跨既有線現澆箱梁墩頂縱向支撐膺架施工技術探討

薛曉衛

(中鐵七局集團鄭州工程有限公司)

1 前 言

“墩頂縱向支撐膺架法”成為現澆梁跨線原位現澆施工的一種安全、優質、高效的新方法，本施工方法是通過中鐵七局集團鄭州工程有限公司承建的鄭機城際鐵路上跨石武客?？蚣芏占艾F澆簡支梁工程，成立科技攻關小組，開展調研和技術攻關，在施工中不斷完善施工工藝，通過對關鍵技術和施工工藝的總結形成的。通過在本工程中的施工應用，社會效益、經濟效益、環保節能效益明顯，對跨既有線高架橋現澆箱梁施工具有應用價值和指導作用。

2 墩頂縱向支撐膺架法施工工藝

2.1 工藝原理

鄭機城際鐵路與石武客專交角為9°，設計采用5 ～32 m單箱單室等高度現澆簡支梁上跨石武客專，梁面寬7.66 m，梁高2.6 m，底板外膜寬3.2 m，一孔現澆簡支梁混凝土方量為169.6 m3。

本工程現澆簡支梁采用“墩頂縱向支撐膺架法”施工，支架縱梁采用國產321 型貝雷梁，貝雷梁縱梁布置在現澆簡支梁兩側翼緣板下，每側6 片貝雷梁組成一個貝雷梁組。每組貝雷梁長33 m，以15 m+18 m 兩不等跨簡支結構布置，貝雷梁縱梁以現澆簡支梁兩端的框架墩蓋梁頂面作為端支點，在距貝雷梁一端15 m 處設一道門式框架作為貝雷梁的跨中臨時門形墩，跨中臨時門形墩支柱采用四肢格構式鋼管柱，鋼管柱基礎采用鉆孔樁基礎，鋼筋混凝土承臺，鋼管柱與承臺采用事先預埋的鋼板焊接連接，跨中臨時門式墩橫梁采用HD200 型貝雷梁。貝雷梁縱梁支點處設置砂箱，以便支架拆除。為保證兩不等跨貝雷梁縱梁的剛度基本一致，18 m 跨度的貝雷梁縱梁采用上下加強弦桿。

現澆梁支架橫梁采用［903］梁(2 片［30 槽鋼背靠背螺栓連接，接頭處設連接板)，［903］橫梁每根長10 m，布置在貝雷梁縱梁每個直腹桿節點兩側，采用φ20 螺栓與貝雷梁縱梁下弦桿連接牢固。［903］橫向分配梁上鋪設方木、竹膠板作為現澆梁底模。

按上述方案搭設完現澆梁支架后，按1.2 倍梁體自重對支架進行預壓。通過預壓工序獲得有效實用的數據資料，對預壓采集的數據進行分析處理后，按施工預拱度調整底模板，安裝側模板，綁扎梁體鋼筋、安裝固定預應力體系，準確設置梁體預埋件，一切工作就緒并驗收合格后進行梁體混凝土澆筑。梁體養生待混凝土強度滿足設計要求后進行預應力的張拉壓漿作業，澆筑后澆段混凝土，拆除支架。

3 施工技術控制

3.1 跨中臨時門式墩鋼管柱安裝

跨中臨時門式墩鋼管柱采用樁基礎，鋼筋混凝土承臺，鋼管柱底部法蘭邊緣要求與承臺預埋鋼板滿焊焊接，焊角高度不小于9 mm。鋼管柱安裝采用25 t 汽車吊配合工人進行，安裝過程中利用全站儀通過互相垂直的兩個方向對鋼管柱的豎直度進行檢測，豎直度要求控制在2%范圍內。鋼管柱豎直度調整完成后，利用∠100 ×8 mm 角鋼將各分肢鋼管焊接連接。

3.2 跨中臨時門式墩HD200 型貝雷梁橫梁安裝

跨中臨時門式墩橫梁由12 組長18 m 的貝雷梁拼裝組合而成。12 組HD200 型貝雷梁分別以6 組和6 組拼裝為兩個整體后分兩次進行整體吊裝。兩貝雷梁組吊裝至中支點鋼管柱頂部后每3 m 利用［12 槽鋼作為水平橫聯將兩貝雷梁組連為一個整體。

3.3 現澆梁支架縱向貝雷梁及［903］型鋼橫梁安裝

現澆梁支架縱向承重梁采用國產321 型貝雷梁，共12組，每組長33 m，以6 組為一整體分別布置在箱梁兩側翼緣板下方空間。每側的6 組貝雷梁分成15 m、18 m 兩段進行整體拼裝，為保證貝雷梁的整體穩定性，在拼裝時將貝雷梁每間隔3 m 用一道［10 槽鋼上下橫向連成一個整體，并在貝雷桁架每節的上下面及端頭安裝自制的水平及豎向支撐架。拼裝完成后采用70 t 汽車吊分別進行吊裝。

支架［903］型鋼橫梁采用25 t 汽車吊配合塔吊進行安裝，安裝順序由兩端支點向跨中依次進行，每吊裝完成一根及時采用φ20 螺栓將橫梁與縱向貝雷梁下弦桿進行連接加固，保證兩側貝雷梁的整體穩定性。

3.4 支架預壓

為了驗證現澆梁支架的整體穩定性和在施工中很好的控制現澆梁線形，減少支架變形及地基沉降對上部現澆箱梁的影響，在支架工作完成以后對支架進行預壓，采集支架的非彈性變形和彈性變形數據。

(1)支架預壓按梁體自重的120%考慮，利用纖維袋裝砂，預壓時應按實際施工時的壓力的分布來相似預壓。

(2)預壓及觀測

布置好觀測點后，用水準儀測量各點標高，并做好記錄。然后按設計箱梁自重逐級加載預壓。加載時從兩跨跨中向兩側均勻對稱加載。當加載重量分別達到梁體自重30%、60%、100%、120%時對每個觀測點進行沉降觀測，加載后，每2 h 觀測一次，做好記錄，如連續24 h 觀測沉降量不變，認為沉降趨于穩定。

(3)預拱度設置

通過對預壓數據進行分析，根據現場預壓后箱梁各斷面支架實際沉降變形量，結合設計梁體施工預拱度及二期恒載下拱度數據，對現澆梁底模預拱度進行調整，使底模頂面標高符合設計要求。

3.5 模板施工

箱梁側模按設計圓弧半徑采用方木或普通鋼管加工成現澆梁側模排架并連成一體，有效地提高了模板背楞的整體剛度，保證了模板尺寸的準確性?，F澆箱梁腹板與翼緣板過渡圓弧段模板(圓弧半徑75 cm)利用8 mm 厚竹膠板彎曲后固定于現澆梁側模方木或鋼管排架上制成。現澆箱梁腹板與底板過渡圓弧段模板(圓弧半徑30 cm)利用直徑60 cm聚氯乙烯排水管截取相應弧段制成。

箱梁內模事先根據箱梁對應部位截面尺寸提前加工制作成型，標準節長度為4 m，梁端設置調整節。待底腹板鋼筋、預應力管道安裝完成后對內箱模板進行集中吊裝就位拼接成型。

3.6 混凝土工程

混凝土采用攪拌站集中拌合，6 輛混凝土運輸車運送到現場，混凝土泵車進行垂直輸送澆筑。

澆筑順序為:每孔梁由支架兩個不等跨跨中向兩端分層對稱澆筑。

3.7 支架拆除

“墩頂縱向支撐膺架法”施工中支架拆除工作是整個施工環節中的重中之重，支架拆除施工空間小、施工安全風險大，因此我們針對支架拆除制定專項拆除方案，并在施工中嚴格控制支架拆除中的關鍵環節保證支架拆除過程安全順利進行。

拆除順序為:落砂箱(先中支點后端支點)→貝雷梁縱梁第一次向外橫移60 cm(橫移一側貝雷梁時另側貝雷梁與型鋼橫梁固定)→拆除底板竹膠板、方木→拆除型鋼橫梁→貝雷梁縱梁第二次向外橫移55 cm→吊除貝雷梁縱梁→吊除跨中臨時門式墩HD200 型貝雷梁橫梁→拆除跨中臨時門式墩鋼管柱。