跨高速公路橋梁工程的門洞支架施工技術探究

■張煒祥

（中鐵十八局集團第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

我國路網建設事業持續發展的背景下，跨高速公路橋梁工程愈發常見。施工難度比較大，既要保證橋梁施工工序能夠順利開展，也要合理解決施工過程對既有公路正常運行造成的影響。因此在具體施工中，必須有專業、系統、完善的措施，以期最大限度上降低對高速公路安全通行造成的影響。而高速公路上行車速度比較快，且路面等級比較高，需要有一套特殊的門洞支架施工技術來應對施工中可能遇到的各種問題[1]。奮勇樞紐立交在施工中采用現澆施工方法，需要支架搭建，又由于該橋梁工程，上跨了已通車的高速工程，屬于典型的跨高速公路橋梁工程，現對該工程門洞支架施工技術的應用進行分析，希望對同類工程有一定參考和借鑒。

一、工程概述

奮勇樞紐立交位于雷州市沈塘鎮以西，與G15沈海高速（湛徐高速段）相連，主要為完成與湛徐高速公路的交通流轉換。依據地形及交通量情況，采用Y形互通立交形式。互通立交其中匝道路基3855.6m，橋梁1071.2m/2座，通道橋20.52m/1座，涵洞8座。主線與互通立交相接處，主線平面采用直線；立交范圍內，湛徐高速平面為R-6510.25m以及直線所構成。各匝道平面最小半徑150m（C匝道），匝道最大縱坡3.854%，匝道最小縱坡0.3%，最小凸形豎曲線半徑3000m，最小凹形豎曲線半徑4500m，最大超高橫坡度6%。被交路湛徐高速整體式路基:3m中央分隔帶+2×0.75m左側路緣帶+2×（2×3.75）m行車道+2×3.5m硬路肩（含2×0.5m右側路緣帶）+2×0.75土路肩。匝道：A、B、C、D匝道均為單車道出入口的雙車道匝道，路基寬10.5m。單向單車道匝道標準路基寬9.0m，橫斷面布置從左至右0.75m土路肩+1m硬路肩（含0.5m路緣帶）+3.5m行車道+3m硬路肩（含0.5m路緣帶）+0.75m土路肩。單向雙車道匝道標準路基寬10.5m，橫斷面布置從左至右0.75m土路肩+1m硬路肩（含0.5m路緣帶）+2×3.5m行車道+1m硬路肩（含0.5m路緣帶）+0.75m土路肩。奮勇樞紐立交匝道橋設計使用年限為100年。

二、施工中存在的重難點及應對措施

（一）施工中存在的重難點

由于本工程是典型的跨高速公路橋梁工程，下方高速公路上車流量比較大，因此在施工中存在一些比較特殊的難點，主要體現在以下幾個方面：

第一，門洞支架施工會導致高速公路寬度變窄，會對既有高速公路上行車的安全性造成較大威脅，也會增加門洞支架施工的安全風險。

第二，高速公路上通車量比較大，且大貨車數量多，通過施工位置時會形成一定程度的震動，此種震動會對門洞支架各個節點連接的穩定性造成影響，也不利于橋梁工程施工中的混凝土養護，容易形成裂縫[2]。

第三，高速公路上行駛的車輛速度比較快，通過門洞支架時，會形成較大的風荷載，對門洞支架結構的穩定性和牢固性會造成不同程度的影響（此種影響會隨著車輛數量增加而增加），對施工人員的安全也會造成一定威脅。

（二）特殊施工環境的應對措施

針對本工程施工中遇到的重難點，為保證施工的安全性，促使各道工序安全、高效、有序地開展，需要采取一系列有效的措施，來降低對門洞支架施工造成的影響，本工程為解決施工重難點，采取了如下措施：

第一，針對門洞支架施工會導致高速公路寬度變窄的問題。需要在施工區域按照相應的標準及規范進行安裝及擺放施工警示標志，以提醒過往車輛注意減速并道。此外，高速公路上沒有安裝照明路燈，并且行車速度比較快，還要在施工區域安裝照明設施，以保證夜間車輛能夠安全通過。

第二，對車輛通行時形成的震動進行統計分析，確定日常車輛通行時形成的最大震動強度，對比分析門洞支架結構的強度及穩定性，以確認在最大震動強度下，門洞支架仍然可以保持穩定性，同時還要制定應急預案處理措施，將各項事故造成的損失降到最低。再進行混凝土澆筑和養護中，可協助交通管理部門，提醒過往車輛減速慢行，以降低震動造成的影響。

第三，對車輛通過門洞支架時的風荷載進行測定，按照測定結果設計門洞支架的強度和穩定性。在施工安全方面，要盡量做好安全技術交底工作。在門洞支架上施工人員必須穿戴好勞動保護用品，并系好安全帶，在施工中嚴禁向外拋射各種雜物，避免影響高速公路上車輛通行的安全性[3]。

三、門洞支架技術的具體應用

（一）門洞支架設計

本工程門洞支架采用了鋼管柱配條形基礎，以I40a工字鋼作為門洞支架的底部橫梁，在A匝道橋梁的縱向梁中采用了I60a工字鋼，并在上方布設橫向方木。C匝道的縱梁采用了雙排單層貝雷梁。鋼管立柱順著高速公里方向合理布置，在門洞支架下方搭設防護性門架。跨高速公路門洞立面圖如圖1所示。

圖1 跨高速公路門洞支架立面圖

（二）門洞支架搭設

1.基礎施工

通過測量放線確定門洞支架搭設的基礎位置，立模澆筑C30混凝土，形成條形基礎，并在基礎頂部安裝鋼管柱連接預埋件。

2.鋼管柱及橫梁安裝

基礎施工完成后，采用汽車吊對門洞支架鋼管柱完成安裝，為確保安裝的精度，在安裝之前，需要通過全站儀來確定鋼管柱安裝的具體位置。雙肢工字鋼則通過現場拼裝焊接的方法，通過汽車吊安裝在立足頂部，分配梁通過直徑為16mm的螺紋鋼焊接施工[4]。

3.縱梁安裝

縱梁安裝是本工程門洞支架施工時比較重要的一個環節，需要地面拼接，整跨吊裝，具體安裝順序為先中間，后對稱安裝，兩側工字鋼縱梁。為保證安裝的精度和安全性，在整個吊裝過程中，需要專人指揮。縱梁安裝完成之后，需要在上方鋪設木橫楞，然后安裝底模。

4.門洞支架驗收

本工程門洞支架施工質量標準如附表1所示。

（三）支架拆除

支架的拆除為支架搭設的逆工序，將砂筒內砂掏出，落下工字鋼橫梁及縱梁，再由人工拆除模板及方木。可以在箱梁施工時預留卸架孔，對工字鋼橫梁和鋼管立柱進行拆除，并用卷揚機吊走。

（四）門洞支架預壓施工

為保證門洞支架施工質量，降低施工中車輛行駛震動及風荷載對支架穩定性造成的影響，需要按照震動和風荷載統計分析的最大值，對門洞支架進行預壓操作，以保證門洞支架施工的穩定性和牢固性能夠滿足設計要求和施工要求[5]。為降低門洞支架變形和地基不均勻沉降給施工造成的影響，本工程采用了砂袋預壓法，預壓重量為1.2倍箱梁自重荷載，預壓平面圖如圖2所示。

圖2 門洞支架預壓平面圖

本工程一聯箱梁混凝土澆筑體積為806.5m3，澆筑總長度為110m，每米混凝土澆筑量為7.33m3，自重約為2.6t，每米梁體自重大約為19.1t，如果采用1m×1m的砂袋，每方砂袋重量約為1.5t，本門洞支架預壓時大約需要12.7個砂袋，預壓中采用了梁體1.2倍荷載，實際只需要16個砂袋就能滿足要求。選擇的加載順序為：0→50%→75%→100%→120%→100%→75%→50%→0進行分期加載及分期卸載[6]。

在預壓加載之前，需要對地基、基礎頂部、門洞支架頂部及底模的標高進行布點觀測，以四分之一跨度為縱距，二分之一梁底寬度為橫距分別設置觀測點。測量點設在支點、梁跨的1/4、1/2和3/4處，橫向均設3點位，具體預壓測點布置圖如圖3所示。

圖3 現澆箱梁支架預壓測點布置圖

觀測點的布置要嚴格遵循上下對稱、對應的原則，既要全面觀測地基的不均勻沉降量，同時也要觀測門洞支架及方木的變形情況。經過連續3天或者5天觀測，門洞增加沉降量小于5.0mm時，即可停止觀測，將預壓結果繪制成圖表，交給現場工程監理師確認后，才能卸載，完成門洞支架施工[7]。

四、結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了跨高速公路橋梁工程的門洞支架施工技術。分析結果表明，跨高速公路橋梁工程施工難度比較大，在具體施工中既要綜合考慮上方橋梁施工質量，也要考慮下方高速公路上車輛通行的安全，以降低車輛通行對門洞支架穩定性造成的影響。因此，在門洞支架施工中，必須充分結合工程特性和高速公路車輛通行時震動及風荷載造成的運行，制定相應的處理措施，并嚴格按照相應的規范及標準進行施工，才能保證施工質量和安全。

附表1 門洞支架施工質量驗收標準表