裝底模，完成0#塊托架施工平臺的安裝。

4.3 托架預壓

為檢驗托架鋼平臺的承載能力和消除鋼平臺各構(gòu)件間的間隙及平臺非彈性變形，檢驗強度和穩(wěn)定性，在鋼平臺搭設完成后，按照施工荷載的1.2 倍進行鋼平臺預壓試驗，測出鋼平臺的彈性變形值，并為施工立模提供基礎數(shù)據(jù)。

4.4 梁體混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑過程中必須連續(xù)進行，不得中斷，上層混凝土的澆筑必須在下層混凝土的初凝之前完成?；炷吝B續(xù)澆筑、一次成型。加強錨墊板、波紋管下方處的混凝土澆筑工藝，確保振搗密實。砼澆筑過程中安排專人檢查支架及模板變形情況。

5 質(zhì)量保證措施

對進入現(xiàn)場的托架構(gòu)配件的檢查與驗收應符合下列規(guī)定：①應有型鋼、預埋件等產(chǎn)品標識及產(chǎn)品質(zhì)量合格證。②應有托架產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)及產(chǎn)品使用說明書。③進入現(xiàn)場的構(gòu)配件應對型鋼構(gòu)件壁厚，加工尺寸，規(guī)格等核查，還應進行外觀檢查，外觀質(zhì)量，焊接質(zhì)量等應符合規(guī)范規(guī)定。④0 號段托架焊接結(jié)構(gòu)，焊縫質(zhì)量等級、焊縫高度應符合圖設計要求，焊縫質(zhì)量等級為二級應進行超聲波探傷，探傷比例不低于20%，且在焊接完成后24h 進行。

6 結(jié)束語

通過使用墩頂托架對連續(xù)剛構(gòu)大體積0 號段進行施工，連續(xù)剛構(gòu)施工質(zhì)量及后續(xù)連續(xù)剛構(gòu)線性都得到很好的控制，該類型支架不但大大降低了施工措施費用，而且減少了高空作業(yè)風險。同時該支架安裝和拆卸均比較方便、支架受力明確合理。此方法為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。