大跨度工字鋼承重支架在跨高速橋現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用

強(qiáng)科亮

（蘭州市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

1 工程概況

嘉峪關(guān)南市區(qū)至新火車站道路工程一期二標(biāo)段橋梁工程全長(zhǎng)186.24 m。橋梁采用23 m+23 m+35 m+55 m+35 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。跨高速公路段主梁共設(shè)置一聯(lián)，主橋箱梁為單向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采用單箱四室截面。橋面全寬38 m，分兩幅設(shè)置。橋梁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)形式為H型柱式墩。施工完成后主跨梁底距離高速公路路面最小距離為5.94 m。

本橋梁第四跨（3#-4#橋墩）為55 m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，須跨越清嘉高速公路。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，新建橋梁第四跨右幅下方為高速公路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，與新建橋梁斜交10°。高速公路簡(jiǎn)支梁橋在車輛通過(guò)時(shí)，橋面會(huì)產(chǎn)生上下振動(dòng)，如新建橋的箱梁模板支架直接架設(shè)在公路橋橋面上，振動(dòng)會(huì)對(duì)新建橋箱梁模板支架的穩(wěn)定性和梁體混凝土澆筑后的實(shí)體質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。施工期間高速公路交通不能中斷，為確保車輛正常通行，新建橋梁梁底至高速公路路面最小凈高為5.94 m。

2 方案設(shè)計(jì)

新建橋與高速公路相對(duì)位置見(jiàn)圖1。

圖1 新建橋與高速公路相對(duì)位置

施工方案：新建橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁模板支架系統(tǒng)位于高速公路的部位采用“工字鋼承重門架+鋼管支墩”的支架系統(tǒng)進(jìn)行施工。上下行車道共設(shè)兩個(gè)承重支架。其中公路橋以外承重支架直接設(shè)置在高速公路上，每個(gè)承重支架凈跨6.2 m。承重工字鋼梁門架架空搭設(shè)在現(xiàn)有公路橋橋面上方，在公路橋外側(cè)和高速公路中央隔離帶位置共設(shè)置4排鋼管支墩，作為承重工字鋼梁門架的支撐基礎(chǔ)。支撐柱所用材料為 325鋼管、273鋼管。設(shè)置位置：公路橋梁外側(cè)鋼管為 325鋼管，間距2 m,共13根；高速公路中央隔離帶鋼管為 273鋼管，間距2 m，共14根，見(jiàn)圖2。共設(shè)兩副承重支架，每跨13.3 m。橫向鋼管支墩上架設(shè)2×28 b槽鋼組合構(gòu)件，承重工字鋼梁門架凈空高度為5 m,縱向鋪設(shè)I63b工字鋼，間距0.4 m，上面直接鋪設(shè)20 cm×20方木，間距90，方木上鋪設(shè)1.5 m×1 m鋼模板作為箱梁底模使用，見(jiàn)圖3。

圖2工字鋼支架鋼管立柱示意圖（單位：cm）

圖3工字鋼支架承重支架示意圖（單位：cm）

3 施工工藝

3.1 工字鋼的縱向拼接

因市場(chǎng)銷售工字鋼長(zhǎng)度為12 m，而承重支架縱梁使用工字鋼長(zhǎng)度需14 m，須對(duì)每根工字鋼接長(zhǎng)2 m。

（1）接口形式的選擇

通常情況下型鋼的拼接多采用45°的斜接,這樣的接頭形式不僅浪費(fèi)鋼材，而且組對(duì)也比較困難。基于現(xiàn)有的焊接技術(shù)水平、只要遵守正確的焊接工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn),采用平接是完全可行的，并在施工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。工字鋼對(duì)接時(shí)最常出現(xiàn)的焊接缺陷是未焊透和夾渣，特別是腹板與翼板交接處幾乎100%均有未焊透和夾渣的缺陷。施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)本工程特點(diǎn)，為保證工字鋼連接的質(zhì)量決定采用坡口形式，見(jiàn)圖4。

圖4工字鋼拼接連接圖

（2）焊接方式的選擇

工字鋼焊接采用電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的方式進(jìn)行焊接。

3.2 門架施工工藝

門架施工需要占用部分高速公路，所以規(guī)定所有在高速公路路面站道施工的施工時(shí)間為早上6：30至中午11：00。現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)車流量大小、交警要求以及施工進(jìn)度，可適當(dāng)延長(zhǎng)施工時(shí)間，但如果發(fā)生大量車堵滯，應(yīng)立即停止施工放行交通。

3.2.1 承重支架搭設(shè)的施工工藝

（1）首先在交警的配合下進(jìn)行交通管制，占用靠?jī)?nèi)側(cè)兩車道作為施工區(qū)域，保留靠道路外側(cè)一車道通車，即三車道并單車道行駛。

（2）交通管制后，在高速公路右幅布置一輛25 t汽車吊承擔(dān)吊裝立柱的起重工作。由于立柱均在高速公路邊坡外側(cè)，故需設(shè)1輛25 t吊車負(fù)責(zé)將基礎(chǔ)、立柱及其他材料吊運(yùn)至高速公路上。

（3）混凝土條形基礎(chǔ)應(yīng)提前澆筑完成，立柱采用 273/325鋼管立柱。鋼管立柱底部與在混凝土條形基礎(chǔ)上的預(yù)埋鋼板焊接連接。立柱安裝過(guò)程中在立柱底部設(shè)拉繩控制立柱方向，立柱安裝就位后及時(shí)焊接固定，調(diào)整立柱垂直度后焊接牢固。為安全起見(jiàn)，每根立柱在至少保證四個(gè)方向焊點(diǎn)且焊點(diǎn)長(zhǎng)度不小于5 cm后吊車方能松鉤、摘掉鋼絲繩。

（4）每安裝完成相鄰兩個(gè)立柱后及時(shí)焊接橫向連接件，橫向連接件采用[10槽鋼與墩柱牛腿焊接牢靠，以提高安全系數(shù)。

（5）立柱安裝完成后，安裝柱頂[28×2b槽鋼組合構(gòu)件橫梁，[28×2b槽鋼組合構(gòu)件與柱頂鋼板重合范圍采用滿焊.現(xiàn)場(chǎng)配備4臺(tái)電焊機(jī)、4個(gè)電焊工，以加快焊接速度。由于立柱直徑僅為273，沒(méi)有足夠操作空間，現(xiàn)場(chǎng)采用門式腳手架快速搭設(shè)平臺(tái)，為焊接工作提供操作平臺(tái)，并保證電焊工的安全。

（6）[28×2b槽鋼組合構(gòu)件吊裝前在兩端設(shè)拉繩，吊裝時(shí)通過(guò)拉繩控制橫梁的方向，下落平穩(wěn)，就位后經(jīng)技術(shù)員檢查位置合適后采用點(diǎn)焊將其與鋼板臨時(shí)固定，待所有橫梁吊裝就位后再采用12鋼筋與所有橫梁滿焊連成整體。

（7）橫梁安裝完成后及時(shí)吊裝分配梁。6.2 m寬承重支架處 [28×2b槽鋼組合構(gòu)件分配梁間距為0.9 m或0.6 m一道，與滿堂腳手架立桿縱向間距相同。13.3 m寬承重支架處I63b分配梁間距為0.4 m一道。

（8）施工完成后將施工機(jī)具、材料搬離高速公路，清掃干凈路面，并按限高、限寬要求設(shè)置交通管制標(biāo)志、標(biāo)牌，待交警檢查驗(yàn)收合格后方能放行車輛、恢復(fù)交通。

3.2.2 承重工字鋼梁支架系統(tǒng)拆除施工工藝

（1）在占用高速公路路面施工前準(zhǔn)備工作：承重支架上部腳手架及模板等材料已經(jīng)通過(guò)人工拆除完畢，承重支架上僅留分配梁工字鋼，承重支架外滿堂腳手架拆除完畢并清理干凈。

（2）首先在交警的配合下進(jìn)行交通管制，占用靠中央分隔帶側(cè)一車道作施工區(qū)域，保留靠路邊外側(cè)一車道通車，即只留一車道通行。

（3）交通管制后，在高速公路右幅靠中央分隔帶側(cè)布置一輛25 t汽車吊承擔(dān)吊裝工字鋼、鋼管立柱、立柱基礎(chǔ)的吊運(yùn)工作，負(fù)責(zé)將這些材料臨時(shí)吊至高速公路護(hù)欄外。另外在高速公路外側(cè)設(shè)l輛25 t吊車負(fù)責(zé)將工字鋼、鋼管立柱、立柱基礎(chǔ)及其他材料吊運(yùn)裝車外運(yùn)。

（4）I63b和[28×2b槽鋼組合構(gòu)件分配梁的拆除。先利用氧氣焊切割分配梁與橫梁連接部位焊接點(diǎn)。將裝載機(jī)料斗進(jìn)行特殊加工，安裝一個(gè)托架，將分配梁用裝載機(jī)料斗托住后用鋼絲繩進(jìn)行固定，慢慢向后挪動(dòng)直至從箱梁下抽出，托舉至箱梁外側(cè)，最后由吊車吊出路外。防拋網(wǎng)分段拆除，嚴(yán)禁一次性全面拆除，需要根據(jù)工字鋼的拆除速度及時(shí)跟進(jìn)拆除。

（5）由于立柱條形基礎(chǔ)為整體，吊裝工作分3步進(jìn)行：首先將基礎(chǔ)按每2 m一段進(jìn)行斷開(kāi)，然后在拆除立柱后的預(yù)埋鋼板上焊接吊環(huán)，由兩臺(tái)25 t吊車分別調(diào)運(yùn)至路外。

（6）吊裝完成后清掃路面，并恢復(fù)雙車道通行。

4 安全措施

4.1 路面安全防護(hù)設(shè)施

（1）新建橋梁兩側(cè)高速公路上下行車道2 km范圍內(nèi)做好安全警示標(biāo)識(shí)牌，兩側(cè)500 m范圍內(nèi)做減速帶，支架安全島前方設(shè)沙袋圍擋，保證車輛及架體安全。

（2）立柱基礎(chǔ)橫向兩側(cè)順車輛通行方向的前方設(shè)置混凝土安全島，以保證萬(wàn)一發(fā)生交通事故時(shí)汽車不能夠直接撞擊到立柱及基礎(chǔ)。安全島采用C30混凝土制作，一段長(zhǎng)為5 m。采用預(yù)制安裝；安裝前在安全島(包括立柱基礎(chǔ))靠行車道側(cè)整面涂刷紅黑相間的反光漆，確保夜晚汽車司機(jī)能看清承重支架通道。

（3）限高架的設(shè)置是為了防止超高車輛通過(guò)承重工字鋼梁門架時(shí)碰撞到承重支架的縱粱。限高門架設(shè)置在安全島的前端，采用 159無(wú)縫鋼管作立柱及橫粱，并在橫粱上設(shè)置5 m限高警示牌，同時(shí)在立柱及橫粱上涂刷黃黑相間的反光漆。

（4）在立柱鋼管涂刷紅黑相間反光漆或粘貼反光膜，同時(shí)在迎向汽車一側(cè)的承重支架的最外側(cè)立柱及縱梁上安裝警示紅燈示警，夜晚通過(guò)安裝在承重支架周圍的紅燈串來(lái)顯示承重支架的輪廓。此外在迎向汽車一側(cè)的承重支架設(shè)置疝氣燈，晚上疝氣燈將承重支架體系照亮。

4.2 承重工字鋼梁門架安全防護(hù)設(shè)施

為了既能保證承重支架上方施工的連續(xù)性，又能確保承重支架下通道的行車安全，承重支架應(yīng)具有施工操作平臺(tái)及安全防護(hù)平臺(tái)的雙重功能。承重支架縱梁安裝完成后隨即鋪滿一層3 cm厚木板；在滿堂支架兩側(cè)設(shè)置1.2 m寬的安全通道，安全通道采用普通鋼管搭設(shè)而成，安全通道需與滿通支架連成一體。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前的交通路網(wǎng)越來(lái)越發(fā)達(dá)，新建橋梁遇到跨高速、跨鐵路等跨線橋的施工情況將會(huì)越來(lái)越多。在眾多跨線橋施工過(guò)程中，通常情況下，利用工字鋼搭設(shè)小跨徑或承載力要求較小的承重支架時(shí)相對(duì)比較方便快捷。但在遇到跨度較大且不受凈空要求限制時(shí)，多采用貝雷梁承重支架。本工程因受凈空高度、高速公路簡(jiǎn)支梁橋的影響，選擇了在新建大跨度橋梁承重支架搭設(shè)中采用了大跨度承重工字鋼梁系統(tǒng)。通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證，該結(jié)構(gòu)在工程質(zhì)量、安全性能及工程進(jìn)度等方面均取得了顯著成效，為以后類似的工程施工提供了借鑒和參考價(jià)值。