公路橋梁獨柱雙懸臂蓋梁施工技術

繆玉盧

摘 要：山區圓形獨柱雙懸臂蓋梁施工因地形復雜，具有支架搭設困難、施工周期長等特點。通過對滿堂支架、鋼管樁立柱貝雷梁組合支架和抱箍雙懸臂支架等方案的研究，采用抱箍支架一體化設計方案施工，有效解決了常規支架方案地基承載力要求高、堆載預壓工作量大和施工周期長等難題，可確保蓋梁施工的安全和質量，并取得良好的經濟效益。

關鍵詞：獨柱；雙懸臂蓋梁；抱箍；支架

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.137

1 工程概況

某大橋地處粵西北山區，全長1.7 km，4次跨河流，河寬40～60 m，最大水深為9 m，墩柱大部分位于半山腰或山腳陡坡處，地勢陡峭，施工場地小，部分墩柱處于地勢平坦位置，但墩身高度均>30 m，且雨季施工受山洪影響較為嚴重。

下部構造采用獨樁獨柱設計方案，柱-樁對應直徑為Φ200～220 cm、Φ220～250 cm和Φ250～280 cm；上部結構為30 m（25 m）先簡支后結構連續（剛構）T梁。

蓋梁長11.76 m，寬分別為2.7 m和2.3 m，高1.8 m。兩端各懸挑4.63 m，蓋梁體內共11束預應力鋼絞線。蓋梁預應力鋼絞線分3次張拉，張拉時采用超張拉工藝，單端張拉，且兩端交替進行。

2 支架方案比選

此類蓋梁施工支架設計方案包括滿堂支架、鋼管立柱貝雷梁組合支架、抱箍雙懸臂支架等。本工程位于山區，具有地形復雜且受山洪的影響較大、墩柱大部分位于半山腰、地勢陡峭、施工場地小和墩高均超過20 m等特點。根據技術、經濟和工期等多方面詳細分析、對比得出，蓋梁施工各方案的優、缺點如表1所示。

點，最終確定蓋梁施工支架采用抱箍雙懸臂支架法。

抱箍計算結構受力明確、安全儲備大，安裝、拆除方便，地形適應能力強，適合流水化作業施工，經濟效益好。此外，此方案可促進工程項目管理走向精細化，最終提升管理水平。

3 抱箍支架設計

抱箍支架設計取2.7 m寬的蓋梁設計，其荷載主要為：蓋梁荷載G1為1 000 kN（除去墩頂部分的混凝土自重）；模板荷載G2為83 kN；支架荷載G3為90 kN；施工荷載G4為20 kN；荷載系數λ均取1.2.

由于抱箍1與懸臂支架連接處焊接了大量的加勁板，剛度較大，無法很好地與墩柱密貼，所以，在設計過程中抱箍1提供的摩阻力僅作為安全儲備。豎向荷載只考慮傳遞到抱箍2，3.

蓋梁抱箍施工中，蓋梁混凝土澆筑完成時抱箍所受的荷載G是最大的，結構設計控制工況為：G=（G1+G2+G3+G4）×λ=（1 000+82+90+20）×1. 2=1 430 kN. 計算抱箍體需承受的徑向壓力N，該值即為抱箍體需產生的摩擦力。為了消除混凝土墩柱因局部不平整而導致抱箍與墩柱混凝土表面形成點或線的接觸，進而造成力量加載不均勻或損失的現象，在抱箍內側與墩柱之間貼上5 mm厚的橡膠板進行調節，可增大摩擦系數。摩擦系數μ偏安全設計，取0.3.因此，單側高強螺栓所需拉力T=N/4=（G/μ）/4=1 192 kN；單個高強螺栓（8.8級M24）的承載力設計值為Ntb =0.8P=140 kN；安全系數值取2.0時，單個螺栓拉力[NL]=70 kN；單側螺栓數目m=T/[NL]=17.03.

計算截面（抱箍2，3）上單側的螺栓數目m取18個；抱箍2，3共設36個8.8級M24高強螺栓，抱箍1共設16個高強螺栓作為拉桿。

通過有限元計算軟件Midas Civil建立整體模型，懸臂主梁采用I45a工字鋼，斜桿采用I45a工字鋼。為了提升結構整體的穩定性，在兩組懸臂主梁與斜桿間設置了2[20a槽鋼連接系；底模排架采用I16工字鋼焊接成整體排架。抱箍支架設計圖如圖1所示。

4.1 支架安裝

使用吊機將抱箍3吊至預定的墩身位置，且保證抱箍底口齊平。擰緊抱箍3螺栓后開始安裝抱箍1，2和支架。

抱箍1，2分兩次吊裝。使用50 t履帶吊找到支架重心，將半邊支架吊起，且保證支架頂面水平。移至抱箍3上方，將抱箍2與抱箍3的法蘭盤準確對接后擰緊螺栓，抱箍1利用鋼絲繩將上部臨時固定在墩身上。使用50 t履帶吊吊起另一半支架，并重復前一步驟。對接就位后，將抱箍1，2螺栓擰緊，檢查無誤后去掉鋼絲繩。

高強螺栓使用電動扳手施擰，抱箍安裝過程中建立電動扳手標定、高強螺栓使用制度。由2名專職人員對電動扳手進行標定、復核，建立標定、使用臺賬和對使用過程全程監控。

高強螺栓施擰順序：抱箍兩邊同時施擰，同排螺栓從中間向兩邊對稱施擰，兩個電動扳手交叉復擰、相互校核。值得注意的是，抱箍應盡量避開墩柱施工縫，且混凝土表面不平整時應使用磨光機磨平。

4.2 底模鋪設

抱箍支架施工完成后，用汽車吊將底模支架吊至抱箍支架平臺上并固定牢固；根據測量放樣點調整模板，并用鋼楔抄墊牢固；鋼楔采用Q235鋼板加工，以方便拆除底模。

4.3 鋼筋、波紋管的制作和安裝

4.3.1 整體綁扎吊裝

蓋梁鋼筋半成品在鋼筋加工廠集中下料并分類存放，運至施工現場后，在地面相應的胎膜上完成綁扎。如果錨具和螺旋筋與其他普通鋼筋位置沖突時，可適當調整普通鋼筋的位置，螺旋筋可與其他定位筋點焊在一起，錨墊板（喇叭口）與螺旋筋必須同軸，且與預應力鋼束垂直。

蓋梁鋼筋采用整體吊裝的方法，內部增加加強鋼筋，以防骨架變形。吊裝使用扁擔，對稱布置8個吊點，吊點處采用鋼筋加強。

4.3.2 波紋管安裝

在波紋管安裝前，應根據設計要求確定波紋管軌跡線，豎彎段每隔50 cm、直線段每隔80 cm設置1道U型定位筋，并與蓋梁鋼筋焊接牢固，孔道澆筑混凝土前穿專用鋼束壓重，以防波紋管上浮。波紋管接頭使用連接接頭，并用透明膠帶纏繞密封。混凝土終凝前抽出壓重物后清孔，以保持孔道暢通。

4.4 側模安裝

由于全橋蓋梁橫向坡度種類較多，所以，蓋梁側模采用側模包底模的設計方法。鋼筋安裝完成后，嚴格按照施工設計圖紙安裝側模。安裝側模時應注意模板尺寸、平面位置和鋼筋保護層的厚度，底口在底模下方穿對拉拉桿收緊頂口，在兩片模板內側設置木方撐桿和對拉拉桿，以保證蓋梁的結構尺寸。此外，所有安裝接頭均應牢固、可靠。

4.5 混凝土澆筑

模板安裝完成后，測量人員應對模板高程、平面位置、預埋件標高和位置進行復測，并放出蓋梁頂面高程、縱坡線，確保準確無誤后報檢，檢查合格后即可澆筑混凝土。

澆筑順序：先中間、后兩邊，對稱澆筑。混凝土分層澆筑，分層厚度≤30 cm，振搗密實，嚴禁振動棒碰觸波紋管，蓋梁頂面抹面、收坡。澆筑過程中安排專職人員檢查抱箍螺栓、底模抄墊是否松動。

4.6 張拉壓漿

蓋梁混凝土強度應達到90%，且齡期要≥5 d，之后可進行蓋梁預應力張拉施工。蓋梁張拉使用數控張拉設備，按設計要求單端張拉，兩端交替進行，張拉支架固定在抱箍支架上，且要確保操作人員安全。

張拉后48 h內完成孔道壓漿，完成后及時對錨固端按設計要求進行封閉處理。對蓋梁端部混凝土進行鑿毛，將其周圍沖洗干凈，安裝封錨鋼筋并澆筑封錨混凝土。

4.7 模板、支架的拆除

拆除步驟：拆除側模，預應力張拉壓漿完畢后，待強度滿足設計要求時，準備支架拆除工作；拆除蓋梁底模支架抄墊鋼楔，使底模脫離蓋梁底混凝土面；利用吊機拆除蓋梁底模和底模支架；安裝起吊扁擔，將兩側抱箍支架臨時吊掛在蓋梁上，收緊鋼絲繩，并將兩側下層的抱箍2，3分別可靠連接，同時，拆除抱箍1，2，3的連接螺栓；利用吊機整體起吊單邊抱箍托架，橫移出蓋梁范圍，吊放至地面；重復前一步，吊機將另一側抱箍托架起吊橫移出蓋梁范圍，吊放至地面，托架拆除完畢。

5 結束語

獨柱雙懸臂蓋梁采用抱箍支架法施工可行，有效解決了傳統支架施工方法中的地基處理難、堆載預壓工作量大、支架穩定性差和施工周期長等難題。該方案對地形的適應能力強、施工周期短、安裝和拆除方便、支架可以反復倒用，且經濟效益較高，對于城市、山區或河流等復雜地形下的圓柱蓋梁施工有很好的參考意義。此外，該施工方法對道路、河道的通行和通航影響較小，有利于快速施工、文明施工，具有很好的推廣和應用價值。

在抱箍支架法施工過程中，管理人員應建立完整的專項施工管理制度，保證所有施工工序被全程監控，確保每一個環節可追溯，責任層層分解，從而提高企業施工管理水平，使企業向管理精細化的方向邁進。

參考文獻

[1]張永民，戰啟芳.公路橋現澆蓋梁的包箍托架法施工技術[J].國防交通工程與技術，2004，2（3）：46-48.

[2]張景全.墩柱抱箍支架法施工蓋梁的技術研究[J].科技資訊，2009（14）：101-102.

〔編輯：張思楠〕