于曉亮
(中鐵四局集團建筑工程有限公司,安徽合肥 230061)
某大橋接線工程共有現(xiàn)澆梁14聯(lián),其中高溝互通主線橋共有9聯(lián),匝道橋共有5聯(lián)。高溝互通主線橋匝道橋共4座(B,C,D,E匝道),總長460 m,采用鋼筋混凝土連續(xù)箱梁跨越。
1)高溝互通主線橋D匝道連續(xù)箱梁位處表層為第四系全新世沖湖積層所覆蓋,地表1 m~2 m為可塑狀低液限粘土,松散耕植土,其下20 m為深厚軟塑~流塑狀的有機質低液限粘土、松散粉細砂層,承載力40 kPa~60 kPa,地質承載力低,部分區(qū)域跨越既有的魚塘、蟹塘,地質呈現(xiàn)流塑狀淤泥,如何規(guī)避軟土地基對支架施工的影響,是施工的重難點。2)橋梁全長80 m,上部結構為20×4 m單箱雙室連續(xù)箱梁,混凝土施工工藝為一次性澆筑成型。箱梁重達1 250 t,對支架的穩(wěn)定性、安全性要求較高。
根據(jù)現(xiàn)場實際情況,可行的方案有三種:第一種是滿堂支架,需要大面積地基換填處理;第二種是貝雷片支架,在地系梁一側增設獨立基礎,基礎上設立螺旋管、工字鋼,搭設貝雷片支架;第三種是組合式支架,利用橋梁基礎在承臺上增設抱箍,搭設貝雷片支架,然后在貝雷片支架上搭設滿堂支架。
結合現(xiàn)場環(huán)境,根據(jù)施工難易程度、質量控制、地基處理等方面進行綜合分析,由于軟土地基承載力偏低,需大面積進行基地處理,若產生不均勻沉降,將嚴重影響滿堂架的穩(wěn)定性,施工質量難以控制,另外后期需要將硬化處理后的地基挖除復墾,投入成本高;一跨式貝雷片,需增設獨立基礎,設計及業(yè)主單位也不支持改變原設計的地梁基礎尺寸,同時支架線形不易控制;因此,決定選用方案三,抱箍+貝雷片組合式支架,具有較高的穩(wěn)定性和可操作性(見表1)。
表1 方案比選表
本橋抱箍+貝雷梁支架法是在橋墩墩身上安裝抱箍,抱箍頂橫向放置支撐橫梁,支撐橫梁采用兩根63工字鋼,橫梁上沿橋縱向鋪設單層加強貝雷梁,為調節(jié)箱梁的橫坡和縱坡,在貝雷片上部搭設一層鋼管支架,先在貝雷片上方橫向鋪設一層Ⅰ18的工字鋼,工字鋼縱向間距90 cm(中間隔板位置間距60 cm),鋼管架直接搭設在工字鋼上,支架縱橫間距采用60 cm×90 cm和90 cm×90 cm兩種,步距1.2 m。支架頂部設置頂托,頂托上橫向鋪設方木(見圖1,圖2)。
圖1 抱箍+貝雷梁組合式支架立面圖
圖2 抱箍+貝雷梁組合式支架現(xiàn)場施工圖
1)抱箍。抱箍設計長1 m,面板厚1.6 cm,直徑與墩柱直徑一致,抱箍牛腿長50 cm,牛腿上分布3×6排螺栓孔,螺栓采用M30的高強螺栓。為增大抱箍與墩柱之間的摩擦系數(shù),在抱箍內側粘貼一層3 mm的橡膠墊。檢查好抱箍后,用吊車將63工字鋼吊裝在抱箍的牛腿上,為了確保工字鋼的穩(wěn)定,防止滑移和傾覆,墩柱兩側的63工字鋼用兩條10 cm槽鋼橫橋向立放與抱箍牛腿焊接固定,在該槽鋼上方順橋向放置一條穿過兩根63工字鋼的10 cm槽鋼并與之焊接,使兩根63工字鋼連接成一個整體。抱箍牛腿與63工字鋼之間如有空隙,需加墊薄鋼板使63工字鋼與抱箍牛腿密貼,防止各抱箍受力不均(見圖3,圖4)。
圖3 抱箍示意圖
2)貝雷片。縱向主梁采用1.7 m高單層加強貝雷梁,貝雷片規(guī)格為150 cm×300 cm×18 cm。相鄰貝雷梁間用連接片或角鋼連成整體,每組貝雷片采用標準連接件進行連接。貝雷片安裝完成以后,由于箱梁有縱坡,與貝雷片連接處順橋向會形成間隙,在其下面滿塞鋼板固定,保證貝雷梁為面受力。
圖4 抱箍施工圖
3)滿堂支架。貝雷梁上面橫向分配梁采用Ⅰ18工字鋼,工字鋼縱向間距90 cm,工字鋼上設碗扣支架,以便調節(jié)箱梁縱、橫坡。支架采用標準碗扣式腳手架,滿堂支架采用鋼管型號φ48×3.0。當橫向分配梁鋪設完成后,搭設前測量人員用全站儀放出箱梁在貝雷架上的豎向投影線,并用油漆涂上標志線,再根據(jù)投影線定出路線中心線,根據(jù)中心線向兩側對稱布置碗扣支架。碗扣鋼管采用1.2 m和1.5 m長立桿,橫桿步距為1.2 m。鋼管平面縱橫間距腹板位置為90 cm×60 cm,翼緣板和底板位置為90 cm×90 cm。為了確保滿堂支架的整體強度、剛度和穩(wěn)定性,每跨縱橫向每隔4 m設置一道鋼管剪刀撐,剪刀撐采用旋轉扣件和立桿牢固連接。
1)抱箍安裝過程中,應對三排高強螺栓分三次緊固,保證高強螺栓均勻受力,確保抱箍提供可靠的摩擦力,宜采用將抱箍落在地梁或附加鋼棒的方式確保抱箍不發(fā)生滑動。2)同一聯(lián)抱箍應控制在同一高程上,保證貝雷梁支架水平,從而保證滿堂支架垂直受力。3)貝雷梁橫向連接應全部連接,保證相鄰貝雷梁每個節(jié)點都要橫向連接,確保其不發(fā)生平面外失穩(wěn)。4)因連續(xù)梁多為曲線,其跨度與貝雷片長度模數(shù)大多不匹配,為此貝雷片支座位置無豎向腹桿時應根據(jù)建模計算結果增加豎向腹桿。
抱箍+貝雷梁支架體系有效的利用了橋梁基礎和結構自身,與其他支撐體系相比,穩(wěn)定性、安全性更高,且施工簡便,節(jié)約了地基處理和復墾所需要增加的成本,貝雷片及碗扣架等均可租賃,即便一次投入也可多次重復使用。
貝雷梁及抱箍、工字鋼橫梁及碗扣架體系統(tǒng)受力較為復雜,尤其是節(jié)點部位;貝雷梁跨中撓度不宜過大,撓度過大將影響滿堂支架整體穩(wěn)定性,為此在方案的設計過程中應進行精確細致的力學性能計算,確保安全穩(wěn)定。
[1]劉宗祿.流亭立交連續(xù)箱梁施工技術總結[A].鐵道建設優(yōu)秀論文選編[C].1991-1993.
[2]周水興,何兆益,鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社,2012.