摘 要 南通市江海大道南憩亭大橋跨越通揚(yáng)運(yùn)河，大橋施工期間需保證河道正常通行，通航凈空小，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大。本文主要介紹了南憩亭大橋箱梁支架設(shè)計(jì)要求、構(gòu)造形式、計(jì)算方法、相關(guān)安全設(shè)施以及支架搭設(shè)、拆除施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 支架；防撞；強(qiáng)度；剛度；通航

1 工程概況及特點(diǎn)

南通市江海大道西段南憩亭大橋跨越通揚(yáng)運(yùn)河，為三幅單聯(lián)變截面連續(xù)箱梁，橋梁長(zhǎng)140m，主墩頂處梁高3.8m，邊墩頂及跨中位置梁高2m。橋面橫寬75.5m（21m+33.5m+21m），橋梁縱向跨徑為40m+60m+40m。

橋位處箱梁施工期間地面標(biāo)高在+5.0m左右，地下水位+2.0m左右，橋位處通揚(yáng)運(yùn)河水深約4m，水位在+1.5～3.0m之間，河水流速較小，河床以下土層主要為粉砂、粉質(zhì)粘土、細(xì)沙等土層。

本橋施工重難點(diǎn)主要如下：

（1）跨運(yùn)河箱梁施工過(guò)程中受航道交通的影響大，水上支架結(jié)構(gòu)防撞安全及水上通行安全風(fēng)險(xiǎn)高。

（2）橋梁總寬度大，作業(yè)點(diǎn)集中，相互干擾大。

（3）為滿足通航要求，支架跨度較大，支架剛度要求高，而通航凈高受到嚴(yán)重限制。

（4）本橋施工工期極為緊張且根據(jù)設(shè)計(jì)要求箱梁分兩次進(jìn)行澆筑（先澆筑底腹板，在澆筑頂板），施工工藝復(fù)雜，質(zhì)量控制難度高。

2 支架設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)考慮因素

箱梁現(xiàn)澆支架需考慮以下因素：

（1）支架本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性。

（2）支架門洞尺寸應(yīng)滿足通航要求及能滿足支架防撞要求。

（3）有可靠的落架措施及方便拆除。

2.2 支架荷載取值

參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2011相關(guān)要求，支架設(shè)計(jì)荷載取值如下：

（1）鋼筋砼容重：26kN/m3

（2）模板荷載：1kN/ m2

（3）施工荷載：2.5kN/m2

（4）碗口支架自重：1.5kN/m2（碗扣支架高度按3m考慮）。

2.3 支架結(jié)構(gòu)計(jì)算

綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擬定采用鋼管樁+分配梁+貝雷桁結(jié)構(gòu)作為南憩亭大橋60m主跨支架，40m邊跨位于河堤兩側(cè)，采用常規(guī)碗扣式支架。本文著重介紹主跨支架設(shè)計(jì)。主跨支架布置見下圖：

（1）支架支墩

本支架采用打入式鋼管樁基礎(chǔ)，在進(jìn)行支墩設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需考慮以下兩個(gè)方面因素：①鋼管樁自身承載能力，計(jì)算時(shí)按照軸向壓桿考慮，②管樁與土層摩阻力，根據(jù)各土層樁側(cè)摩阻力按照規(guī)范公式計(jì)算。

通過(guò)計(jì)算，支架立柱最大受力1265kN，支架立柱采用φ820×10鋼管樁，入土深度18m。

（2）分配梁及主梁

本支架鋼管樁上方設(shè)置橫向分配梁，橫向分配梁上方設(shè)置縱向貝雷桁主梁。在進(jìn)行分配梁設(shè)計(jì)選型時(shí)，分配梁在荷載作用下強(qiáng)度（正應(yīng)力及切應(yīng)力）、剛度需滿足規(guī)范要求。

通過(guò)計(jì)算，橫向分配梁采用2H588型鋼，通航區(qū)域上方貝雷跨度較大，為保證支架滿足剛度要求，同時(shí)為避免侵占通航凈高，采用加強(qiáng)型貝雷桁。

（3）落架裝置

為方便箱梁施工完成后順利拆除模板及支架，支架需有可靠的落架裝置。

本支架在邊孔貝雷桁上方設(shè)置高度約3m高的碗扣支架，拆模時(shí)通過(guò)調(diào)整頂托螺桿就可實(shí)現(xiàn)模板與梁體分離。另外，在通航區(qū)域兩側(cè)管樁樁頂設(shè)置砂筒。在砂筒內(nèi)填充干燥均勻細(xì)砂并進(jìn)行壓實(shí)。在進(jìn)行落架時(shí)，只需從砂筒預(yù)留孔中將細(xì)砂漏出即可順利落架。

（4）防撞結(jié)構(gòu)設(shè)置

支架防撞結(jié)構(gòu)需自成體系，不可與支架受力構(gòu)件或其他結(jié)構(gòu)（如棧橋）相連。

本支架在管樁立柱外側(cè)（靠近河道中心方向）設(shè)置一排管樁，并在管樁中填充砂石以提高防撞能力。

3 支架施工

3.1 支架搭設(shè)

（1）管樁插打

鋼管樁插打采用震動(dòng)打樁錘振動(dòng)下沉，鋼管樁打入深度以入土深度和貫入度雙控制。樁在入土前應(yīng)在樁架或樁上做好尺寸標(biāo)注，以便在施工中觀測(cè)、紀(jì)錄。

鋼管樁下沉過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)觀察其貫入度，當(dāng)貫入度小于5cm/錘時(shí)停振分析原因，或用其它輔助方法下沉，禁止強(qiáng)震久震樁。插入一定深度后如打不進(jìn)或樁有回彈現(xiàn)象，可能是樁碰到孤石等障礙，這時(shí)應(yīng)慢慢往下打，等穿過(guò)障礙后再恢復(fù)到正常速度。打樁工程中安排專人觀測(cè)和檢查樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜應(yīng)立即糾偏。停錘時(shí)，以樁尖標(biāo)高為控制依據(jù)。若鋼管樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，但貫入度異常時(shí)，則須連續(xù)沉樁。為防止“假極限”或“吸入”現(xiàn)象，沉樁時(shí)，應(yīng)休息一天時(shí)間再?gòu)?fù)打?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)確保鋼管樁的入土深度，并視設(shè)計(jì)樁尖處的貫入度適當(dāng)調(diào)整鋼管樁樁底標(biāo)高。

（2）管樁樁帽、連接系及樁頂分配梁安裝

鋼管樁插打到位后，將鋼管樁樁頂打樁錘咬卡部分整齊切除至設(shè)計(jì)位置。樁帽與鋼管樁緊密對(duì)接，校正直線度與垂直度，對(duì)口的間隙為2mm。樁帽頂面要修理，保證其平整度。樁間連接系按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行安裝焊接，位置準(zhǔn)確、焊接牢固，保證施工質(zhì)量。分配梁居中平放與樁帽上，分配梁與樁帽間三角板滿焊連接，焊縫高度大于8mm，焊縫飽滿。

對(duì)于中間通航孔支架，每根鋼管樁樁帽中央設(shè)置一個(gè)砂筒，砂筒要求在樁帽居中放置，與底部樁帽和頂部橫向分配梁均臨時(shí)焊接固定。砂筒安裝前進(jìn)行預(yù)壓，以保證砂筒內(nèi)砂密實(shí)，從而減少壓縮變形量。

樁頂分配梁安裝完成后，吊裝擺放縱向加強(qiáng)貝雷桁架。貝雷桁架在吊裝之前預(yù)先組拼好，貝雷桁拼裝時(shí)可用枕木搭成拼裝平臺(tái)。為便于吊裝，貝雷桁分段預(yù)拼，桿件的拼裝和銷子的連接均須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。拼裝完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查貝雷片數(shù)量及銷子的連接情況，合格后方能架設(shè)。貝雷桁安裝時(shí)利用測(cè)量?jī)x器在樁頂分配梁上精確標(biāo)示出中心線，準(zhǔn)確擺放。為保證貝雷桁架的橫向穩(wěn)定性，需在樁頂分配梁處貝雷桁下弦設(shè)置限位槽鋼，并在貝雷桁外側(cè)設(shè)置斜撐，對(duì)貝雷桁進(jìn)行橫向限位。

3.2 支架預(yù)壓及底模預(yù)抬調(diào)整

（1）支架預(yù)壓目的：①檢驗(yàn)支架的強(qiáng)度及穩(wěn)定性②檢驗(yàn)支架基礎(chǔ)承載力③掌握支架的彈性變形④消除支架的非彈性變形及地基沉降變形。

（2）支架預(yù)壓方法：采用砂袋堆載預(yù)壓。

（3）壓重荷載的確定：箱梁支架系統(tǒng)的荷載主要由梁體鋼筋混凝土自重荷載、內(nèi)模重量及施工荷載組成，以計(jì)算值1.1倍為預(yù)壓荷載。預(yù)壓過(guò)程加載分三級(jí)進(jìn)行：0→60%預(yù)壓荷載→80%預(yù)壓荷載→100%預(yù)壓荷載。

（4）堆載材料的準(zhǔn)備：采用砂袋堆載，計(jì)算堆載所需要的砂袋數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)利用編織袋裝包，每袋重50Kg，盡量使編織袋重量大致一致，并進(jìn)行稱重。為防止雨天雨水浸濕荷載增加造成超載，預(yù)壓砂袋上須覆蓋防雨彩條布。

（5）壓重材料布置：待支架底模安裝完畢驗(yàn)收合格后底模上進(jìn)行壓重。堆載預(yù)壓時(shí)，根據(jù)橫梁、腹板、箱室底板、翼緣板各種荷載的不同，采用不同的堆載高度。腹板處寬度較窄，堆載寬度適當(dāng)增加，按1m考慮。其它部分按實(shí)際重量堆載。

（6）預(yù)壓觀測(cè)：壓重前觀測(cè)一次，在壓重過(guò)程中平均每4小時(shí)觀測(cè)一次，每級(jí)加載后應(yīng)觀測(cè)一次。支架連續(xù)3天累計(jì)沉降量小于3mm，預(yù)壓期不得小于7天，即可認(rèn)為沉降變形穩(wěn)定，可進(jìn)行卸載。壓重卸載后再觀測(cè)一次。每次觀測(cè)均應(yīng)做好詳細(xì)的記錄。壓重結(jié)束后對(duì)記錄數(shù)據(jù)仔細(xì)分析，分別得出支架基礎(chǔ)沉降、支架壓縮變形等數(shù)據(jù)，作為底模預(yù)抬值的依據(jù)。

本支架預(yù)壓后跨中處彈性變形約30mm，主墩墩頂及鋼管樁頂部基本無(wú)變形。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算變形量及堆載預(yù)壓數(shù)據(jù)設(shè)置模板預(yù)抬值，并調(diào)整支架模板標(biāo)高。

3.3 支架拆除

支架拆除時(shí)，先拆除支架頂面的碗扣鋼管支架。對(duì)于通航孔貝雷桁門式支架，其上部無(wú)碗扣鋼管支架，需要先放出砂筒內(nèi)細(xì)砂，使貝雷主梁下降10cm左右高度再拆除貝雷桁頂部的底模及分配梁；然后將貝雷桁分組橫向滑移出橋面寬度范圍，利用橋面上的汽車吊機(jī)分組吊裝拆除；最后利用浮吊拆除水中鋼管樁支墩。

4 總結(jié)

南憩亭大橋于2012年8月中旬已施工完成，橋梁線形及外觀質(zhì)量良好。水中支架的安裝、使用及拆除實(shí)施效果較好，積累了現(xiàn)澆橋梁支架設(shè)計(jì)施工的經(jīng)驗(yàn)。

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