復(fù)雜陡峭地形下的超高復(fù)合式支架高墩現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

袁國彬 張 鐵

四川交投建設(shè)工程股份有限公司 四川 成都 610041

目前，支架法是橋梁工程中一種較為常見的箱梁澆筑方法，其具有施工快捷、技術(shù)成熟、適用范圍廣、不需預(yù)制場地等諸多優(yōu)點，不僅成為城市橋梁施工的一種主要方法，也是山區(qū)橋梁現(xiàn)澆箱梁施工中的首選方法[1-5]。

近些年來，工程施工中陸續(xù)出現(xiàn)了用組合支架來代替以往單一滿堂支架的施工方法。組合支架相比于滿堂支架不僅具有更好的施工穩(wěn)定性，也大幅提高了施工效率。而碗扣支架、大直徑鋼管柱配合貝雷架搭設(shè)的組合支架相較其他方法，施工更簡單、速度更快，且其結(jié)構(gòu)受力也更為合理。

組合支架憑借其施工優(yōu)越性，在工程施工中，尤其是在跨越交通線路的橋梁施工中得到了越來越廣泛的應(yīng)用[6-10]。但在復(fù)雜陡峭地形條件下的超高支架施工仍存在諸多困難，例如超高鋼管柱的安裝、預(yù)壓土袋的吊運、底部承臺的施工等，有待進一步研究。

本文研發(fā)了一種復(fù)雜陡峭地形超高復(fù)合式支架高墩現(xiàn)澆箱梁的施工方法，目前已通過了現(xiàn)場驗證，可為現(xiàn)澆箱梁支架法施工提供一定的技術(shù)借鑒。目前，該技術(shù)已應(yīng)用于多項實際工程，取得了較好的社會與經(jīng)濟效益。

1 工程背景

百里峽快速通道是達州市開發(fā)百里峽旅游資源、實現(xiàn)精準扶貧的一個重要項目。本項目全線長35.8 km，起于宣漢縣新華鎮(zhèn)對面的安家河壩（泥溪溝）附近，沿中河向東北布線，經(jīng)新華鎮(zhèn)、河壩鄉(xiāng)、設(shè)隧道繞過石鐵場鎮(zhèn)后，沿石樊路走廊布線至雙河口，終止于渡口鄉(xiāng)（百里峽景區(qū)的入口）。

本文所涉及的新華互通式立交工程是連接達陜高速與百里峽快速通道的樞紐工程，是百里峽快速通道中的重中之重，設(shè)計速度80 km/h，為高速公路，匝道圓曲線最小半徑30 m，最小凹曲線半徑400 m，匝道最大縱坡4%。橋梁總長度2.14 km。

橋區(qū)位于四川盆地邊緣低山-低中山區(qū)和大巴山山岳地帶過渡區(qū)，屬大巴山南坡前山帶，屬構(gòu)造侵蝕低山地貌。場地周圍山峰海拔650 m左右，場地最低海拔388 m，相對高差262 m。斜陡坡坡度不均，大部分為30°～45°，局部40°～70°，整體坡度較緩，斜坡堆積層沿斜坡坡面零星分布，基巖大面積裸露，整體坡度較陡。

本項目現(xiàn)澆箱梁均位于地形變化較大的山坡上，其特點有二：一是縱向墩高較高，大部分在20 m以上，最高的6#墩高度達28 m；二是橫向坡度較陡，同一墩位處相鄰橋墩的高差較大。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 主要技術(shù)特征

復(fù)雜陡峭地形超高復(fù)合式支架高墩現(xiàn)澆箱梁施工工藝采用超高復(fù)合式支架體系，鋼管柱直接安裝在嵌巖樁基承臺上（承臺內(nèi)預(yù)埋有鋼管柱連接法蘭盤和螺栓孔，鋼管柱采用定型化支架臨時定位安裝），同步在鋼管柱間用縱、橫、水平向連接桿將立柱連為整體，并抱箍墩柱輔助固定，以大幅提升支架的穩(wěn)定性。

施工時，預(yù)壓土袋采用定型化籠架裝土及吊運，以提高施工效率（圖1）。

圖1 超高復(fù)合式支架高墩現(xiàn)澆箱梁施工示意

2.2 工藝要點

2.2.1 施工準備

1）施工方案緊密結(jié)合現(xiàn)場情況確定，對現(xiàn)場的高程、地質(zhì)情況、附屬設(shè)施等進行清查，對周邊高速公路、河流、滑坡、管線等主要障礙物的設(shè)施、地形、水位、流量進行調(diào)查，確保方案符合實際情況。

2）制定方案后，及時將設(shè)計圖落實，檢查支架、基礎(chǔ)等能否滿足現(xiàn)場要求。

3）對施工過程中存在影響的設(shè)施進行逐條解決。與河務(wù)、環(huán)境、高速公路管理、管線產(chǎn)權(quán)單位等進行協(xié)調(diào)解決，制定解決方案。對地下管線、地上管線采取措施進行遷改或進行保護。

2.2.2 承臺樁基施工

1）采用全站儀進行樁位放線，保證樁位與設(shè)計位置的誤差不超過50 mm。

2）采用直徑0.8 m或1.2 m的C30混凝土樁基礎(chǔ)，每個斷面布置3根樁，每跨中間兩排樁間距為6 m，距墩柱1～2 m各一排樁，共4排樁，樁數(shù)12根。樁長視地質(zhì)情況而定，樁基嵌入中風化層，深度為3d（d為樁基直徑），樁基根據(jù)相關(guān)規(guī)劃要求布置鋼筋籠，嚴格按照橋梁樁基施工要求進行。

3）樁頂預(yù)埋包樁鋼管，鋼管內(nèi)側(cè)設(shè)連接環(huán)肋，環(huán)肋通過主筋貫穿孔與鋼筋籠主筋連接；樁頂外側(cè)鋼管預(yù)設(shè)牛腿托架連接件，牛腿托架環(huán)形均勻布置。

2.2.3 承臺澆筑

1）對基礎(chǔ)比較好而且地面坡度不大的地基采用擴大地基澆筑承臺的形式。挖除表層土置于硬基巖上，開挖平臺，澆筑C30鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)，同時埋置鋼筋以及預(yù)埋件。

2）支模前先在樁頂牛腿托架上安裝型鋼分配梁，后鋪設(shè)承臺底層模板，承臺側(cè)模外側(cè)斜撐與對拉桿組合固定（圖2）。

圖2 承臺澆筑示意

2.2.4 鋼管柱吊裝

1）采用φ630 mm×10 mm鋼管柱，鋼管柱計算好長度后預(yù)先在地面拼裝焊接，檢查驗收合格后，再采用吊車安裝。

2）鋼管柱采用25 t吊車，配合定型化支架臨時定位安裝（圖3）。鋼管柱間用縱、橫、水平向連接桿將立柱連為整體，并利用抱箍墩柱進行輔助固定；支撐底部鋼板與預(yù)埋螺栓錨固，鋼管單根連接采用法蘭盤（或焊接），鋼管之間連系梁設(shè)置高度原則上從臨時鋼管墩頂向下布置，間距為3～6 m，根據(jù)墩柱高度可以適當調(diào)整，并在橋梁墩柱恰當位置安裝預(yù)埋鋼板，與支架鋼管柱相連，以保證支架穩(wěn)定。

3）搭設(shè)腳手架作為工作平臺，人工配合吊車安裝雙拼56a#工字鋼橫梁。

2.2.5 貝雷梁及碗扣支架搭設(shè)

1）貝雷片進場后檢查質(zhì)量情況；貝雷片與支架采用U形螺栓連接，貝雷片不能切割。

2）在鋼管柱、托架、主橫梁施工完成后，進行貝雷梁主梁的吊裝施工。在現(xiàn)場組拼貝雷梁，根據(jù)支架設(shè)計圖在56a#工字鋼上噴涂貝雷梁中心位置標記，人工配合吊車吊裝貝雷梁，橫向中心間距2.5～2.8 m。

圖3 鋼管柱安裝示意

3）貝雷梁提前轉(zhuǎn)運至需要施工的現(xiàn)澆箱梁位置，根據(jù)現(xiàn)場起重設(shè)備起吊能力和墩柱高度采用整體吊裝或分節(jié)吊裝。整體吊裝即根據(jù)現(xiàn)澆箱梁長度進行雙排拼裝后，再起吊安裝至主橫梁上；分節(jié)吊裝則采用單排安裝至主梁并臨時固定后，再依次吊裝每一片貝雷梁。貝雷梁主梁位置根據(jù)施工圖紙進行調(diào)整后，對貝雷梁與主橫梁進行可靠連接，保證貝雷梁不發(fā)生橫向偏移，采用“L”形鋼板卡扣與主橫梁焊接牢固。

4）按照支架設(shè)計圖，人工配合吊車鋪設(shè)工字鋼橫向分配梁，隨后再搭設(shè)滿堂支架（搭設(shè)和布置同常規(guī)滿堂支架方法）。

2.2.6 土袋吊運及支架預(yù)壓

在支架安裝完成后，應(yīng)進行支架的預(yù)壓作業(yè)，預(yù)壓作業(yè)范圍為全跨。預(yù)壓方式為沙袋，沙袋應(yīng)采用定型化籠架裝運。

2.2.7 現(xiàn)澆箱梁模板及鋼筋施工

1）現(xiàn)澆箱梁底模及側(cè)模均采用竹膠模板，采用人工配合吊車、塔吊安裝；鋪設(shè)時板縫對齊，以防止漏漿；側(cè)模板外側(cè)采用木方做豎楞。

2）內(nèi)模支架采用扣件式鋼管支架現(xiàn)場組拼成形；端頭模板采用花紋鋼板制作，預(yù)應(yīng)力管道位置的孔位要求準確，鋼筋綁扎完畢后進行端模安裝。

3）鋼筋安裝施工順序為：底板→橫梁→腹板→隔板→直立內(nèi)模→頂板→預(yù)埋件。

2.2.8 混凝土施工

現(xiàn)澆梁全部采用C50混凝土。本項目每節(jié)段現(xiàn)澆箱梁均采用二次澆筑，第1次澆筑底板及腹板，第2次澆筑頂板。澆筑完混凝土后，灑水養(yǎng)護。

2.2.9 張拉壓漿

張拉壓漿采用雙端張拉及單端張拉2種形式，單端張拉采用分階段張拉施工，施工分節(jié)下一段現(xiàn)澆箱梁的鋼絞線錨固在上一節(jié)段張拉錨固的錨具連接器上，為防止側(cè)偏，應(yīng)自下而上對稱交替逐步加載張拉。

2.2.10 支架體系拆除

1）當箱梁混凝土強度達到設(shè)計要求，且張拉壓漿結(jié)束后，進行支架卸落作業(yè)。

2）支架拆除按照“先安后拆，后安先拆，由上而下、逐層逐跨拆除”的順序進行，如圖4所示。

圖4 支架吊裝拆除

3 結(jié)語

本文闡述了復(fù)雜陡峭地形條件下的超高組合式支架施工方法。與一般的施工方法相比，復(fù)合式支架的穩(wěn)定性優(yōu)異，可以有效地保證現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量，且施工現(xiàn)場整潔有序。

實踐證明，采用超高復(fù)合式支架體系進行施工，能夠帶來良好的社會效益，并可綜合降低造價10%以上。

[1] 廖巧玲,薛魁.變曲面現(xiàn)澆箱梁組合支架施工方案[J].西部交通科 技,2016(7):73-77.

[2] 張東山,光明.現(xiàn)澆箱梁大跨度鋼管貝雷與碗扣組合支架設(shè)計與分 析[J].施工技術(shù),2016,45(17):76-78.

[3] 李觀鵬.多種支架組合在山區(qū)公路現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用[J].北方 交通,2017(10):39-41.

[4] 陳飛龍.復(fù)雜地形條件下樞紐互通現(xiàn)澆箱梁高支架選型探析[J].交 通世界(中旬刊),2019(8):93-95.

[5] 王永麗.PTC樁和貝雷梁組合支架在深層軟基處現(xiàn)澆箱梁施工中 的應(yīng)用[J].鐵道建筑技術(shù),2014(5):78-81.

[8] 張萬里,楊勇.復(fù)雜工況下大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁支架設(shè)計[J].廣東 公路交通,2019,45(4):157-160.

[9] 光明,姚斐,王靜華,等.鋼管少支架在山區(qū)高墩現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用 [J].施工技術(shù),2015,44(21):123-125.

[10] 程少東,王曉馳,王廷朝,等.變曲率現(xiàn)澆箱梁線形可調(diào)節(jié)邊腹板及翼 板一體工具式模架綜合技術(shù)[J].施工技術(shù),2018,47(5):60-64.