復雜情況下大跨度超高魚腹式箱梁支模架體施工技術

袁文俊, 胥 悅, 方偉名

(中國華西企業股份有限公司第十二建筑工程公司, 四川成都 610000)

1 工程概況

成都天府國際機場選址于成都市簡陽市蘆葭鎮，其中T2航站樓站前高架橋由航站高架橋和下引橋2部分組成：共計693 m/27 553 m2/2 座。

T2航站樓站前高架橋長693 m、寬45.5 m、最大高度18 m，為墩柱箱梁結構。箱梁為魚腹箱梁，底部為平板結構兩側翼緣在6. 5 m跨距內以14 m半徑圓弧上揚。高架橋范圍內地基情況異常復雜，地下結構縱橫交錯。地基深回填處包括開挖深度大回填時間短的2#管廊、APM、大鐵等；前回填處有站前各類雨污管網、強弱電網等，對橋梁施工影響較大。綜上所述T2航站樓站前高架橋箱梁施工為典型的超復雜地基基礎、大跨度異形高支模架體系。

現澆預應力混凝土連續魚腹箱梁采用C50清水混凝土，箱梁寬45.5 m，梁高2.2 m，單箱11室，邊箱式寬4.075 m，中箱式寬4.15 m，懸臂端部厚35 cm，頂板厚25 cm，底板厚22 cm。

2 技術特點

(1)針對大跨度、高空間、魚腹式支模架體系，經過多方反復論證大膽地選用了DURALOK新型加強型碗扣式支撐系統，直接縮短搭、拆除時間，提高施工效率。

(2)科學地將魚腹箱梁劃分為腹板、翼緣及燈槽，針對不同部位特定形狀合理的設計支模構造，有效減少支模材料用量，比傳統支模工藝節約1/3的材料。

(3)通過對高支模體系的受力驗算及實驗，有效避免了安全隱患，無形中節約了資源和提高了工程效率。

(4)“白色的支架”是大力神的另一個特點，熱鍍鋅的表面處理方式保證了架體的使用壽命，也符合綠色環保施工的要求。

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

(1)魚腹式箱梁施工工藝流程見圖1。

圖1 大跨度超高魚腹式箱梁支模架體施工工法總體流程

(2)具體施工流程：超高支模體系確定—魚腹箱梁模架設計—超復雜地基基礎處理—三維受力分析、實驗—現場施工準備—拉線定位—鋪設50厚木墊板—搭設支撐體系—卸荷斜撐、剪刀撐布置—支撐體系轉換—箱梁底模板安裝—梁鋼筋安裝—翼緣魚腹弧形構造模板安裝—模板驗收—斜板鋼筋綁扎—鋼筋隱蔽驗收—澆筑混凝土—模板、支撐體系拆除。

(3)整個過程均需做檢測控制。

3.2 超高支模體系確定

3.2.1 新型加強型碗扣支撐架

針對T2航站樓站前高架橋現澆混凝土連續性魚腹箱梁截面尺寸大、異形狀、高做業空間，對支架系統的安全穩定性能要求高的特點，項目部根據以往高支模經驗及現場實際情況經過反復的考察和論證，大膽嘗試了DURALOK新型加強型碗扣式腳手架作為現澆魚腹箱梁的支撐體系。

DURALOK新型加強型碗扣具有接頭構造合理，拼拆迅速、省力，結構穩定可靠，配備完善，通用性強，承載力大，安全可靠，易于加工，不易丟失，便于管理，易于運輸，應用廣泛等特點，能充分滿足本工程施工的各項要求指標并具有性價比高等優點[1]。

DURALOK新型加強型碗扣式支撐系統，產品均采用熱浸鋅工藝，具備極好的耐候性。立桿采用φ48.3 mm的低合金管、壁厚3.2 mm，為Q345B鋼材。橫桿直徑φ48.3 mm，橫桿材質Q345B，壁厚3.2 mm，節點轉動剛度大，并采用過節點的卡扣式斜桿，使單根立桿的允許軸力設計值可達7.5 t。根據架體承載力驗算要求，立桿間距為1 800/1 200 mm×1 200 mm，水平桿步距均為1 500 mm(圖2)。

圖2 DURALOK新型加強型碗扣式支撐系統示意

3.2.2 SBS135雙U型鋼龍骨

魚腹式箱梁截面尺寸大，一次施工區段自身重量高，立桿支撐間距最大為1.8 m，該區域為受力分布相對集中，中間位置集中荷載極限值可達26 t。普通龍骨難以支撐如此大的載荷，根據受力驗算結果，選擇專利產品SBS135雙U型鋼主龍骨系統，能夠滿足新型碗扣支架大間距設計對主龍骨強度和剛度的需要(圖3)。SBS135雙U型鋼材質為Q345B，為冷彎鋼結構制造，結構輕巧、承載能力強，可以根據結構外形進行靈活拼接。SBS135雙U型鋼做主龍骨，跨度1 200 mm，間距1 200 mm；次龍骨選100 mm×50 mm×2.5 mm矩形鋼管間距200 mm。模板底板選用15 mm厚優質膠合板，內模采用15 mm厚普通模板。

圖3 SBS135雙U型鋼主龍骨示意

3.3 魚腹箱梁模架設計

3.3.1 魚腹式箱梁結構

T2航站樓站前高架橋為墩柱箱梁結構，箱梁為魚腹箱梁。箱梁截面寬度為10.3～45.5 m，支架搭設高度為2.5～15.9 m;箱梁高度為2.2 m，腹板寬度為0.45～0.85 m，空箱位置板厚為0.47～0.90 m(圖4)。

圖4 高架橋橋面箱梁剖面(單位:cm)

3.3.2 腹板位置模架設計

箱梁底板為平板結構，橫梁位置支架間距根據荷載情況進行設計，立桿間距為600 mm(縱向)×900 mm(空箱下1 800 mm間距加密為900 mm×900 mm)、1 200 mm(橫向),支架頂部鋪設大力神SBS135雙U型鋼梁(U型鋼接頭需要靠近立桿，最大懸挑不超過400 mm)，鋼梁上鋪放50 mm×100 mm木枋，木枋上鋪設15 mm厚膠合模板(圖5)。

圖5 腹板橫梁模架設計示意

3.3.3 翼緣弧形模架設計

翼緣為魚腹式弧形構造，基于橋體外觀質量要求，用10#工字鋼制作特定弧形件，貼合結構外形。在工字鋼弧形件上設置螺栓孔，并與箱梁底板主楞雙U型鋼進行有效連接，弧形件與立桿接觸位置存在斜角空隙，采用木楔子楔緊(圖6)。

圖6 翼緣弧形模架設計示意

3.4 燈槽延伸模架設計

本工程橋梁翼緣需要做光彩亮化工程，部分翼緣邊存在燈槽延伸加寬段，支架在此處需向外延伸一排，并設置斜支撐。為保證端頭陽角均勻整齊，需加定型模具模板為15 mm厚覆塑膠合板，用40 mm×50 mm浸桐油木枋，背楞為30 mm×100 mm的雕刻一體背楞,左右用螺栓連接，下方預留15 mm的拼接企口(圖7)。

圖7 高架橋燈槽延伸模架

3.5 跨越大鐵預留洞口設計

該工程中，高架橋上跨大鐵車站段，該位置存在1個風井，橋梁下支架無法避讓，需在風井上方正交鋪設工字鋼，再在工字鋼上平鋪一層小鋼梁，支架直接放置在鋼梁上方，并與旁邊支架連城整體，保證其穩定性。工字鋼主梁設計為雙拼36a工字鋼，上設小橫梁，再在小橫梁上搭設支架，主梁示意圖見跨越預留洞口主梁與分配梁設計平面圖、跨越預留洞口主梁與分配梁設計剖面圖。跨越預留洞口前先在洞口的側墻上鉆小孔，預埋不小于φ16 mm鋼筋，然后綁扎安裝防護兜網后再進行安裝型鋼，見預留洞口防護示意(圖8)。

圖8 跨越預留洞口主梁與分配梁設計剖面

4 結束語

國內高支模施工工藝房建結構中的應用較為廣泛，成功案列較多，在房建結構中的應用也較為成熟，然而在復雜地基、超高空間、大跨度魚腹箱梁高支模施工的工藝尚未大量應用[2]。本次論文以T2航站樓站前高架橋施工為依托將理論與實踐相結合，總結形成一套完整的從支模架體選項，到原材進場控制到過程控制，再到科學施工的成熟超高支模體系施工工藝。將徹底彌補在復雜地基、超高空間、大跨度魚腹箱梁高支模架體施工的空白，為后續類似工程提供可靠的數據支撐和工程經驗。