立體交叉互通超高支架現澆箱梁施工技術分析

任 尚, 胡志旭

(中鐵四局集團第四工程有限公司， 安徽 合肥 230041)

0 引 言

隨著我國經濟的快速發展，高速公路向山區推進，走向了更多的山區甚至重山區,高墩橋梁不斷出現，立體交叉互通橋梁施工難度和復雜程度不斷突出，當橋型或曲線半徑等限制導致移動模架法不適用時，如何安全、經濟合理的制定立體交叉樞紐互通超高支架現澆箱梁施工方案將受到各方面人士的普遍重視。

1 工程背景

蘭海國家高速公路重慶至遵義段(貴州境)擴容工程第CZTJ-2標段松坎互通打寶鋪大橋F匝道第四聯(26+30+26)m預應力混凝土現澆箱梁、G匝道第一聯(23.78+34.3+34.2+30.5)m預應力混凝土現澆箱梁上跨重遵高速主線駛入正習高速，橋址位于松坎河河岸陡坡地帶，地形起伏較大，最大墩高80 m，最低墩高24 m。F匝道第四聯為單箱雙室截面形式，G匝道第一聯為單箱單室截面形式，腹板厚度均為0.5 m，頂板厚度均為0.25 m，底板厚度均為0.25 m，梁體混凝土標號均為C50，其他主要參數見表1。F匝道第四聯距主線橋面最小凈空13.78 m， G匝道第一聯距主線橋面最小凈空16.62 m。

表1 現澆箱梁參數表

2 施工方法

針對上跨主線的松坎互通匝道高墩現澆箱梁超高支架法現澆，擬定了兩種施工方案，方案1為先施工匝道現澆箱梁再主線T梁架設，方案2為先主線T梁架設再施工匝道現澆箱梁。兩種施工方案除了施工順序的區別外，還有超高支架結構體系的區別，方案1的超高支架為頂端自由的支架結構體系，方案2的超高支架借用墩柱和主線橋梁構筑物進行附著連接，可明顯增強支架的穩定性。

方案1較方案2周轉材料用量大，大量的材料垂直運輸須依賴塔式起重設備，不僅工效低、作業面受限，而且會造成主線關鍵線路的工期滯后，從施工方案的安全性、經濟性、可操作性和合同工期控制等方面比選后，方案2優于方案1。

施工方案2的超高支架為計算跨徑27 m的雙層貝雷梁鷹架平臺，平臺上部搭設2 m高盤扣支架，平臺下部采用609×19鋼管立柱支撐，立柱布置在墩柱四周，與墩柱進行附著抱墩，每隔12 m設置一道，立柱系桿為219×4.7鋼管。

圖1 超高支架平面布置圖

圖2 超高支架抱墩示意圖

鋼管立柱與主線T梁位置交叉時，將鋼管立柱布置T梁腹板下方，采用自鎖式千斤頂與腹板頂固密貼，T梁上部鋼管立柱通過條形基礎將荷載傳遞到下部支撐鋼管立柱。

圖3 鋼管立柱布置橫斷面圖

為了控制貝雷梁撓度在允許撓度范圍內，貝雷梁跨中處搭設盤扣支架進行支撐，將盤扣支架頂部與貝雷梁下部預留一定的間隙，當貝雷梁沉降變形大于間隙距離時，盤扣支架才發揮支撐作用，起到減少貝雷梁撓度和承擔部分荷載的雙重作用，該處盤扣支架以主線T梁為基礎。

3 安全性驗算結果

利用MIDAS軟件對支架進行建模計算分析，如圖4所示，支架設計荷載按下式進行組合：①驗算構件強度：1.2倍恒載+1.4倍活載；②驗算構件剛度：1.0倍恒載+1.0倍活載。主要構件的分析結果如下。

圖4 超過支架計算分析模型示意圖

貝雷片主桁的最大組合應力σmax=248.9 MPa

根據歐拉公式，鋼管樁有效長度為l0=μl=1.0×12 000=12 000 mm，鋼管截面尺寸為609×16 mm，按《鋼結構設計標準》GB50017-2017的規定，鋼管柱的承載能力計算應考慮安裝偏心誤差的影響，偏心距e取值不宜小于計算長度的1/1 000，對鋼管柱不宜小于40 mm，故取e=40 mm，彎矩作用平面內穩定性計算，彎矩作用平面外穩定性滿足要求。

40 m T梁主梁最大主壓應力13.46 MPa<19.44 MPa，如圖5所示，主梁斜截面主壓應力滿足規范要求。

圖5 主梁最大主壓應力(單位：MPa)

4 施工要點

(1)主線T梁支座采用臨時支座進行支撐加固；

(2)自鎖式千斤頂經檢定合格后方可使用；

(3)墩柱兩側鋼管立柱承載力及穩定性驗算時，按照貝雷梁跨中無支撐工況考慮；

(4)主線T梁上鋼管立柱中心線與T梁下部鋼管立柱中心對齊，便于荷載有效傳遞，減少對T梁的影響；

(5)鋼管立柱安裝時，過程中做好垂直度控制；

(6)雙層貝雷梁安裝及拆除時，采取防傾覆措施，分組分層進行；

(7)支架預壓及混凝土澆筑過程中，加強對支架鋼管立柱的位移、貝雷梁豎向變形及T梁豎向變形的監測，設定預警值。

(8)承臺外鋼管立柱基礎采用措施樁基礎，以減少不平衡沉降對支架引起附加應力。

5 結束語

由于匝道橋平面彎曲半徑小、梁截面變化、墩柱布置不規則、梁型、地形等條件限制，移動模架或反力架法等施工方案操作性不能實施時，采用現澆支架法，支架隨著高度的增加，通常增加支架自身剛度來滿足穩定性要求，材料也相應的增多。

超高支架立柱采用抱墩結構形式時，可降低材料用量達到穩定性的要求；將主線T梁下部支撐加固進行受力傳遞并將橋面作為工作面，可以有效的提高作業效率和降低高空作業風險，避免了傳統上先支架現澆箱梁施工再T梁架設的施工組織順序，借用主線結構承擔荷載，現澆箱梁混凝土輸送、支架貝雷梁安裝與拆卸、支架鋼管立柱的安裝與拆卸等可利用主線橋面作為施工作業平臺，不僅有利于主線關鍵線路施工進度的均衡有序，而且也便于現場施工組織管理。

結合主線橋梁進行立體交叉樞紐互通超高支架設計和施工思路，通過支架立柱附著抱墩及支架撓度控制措施，較好的解決了超高支架穩定性、荷載分配、立體交叉施工組織管理的難題，不僅保證了支架結構受力滿足要求，也有顯著的綜合效益。