橋梁工程大體積混凝土承臺支架懸空施工

林文凱

(貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

開州湖特大橋位于甕安至開陽高速公路K35+428～K36+685路段，橫跨洛旺河峽谷主橋中心樁號K36+075全橋長1 257 m。4#主墩處于開陽岸的岸坡上，主墩基礎為承臺群樁基礎。承臺布置為矩形開陽岸承臺面積為29.5 m×23.2 m，高度為6.5 m，承臺間由地系梁相連，地系梁長寬高尺寸為13.0 m×8.6 m×6.5 m。下面結合開州湖特大橋工程的4#主墩的大體積混凝土承臺及其地系梁的支架懸空施工實例，對其施工技術應用要點進行研究和探討。

2 橋梁工程大體積混凝土承臺支架懸空施工總體方案

2.1 施工特點

開州湖特大橋4#主墩承合結構的特點是:混凝土方量多、尺寸大、高鋼筋密集。參照大體積混凝土施工的具體要求，承臺在施工時，要遵循以下思路:用樁基支撐，然后將鍵盒預埋在樁基的出土段，施工支架要用貝雷片、型鋼搭設，然后在這上面安裝模板，綁好鋼筋，最好后用分層的方式澆筑混凝土。

2.2 支架懸空施工總體方案

4#主墩的地系梁底標高、承臺都在地面線以上，整個結構“懸浮在空中”。另外，承臺所在的開陽岸，岸坡陡峭，有很多大型的堆積體。考慮到地面的穩定性，在回填場地至承臺基底時，不可用石渣。因此，在樁基地面段立模澆筑時，要將鍵盒預埋在樁頂標高以下1.9 m的位置。樁基施工完成之后，將型鋼穿在鍵盒中，于樁身兩側挑出，然后，在這上面將砂筒、縱向主分配梁、底模板型鋼背楞、竹膠模板依次進行安裝，建成承臺施工支架體系。就地系梁施工工程而言，在左右幅承臺緊鄰地系梁兩排樁基地面段立模澆筑過程中，將鍵盒設置在樁頂標高以下6.19 m的位置，完成樁基施工以后，焊接三角牛腿，然后在上面將砂筒、縱向主分配梁、貝雷梁、模板型鋼背楞進行依次安裝，建成地系梁施工支架體系，這一體系的主要作用是將上部的地系梁負荷轉移到樁基。

3 橋梁工程大體積混凝土承臺支架懸空施工技術要點

3.1 施工準備

在施工之前，肯定要做好充分的準備工作，這是必須的，具體包括以下內容。

(1)施工測量

用全站儀按照設計圖紙進行測量、放樣，將承臺四角控制點確定好，進行護樁定位。當實際標高和測量標高二者復核正確后，再進行下一步施工。

(2)場地準備

保證施工現場排水通暢、道路通暢。整平、輾壓施工場地地面，確保機械、設備可穩定操作。

(3)技術準備

技術工作人員負責審核施工的設計圖紙和與之有關的施工材料，復核圖紙、資料及相關測量數據，組織相關工作人員的培訓工作，學習技術規范、施工明細及相關文件。

(4)技術交底

結合施工方案、技術規范等文件，與施工現場的監管人員、施工人員、技術人員進行安全交底和技術交底，具體內容有:施工方案、技術、工藝、質量監管等要點和重點，文明施工方法，安全施工注意事項，環境保護方案等。

(5)物資準備

按要求完成原材料取樣、試驗工作，工程監理抽驗合格后，批準使用。

(6)設備準備

施工工地配電到位。確保施工工地塔吊、吊車、1#2#鋼筋加工場、混凝土運輸車、發電裝置、1#2#拌合站等設備的性能正常。

3.2 承臺、地系梁混凝土支架懸空施工

4#主墩的地系梁底標高、承臺都在地面線以上，整個結構“懸浮在空中”。另外，承臺所在的開陽岸，岸坡陡峭，有很多大型的堆積體。考慮到地面的穩定性，在回填場地至承臺基底時，不可用石渣。因此，在樁基地面段立模澆筑時，要將鍵盒(厚鋼板加工，規格為6.7 m×3.6 m×0.01 m)預埋在樁頂標高以下1.9 m的位置。樁基施工完成之后，將箱鋼(材質為Q345的600 mm×300 mm×20 mm×20 mm，長度410 mm的)穿在鍵盒中，于樁身兩側挑出，然后，在這上面將砂筒(兩個，高度為0.45 m，內徑0.28 m，外徑0.32 m。作用是強化支架的溫度性能)，用焊接的方式，連接下部箱鋼和砂筒底板，同時在砂筒頂部，設置0.02 m的鋼板，將兩個砂筒連起來，形成一個整體。鋼板是設置縱向主分配梁(兩根長度為25.2 m，材質為Q345的I56b工字鋼)，在縱向主分配梁上設置等間距(0.3 m/單根)底模板型鋼背楞(材質為Q235的I25a工字鋼)、竹膠模板(厚度為0.015 m的高強度竹膠板)依次進行安裝，建成承臺施工支架體系。把承臺施工產生的負荷逐漸傳遞至樁基。

就地系梁施工工程而言，在左右幅承臺緊鄰地系梁兩排樁基地面段立模澆筑過程中，將鍵盒設置在樁頂標高以下6.19 m的位置，完成樁基施工以后，焊接三角牛腿(材質為Q345的600 mm×300 mm×20 mm×20 mm的箱鋼)，然后在上面將砂筒(兩個，高度為0.45 m，內徑為0.28 m，外徑為0.32 m，作用是強化支架的穩定性能)，用焊接的方式，連接下部箱鋼和砂筒底板，同時在砂筒頂部，設置0.02 m的鋼板，用于連接兩個砂筒，形成一個整體。鋼板上設置縱向主分配梁(長度為20.25 m，材質為Q345的I63a工字鋼三根)，在縱向主分配梁上設置貝雷梁(用單層321型標準貝雷片，用花窗連接的方式連接順橋向的貝雷片)，貝雷梁上設置模板型鋼背楞(單長為15米，材質為Q235的2[14b槽鋼)進行依次安裝，建成地系梁施工支架體系，這一體系的主要作用是將上部的地系梁負荷轉移到樁基。

4 橋梁工程大體積混凝土承臺支架懸空施工驗算

本文節選承臺底模板型鋼背楞I25a的相關驗算：承臺支架模板型鋼背楞采用I25a工字鋼，將第一次澆筑時的荷載(承臺分兩次澆筑)以線荷載的形式沿模板型鋼背楞長度方向進行布置。采用大型通用空間有限元分析軟件SAP2000建立有限元模型，采用空間梁單元建模。在支撐點位置用鉸接支座進行模擬。模板型鋼背楞在不穿過樁基處通長，在需要穿過樁基處需要截斷，以留出相應的孔洞。當模板型鋼背楞未截斷時，其計算模型表現為一個多跨連續梁。當其截斷時，變現為一個最大跨度為3.8 m的簡支梁。根據這兩種情況對模板型鋼背楞分別進行計算校核。在計算中均選取受力最不利一根進行計算，計算得出模板型鋼背楞最大應力比為0.769小于1，結構的強度滿足。模板型鋼背楞最大撓度為8.3 mm<3 800/400=9.5 mm，撓度滿足要求。

5 結束語

綜上所述，通過工程實踐可以表明，支架懸空施工應用對于橋梁工程大體積混凝土承臺而言，不僅理論上可行，實際應用過程中，只要技術準備充分、過程管理到位，就能夠圓滿工程建設任務，從而為橋梁工程建設打下堅實的基礎，并產生良好的經濟效益和社會效益。