光軍偉 孫超

【摘 要】隨著社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國橋梁工程也得到了極大的發(fā)展。預應力連續(xù)現(xiàn)澆箱梁的支架方式、施工工藝多種多樣，本文主要論述了新建橋梁搭設支架時，需要在既有橋梁上搭設支架時，針對支設門架跨度太大、既有橋梁無法承受較大荷載時、無法采用掛籃施工等其它特種施工工藝時，如何處理滿堂支架基礎的施工工藝進行了研究。

【關鍵詞】鋼管柱 貝雷架 大跨度 重荷載

1 引言

鄭州市中州大道南北延伸高架橋第27聯(lián)（ZP77～ZP80墩），為變截面連續(xù)箱梁橋，全長146m，跨徑組合為39m+68m+39m。箱梁高2.5～3.8m，頂板寬39.30m，底板寬31.7m，單箱8室；箱梁斷面底板厚22～90cm、頂板厚22～40cm、腹板厚50～75cm，翼板厚度為20cm。中橫梁寬3.0m，端橫梁寬2.0m。該箱梁橋跨越魏河橋修建，設計采用支架法現(xiàn)澆施工，需要在既有魏河橋上搭設支架（如左圖1所示），既有橋梁橋面凈寬23m，上部結構為4×10m 預應力混凝土空心板；下部結構為四柱式排架墩臺，鉆孔灌注樁基礎。

2 支架搭設的難點

（1）橋位處魏河河道斷面為復式斷面，河底比降為1/2600，河道底寬15m，河底高程83.20m，主槽一級邊坡1：3，灘地寬5m，灘地以上邊坡1：3，施工時的夏季水位較高，且防汛要求，不得使用斷流河道，因此不適合搭設支架。

（2）主線橋第Z-U27聯(lián)跨越魏河橋修建，尤其ZP78和ZP79之間的跨越老魏河橋，支架體系不能坐落在原始地表上，需在魏河河道里打鋼管樁，鋼管樁上搭設貝雷片，貝雷片上再搭設滿堂支架，且該跨支架需在不同高程和不同建筑物上進行搭設，施工難度較大。

（3）由于該橋設計年代較早，運行時間較長，已經(jīng)存在一定的損壞，但不影響使用。新建橋梁建成通車后，既有橋梁還要做為地面道路的一部分繼續(xù)運行，因此如何在保證既有橋梁安全的情況下，完成上部橋梁施工是本工程的難點問題。

3既有橋梁狀況分析

中州大道魏河橋修建于1989年，橋梁設計荷載等級為汽—超20，掛—120，為了檢驗橋梁的承載力，我們對上部結構、下部結構、支座三個方面進行了外觀檢查，同時從鋼筋混凝土氯離子含量、鋼筋保護層檢測、鋼筋修飾電位檢測、混凝土碳化深度、混凝土強度等五大方面的橋梁材質狀況進行了檢測，具體檢測結果如下：

（1）外觀檢測結果：上部結構主要病害表現(xiàn)在部分空心板底箍筋較嚴重銹蝕、混凝土剝落，部分空心板有縱向裂縫、縫寬超限，板縫混凝土多處脫落、滲水析堿。下部結構主要病害表現(xiàn)在墩臺帽多處滲水析堿；立柱表面風化、露石；蓋梁鋼筋銹蝕嚴重，混凝土大面積剝落。支座普遍老化。

（2）橋梁材質狀況檢測結果：氯離子含量百分比為0.53-0.68，評定標度值3， 有可能發(fā)生鋼筋銹蝕；鋼筋保護層本次調查采用電磁無損檢測方法，對該橋空心板底部進行測試。根據(jù)測量部位實測保護層厚度特征值Dne與其設計值Dnd的比值，可知混凝土保護層厚度對空心板鋼筋耐久性有較大影響，對蓋梁也有較大影響。混凝土碳化狀況檢測采用在混凝土新鮮斷面觀察酸堿指示劑反應厚度的方法，實測蓋梁和空心板底最大碳化深度大于6mm。

（3）根據(jù)對橋梁外觀、檢測檢查，可以得出以下結論：

1）魏河橋中幅病害較多，總體技術狀況評定為三類，東西幅橋梁病害較少，總體技術狀況評定為二類。

2）中幅橋梁上部結構主要病害表現(xiàn)為：空心板底箍筋較嚴重銹脹、混凝土剝落，部分底板存在縱向裂縫，存在析堿現(xiàn)象；板縫混凝土多處脫落、滲水嚴重。

3）中幅橋梁下部結構主要病害表現(xiàn)為蓋梁較鋼筋銹蝕嚴重，混凝土大面積剝落。

4）中幅橋梁下部結構承載能力檢算系數(shù)取1.09，承載能力惡化系數(shù)為0.12。

（4）既有橋梁的承載力計算。根據(jù)原定施工方案，施工階段既有橋梁上部空心板不參與結構受力，因此本次驗算主要針對下部結構的承載力。下部結構承受的荷載包括原橋上部結構自重及貝雷梁傳遞的施工荷載，其中恒載包括：

1）一期既有橋上部結構自重g1 ，空心板自重、橋面鋪裝8cm、防水混凝土9cm瀝青混凝土。

2）箱梁施工支架、內模、貝雷梁等自重g2：包含內模及支撐、面板次楞自重、主楞、支架自重、貝雷梁及工字鋼自重。

3）箱梁自重g3：既有橋主要承受現(xiàn)澆箱梁中間6個箱室的自重荷載。

4）施工可變荷載：振搗砼荷載、施工人員及設備荷載。

5）荷載組合：本次檢算荷載組合取基本組合。

6）下部結構承載力計算結果。

橋墩樁頂最大豎向荷載P1=4325kN，樁身自重與置換土重差P2=222kN，最大豎向荷載P= P1+P2=4547kN。經(jīng)計算單樁軸向受壓承載力滿足要求。

（5）既有橋梁加固措施。1）既有橋梁下部結構蓋梁承載力不滿足要求，鋼板加固的材料厚度為6mm，寬10cm，間距20cm，位置布設于每個墩頂兩側剪力最大處。2）在施工過程中加強對老橋的巡檢，對典型病害進行跟蹤觀測。

4滿堂支架基礎

4.1 橋梁兩側綠化帶施工

對既有橋梁兩側的綠化帶采取換填處理，綠化帶腐殖土開挖至距離中州大道中間道路路面40cm處，振動碾壓實，硬化處理采用20cm的級配碎石，20cm的C20混凝土。工藝原理為沿既有橋梁縱向外側搭設鋼管樁基礎，并設置縱向貝雷梁連接，橫向連接通過在蓋梁頂部設置橫向連接貝雷梁蓋梁，滿堂支架基礎采用在既有橋面上方局部架空布設貝雷梁架做為基礎。

4.2 縱向貝雷梁設置方式

縱向貝雷梁基礎采用鋼管樁進，東側按縱向間距5m設置11排共22根，東側樁與樁之間中心橫向間距為3.6m；西側鋼管樁布置高度與老橋下面的鋼管樁布置不在同一個平面上，因此西側按縱向間距2.5m設置17排共34根，西側樁與樁之間中心橫向間距為3.0m。

鋼管均采用鋼板厚度為8mm，直徑為529cm的鋼管樁，入土深度要求達到12m（現(xiàn)場以90振動錘不能再進一步深入為止）。用震動法沉樁，達到標高后，用氣割割平，向管內填砂灌水密實至管頂。調整樁的接長部分至同樣的標高（東側11排鋼管與老橋中間4排鋼管標高一致），鋼管之間設置斜撐連接，斜撐采用兩根16的槽鋼背靠背連接牢固，形成剪刀撐。再在每根樁頂設置600mm×600mm×20mm法蘭盤，法蘭盤與鋼管之間焊接牢固。法蘭盤上放置雙I45工字鋼做帽梁并設置限位裝置，帽梁上部同樣布設貝雷桁架。

在鋼管樁上部設置橫梁（雙45工字鋼），橫梁上搭設順橋向貝雷架，貝雷架上設置分配梁（16工字鋼）與橫向貝雷梁連接。

4.3 橫向貝雷梁及支撐基礎設置方式

橫向利用既有橋梁的梁板及以下結構做為基礎，在其上直接鋪設貝雷梁，貝雷梁的縱向間距3m-5m，兩端架設至縱向貝雷梁上，貝雷梁的與既有橋梁的腹板對應點安裝傳力鋼管，避免橋面板受力，傳力鋼管的數(shù)量和間距對應腹板設置，貝雷梁頂部設置工字鋼做為連接和支撐結構。

工字鋼（16工字鋼）采用縱向搭設，搭設間距結合新建橋梁的滿堂支架立桿橫向間距來布設，保證每根立桿可以立足與工字鋼上，工字鋼之間采用大于Φ16的鋼筋進行連接，保證工字鋼的整體性、穩(wěn)定性。

4.4 支架基礎預壓

因既有橋梁外側的支架基礎穩(wěn)定性和承載能力較好，因此支架預壓加載范圍只針對本次處理后的基礎區(qū)域上對應現(xiàn)澆混凝土結構物的實際投影面，預壓前應根據(jù)箱梁高度，按照支撐架立桿的順橋向間距計算出箱梁底板、腹板、頂板的重量并附加施工荷載作為預壓荷載，預壓荷載不小于支架承受的混凝土結構恒載與模板重量質量的1.1倍①。預壓區(qū)域劃分成若干預壓單元，每個預壓單元內實際預壓荷載強度的最大值不應超過該預壓單元內預壓荷載強度平均值的110%。每個預壓單元內的預壓荷載可采用均布形式。

主線橋連續(xù)箱梁擬堆載值，以跨中縱向50m區(qū)域進行堆載預壓，監(jiān)測點的布置為橫斷面5個點，縱立面長度50m預壓，間距10m布設一個監(jiān)測斷面，共7個監(jiān)測斷面。

支架基礎體系預壓采用加載鋼筋法，將計算好重量的9m、12m鋼筋吊放在工字鋼上。通過與之對應的箱梁結構中的先底板，再腹板，最后堆載頂板和翼板的順序進行。當縱向加載時，從混凝土結構跨中開始向支點處進行對稱布載；當橫向加載時，從混凝土結構中心線向兩側進行對稱布載。

支架預壓分次加載時，應每隔12h對支架沉降量進行一次監(jiān)測，當平均值小于2mm時，方可進行下一級加載。在全部加載完成后的支架預壓檢測過程中，當滿足下列條件之一時，判定為支架預壓合格：

（1）各監(jiān)測點最初24h的沉降量平均值小于1mm；

（2）各監(jiān)測點最初72h的沉降量平均值小于5mm。

5 結語

通過采取以上措施，本工程的箱梁施工過程中既有橋梁沉降量在3mm以內，未發(fā)現(xiàn)任何破壞，達到了設計要求，保證了既有橋梁能夠安全、可靠的后續(xù)運營，同時贏得了建設單位和監(jiān)理單位的認可、提升了我們的施工技術水平。

參考文獻：

[1]《鋼管滿堂支架預壓技術規(guī)程》JGJ/T194-2009.