受限空間工況下的大懸臂隱形蓋梁施工技術

蔡俊華，劉程洪

（保利長大工程有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

中山市坦洲快線起點為城桂路與南外環路相交處，終點為沙坦路與坦神北路相交處，沿線分別穿過五桂山鎮、三鄉鎮和坦洲鎮。全線大部分路段利用既有省道S268（城桂公路、沙坦公路）走廊布設，在老路平面線性基礎上進行改造。坦洲快線全長27.6 km，采用雙向6車道一級公路兼顧城市快速路標準建設，主線設計速度為80 km/h，高架橋斷面寬度26 m，輔道設計速度40 km/h，輔道斷面寬度根據交通需求選擇，整體式路基寬度33~64.5 m。高架橋為了節約占地面積采用大懸臂蓋梁，同時為了保證行車空間及視距，兼具城市景觀，采用隱形蓋梁。蓋梁采用C50混凝土，常規蓋梁為柱距4.5 m的雙柱墩蓋梁，長25.3 m、寬3 m，中心高3.715 m，混凝土方量145.2 m3。蓋梁預應力為12φs15.2 mm和13φs15.2 mm的高強度、低松弛鋼絞線，抗拉強度標準值為1 860 MPa，彈性模量Ey=195 000 MPa，預應力鋼束錨下控制應力為1 358 MPa，均為兩端對稱張拉，預應力管道采用內徑為φ90 mm塑料波紋管，深埋錨固，如圖1所示。

2 蓋梁支架

由于本項目大部分路段是在現有道路上進行改擴建，大部分蓋梁下都要保持社會車輛正常通車，因此，蓋梁支架采用鋼管+懸臂大貝雷梁支架結構。蓋梁施工采用支架結構原則如下：墩身高度大于9 m的蓋梁，根據現場施工條件可采用上承式或下承式大貝雷梁支架；墩身高度小于9 m的蓋梁，為滿足通車凈空要求只能采用下承式大貝雷梁支架，采用下承式大貝雷梁支架仍無法滿足通車凈空要求的，需在蓋梁投影面積以外兩側新鋪設臨時便道供社會車輛通行，再進行蓋梁施工。本論文以數量最多、墩身高度小于9 m的蓋梁為例，闡述具體施工技術。

蓋梁支架主要由支架基礎、φ820 mm鋼管立柱、砂箱、雙拼45a工字鋼承重梁、大貝雷梁、45a工字鋼分配梁、三角桁架及28a工字鋼分配梁8部分構件組成。

2.1 主要構件介紹

2.1.1 支架基礎

考慮蓋梁支架周轉使用，每套蓋梁支架配置4個可移動式鋼筋混凝土支架基礎，尺寸為1 000 mm×1 000 mm×1 000 mm，支架基礎面上預埋鋼板，用于鋼管立柱焊接固定。

2.1.2 砂箱

每套蓋梁支架設置4個砂箱，分為2組，分別位于4根鋼管立柱上；砂箱能將雙拼45工字鋼承重梁荷載傳遞到鋼管立柱上，并保證4根鋼管立柱受力均勻；同時能調整承重梁高度，便于后期底模跟支架拆除施工。

2.1.3 承重梁

每組砂箱上設置1道承重梁，將大貝雷梁上荷載分配在砂箱上，同時為大貝雷梁提供支點；承重梁采用雙拼45a工字鋼，能有效控制自身變形，并保證與大貝雷梁接觸面積。

2.1.4 大貝雷梁

大貝雷梁用于承受蓋梁施工時一切荷載。由于蓋梁單邊懸臂長度達9.4 m，為了保證大貝雷梁剛度滿足要求，1套蓋梁支架采用2組大貝雷梁，每組3榀，通過寬度為45 cm花窗連接成整體，大貝雷梁結構尺寸及材質均采用特制產品。大貝雷梁上下弦桿及加強弦桿均采用14a槽鋼，豎桿采用80 mm×80 mm×8 mm方鋼，斜桿采用80 mm×80 mm×5 mm方鋼。標準尺寸為6 000 mm×200 mm×2 420 mm（高度包含了上下加強弦桿），材質均為16錳鋼，如圖2所示。

2.2 支架安裝施工

蓋梁支架搭設時，將支架基礎固定在承臺上面，將4根φ820 mm管樁立柱焊接在支架基礎預留鋼板上；鋼管立柱上安裝砂箱跟雙拼45a工字鋼承重梁，雙拼45a工字鋼上安裝大貝雷梁，大貝雷梁下弦桿上安裝45a工字鋼分配梁；在大貝雷梁懸臂部分45a工字鋼上安裝三角桁架；在鋼管立柱間大貝雷梁部分，45a工字鋼上安裝28a工字鋼分配梁，如圖3所示。

3 支架預壓目的

根據規范要求，蓋梁支架搭設完成后，澆筑混凝土前需進行支架預壓，預壓荷載為蓋梁混凝土荷載量及模板重量之和的1.1倍。預壓采用堆載預壓法，堆載材料采用混凝土預制塊。預壓加載按預壓總荷載的60%、80%、100%分3級加載。

加載順序為橫橋向從中心線開始，按從中間向兩側順序對稱進行逐級加載。每級加載完成后，停止下一級加載，每間隔12 h對支架沉降量進行監測，當支架監測點12 h沉降量小于2 mm后，進行下一級加載，直至加載完畢。

預壓主要目的為檢驗蓋梁支架結構各構件安全性能；消除蓋梁支架的非彈性變形；記錄蓋梁支架的變形數據，為支架預拱度及模板標高提供有效理論依據。

4 蓋梁鋼筋施工

4.1 蓋梁鋼筋預制拼裝

單個蓋梁鋼筋總重約400 kN（40 t，包括預應力鋼絞線），考慮到施工區域過往車輛多，鋼筋骨架如果在蓋梁支架上拼裝容易發生高空墜物事故，故選擇在蓋梁附近地面上安裝鋼筋胎架。在鋼筋胎架上將后場加工好的鋼筋半成品進行拼裝成整體，包括波紋管跟鋼絞線。鋼絞線采用先穿法，即在混凝土澆筑前先將鋼絞線穿好，增大波紋管剛度，防止澆筑混凝土時波紋管發生彎折變形，增大管道摩阻，造成預應力損失；鋼絞線端頭外露部分采用塑料膜包裹，防止生銹從而影響性能，如圖4所示。

4.2 蓋梁鋼筋整體吊裝

蓋梁鋼筋在地面上拼裝期間，蓋梁支架完成底模的安裝跟支架預壓工作。鋼筋整體拼裝完成后，采用260 t大型汽車吊將整個蓋梁鋼筋吊裝到蓋梁支架底模上。鋼筋吊架采用常規貝雷梁拼裝而成，吊架主要受力部位為2榀貝雷梁，每榀由8片貝雷梁拼裝組成，中間用寬度為102 cm的花窗連續成整體。整體吊裝主鋼絲繩采用3根φ39 mm的鋼絲繩，吊架吊住蓋梁鋼筋的鋼絲繩采用16根φ24 mm的鋼絲繩。蓋梁鋼筋整體吊裝，需提前控制好墩身伸入蓋梁的預埋鋼筋與蓋梁底部鋼筋的間距問題，避免鋼筋沖突，同時蓋梁底層鋼筋拼裝時不要固定死，以便鋼筋發生沖突時可以調整（見圖5）。

5 蓋梁模板的安裝

在蓋梁鋼筋安裝驗收合格后，采用25 t吊車吊裝蓋兩側模。側模采用組合鋼模現場拼裝，整體吊裝。模板采用螺栓拼接，吊裝前打磨干凈并涂刷脫模劑，側模整體拼裝并確保平整度符合規范要求后，采用對拉螺桿固定。側模安裝固定后，安裝蓋梁兩端端頭模板，端模與側模連接處用雙面膠貼縫，防止漏漿。側模、端模安裝完畢后，由測量人員測出模板標高，并推算蓋梁標高，標示蓋梁頂澆筑面位置。

6 混凝土澆筑

因為是隱形蓋梁，混凝土澆筑需分兩次進行，第1次澆筑到截面突變位置，第2次澆筑蓋梁剩余部分。混凝土澆筑采用1臺汽車泵將混凝土泵送入模。混凝土要連續澆筑，先澆筑蓋梁中間，后對稱澆筑兩側，水平分層，每層厚度不超過30 cm，在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土。澆筑混凝土期間，應設專人檢查支架、模板、鋼筋骨架及預應力等的穩固情況，發現有松動、變形、移位情況時，應暫停澆筑并及時處理[1]。

7 支架拆除

蓋梁預應力施工完成后，進行蓋梁支架拆除。首先打開砂箱，4個砂箱進行同步放砂，然后自上而下逐層拆除支架結構。

8 結語

坦洲快線工程在現有道路上進行改擴建，蓋梁底下要保持社會車輛正常通車，受限空間工況下，大懸臂蓋梁施工采用大懸臂支架施工技術，鋼筋施工采用在地面上整體預制吊裝技術，不僅減少了高空作業的風險，還大大節約了工期，每個蓋梁可節約工期8 d。蓋梁施工組織要做到流水作業，蓋梁支架材料拆除下來后，直接用到相鄰的蓋梁支架上，不僅提高了施工效率，同時節約了成本。