陡坡高空連續梁超長大體積邊跨現澆段施工技術

劉俊斌

（中鐵二十局集團第一工程有限公司 江蘇蘇州 212151）

1 工程概況

南龍鐵路閩江特大橋位于福建省南平市延平區境內，橋梁全長1 066.41 m，跨越峰福鐵路、閩江及朱熹路。主橋為孔跨（118＋216＋138＋83）m剛構連續梁，主跨216 m為目前世界同類型鐵路剛構連續梁最大跨度。17＃、18＃水中主墩高59.5 m，19＃次主墩高53 m，20＃橋臺位于朱熹路高邊坡上。主墩剛構連續梁懸灌段為1＃～28＃節段，分段長度2.5～5 m，采用單箱單室直腹板；19＃～20＃臺為83 m邊跨，邊跨現澆段長度32.85 m。連續梁頂板寬度12 m，底板寬度9.2 m，梁高7.5m，混凝土方量703.5m3，總重量18 291 kN。邊跨現澆段斜交跨越朱熹路，梁體位于朱熹路山體邊坡上方，邊坡坡度為65°，梁底至朱熹路高度為43.75 m，與朱熹路斜交夾角為67°。屬于高空斜交陡坡超長大體積邊跨現澆段施工，在國內尚屬首例，施工難度大，安全風險高。

2 施工難點及方案選擇

2.1 施工難點

（1）邊跨現澆段距離地面（朱熹路）高度43.75 m，長度32.85 m，邊坡坡度為65°，為斜交陡坡超長邊跨現澆段施工。超長邊跨現澆段在國內尚屬首例，施工安全風險高。

（2）邊跨現澆段斜交上跨朱熹路，為繁忙干線，施工場地受限，交通安全風險高，需設置可靠的防護措施。

（3）邊跨現澆段支架位于陡壁邊坡上方，且為斜交狀態，施工場地狹小，安全風險高。支架設計既要保證強度、剛度及穩定性，確保施工安全及交通安全，又要方便施工。

（4）邊跨現澆段懸灌段端頭斜交邊坡坡腳，邊跨現澆段支架結構伸入懸灌段C9＃～C10＃段正下方，支架結構設計需考慮懸灌段掛籃施工的影響及安拆的方便性［1］。

2.2 總體施工方案

根據上述施工難點，綜合研究總體方案為：邊跨現澆段支架采用鋼支墩＋貝雷梁＋碗扣支架組合形式，主梁采用斜交不等跨連續梁結構。設置3排鋼支墩，鋼支墩橫橋向與朱熹路平行、與連續梁斜交。鋼支墩基礎位于邊坡坡腳及陡坡上，分別采用“井”字結構、雙排結構和單排結構組合，鋼支墩之間采用型鋼連接成整體，并在邊坡上設置錨桿錨固，增強支架整體穩定性。鋼支墩基礎采用擴大基礎和人工挖孔樁基礎，貝雷梁（“321”型）采用下弦加強結構，混凝土泵送入模一次澆筑成型。連續梁上跨朱熹路范圍設置貝雷梁防護棚架，鋼支墩外側設置防撞墩，確保交通安全［2］。

3 關鍵施工技術

3.1 高空邊跨現澆段支架、模板設計

（1）鋼支墩結構

根據地形條件及邊跨現澆段的結構形式，同時考慮預留懸灌段（10＃段）、合龍段時掛籃底模系統空間及邊跨合龍段施工需要，因地制宜對邊跨現澆段支架進行特殊設計。采用鋼支墩＋貝雷梁＋碗扣支架組合進行施工。鋼支墩支架孔跨布置為（13.5 m＋13.5 m＋7.5 m）不對稱斜交連續梁結構，采用3排鋼支墩，鋼支墩與朱熹路平行，鋼支墩頂橫梁與線路斜交夾角為67°［3］。

第1排：位于邊坡坡腳朱熹路上，采用1.5×1.5 m“井”字鋼管支墩（3×4根），鋼管型號為φ630×10 mm，高度38.69 m，連接斜撐采用 20型鋼，采用鋼筋砼擴大基礎。鋼管頂設置縱向2×2 40b型鋼分配梁，然后設置3×40b型鋼橫梁。第2排：位于邊坡陡坡上，采用雙排組合墩（3×2根），鋼管間距1.5 m，鋼管型號為φ630×12mm，鋼管高度25.16m，連接斜撐采用 20型鋼，采用樁基礎。鋼管頂設置3×40型鋼橫梁。第3排：位于邊坡頂邊緣，采用單根鋼支墩（3×1根），鋼管型號為 φ720×12 mm，采用樁基礎。鋼管頂設置4× 40b型鋼橫梁。第4排：貝雷梁支點直接支撐在承臺上，支點位置采用鋼板支墊，采用 16b型鋼連接成整體。

鋼支墩采用裝配式形式，分節高度為6 m，采用法蘭盤螺栓連接。法蘭盤尺寸為800×800×20 mm，采用12顆φ27×120 mm高強螺栓連接，鋼管底部采用預埋鋼板連接，樁基鋼筋籠與鋼管壁焊接后采用C30混凝土包裹形成整體。第1排與第2排之間采用2×28b及 18b型鋼連接，增強鋼支墩的穩定性。

（2）基礎設計

第1排“井”字鋼支墩采用鋼筋混凝土擴大基礎，基礎尺寸2.5×2.5×1.0 m，采用C30砼澆筑，設置鋼支墩底座預埋鋼板；第二、三排鋼支墩采用φ1.0 m挖孔樁基礎，采用C30混凝土灌注，樁基進入基巖不少于1.0 m，進入設計邊坡穩定線之下不小于1.0 m。樁基澆筑至樁頂設置預埋鋼板及地腳螺栓，方便鋼支墩連接。

（3）主梁結構

主梁采用貝雷梁（“321”型），下弦桿加強，為不等跨連續梁結構，主梁與墩頂橫梁斜交角67°。貝雷梁采用45 cm支架連接，共設置14組貝雷梁，其中腹板處2×4組、底板處2×2組、兩側翼緣板處2×1組。橋臺端直接支承在承臺上，在橋臺承臺上預埋型鋼固定貝雷梁，防止貝雷梁縱橋向移動［4］。

（4）碗扣支架及模板結構

在貝雷梁上橫向鋪設 25b型鋼，型鋼上安裝碗扣式鋼管支架。底板支架立桿間距為60×60 cm，腹板下方加密為30×30 cm，距離合龍段端頭1～2m范圍支架加密為30×30 cm。模板采用側包底形式，在鋼管頂橫向鋪設15×15 cm方木，然后縱向鋪設10×10 cm方木，最后鋪設厚度為1.5 cm竹膠板作為底模。底模標高采用支架頂托調整。外模采用鋼模，外模桁架片間距為1.8 m，桁架片支撐在橫向 25b型鋼上；內側模采用組合鋼模，內頂模采用碗扣支架＋方木＋竹膠板結構。內外模設置拉模鋼筋，拉模筋間距為80×100 cm。內支架鋼管型號為φ48×3.5mm，立桿縱橫向間距為0.9 m，橫桿步距為1.2 m，立桿支撐在底模上，支點位置采用鋼筋馬鐙支墊。支架頂先鋪設15×15 cm的縱向方木，再鋪設10×10 cm的橫向方木，模板標高采用支架頂托調整［5］。

（5）朱熹路棚架

棚架結構采用鋼管柱＋貝雷梁＋鋼面板組合形式，靠近朱熹路內側采用滿堂支架＋鋼面板組合進行封閉，防止邊坡上物體從坡腳側面掉落至道路上。棚架凈空高度為5.5 m，設雙向四車道。連續梁邊跨現澆段支架結構見圖1～圖2。

圖1 邊跨現澆段支架結構（單位：cm）

圖2 支架橫斷面（單位：cm）

3.2 施工技術控制

3.2.1 施工順序

防護棚架安裝→鋼支墩基礎施工→鋼支墩標準節加工→鋼支墩安裝→鋼支墩頂橫梁安裝→貝雷梁安裝→碗扣支架搭設→底模安裝→支架預壓→卸壓及調整底模標高→外模安裝→安裝底、腹板鋼筋及對應預應力管道→安裝腹板內側模、內頂模支架→內頂模安裝→安裝頂板鋼筋及對應預應力管道→澆筑混凝土→混凝土養護等強→拆除內支架、內模及端頭模→邊跨合龍段預應力張拉、壓漿→拆除外模、底模及支架。

施工吊裝作業采用塔吊完成，塔吊位于橋臺左側邊坡頂位置，混凝土采用泵送入模澆筑。

3.2.2 施工控制關鍵點

（1）支架基礎施工。朱熹路上擴大基礎地質核查采用鉆芯取樣驗證，確保地基承載力；陡坡上挖孔樁基礎采用水磨鉆成孔施工，避免常規爆破開挖擾動邊坡穩定。根據設計地質及現場實際情況，認真核實地質情況，確保樁基入巖深度、嵌入邊坡穩定線深度和承載力滿足設計要求。基礎混凝土澆筑時，底座預埋鋼板中間開孔并保持水平，鋼板底混凝土澆筑密實。

（2）鋼支墩加工及預拼裝。鋼管標準節長度為12 m，頂節長度根據現場實測高度確定。法蘭盤在工廠精加工，現場與鋼管焊接，注意法蘭盤與鋼管對中并保持垂直接觸，保證焊接質量。鋼支墩進場進行預拼裝，每兩節預拼裝后對應編號［6］。

（3）鋼支墩安裝。現場按預拼裝編號逐節采用塔吊配合安裝。鋼支墩底節法蘭盤與預埋底座鋼板焊接，其余節段采用法蘭盤高強螺栓連接，必須確保對接法蘭盤密貼，安裝垂直度滿足要求，鋼管傾斜度控制在0.05%，且不大于1.5 cm。第一排鋼支墩（3×4根）每隔4 m橫向連接形成3個“井”字結構，“井”字結構鋼支墩每隔6 m設置橫向連接形成整體；第二排鋼支墩（3×2根）每隔4 m縱向連接形成3個“一”字結構，“一”字結構鋼支墩之間每隔6 m設置橫向連接形成整體。第一、二排鋼支墩之間每隔6m設置縱橋向水平連接及斜撐。在山體設置錨桿，鋼支墩斜撐與山體錨桿焊接錨固，形成整體空間穩定結構。橫向支撐桿件應與鋼管柱焊接牢固，連接處設置加勁板［7］。

（4）墩頂橫梁安裝。橫梁安裝前，需仔細復核鋼支墩頂標高、位置的準確性。第一排鋼支墩頂先安裝短縱梁，后安裝橫梁，其余鋼支墩直接在墩頂安裝橫梁。橫梁型鋼之間焊接形成整體，橫梁與鋼支墩頂鋼蓋板之間必須密貼，并采用三角鋼板焊接，確保橫梁固定牢固。

（5）貝雷梁安裝。貝雷梁采用塔吊配合安裝。貝雷梁為不等跨連續梁結構，根據塔吊作業范圍和起重能力，采用整體吊裝和分節吊裝組合完成。貝雷梁采用45 cm支架連接拼裝成組片，下弦采用加強弦桿。第二、第三孔貝雷梁采用整體吊裝，一次吊裝標準節長度為12 m或15 m，吊裝重量不大于40 kN，在孔位處縱向連接。待第二、第三孔安裝完成后縱向懸挑接長第一孔貝雷梁，一次吊裝標準長度3 m或6 m，吊裝重量不大于16 kN，必要時在第二孔已安裝貝雷梁后端增加配重，防止貝雷梁后端“翹頭”。貝雷梁安裝完成后，貝雷梁下弦桿縱向每隔6 m采用 14型鋼配U型螺栓橫向連接成整體。貝雷梁頂安裝橫向 25b型鋼時，部分型鋼焊接水平限位卡扣，貝雷梁上下水平連接增加其穩定性。貝雷梁安裝完成后需仔細檢查貝雷梁與橫向分配梁接觸面是否密實，若不密實需采用鋼板支墊密實。在橋臺承臺上預埋型鋼固定貝雷梁，防止貝雷梁縱向和橫向移動［8］。

（6）支架、模板系統安裝。碗扣支架底座 25b型鋼安裝需嚴格放樣，復核高程，間距符合支架搭設要求。碗扣支架從中間分別向兩邊對稱搭設。

（7）支架預壓。采用沙袋進行預壓，檢驗支架的強度及穩定性，消除支架系統的非彈性變形及地基的沉降變形。在鋼支墩、橫梁及底模上分別設置變形觀測點，測量支架的彈性變形，按計算預拱度調整底模標高。預壓荷載取120%設計荷載，分6級加載。預壓沙袋應從中跨向邊跨、從中間向兩邊對稱進行加載，滿載穩定24 h后分層對稱卸載，支架預壓與卸載過程中做好變形觀測和結構安全檢查［9］。

（8）混凝土澆筑。混凝土采用泵送入模澆筑，一次澆筑成型。注意內支架鋼管支撐點底部設置鋼筋馬鐙，對應支點位置模板底部應有方木支撐，防止竹膠板懸空被“刺穿”。混凝土澆筑總體順序為：從端橫梁向合龍段方向分層、均勻、對稱進行［10］。

（9）支架拆除。梁體施工完畢，待預應力束張拉完成后方可拆除支架（內模、外側模及端模在混凝土強度達到100%時即可拆除），影響前下橫梁施工的碗扣支架及模板在合龍段施工前拆除（端頭支架），對應荷載轉換至鄰近加密支架上支撐。混凝土澆筑時，可在翼緣板、底板適當位置預留孔洞作為穿鋼絲繩孔道，方便支架拆除。支架拆除順序與支架搭設順序相反［11］。

4 結束語

（1）高空超長邊跨現澆段施工質量及安全風險大，選擇合適的施工方案是關鍵。支架設計及施工技術是重點，必須考慮地形地貌、施工條件等綜合因素，保證支架體系滿足強度、剛度及穩定性要求，并做好施工細節處理［12］。

（2）采用鋼支墩、貝雷梁與碗扣支架組合方案，采用三孔不對稱斜交連續梁支架結構，解決了懸灌段及合龍段底模系統通道問題，方便貝雷梁安裝、高空支架安全拆除。

（3）高空鋼管支架采用“井”字形裝配式結構，鋼管之間采用法蘭盤高強螺栓連接，施工方便，施工質量容易控制，減少了鋼支墩高空焊接工作量，安全可靠。

（4）該施工技術用于特殊地形剛構連續梁高空邊跨現澆段施工，也可用于高空現澆梁施工，通用性好。