城市跨線上下層橋梁交叉施工技術

黃江

摘要：文章依托柳州市柳東新區緯六路的職校互通立交項目，通過方案比選，確定了上下層橋梁交叉施工、上層鋼箱梁安裝與下層現澆箱梁同步施工的設計方案，分析了方案設計的重難點與解決措施，闡述了鋼箱梁臨時墩設計與驗算情況及現澆箱梁門洞支架設計與驗算情況，并介紹了上下層橋梁交叉同步施工工序。

關鍵詞：互通立交;橋梁交叉;同步施工;方案設計

0 引言

近年來，隨著城市交通路網不斷升級改造，逐步在既有道路上修建跨線互通立交橋。既有道路一般交通比較擁堵，施工條件復雜，施工進度要求高，上下層橋梁交叉施工需要考慮的因素很多。本文對職校互通立交上下層橋梁交叉施工中遇到的問題進行研究及總結，以便掌握在城市跨線上下層橋梁交叉時，采用同步施工時的方案設計及施工安排。

1 工程概況

職校互通立交位于柳州市柳東新區，主線文林高架橋西接官塘互通立交，東延止于九子嶺二路，通過A、B匝道橋，落地于職校路北側道路。擬建的文林高架橋第5聯第1跨上跨既有道路職校路，下穿擬建B匝道橋第3聯第2跨。文林高架橋第5聯是跨徑為（42+50+42）m的變截面單箱三室現澆混凝土箱梁，箱梁頂寬16.5 m，梁高為2.2～3.2 m。B匝道橋第3聯是跨徑為（32+40.5+30）m的等截面單箱雙室鋼箱梁，箱梁頂寬8.8 m，梁高為2 m。

2 方案比選

下層混凝土箱梁現澆支架施工擬采用門洞及碗扣支架施工，上層鋼箱梁安裝施工擬采用臨時墩輔助吊裝安裝。考慮到運輸條件限制及鋼箱梁結構安全，與設計院溝通后得出鋼箱梁節段劃分無法進一步優化，有2個臨時墩無可避免地落在擬建的文林高架橋第5聯第1跨現澆箱梁區域內，與下層現澆箱梁施工存在沖突。上下層橋梁交叉施工方案可以采用“先下后上”“先上后下”“同步作業”三種情況，方案比選見下頁表1。

3 方案設計

3.1 方案設計重難點及解決措施

針對職校互通立交上下層橋梁同步施工進行現場勘察及施工條件分析可知，方案主要重難點及解決措施見表2。

3.2 方案總體設計

B匝道橋第三聯從B7～B10號墩，鋼箱梁順橋向分成7個節段（包含端梁節段），鋼箱梁主梁橫向分成2個節段，兩側翼板也分成2個節段。需要設置6個臨時墩，編號為LS1～LS6，其中LS3、LS4號臨時墩落在現澆箱梁區域。LS3大樁號左側管樁落在現澆箱梁翼板區域，不影響腹板波紋管及倒角筋、中橫梁骨架鋼筋，無需調整管樁平面位置。LS4管樁4根全部落在現澆箱梁區域，與腹板波紋管及倒角筋、中橫梁骨架鋼筋位置沖突，需調整平面位置，同時管樁剪刀撐要避開現澆箱梁模板體系及實體位置。

文林高架橋第5聯第1跨從15～16號墩，現澆箱梁右幅搭設貝雷片門洞支架，作為職校路車輛通行通道，左幅搭設碗扣支架。見圖1。

3.2.1 鋼箱梁臨時墩設計

臨時支架主要由鋼管樁桁架及其頂部支承橫梁組成，每組鋼管樁桁架由4根299 mm、壁厚為8 mm的鋼管為主肢，∠14角鋼為連桿組拼而成。頂部支承橫梁為雙拼[XC西部I.TIF;%90%90]45a工鋼。組樁的主支管橫向間距為4 m，縱向間距為2 m。鋼箱梁臨時支點選擇在腹板與橫隔板的交點處，防止鋼箱梁變形。

LS3、LS4號管樁落在下層現澆箱梁區域，管樁選擇在現澆箱梁空箱及翼板位置，避開腹板波紋管及倒角筋、中橫梁骨架鋼筋，且需注意剪刀撐設置高度要避開現澆箱梁實體及模板系統區域，避免影響現澆箱梁施工。在對應的現澆箱梁空箱及翼板預留50 cm×50 cm的孔洞，并預留10 cm長鋼筋頭。后期待鋼箱梁焊接完成后，先拆除臨時墩，在現澆箱梁預應力還未張拉前，補焊孔洞鋼筋，鑿毛新舊混凝土接觸面，并加設鋼筋網補強，后澆C50混凝土補強。見圖2。

3.2.2 鋼箱梁臨時墩驗算

根據鋼箱梁節段劃分和安裝順序，經過分析，選擇兩種最不利工況進行計算：

工況一：在架設完JD5節段鋼梁時，LS4號管樁所受力最重，該工況為臨時支墩的受力最重工況。

JD4節段重量為72.27 t，JD5節段重量為65.95 t。考慮臨時墩承受其兩側各一半長度鋼箱梁的重量，用節點荷載模擬，將重量均分至橫向分配梁的3個支點。LS4號管樁小樁號側分配梁單支點受力為24.3 t，大樁號側分配梁單支點受力為22 t。

臨時施工荷載取10 t，用節點荷載模擬，均分至橫向分配梁的6個支點，單支點受力為1.67 t。

工況二：在架設完JD5節段鋼梁的JD5-A鋼梁時，LS4號大樁號管樁只受JD5-A鋼梁重量，處于偏心狀態，該工況為臨時支墩的最不利偏心受力工況。

JD5節段的JD5-A重量為26.86 t，取28 t。用節點荷載模擬，均分至橫向分配梁的4個支點，平均每個支點受力重量為7 t。臨時施工荷載取10 t，用節點荷載模擬，均分至橫向分配梁的4個支點，每個支點為2.5 t。

建立模型進行計算（見圖3），得出結果如表3所示。

3.2.3 現澆箱梁門洞支架設計

臨時支架均主要由格構柱鋼管樁及其支承橫梁組成，主要承載結構為鋼管及其上部分配梁，鋼管下部基礎采用柱下混凝土條形基礎，基底為瀝青混凝土路面。

門洞鋼管樁設置3排，每排由5根529 mm、壁厚為14 mm的鋼管為主肢，間距為4.5 m，2[10槽鋼為連桿組拼而成。管樁立柱正上方焊接3[XC西部I.TIF;%90%90]45a工鋼、3[XC西部I.TIF;%90%90]63a工鋼組成的橫向主分配梁。縱向分配梁采用18組貝雷片，其中14組45型支撐架貝雷片用在箱梁腹板及空箱處，腹板處設置2組緊密相靠，4組90型支撐架貝雷片，放在翼板位置。橫向次分配梁采用[10槽鋼，間距為60 cm。

3.2.4 現澆箱梁門洞支架驗算

現澆混凝土支架受力主要考慮門洞支架自重、現澆混凝土荷載、施工荷載，其中門洞支架自重，由軟件計算得到，混凝土荷載按一次澆筑完成箱梁考慮，施工荷載則按照模板施工荷載標準值（按4 kN/m2）取值。

建立模型進行計算（見圖3），得出結果如表4所示。

4 施工安排

上下層橋梁交叉同步施工，涉及到既有道路通行及上下層橋梁施工工序銜接問題，需分階段施工：

（1）第一階段：封閉右幅，改道至左幅

先施工臨時墩LS1～LS3（混凝土基礎前期可先施工），計劃用2 d;

安裝鋼箱梁JD1～JD3，按先主梁后翼板的順序，共9個節段，計劃用2 d;

右幅門洞支架施工，同步焊接JD1～JD3節段，計劃用5 d。

（2）第二階段：封閉左幅，改道至右幅

先施工臨時墩LS4～LS6（混凝土基礎前期可先施工），計劃用2 d;

安裝鋼箱梁JD4～JD6，按先主梁后翼板的順序，共12個節段，計劃用3 d;

整聯鋼箱梁焊接及整聯現澆箱梁施工（未涉及交叉作業的部分現澆箱梁前期可先施工，安裝完鋼箱梁后，施工左幅交叉施工的部分），計劃用40 d;

拆除所涉路段現澆箱梁模板支架及LS3～LS6臨時墩，計劃用3 d。

（3）第三階段：封閉右幅，改道至左幅

拆除現澆箱梁門洞支架及LS1～LS2臨時墩，計劃用3 d。

（4）第四階段：恢復左右幅雙向通車

5 結語

職校互通立交上下層橋梁交叉施工，上層鋼箱梁安裝與下層現澆箱梁采用同步施工，方便快捷，縮短了施工工期，實施效果良好，為同類工程施工提供了寶貴的經驗及借鑒。

[1]王志振.城市跨線橋梁設計理念及施工方案的簡單探討[J/OL].建筑學研究前沿，2017（11）.

[2]蘇東峰.鋼桁梁臨時支墩法拼裝施工技術[J/OL].基層建設，2019（6）.

[3]張樹強.制式鋼管臨時支墩、軍用梁支架在高墩大跨現澆箱梁上的應用設計與檢算[J/OL].基層建設，2018（11）.

[4]李 鵬.道路橋梁施工中交叉工程的施工技術[J/OL].建筑學研究前沿，2018（23）.

作者簡介：黃 江（1987—），工程師，主要從事公路橋梁施工技術管理工作。