淺談某山區公路橋梁高墩現澆箱梁支架施工技術

吳肇宇

（福州市公路局閩侯分局，福建 福州 350001）

0 引言

公路橋梁是我國非常重要的基礎交通設施，對于經濟社會的發展起到了非常重要的影響作用。現澆箱梁結構輕巧，造型優美，在感官上具有纖細的美感，同時具有較強的跨越能力。能夠有效的克服不良地形地貌對橋梁整體的影響，降低自然環境對橋體曲線的影響[1]。山區公路地勢起伏大，現澆箱梁的施工技術更為復雜，且各個施工環節和工藝繁多，所以在工程中需要嚴格按照施工方案以及技術規范來進行施工，切實提升工程的質量、穩定性以及安全性。

1 工程概況

本橋屬于閩清縣三溪鄉三寶線 Y010(三溪至鼓舞段)公路晉級工程、鼓上線 Y079（鼓舞至上洋）公路晉級工程的橋梁工程部分，為三級公路橋，設計速度：30km/h。本橋平面位于圓曲線和緩和曲線段，圓曲線上超高值為4%，正常路拱橫坡為雙向2%，超高漸變段位于全段緩和曲線上。縱斷面為單向下坡，坡度為1.679%。橋梁橫向寬度為10m，橫向斷面布置為 0.5m（防撞護欄）+9m（車行道）+0.5m(防撞護欄）。本橋結構體系為 30+2x37+30m 現澆預應力鋼筋混凝土連續剛構體系。上部結構為單箱雙室截面，箱梁寬10m，懸臂長度2m，標準截面頂板厚度25cm，底板厚度22cm，腹板厚度40cm；箱梁于支點處設置橫梁，端橫梁厚度1.5m，中橫梁厚度2.5m，跨中設置0.3m 厚度橫隔梁。

2 施工方案

本工程現澆連續箱梁支架采用鋼管貝雷支架和鋼管碗扣式腳手架組合施工。采用鋼管貝雷支架優點是受地形制約較小，只需對小范圍的鋼管基礎的地基進行處理，地基處理費用較少，且只需對典型初始段支架進行堆載預壓，施工人員投入少，支架搭設速度較快，支架搭設質量有保證，且施工安全保證性大大提高[2]。

支架基礎采用C30 鋼筋砼條形基礎（2#橋墩與3#橋墩中間的鋼立柱基礎采用鋼筋砼擴大基礎）。在基礎上方設置70*70*1cm 厚預埋鋼板，用加勁綴板將鋼管立柱與預埋鋼板連接。基礎上設φ609mm×10mm 鋼管立柱，間距3m，鋼管立柱之間采用雙拼[12 槽鋼聯接，層高3m；在墩柱梁旁的鋼立柱，采用雙拼[12 槽鋼將鋼管立柱與墩身上預埋鋼板的聯接。鋼管立柱頂設雙拼I45a 工字鋼橫梁，橫梁上架貝雷梁桁架作為縱梁。貝雷梁采用3115×176×1500 規格國產貝雷桁架（無加強炫桿），搭設高度為1.5m。根據10m 橋寬的要求，布置7 組17 片貝雷架，貝雷梁單跨最長跨徑15m。貝雷桁架上橫橋向鋪設I10 工字鋼，間距同碗扣式支架立桿縱距。I10 工字鋼上布置滿堂Φ48*3mm 鋼管碗扣式支架，在搭設過程中同步設置有效的斜撐、剪刀撐。

圖1 貝雷架橫橋向布置圖

圖2 鋼管支架整布置圖

3 施工方法

3.1 地基處理

由于橋位區地質條件較好，開挖后夯實至90%的壓實度，基面設置2%的排水橫坡，以便于基礎范圍內的水能及時排走，嚴禁基礎長時間被水浸泡。試驗室對壓實后的地基進行動力觸探試驗，檢查地基承載力，當地基承載力大于235KPa，直接在地基上澆筑條形基礎。基礎側邊設置排水邊溝。

3.2 混凝土條形基礎施工

鋼管支架混凝土條形基礎采用C30 混凝土，其結構截面尺寸11m×1.6m×0.8m（長×寬×高）。基礎縱向配筋采用?16 鋼筋，間距15mm,過預埋鋼板處設?20 加強鋼筋；箍筋采用?12 鋼筋，間距為300mm 每道，單肢布置。基礎混凝土施工采用竹膠板作為模板，插入式振動棒振搗密實。

混凝土條形基礎施工同時埋設鋼管立柱預埋鋼板，預埋鋼板尺寸為0.7m×0.7m×0.01m，錨筋采用6 根?16 螺紋鋼筋，錨固長度為0.3m。混凝土基礎與預埋鋼板的軸線位置應該嚴格控制。條形基礎的襟邊距離滿足規范要求。條形基礎位于土質地基上時襟邊距離不小于2.5m、位于承臺和巖層上時襟邊距離不小于1m。

3.3 鋼管立柱安裝

鋼管立柱采用?609×10mm 螺紋焊縫焊管。鋼管立柱安裝前，先將預埋鋼板上面清理干凈，測量員在預埋鋼板上放出立柱中心線并測出其中心標高；施工人員根據立柱中心線與各標高測量數據引出鋼管立柱的外邊框線和參考高程點。

鋼管安裝采用吊車配合施工，立柱吊立至合適位置后，人工將其扶正，用垂直尺或吊錘檢查其垂直度，確定好其柱頂安裝高程后用加勁綴板將其與預埋鋼板連接，若鋼立柱鋼管口與預埋鋼板有空隙，墊鋼板焊接加固。

兩節螺旋鋼管立柱縱向采用對接連接，對接處采用滿焊，對接口處采用20cm寬、1cm 厚鋼板包裹，其與上下兩節螺旋鋼管的連接處滿焊。

鋼管立柱之間采用雙拼[12 槽鋼聯接，層高3m。在墩柱梁旁的鋼立柱，通過在墩身上預留鋼板，采用雙拼[12 槽鋼將鋼管立柱與墩身上預埋鋼板的聯接。

3.4 鋼管立柱頂橫梁安裝

柱頂橫梁采用雙45 工字鋼并行排列共同受力。在立柱頂開開槽，雙45 工字鋼采用地面連接，整體吊裝的方法安裝，安裝過程應保證其位置的準確度，盡量減小偏差，減小立柱的偏心受壓。

3.5 貝雷桁架縱梁安裝

縱梁采用貝雷梁，貝雷梁采用3115×176×1500 規格國產貝雷桁架（無加強炫桿），搭設高度為1.5m。根據10m 橋寬的要求，布置7 組17 片貝雷架，貝雷梁單跨最長跨徑15m。貝雷梁采用地面連接整體吊裝的方式施工，縱梁安裝位置必須準確。貝雷梁架設采用吊車吊裝到位。貝雷梁與樁頂雙拼I10 工字鋼橫梁之間采用[12 型鋼騎馬限位固定。貝雷桁架上設I10 工字鋼橫梁，I10 工字鋼橫梁與貝雷梁之間采用Ф16U 型騎馬固定。

3.6 鋼管碗扣支架施工

碗扣支架安裝嚴格方案實施。支架立桿連接時，須保證頂端的受力點與底部立桿豎向吻合。立桿的垂直度應嚴格加以控制：10m 以下的架子按L/200 控制，且全高的垂直偏差應不大于3cm。碗扣架的橫桿與立桿必須用碗扣扣件扣緊，普通鋼管橫桿與立桿必須用直角扣件扣緊，不得隔步設置或遺漏。支架搭設過程中必須同步設置有效的斜撐、剪刀撐，避免腳手架在搭設過程中發生偏斜和傾覆。

3.7 支架體系驗收

1、支架體系驗收內容

表1 支架體系驗收內容

2、支架體系驗收程序

支架體系在施工過程中，由下而上，每一道工序完成必須經監理工程師驗收合格后方可進行下一道施工。整個支架體系完成后，經監理驗收后方可進行下一步施工。

3.8 整體支架預壓

支架預壓主要在梁底模板安裝結束后鋼筋安裝前進行。

1、支架預壓的作用及加載方法

支架預壓主要采用堆碼砂袋的方法加載，預壓根據箱梁現澆分段長度分段分級加載，預壓最大荷載為鋼筋砼的1.2 倍。預壓過程進行變形觀測，并根據觀測結果制定可行的支架調整、加固措施。

2、預壓

預壓加載用砂袋在支架旁邊的平地上裝土，吊車調至支架頂，人工配合吊車堆碼。遇到雨天，采用彩條布覆蓋。

預壓加載：按照設計荷載要求及實際施工需要，底模安裝完成后，分三次加載預壓，依次施加的荷載為預壓荷載值得60%、80%、100%。

3、預壓荷載計算

支架預預壓重量為最大施工荷載的120%計算。本聯箱梁箱梁C50 砼為1076.6m3，全橋長134m 米。

作用于鋼管支架的施工荷載為=混凝土自重+施工人員、施工料具運輸、堆放荷載，施工人員、施工料具運輸、堆放荷載總和取1.0KN/m2。

每跨預壓重量為1.2*{(27×1076.6+134×10×1)/4}/9.8=531.9t。

4、觀測

（1）預壓觀測點：根據現澆箱梁特點，對支架預壓區取支架每跨跨中、1/4跨、跨端橫橋向取5 個截面，每個截面在箱梁底板中線、兩邊布置3 個點。

（2）觀測方法：利用水準儀、塔尺觀測，觀測后視點事先采用全站儀轉至墩頂。

（3）過程觀測:

加載過程對支架進行觀測，觀測范圍包括變形觀測和結構安裝強度、穩定性觀測。

預壓前先進行第1 次觀測，比做好觀測記錄；

壓重為預壓荷載的0.6 倍，進行第2 次觀測并做好記錄；

壓重為預壓荷載的0.8 倍，進行第3 次觀測并做好記錄；

壓重為預壓荷載的1 倍，進行第4 次觀測并做好記錄；

壓重總荷載維持24 小時以上達到穩定狀態，進行第5 次觀測，若第5 與第4次之間變形小于2mm 即可卸載，否則應繼續觀測，直到支架變形基本穩定。

卸載后進行第6 次觀測，并對各次測量數據進行分析整理，得出支架的非彈性變形和彈性變形。

卸載后對支架變形進行排查，在構件變形在彈性變形內且無部件損壞的情況下對底模標高進行調整后并對支架進行加固后方可進行下道工序施工。

4 結語

在山區公路橋梁施工過程中，應用現澆箱梁技術能夠提高工程施工質量，但是，值得注意的是在該技術應用時，需要嚴格橋梁支架各個階段的施工控制，確保施工質量，使得橋梁支架的整體性能滿足施工要求。