高墩連續梁大尺寸0號段支撐體系設計與施工

廖柳紅

摘要：罐子溝大橋上構為大跨度、高墩剛構連續箱梁，采用掛籃懸澆法施工。該連續梁0號段具有離地遠及大體積等特點，故對模板支撐系統的承載能力及安全穩定性要求很高，施工難度大。本項目施工時，對傳統的托架式支架方案進行改進及創新，確保了0號段現澆時的支撐體系滿足承載能力和安全穩定性。為此類連續梁0號段現澆的支架方案帶來一定的借鑒及指導意義。

Abstract： The Guanzigou bridge is constructed as a long-span， high-span rigid frame continuous box girder， which is constructed by hanging basket suspension method. The continuous beam No.0 section has the characteristics of being far away from the ground and large volume， so the bearing capacity and safety stability of the formwork support system are very high， and the construction is difficult. During the construction of the project， the traditional bracket-type bracket scheme is improved and innovated to ensure that the support system of No.0 section cast-in-place meets the bearing capacity and safety stability， which brings certain reference and guiding significance for this type of continuous beam No.0 section cast-in-place bracket scheme.

關鍵詞：剛構連續梁;0號段現澆;支撐系統;方案設計;施工要點

Key words： rigid frame continuous beam;No.0 section cast-in-place;support system;scheme design;key construction points

中圖分類號：U448.21+5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）16-0118-04

0? 引言

隨著我國經濟的迅猛發展，鐵路、公路、市政等交通項目的橋梁規模及功能都在快速的發展及進步中，伴隨的科學技術的進步及建筑結構設計水平的提高，同時為了盡量降低橋梁對地面其它建筑的影響，及適應地表復雜地貌、河域或跨越障礙物，橋梁工程更多采用大跨度的連續梁。故連續梁的跨度及主墩高度日趨向更大、更高方向發展，而作為連續梁基礎梁段的0號段的尺寸及圬工量也是成倍增加，則0號段現澆施工時對支架承受巨大荷載的能力及安全穩定性提出了更高的要求，傳統技術下的支架方案難以滿足需要。需對傳統的支架方案提出改進和創新，以在確保承載能力、安全穩定性及工期的同時獲得良好的經濟效益。

1? 工程概況

內蒙古青春塔煤礦鐵路專用線罐子溝大橋位于準格爾旗魏家峁村，跨越深度45m河谷，共11個墩臺，孔跨布置：1×24mT梁+1×32m+（72+128+72）m預應力混凝土連續剛構+3×32mT梁+2×24mT梁，全長489.66m。

連續剛構0號段設置在3號、4號墩上，3號空心墩高度為30m，4號空心墩高度為37m。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，全長273.4m;主墩處梁高8.8m，0號段長度為12m。箱梁頂板寬8.5m，箱寬6.1m，主墩附近處頂板厚度為55cm;等高梁段底板厚度為50cm，其他梁段底板厚度為從50cm至90cm間漸變;等高梁段的腹板厚度為40cm，其他梁段腹板厚度為從40cm至70cm間按折線漸變。

0號段在墩頂位置現澆;中跨合攏段采用節段施工的掛籃作模板支撐進行合攏。架設型鋼支撐進行邊跨合攏。中間節段采用掛籃懸澆。

2? 連續梁0號段支撐方案比選及優化

2.1 支撐方案的選擇

本項目主墩墩柱較高，0號段現澆施工采用落地支架法顯然不可取的，所以擬采用在墩頂設置托架的支撐方案。

2.2 對托架方案的創新及改進

傳統托架方案主要是在墩頂周邊預埋型鋼構件，等拆模后將構件與預埋件通過焊接連接形成支撐模板的托架。由于本項目0號段相對以往連續梁0號段而言，其外形尺寸大、混凝土數量多、懸臂長。為滿足承載能力，需采用更大型號的型鋼進行托架制作，則材料耗用量非常大，同時現場焊接工程量也相應大幅增加。因現場高空焊接的施工技術及質量控制難度大，托架的安全穩定性難以保障[1]。故本項目施工時，需對托架的設計進行改進及優化，以達到安全、高效、經濟的目的。本項目經過多次探索研究，主要進行了如下創新。

①將桿件間焊接連接改變為插銷連接。傳統的墩頂托架的各種型鋼桿、構件基本采取現場焊接聯接的施工工藝，但高空進行大量的現場焊接施工時，不僅施工難度大，且技術及質量控制難度大，易出現安全隱患。為了減少安全隱患，需盡量減少現場焊接的工作量。本項目經過研究及適用性評估，提出將托架分解成預埋件、上平梁及斜撐等3個主要構件，各構件間設置插銷孔，通過插銷連接各桿件。各主要構件的加工、焊接及質量檢測均在加工廠內進行，能夠確保焊接施工質量。此項改進，不僅充分確保了構件加工及焊接的質量，且施工現場施工組拼簡便、快速，降低了勞動強度。

②設置通長的大于?25的鋼筋將橋墩兩側的托架預埋件聯結成整體，通長鋼筋不僅增強了墩身預埋件的錨固性能，且通長筋起到拉桿的作用，承受兩側預埋件的相反方向的拉壓應力，減少了預埋件周邊墩身混凝土承受的拉壓應力值，使得托架結構承載更為合理，確保了托架及墩體的結構安全。

3? 托架設計

3.1 托架總體布置方案

0號段縱橋向托架承載主體為4個牛腿組成，牛腿由預埋件、上平梁及鋼管斜撐構成。平梁為2I40b工字鋼，斜撐為Φ300圓鋼管。在3號和4號主墩施工至墩頂前，沿空心墩頂端在縱橋向方向兩側埋設預埋件，拆模后將廠制的上平梁、斜撐安裝后形成縱向施工托架，主要承受0號段懸壁部分混凝土的重量（約162t）、支架模板重量及人員機具重量（約43t）。沿空心墩頂橫橋向上層兩側各預埋I28a工字鋼3根（單根長3.0m，埋入混凝土深度為1.0m）。下層兩側各預埋I15a工字鋼3根（單根長1.2m，埋入混凝土深度為1.0m），兩層工字鋼間設I28a工字鋼斜撐，形成橫向施工托架。主要承受0#段墩頂部分側模板及翼緣板混凝土的重量[2]。

在0號段施工托架擺放I28a工字鋼橫梁，工字鋼橫梁上擺放方木墊梁（斷面尺寸12×12cm）;方木上搭設滿堂腳支架（采用?48×δ3mm小鋼管），鋼管下端設底座，頂端裝頂托，支架鋼管立桿縱、橫間距分別為30cm和35cm。腳手架高度為1.0～2.0m，設置3道縱橫向水平桿，然后再設置30～60°的縱橫向剪力撐;立桿頂托上放置縱向方木（斷面尺寸12×12cm），其上擺放為長度8.0m的橫向方木（斷面尺寸12×12cm），左右錯頭100cm，縱向間距25cm，構成9m立模平臺，箱梁腹板下加設方木橫向加密，橫向方木上鋪設箱梁底模，具體布置見圖1、圖2、圖3所示。

3.2 托架預壓

托架搭設完成后進行堆截預壓，以驗證其承載安全穩定性，消除托架的非彈性變形，同時獲得托架的彈性變形，以確定0號段底模的預拱值[3]。

托架預壓的荷載值按混凝土荷載及模板托架荷載總和的1.2倍進行。則托架需要承受的總荷載為：

Q=1.2×（1615.8+430.1）=2455kN≈246t

托架上采用鋼管架、頂托、方木和底模板搭建寬4.0m，長9.0m的預壓平臺。在進行混凝土塊預壓前，須檢查各型鋼、滿堂腳手架、方木模板是否安裝牢固可靠。檢查完畢后對托架實施對稱、均衡堆載砂袋預壓。預壓過程分3級，即第一次預壓荷載的30%，24小時后預壓60%，最后加載到100%。

預壓過程中分級觀測、記錄托架各部分的變形，當出現變形過大，有異響時，暫停砂袋堆載作業，查清原因并處理后，再進行預壓。

預壓完成后，根據預壓的變形量測值及變形情況評估托架的承載安全穩定性。并計算托架彈性變形值，作為底模調整預拱值的依據。

4? 托架承載穩定性驗算

4.1 托架承受的荷載值分析計算

4.1.1 箱梁砼結構荷載

4.1.2 支架及模板荷載

4.2 結構承載分析及驗算

4.2.1 工字鋼橫梁驗算

4.2.2 外側托架驗算

5? 結束語

本項目0號段現澆施工采用墩頂托架的模板支撐方案，經對傳統托架方案進行了優化及改良，并嚴格按設計施做及在搭設完成后進行堆載預壓。施工期間對托架形變的監測結果表明，托架安全穩固，桿件無明顯形變，安全順利地完成了施工任務。且0號段現澆施工較原計劃工期提前了9天完成。經測算，施工成本節約了12.6萬元，取得了良好的技術及經濟效果。

參考文獻：

[1]魏爭偉，任秀恒.大平寨連續梁0號塊托架施工技術[J].山西建筑，2013（16）：179-181.

[2]秦雷雷.清水川特大橋連續梁0號塊施工技術[J].科技創新與生產力，2017（03）：90-91.

[3]葛白雪，張玉娥，王颯一.連續梁橋0號塊施工臨時結構設計[J].國防交通工程與技術，2014（5）：83-85.

[4]田繼源.高墩連續梁0號塊施工關鍵技術[J].價值工程，2014（13）：123-124.