陳曉軍 趙更新

(中鐵三局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030013)

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曲線現(xiàn)澆連續(xù)梁不對(duì)稱支架體系施工

陳曉軍 趙更新

(中鐵三局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030013)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了現(xiàn)澆連續(xù)梁不對(duì)稱支架體系的特點(diǎn)，根據(jù)其工藝原理，從樁基灌注、地基處理、支架施工等方面，闡述了該支架體系的施工操作要點(diǎn)，以保證現(xiàn)澆梁的質(zhì)量。

連續(xù)梁，支架體系，鋼管立柱，樁基礎(chǔ)

0 引言

霍永高速公路西段DK0+234.87匝道橋位于山西省臨汾市隰縣寨子鄉(xiāng)境內(nèi)，該橋現(xiàn)場(chǎng)地形比較復(fù)雜， 山體坡度達(dá)60°，地表高低起伏，表層分布15 m～20 m的黃土，工期位于雨季，無(wú)法對(duì)地面進(jìn)行常規(guī)的平整、加固。20 m箱梁平面半徑非常小，僅為60 m，對(duì)于移動(dòng)架模的設(shè)計(jì)要求非常高。本文以霍永高速公路西段DK0+234.87匝道橋?yàn)閷?shí)例，詳細(xì)介紹滿堂支架(開間較大用于橋梁頂部施工)、鋼管立柱支架(易搭設(shè)，支撐上部所有荷載)、工字鋼(作為分配梁，將結(jié)構(gòu)荷載、支架荷載和施工荷載分配到鋼管立柱上)的不對(duì)稱支架組合體系施工工藝。

現(xiàn)澆連續(xù)梁的支架方案直接影響到現(xiàn)澆梁施工的安全、質(zhì)量、工期和工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，支架體系的選擇和施工是現(xiàn)澆梁施工中的重點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)支架施工廣泛采用滿堂紅支架方案，隨著工作范圍的逐漸擴(kuò)大,橋梁建設(shè)的施工工藝也越來(lái)越復(fù)雜,橋梁地形條件的復(fù)雜多樣決定了單一的支架方案不能滿足施工的要求，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行支架體系的設(shè)計(jì)，保證施工質(zhì)量。

本文設(shè)計(jì)了一種不對(duì)稱支架組合體系，滿足了沉降變形控制要求。

1 不對(duì)稱支架體系特點(diǎn)

1)在復(fù)雜地形、特殊地質(zhì)條件下現(xiàn)澆梁橫斷面設(shè)計(jì)了不對(duì)稱支架體系,突破了現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜地形的限制。2)根據(jù)濕陷性黃土的特點(diǎn)，采用了兩種基礎(chǔ)形式，控制了支架的沉降變形。3)在雨季施工條件下,采用相應(yīng)的排水措施，控制了濕陷性黃土地區(qū)不對(duì)稱支架體系下不同基礎(chǔ)形式的沉降差。4)采用沙子灌注鋼管柱加斜撐提高鋼管柱的穩(wěn)定性技術(shù)，保證了受壓高柱的穩(wěn)定性。

2 工藝原理

針對(duì)黃土地基地形變化較大、不同墩臺(tái)柱高變化劇烈的現(xiàn)澆梁施工，將同一橫斷面支架基礎(chǔ)處理分為兩個(gè)部分，一部分采用30 cm厚三七灰土換填和C15混凝土硬化地表，另一部分采用樁基礎(chǔ)加支架體系。

以橋梁中心線為準(zhǔn)，向左9 m范圍為換填地基，向右為樁基礎(chǔ)。橋梁中心線右側(cè)樁基礎(chǔ)上加設(shè)鋼護(hù)筒并調(diào)節(jié)標(biāo)高，再鋪設(shè)橫、縱向工字鋼作為分配梁，使左右兩側(cè)標(biāo)高統(tǒng)一，然后采用滿堂紅支架方案進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→獨(dú)立樁基礎(chǔ)施工→原狀黃土地基處理→雨季防排水措施完善→鋼管立柱施工→鋼管立柱之間平聯(lián)斜撐施工→鋼管立柱頂工字鋼橫梁施工→縱向受力工字鋼施工→碗扣支架施工→現(xiàn)澆梁底模安裝→現(xiàn)澆梁鋼筋、模板、混凝土施工→現(xiàn)澆箱梁支架拆除→竣工驗(yàn)收。

3.2 關(guān)鍵工序及操作要點(diǎn)

1)復(fù)雜地形條件下曲線現(xiàn)澆連續(xù)梁組合支架施工方案選取。

因寨子互通DK0+234.87匝道橋現(xiàn)場(chǎng)地形比較復(fù)雜，山體坡度達(dá)60°，地表高低起伏，表層分布15 m～20 m的黃土，工期位于雨季，常規(guī)場(chǎng)地平整方法無(wú)法滿足承載力和變形的要求。20 m箱梁平面半徑非常小，僅為60 m，對(duì)于移動(dòng)架模的設(shè)計(jì)要求非常高，而且工期方面，每跨強(qiáng)度滿足要求后才能進(jìn)行下一跨施工。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，最終決定該支架方案采用滿堂支架(開間較大用于橋梁頂部施工)、鋼管立柱支架(易搭設(shè)，支撐上部所有荷載)，工字鋼(作為分配梁，將結(jié)構(gòu)荷載、支架荷載和施工荷載分配到鋼管立柱上)，下部基礎(chǔ)左幅采用三七灰土換填，右幅采用樁基礎(chǔ)。

2)現(xiàn)澆梁施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)。

a.獨(dú)立樁基礎(chǔ)灌注施工。

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁徑1 m，樁長(zhǎng)13 m。按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形要求，利用GPS配合全站儀準(zhǔn)確定位樁位中心，做好標(biāo)記，挖樁前，把樁中心位置向樁的四周引出四個(gè)樁心控制點(diǎn)，用牢固的木樁控制。現(xiàn)場(chǎng)按照技術(shù)交底制作鋼筋籠，按照規(guī)范要求進(jìn)行灌注樁的施工。

b.原狀黃土地基處理。

以橋梁中心線為準(zhǔn)，向左9 m范圍撒白灰線，作為黃土地基處理邊線。該范圍黃土地基屬于原狀土體挖方段落。挖方施工時(shí)，按照既定支架方案中每跨左幅基底標(biāo)高(含30 cm三七灰土換填預(yù)留)，預(yù)留5 cm～8 cm，多余土使用自卸車進(jìn)行拉除，人工配合裝載機(jī)進(jìn)行平整處理。

待平整完成后，使用18 t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，先進(jìn)行靜壓處理基底，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高，對(duì)缺土段，人工進(jìn)行補(bǔ)齊、平整。然后使用30 cm三七灰土重新回填，對(duì)灰土墊層進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，壓實(shí)遍數(shù)為4次～6次。

碾壓完成后，每跨隨機(jī)挑選6個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行地基承載力動(dòng)力觸探，根據(jù)既定方案中地基承載力驗(yàn)算要求，確保每點(diǎn)地基承載力在200 kPa以上，不足點(diǎn)段落使用壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓，直至承載力滿足要求為止。

采用15 cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化處理，硬化時(shí)控制標(biāo)高，確保單跨支架基礎(chǔ)位于同一平面上。每跨分別在距小里程墩柱2 m、跨中、距大里程墩柱2 m等3個(gè)位置預(yù)埋3個(gè)鋼筋頭，作為3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，用以觀測(cè)對(duì)比左右幅不同地基方式沉降。

c.鋼管立柱及工字鋼分配梁施工。

采用529型鋼管搭設(shè)，鋼管橫向3.5 m間距布設(shè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形按需布設(shè)，縱向按照5 m間距布置，鋼管頂面焊接3 cm厚鋼板，鋼板頂面保持一致的高度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，高度大于6 m的鋼護(hù)筒灌注沙子，提高鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性，同時(shí)每6 m高使用10 cm槽鋼進(jìn)行橫向連接和斜向支撐。每橫向鋼管立柱頂放置一根Ⅰ50a型工字鋼，懸挑2 m，墩柱位置按需安設(shè)抱箍，抱箍上橫向放置兩根Ⅰ50c型工字鋼。其上縱橋向按12×60 cm+1×90 cm間距鋪設(shè)Ⅰ36a型鋼。

鋼管立柱要求插入灌注樁內(nèi)，灌注樁混凝土澆筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，進(jìn)行鋼管立柱的安裝，需要根據(jù)基坑不同部位的底標(biāo)高確定其高度。將加工好的鋼管立柱進(jìn)行編號(hào)，對(duì)號(hào)入座。鋼管立柱安裝采用吊車，根據(jù)鋼管立柱不同的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)號(hào)入座。

橫向50工字鋼與鋼護(hù)筒連接、36工字鋼與50工字鋼連接時(shí)，使用槽鋼在工字鋼左右兩側(cè)進(jìn)行滿焊固定，防止支架搭設(shè)過(guò)程中翻轉(zhuǎn)、滑移。尤其是鋼護(hù)筒柱頂、柱腳使用鋼板焊接封頂，然后與上下介質(zhì)焊接。其上正常搭設(shè)腳手架。

每跨對(duì)應(yīng)左側(cè)預(yù)留觀測(cè)點(diǎn)位置，分別在距小里程墩柱2 m、跨中、距大里程墩柱2 m等3個(gè)位置的縱向36工字鋼上面，作3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)記，用以觀測(cè)對(duì)比左右幅不同地基方式沉降。

d.支架施工。

采用滿堂支架搭設(shè)，整幅支架立桿間距布置橫橋向?yàn)椋?×0.9 m+21×0.6 m+3×0.9 m；順橋向立桿間距為0.6 m。即箱體下部立桿間距為0.6 m×0.6 m，翼緣板下部立桿間距為0.6 m×0.9 m。鋼管底部連接底托，步距1.2 m。為保證支架整體穩(wěn)定性，支架總寬度共為18 m。支架搭設(shè)一次一聯(lián)(3跨)整體搭設(shè)。

支架搭設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證立桿碗扣將橫桿全部扣住并鎖緊，以保證支架良好受力。支架頂端安裝支架頂托調(diào)整底模標(biāo)高。支架搭設(shè)完畢后,應(yīng)再次檢查支架橫桿連接情況,保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)處全部鎖死。橫縱向掃地桿不得高于地面30 cm設(shè)置。腳手架如果高度大于15 m，則在高度15 m位置，設(shè)置一組纜風(fēng)繩(4根～6根)。

剪刀撐設(shè)置：橫向剪刀撐每4.2 m設(shè)置一道，縱向剪刀撐設(shè)置4道(支架兩側(cè)各設(shè)一道，兩個(gè)腹板下各設(shè)一道)，水平剪刀撐每4.8 m設(shè)置一道。剪刀撐設(shè)置時(shí)應(yīng)連續(xù)，鋼管搭接時(shí)搭接長(zhǎng)度不小于1 m，并且采用不少于2個(gè)扣件連接，剪刀撐設(shè)置角度45°～60°，與立桿鎖死位置盡量與橫桿交匯處不大于20 cm。

e.支架施工預(yù)壓及同一斷面不同支架基礎(chǔ)處理形式的沉降差觀測(cè)。

支架預(yù)壓在鋼管支架施工完畢，梁體底模安裝后進(jìn)行。為使堆載時(shí)荷載更接近澆筑混凝土?xí)r實(shí)際荷載，將梁體按2 m～3 m分段計(jì)算其重量,劃分每一堆載區(qū)域,堆載物采用沙袋,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地稱量每個(gè)土包的重量，根據(jù)每一區(qū)域內(nèi)計(jì)算荷載值,確定該區(qū)域用沙袋數(shù)量(預(yù)壓荷載按上部重量的120%確定)。

基礎(chǔ)處理完成后，在支架預(yù)壓及上部現(xiàn)澆梁施工時(shí)，因同一斷面支架采取不同的支架基礎(chǔ)處理形式，所以在觀測(cè)支架穩(wěn)定的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)支架基礎(chǔ)沉降的觀測(cè)，如果存在不均勻沉降過(guò)大，則需立即停止上部加載施工，進(jìn)行適當(dāng)處理后，方可繼續(xù)進(jìn)行，確保支架的基礎(chǔ)穩(wěn)定。

預(yù)壓加載及卸載全過(guò)程對(duì)底模的沉降做細(xì)致的觀測(cè)記錄。 預(yù)壓時(shí)在跨中、1/4跨中及3/4跨中底模處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，每處設(shè)置左中右3個(gè)測(cè)點(diǎn)。在預(yù)壓、持荷及卸載過(guò)程對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測(cè)，得出支架的彈性變形、地基及支架的非彈性變形。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，各種復(fù)雜地形、地質(zhì)條件下的山區(qū)公路建設(shè)中遇到大量的橋梁工程。因地形條件限制、線路總體線形要求或特殊的橋隧相連等情形，曲線現(xiàn)澆連續(xù)梁作業(yè)環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜的比比皆是。山丘地貌條件下的現(xiàn)澆梁支架方案選擇與施工時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件決定，才能保證現(xiàn)澆梁的質(zhì)量。同一斷面采用不同的支架基礎(chǔ)處理方案大大提高組合支架法對(duì)現(xiàn)澆連續(xù)梁橋的適用性。

[1] 王云江.橋梁施工技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[2] 向中富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2001.

The asymmetry support system construction of curve cast-in-place continuous beam

Chen Xiaojun Zhao Gengxin

(ThirdEngineeringLimitedCompany,ChinaRailwayThirdBureauGroup,Taiyuan030013,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the characteristics of asymmetry support system construction of curve cast-in-place continuous beam, according to its process principle, from the pile foundation pouring, foundation treatment, support construction and other aspects, elaborated the construction operation key points of the support structure system, to ensure the quality of cast-in-place beam.

continuous beam, support system, steel tube column, pile foundation

1009-6825(2016)13-0167-02

2016-02-24

陳曉軍(1970- )，男，高級(jí)工程師； 趙更新(1987- )，男，工程師

U445

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