超高大體量蓋梁支架施工關鍵技術

王耿，陳正，王芳，周蜜，陳博

(1.四川蜀道城鄉投資集團有限責任公司，四川 成都 610041；2四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

川南城際鐵路宜賓臨港長江大橋2#輔助墩的基礎為18根直徑2.2 m鉆孔樁，按行列式布置，縱、橫向樁間距為5.5 m。整體式承臺平面尺寸為15.4 m×40.0 m，四角為倒半徑為2.2 m的圓角，厚度為4.0 m。墩身為門式框架空心墩，墩柱壁厚0.8 m，單側墩柱橫橋向寬8.0 m，墩頂處順橋向寬5.0 m，墩柱斷面為順橋向變寬截面，坡率40∶1。立柱外側為倒半徑為100 cm的圓角，內側為倒半徑為5 cm的圓角，墩柱凈距16.6 m。蓋梁頂平面尺寸為5.9 m×35.8 m，四角為倒半徑為25 cm的圓角，蓋梁總高度為5.0 m，蓋梁底與承臺頂標高差為66.435 m，蓋梁混凝土澆筑量為900 m3，蓋梁具有超高、混凝土體量大的特點，施工難度較大。2#墩立面布置見圖1。

圖1 宜賓臨港長江大橋2#墩立面圖(單位：cm)

2 蓋梁支架施工方案

2.1 方案選擇

支架搭設高度為60多m，如果采用滿堂腳手管支架，混凝土澆筑量大，腳手管支架承載力低，蓋梁混凝土需分次澆筑，不僅搭設工程量大，施工周期長，而且不利于蓋梁施工進度和施工質量控制。若采用型鋼附壁支架，用鋼量大，高空安裝作業時間長，安全風險高，后期拆除不便。鋼管落地支架的穩定性好，但高空焊接時間長，材料浪費較多且材料周轉率不高，成本較大。鑒于此，結合該橋實際情況，設計采用裝配式落地鋼管支架施工方案。

2.2 總體思路

在兩墩柱之間和承臺頂面設置鋼管支架基礎，以4根φ820×10 mm鋼管作為承力鋼管，標準節段鋼管立柱設計為12 m，端頭焊接法蘭盤，鋼管立柱節段之間采用螺栓連接，鋼管立柱之間采用標準型聯結系(平聯與斜聯)通過抱箍連接，同時將墩柱與鋼管立柱通過平聯連接，提高支架的整體穩定性。鋼管立柱安裝完成后，在立柱頂安裝50 cm高卸落裝置，卸落裝置上順橋向放置2根雙拼H1 000 mm×300 mm型鋼作為橫梁，在橫梁上安裝貝雷桁架作為支架系統橫橋向承重主梁。貝雷桁架安裝完成后，在其上安裝I25型鋼作為分配梁，分配梁上依次安裝I12.6型鋼和底模。蓋梁內側圓弧段和外緣安裝型鋼牛腿作為圓弧形拱架的支撐受力點和蓋梁外緣貝雷桁架的支撐受力點。支架設計方案見圖2，蓋梁支架現場實施見圖3。

圖3 蓋梁支架現場實施

3 蓋梁支架施工技術

3.1 支架基礎

支架基礎設計為剛性基礎，在承臺混凝土澆筑前，預先安放厚度為2 cm的Q235鋼板，鋼板頂面與承臺頂面平齊，鋼板尺寸為100 cm×100 cm。

3.2 鋼管立柱及聯結系

起始段鋼管立柱設計為2 m高φ820×10 mm鋼管，底部與承臺頂預埋鋼板焊接，上部端頭與法蘭盤焊接；其他12 m標準節段立柱端頭均與法蘭盤焊接。為提高立柱端頭的剛度，保證焊接質量，在鋼管立柱端頭圍繞鋼管四周焊接12塊加勁三角鋼板。法蘭盤采用φ28螺栓連接，在鋼管立柱聯結系下方焊接吊耳，吊耳用于安全施工平臺掛設，方便立柱安裝完成后抱箍與聯結系的安裝。

聯結系采用φ273×8 mm鋼管，兩端設計有聯結端頭，聯結板上預留銷軸孔。聯結系設計見圖4。

圖4 聯結系設計圖

抱箍由左右弧形半箍構成，主要由箍板、耳板、端頭聯結板、加勁板、水平環板、端頭聯結加強板、插銷孔、螺栓及螺栓孔等組成，利用端頭加勁板強化端頭板的整體強度。抱箍裝置見圖5。當鋼管支架立柱同時需要平聯與斜聯聯結時，增加一個抱箍，這樣既可減小抱箍質量，又能滿足聯結的需要。同時斜聯通過插銷與抱箍的插銷孔聯結，轉動角度十分便利。抱箍設計為左右弧半箍的另一個目的是使抱箍可以在鋼管立柱上上下移動，從而改變斜聯的角度。

圖5 抱箍設計圖

鋼管立柱、聯結裝置、抱箍均在鋼結構加工場加工完成，在現場進行安裝。為避免鋼管立柱的自由長度過大影響鋼管自身穩定性及安裝精度，鋼管立柱分節段安裝完成后及時安裝聯結系。為充分利用塔吊起重能力并減少作業人員高空作業時間，根據設計位置將聯結裝置和抱箍安裝到單根鋼管立柱設計位置，然后起吊至安裝位置，待另一鋼管立柱安裝完成后，進行連接裝置的另一端安裝。支架達到一定高度后，將鋼管支架及時與塔柱連接，增大鋼管支架的整體穩定性。

3.3 承重梁及分配梁施工

鋼管立柱及聯結系安裝完成后，在4根鋼管立柱頂部安裝50 cm高卸落裝置。卸落裝置鋼管規格與鋼管立柱鋼管相同，卸落裝置底部采用法蘭盤與鋼管立柱連接，頂部焊接2 cm厚鋼板及加勁板。卸落裝置頂部放置H1 000 mm×300 mm型鋼作為樁頂橫梁，橫梁上安裝貝雷桁架。貝雷桁架在現場按照縱向5片15 m進行三組合拼裝一個整體，塔吊整體吊裝到位、貝雷桁架固定到位后，在其上安裝I25分配梁，再安裝I12.6型鋼及底模。

3.4 墩身牛腿安裝

鋼管支架樁頂橫梁上的貝雷桁架在蓋梁圓弧段及外緣的受力支撐點為墩身牛腿，牛腿采用雙拼I56型鋼，在場內制作，現場塔吊吊裝到位后與墩身預埋鋼板焊接完成安裝。為保證鋼牛腿與預埋鋼板的連接質量，在牛腿與預埋鋼板焊接完成后，在單個牛腿雙拼型鋼外側采用3塊三角加勁板加固。

3.5 支架施工注意事項

(1)高支架施工垂直度控制是關鍵，每節段鋼管立柱安裝過程中，需嚴格控制立柱垂直度，通過在兩個方向利用經緯儀將垂直度控制在1 cm以內，保證聯結系安裝順暢和結構受力。在調整鋼管立柱垂直度的過程中，鋼管立柱法蘭處的空隙需采用薄鋼板墊實以避免法蘭盤局部受力過大而變形，影響支架整體受力。

(2)所有焊接均需嚴格按照鋼結構焊接相關規范進行，必須達到焊接質量相關要求，尤其是鋼牛腿等現場焊接部位需重點管控。

(3)在貝雷桁架及分配梁安裝完成后，在施工現場進行靜載試驗，根據施工荷載的50%、75%、100%、110%利用現場型鋼與鋼筋進行分級加載及卸載，以消除架體非彈性變形，為架體設置預拱度提供支撐，同時驗證整個架體的安全性。卸載前，對鋼管立柱及抱箍螺栓再次施擰。

(4)抱箍與鋼管立柱之間的間隙采用膨脹漿料填實。

4 結語

根據宜賓臨港長江大橋2#墩的施工實踐，對于超高大體量蓋梁施工，采用落地裝配式鋼管支架系統可行，這種支架不僅安裝快捷高效，而且可周轉性強，能最大限度減少作業人員高空作業時間，更好地保障作業人員安全。該支架適用于地基承載力滿足要求的地質情況和剛性基礎，對于軟弱地層應進行專門的設計計算及處理。該支架系統對加工精度要求高，加工質量需嚴格控制。如能將聯結系模數化，該鋼管支架系統的適應性將更強。