大跨度連續梁0號塊托梁支撐體系施工技術

楊 偉，張永松，張凱光，韓亞光

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著國家對基礎設施的投入不斷加大，以及對生態環境保護的重視，橋梁的設計向著大跨度發展，0號塊作為連續梁懸臂澆筑的第一階段，墩身高度>50m，常規施工方法多采用在墩柱預埋工字鋼橫梁+斜撐+碗扣式支架的方法。但在高墩0號塊施工過程中，托梁及支架安裝費時費力，大量預埋件的使用造成墩柱外觀修補困難，材料周轉次數較少，且后期托梁高空拆除安全風險巨大。而鉸接斜拉式托梁+盤扣式支架組合支撐體系施工技術具有結構自重小，吊裝、拆卸方便，提高材料周轉利用率，提高支架承載力和支架整體穩定性等優點，具有一定的應用前景。

1 工程概況

1)蒼龍澗河特大橋按分離式橋梁斷面布置，左幅總長1 178m,右幅總長1 098m，主橋為(65+4×120+65)m預應力混凝土鋼構-連續組合體系橋，引橋40m預應力混凝土先簡支后連續T梁，左、右幅平面均位于直線上。左幅主橋9～13號共5個主墩，9，13號橋墩墩頂設置球形鋼支座，采用帶凹槽等截面空心墩，墩高75～76.5m。10～12號為固結墩，采用雙肢薄壁空心墩，墩高88～82m。右幅主橋7～11號共5個主墩，7，11號橋墩墩頂設置球形鋼支座，墩高70～78m。8～10號為鋼構墩，墩高89～83m。承臺為矩形承臺，水下灌注樁基礎(見圖1)。

圖1 蒼龍澗河特大橋斷面(單位：m)

2)(65+120×4+65)m連續剛構橋主梁采用單箱單室預應力混凝土鋼構-連續組合結構，翼緣懸臂長2.875m，0號段分為鋼構連接和臨時剛接2種，節段長12m，頂板寬12.25m，底板寬6.5m，翼緣懸臂長2.875m，箱梁根部梁高7.8m，頂板厚30cm，底板厚92.9cm，腹板厚100cm，總方量414.4m3(見表1)。

表1 蒼龍澗河特大橋0號塊懸挑質量

2 主要施工方案

在墩柱施工過程中，在墩頂預埋托梁牛腿鋼筋及5cm PVC管，并預留槽口位置；工字鋼牛腿與墩身采用φ32精軋螺紋鋼筋與墩柱錨固；托梁采用斜拉式結構，每組支撐僅使用1根托梁和1根斜拉桿，托梁水平桿與斜拉桿、水平桿與牛腿、斜拉桿與牛腿均采用鉸接；并依據斜拉式托梁特點，采用托梁+盤扣式支架組合支撐體系，安裝過程中借助墩身爬模施工平臺；通過改變傳統0號塊托梁結構、受力方式，使得在高墩0號塊施工過程中安全風險大大降低，施工效率大幅度提升，材料周轉率大大提高，本技術有如下優點。

1)采用斜拉式托梁結構，每組支撐僅使用1根托梁和1根斜拉桿，托梁與斜拉桿采用鉸接，減少結構自重，吊裝、拆卸方便，借助墩身施工平臺安裝，安全風險小，且托梁構件均可周轉使用，提高了材料周轉利用率。

2)在墩頂預埋托梁牛腿鋼筋及5cm PVC管，并預留槽口位置，后期修補簡單便捷；工字鋼牛腿與墩身采用φ32精軋螺紋鋼筋與墩柱錨固，降低了墩身預埋件數量；托梁水平桿與斜拉桿、水平桿與牛腿、斜拉桿與牛腿均采用鉸接，安拆便捷，降低了安全風險，減少了技術難度。

3)采用可快速安裝的托梁+盤扣式支架組合支撐體系，盤扣式腳手架全部采用卡扣連接，操作簡單，安拆施工效率高，最小壁厚3.0mm大于碗扣式壁厚2.7mm，提高了支架的承載力和支架的整體穩定性。

3 主要施工技術

3.1 預埋件安裝(見圖2)

圖2 預埋件細部

墩柱施工頂節段時，根據技術測量要求從測量控制網上引出控制埋件的控制線和標高控制線。再根據設計預埋件的中心、標高定出具體位置，保證牛腿鋼筋及PVC管安裝精度。

PVC管安裝時應綁扎固定牢固，為防止混凝土澆筑過程中PVC管扭曲變形導致精軋螺紋鋼筋不能穿出，在混凝土澆筑前先將精軋螺紋鋼筋插入PVC管內，在模板對應位置打孔，對兩端管口進行封堵，防止混凝土澆筑過程中水泥漿進入PVC管，導致施工完成后精軋螺紋鋼筋不能拔出。模板安裝完成后用泡沫膠封堵模板孔洞。

3.2 托梁預壓

懸挑段底板托梁最長2.85m，作用在底板托梁上的鋼筋混凝土荷載合計(67.7m3)634.4kN，為最重部位，試驗臺利用承臺制作，在承臺上按墩頂預埋構造設置鋼筋拉桿和鋼筋牛腿，將托梁安裝在承臺上，利用千斤頂加壓，檢驗托梁承載力，加壓荷載采用托梁上鋼筋混凝土荷載及模板支架荷載的2倍，每次預壓2榀，預壓荷載1 000kN，合格標準為變形≤5mm(見圖3)。

圖3 試驗臺預壓示意

3.3 托梁安裝

1)托梁采用型鋼組拼而成，為減少托梁安裝及拆除時的安全風險，墩柱封頂后，首先拆除爬模懸臂模板，保留爬模爬升平臺，工人借助爬模施工平臺進行托梁安裝(見圖4)。

圖4 托梁斷面

2)托梁利用QTZ80(5612)型塔式起重機進行安裝，左、右幅對稱位置2個主墩共用1臺塔式起重機。QTZ80(5612)型塔式起重機臂長為56m，56m處懸臂端的起重量為1.2t，最大起重量為6t。其中，構件最大吊重約0.96t，最遠吊距為20m，均采用塔式起重機進行吊裝，能滿足吊裝要求(采用4倍率進行吊裝)。

3)安裝時，工人借助爬模施工平臺，首先穿入φ32精軋螺紋鋼筋，安裝托梁牛腿，牛腿與精軋螺紋鋼筋采用YGM32錨具錨固，并用扳手預緊。牛腿與斜拉桿、牛腿與橫梁、橫梁與斜拉桿均采用φ49.5×220貝雷銷鉸接。托梁安裝完成后進行預壓，預壓結束后，逐一檢查螺紋鋼錨具是否有松動并擰緊。托梁安裝完成后鋪設工字鋼縱、橫梁。

4)托梁鋼構墩內側安裝3榀，間距3m，外側安裝2榀間距6m；托梁連續墩每側安裝3榀，托梁上按1.2m間距鋪設I56橫梁，橫梁上按0.9m間距鋪設I20縱梁和平臺板構成施工平臺，平臺外邊緣安裝鋼管護欄(見圖5)。

圖5 連續墩托梁平面

5)在鋪設好的0號段施工平臺上，利用卷揚機配合塔式起重機將爬模施工平臺吊放至地面解體。隨后，在0號段施工平臺上搭設盤扣式支架。

3.4 支架安裝

對于托梁上的盤扣支架支撐，盤扣支架搭設間距為0.9m×0.9m，水平桿步距1.0m，斜拉桿滿掛。支架立桿底部套接在支架短桿上，支架短桿與托梁縱梁或橫梁焊接；立桿頂部設頂托，用于調節底模標高。

3.5 臨時錨固

臨時固結墩頂處設置墩梁臨時剛接措施，以防止施工過程中懸臂兩端荷載不平衡導致事故發生，墩梁臨時剛接采用臨時支墩，支墩截面為1.2m×1.2m×0.8m,橫向間距1.47m，縱向間距5.2m，共6個，具體位置如圖6所示。支墩截面面積略大于支座墊石截面面積，分布鋼筋配置密度與支座墊石一致，另在支墩四周按20cm間距設置φ32鋼筋作為連接鋼筋，共132根，錨入墩頂和箱梁混凝土各1.5m，臨時支墩混凝土強度等級為C55，與支座墊石混凝土同期澆筑，施工時應限制懸臂段兩端最大不平衡荷載<1 000kN。

3.6 模板安裝

3.6.1模板總體設計

圖6 0號塊模板搭設示意

0梁段模板由底模、外側模、內模(含橫隔板模)、端模等幾部分組成：① 底模 底模采用15mm厚優質鏡面膠合板，次龍骨使用10cm×10cm方木，間距25cm，主龍骨使用I12，間距90cm，底模在鋪設時注意預留孔洞。②外側模 外側模兩端懸臂部分利用掛籃懸澆段鋼模板，中間部分根據掛籃模板另行制作鋼模板。模板設計為桁架式鋼模板，模板整體性好，剛度大。外模分上部固定節和底部活動節制作，外模框架作為翼緣板施工時的支架。③內模、橫隔板模 內模及橫隔板模均采用木模，采用12mm厚普通膠合板，次龍骨使用10cm×10cm方木，間距25cm，主龍骨使用I12，間距90cm，側模拉桿采用φ20螺紋鋼，間距60cm×90cm。頂板內模支撐使用盤扣式支架，間距90cm×90cm，兼做內側模腳手架。④端模 端頭模板分底板、腹板、頂板3塊，均采用5mm厚鋼板；背面采用鋼管加強，根據底板、腹板、頂板厚度調整端板寬度，鋼板邊根據鋼筋間距及預應力管道位置及早在鋼筋場內加工完畢并驗收合格。鋼筋槽深度根據鋼筋直徑進行切割。

3.6.2固結墩模板搭設

內模支架搭設規格與底模支架一致，由于箱室內空間狹小，支架高寬比較大，為保持支架穩定，在橫隔板模板上設預留孔，用鋼管穿過預留孔將各箱室內支架連成整體。最外側支架之間用對拉φ42鋼管拉結,拉桿縱向間距1.2m、橫向間距2m，使支架體系連接成整體。

翼緣板模板在頂板澆筑時處于懸挑狀態，頂板澆筑時，底板內的模板拉桿不得拆除，以保證外側模穩定。

3.6.3連續墩模板搭設

連續墩內模支撐及底模橋墩頂面以外部分，支撐構造與鋼構墩支撐大體相同。墩柱頂面范圍內的模板由楔形木支撐在墩柱頂面上，抗震擋塊底模及抗震擋塊與支座間側模采用滿鋪聚苯板支撐。

連續墩底板頂面坡度較大，支架底部需用方木、底托調平，底部水平桿距混凝土面>45cm時，需加設水平掃地桿。連續墩箱室內空間較大，支架高寬比均<2，僅設置拉桿將橫隔板兩側支架拉結，不再設置穿墻拉結鋼管。底模由搭設在托梁上的盤扣支架支撐，盤扣支架搭設間距為0.9m×0.9m，水平桿步距1.0m，斜拉桿滿掛(見圖7)。

圖7 0號塊連續墩模板搭設橫斷面示意

3.7 模板、托梁拆除

待0號塊結構張拉壓漿完畢后方可拆除模板，模板拆除期限應根據結構特點、模板部位及混凝土所達到的強度來決定。掛籃安裝到位后，托梁及施工平臺用卷揚機從箱梁預埋孔吊放至地面后解體拆除。

1)拆除底模及盤扣支架，分類打捆后從施工平臺上吊下。

2)拆除墩柱側面的人行道及縱梁，拆除托梁斜拉桿，用塔式起重機吊放至地面。

3)將卷揚機安放在0號段箱室內，通過0號段底板的預留孔與施工平臺連接穩固。

4)作業人員到平臺上拆掉平臺與墩柱的連接螺栓，清理平臺上雜物，然后所有人員撤離施工平臺。

5)用卷揚機將施工平臺緩緩放下，待平臺放至地面后，拆除平臺與卷揚機的連接，用塔式起重機或吊車將平臺解體拆除。

6)借助電動吊籃，修補托梁、斜拉桿預留槽口。

4 安全措施

1)預壓時由測量組做好跟蹤觀測工作，技術人員隨時注意觀察支架沉降情況，尤其是配重至2/3時，如果支架沉降速度明顯加快，應立即停止以防事故發生。支架配重預壓工作整個過程必須在安全員和技術員指導監督下進行。支架沉降穩定后，經監理工程師檢查同意后方可卸載，卸載要均勻對稱進行，以防傾覆。

2)起吊重物時，應確認所起吊重物的實際質量，如不明確時，應經操作者或技術人員計算確定。吊具拴掛應牢靠，吊鉤應封鉤，以防在起吊過程中鋼絲繩滑脫；捆扎有棱角或利口的重物時，鋼絲繩與重物接觸處應墊以麻袋、橡膠等物。起吊重物時，起重臂回轉所涉及區域內和重物下方嚴禁站人，不準靠近被吊重物和將頭部伸進起吊物下方觀察情況，也禁止站在起吊重物上。

5 結語

采用斜拉式托梁結構，每組支撐僅使用1根托梁和1根斜拉桿；通過精軋螺紋鋼筋與墩柱錨固；托梁水平桿與斜拉桿、水平桿與牛腿、斜拉桿與牛腿均采用鉸接；減少了結構自重，降低了技術難度，借助墩身施工平臺安裝，便捷高效，安全風險小。并且，依據斜拉式托梁特點，采用托梁+盤扣式支架組合支撐體系和盤扣式腳手架，全部采用卡扣連接，操作簡單，安拆施工效率高，相比于碗扣式支架，承載力及整體穩定性顯著提高。并經工程項目實施，有效減少了墩身預埋件數量，臨時托梁及盤扣式支架均可周轉使用，減少了施工過程中材料用量，有效降低了建設成本，符合綠色施工理念，同時為同類型、類似橋梁0號塊施工提供借鑒。