王君

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433）

0 引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，通過(guò)市政橋梁的建設(shè)來(lái)緩解城市道路日益擁擠的狀況，在有限的空間內(nèi)既要滿足車(chē)流量的疏通功能，同時(shí)也要有足夠的交通荷載。因此在橋梁的設(shè)計(jì)中，非常規(guī)蓋梁形式和蓋梁張拉的工藝被越來(lái)越多地運(yùn)用到橋梁施工中，常規(guī)的蓋梁承重支架方式顯然已不能滿足要求。本文以實(shí)際工程為例，就蓋梁鋼承重支架的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 工程概況

大蘆線新匯路橋?yàn)榭绱笾魏有陆蛄?，全橋跨徑布置?×22m+4×22m+30.7m+139m+30.7m+4×22 m+4×22 m+（22 m+30 m+22 m+22 m）+4×22 m，橋梁總長(zhǎng)度737.46 m（含臺(tái)背），共計(jì)27跨，其中標(biāo)準(zhǔn)段蓋梁19跨，預(yù)應(yīng)力蓋梁，尺寸為10.6m×1.8 m×1.2/1.5 m，如圖1所示，平均高度約5 m，最高約9.5 m。立柱為雙柱，承臺(tái)尺寸為5.6 m×3.6 m×1.5 m。

施工區(qū)域土層情況：第①1層填土，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，最大厚度達(dá)8.2 m；第③t層灰色砂質(zhì)粉土，局部為黏質(zhì)粉土，松散狀，為③層中的透鏡體；第④層灰色淤泥質(zhì)黏土，整體均勻性較好，物理力學(xué)性質(zhì)較差；第⑤層灰色黏土，該層土物理力學(xué)性質(zhì)一般。③、④、⑤層構(gòu)成該工程場(chǎng)地的主要軟弱土體。

2 蓋梁支架方案比選

2.1 滿堂支架的可行性

從地質(zhì)勘察報(bào)告來(lái)看，第①1層填土，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，最大厚度達(dá)8.2 m，土質(zhì)差、厚度大，而滿堂支架對(duì)基礎(chǔ)承載力要求高，因此基礎(chǔ)處理難度大，處理不當(dāng)易造成基礎(chǔ)下土層不均勻沉降，基礎(chǔ)開(kāi)裂。根據(jù)圖1所示，蓋梁底面兩側(cè)為曲面，對(duì)滿堂支架頂端標(biāo)高的精度要求非常高，搭設(shè)不到位易造成蓋梁外觀變形、尺寸偏差；標(biāo)準(zhǔn)段蓋梁19跨，土體換填、基礎(chǔ)處理，施工完成后基礎(chǔ)翻挖外運(yùn)、處置等費(fèi)用大，經(jīng)濟(jì)性差，綠色環(huán)保性不高。因此滿堂支架方式不適用。

2.2 鋼支撐加工字鋼梁支架的可行性

鋼支架基礎(chǔ)需要的面積小于承臺(tái)面積，承臺(tái)尺寸為5.6m×3.6m×1.5m，C35混凝土強(qiáng)度，可以以承臺(tái)為基礎(chǔ)而無(wú)須考慮沉降、承載力等因素，無(wú)須對(duì)土體及基礎(chǔ)處理，免去后期的翻挖外運(yùn)，環(huán)保性高；支撐圓管由沙筒和不同尺寸的節(jié)段拼裝而成，可適用于不同高度的蓋梁，安拆方便，便于施工。因此鋼支撐加工字鋼梁支架適用，如圖2所示。

3 蓋梁模板體系

圖1 蓋梁斷面圖（單位：mm）

圖2 支架示意圖（單位：mm）

蓋梁施工采用鋼支墩加工字鋼梁支架，砂筒調(diào)節(jié)工字梁標(biāo)高。4根325×8的鋼支墩置于承臺(tái)四角，底部設(shè)砂箱調(diào)節(jié)高度及方便支架的拆除，其與承臺(tái)預(yù)留鋼筋焊接加固或采用膨脹螺釘將砂箱底部與承臺(tái)可靠連接。兩墩之間采用剪刀撐連接。支墩頂部于立柱兩側(cè)各放2×I40a工字鋼梁，兩工字梁之間采用16號(hào)槽鋼加固。工字鋼梁上鋪I16#工字鋼，間距450 mm。此外設(shè)斜撐及橫聯(lián)為277×8的鋼管；剪刀撐為2×∠100×10角鋼使這個(gè)支架系統(tǒng)形成整體。

3.1 蓋梁支架體系

蓋梁支架平臺(tái)采用2根I40a雙拼工字鋼（兼作蓋梁支架的分配梁），主梁長(zhǎng)12 m，如圖3所示，間距同蓋梁寬度，中間采用4根[16槽鋼相連，布置在4根325×8的立桿圓管及4根277×8的外斜撐圓管上。蓋梁模板體系平鋪在I40a工字鋼上，模板體系兩側(cè)各懸挑出1 m作為操作平臺(tái)，支架縱向主梁與三角托架的連接以及I40a主梁與鋼管立柱之間采用螺栓扣板扣接,如圖4和圖5所示。

圖3 桁片立面、平面圖（單位：mm）

圖4 支架縱向主梁與三角托架連接示意圖（單位：mm）

圖5 支架主梁與鋼管支撐之間連接示意圖（單位：mm）

圖6 鋼管立柱連接節(jié)點(diǎn)示意圖

為確保蓋梁支架整體穩(wěn)定性，支架設(shè)置兩道限位[16槽鋼與立柱抱接，分別設(shè)置在上下兩道水平桿上。抱箍與立柱混凝土間用方木楔緊，以防止支架移動(dòng)，同時(shí)起到保護(hù)立柱混凝土的作用。

為便于支架拆除，鋼管立柱底部設(shè)置砂箱，砂箱采用鋼管制作。外套管采用355×12 mm無(wú)縫鋼管，內(nèi)管采用325×8 mm無(wú)縫鋼管。砂箱使用高度46 cm。砂箱與鋼管立柱采用法蘭盤(pán)螺栓連接固定。

由于蓋梁高度不一，為便于支架高度調(diào)節(jié)，配備 0.85 m、0.5 m、0.35 m、0.15 m 的325×8 mm鋼管作為調(diào)節(jié)段，通過(guò)法蘭與鋼管連接。

根據(jù)蓋梁支架體系布置，支架支撐在承臺(tái)上，通過(guò)在承臺(tái)混凝土上預(yù)埋M20螺栓連接固定，如圖7所示。

圖7 鋼管立柱與承臺(tái)間連接示意圖

3.2 蓋梁模板體系設(shè)計(jì)

根據(jù)蓋梁結(jié)構(gòu)尺寸，蓋梁底模采用15 mm竹膠模板。模板下內(nèi)楞采用100×100 mm@200 mm間距，沿蓋梁長(zhǎng)度方向布置I16#工字鋼@450 mm間距，在I16#工字鋼下橫向布置兩根工字鋼，兩端懸臂部分加塞定型托架，各構(gòu)件之間采用高強(qiáng)螺栓連接。

蓋梁側(cè)模為鋼模板，在鋼模板加工廠定制加工，驗(yàn)收合格后出廠進(jìn)入工地。模板面板采用δ6mm鋼板，水平肋采用[10槽鋼，間距@325 mm；豎向加強(qiáng)肋采用雙拼[14槽鋼，間距@800 mm，在蓋梁混凝土的頂面以上和底面以下設(shè)置對(duì)拉桿，拉桿采用20圓鋼，間距@800 mm。

為確保蓋梁模板安拆方便，模板沿蓋梁長(zhǎng)度方向（橫橋方向）以中心線分為兩個(gè)節(jié)段，節(jié)段間連接采用M20×55螺栓，如圖8所示。

4 支架實(shí)施

砂箱在使用前做砂箱試驗(yàn)，確定砂的壓縮系數(shù)、變形量等參數(shù)。鋼管支架吊裝采用25 t汽車(chē)吊，安裝時(shí)人員站在固定連接好的移動(dòng)腳手架搭設(shè)施工平臺(tái)上進(jìn)行螺栓連接作業(yè)，且要避開(kāi)吊車(chē)起重臂。工字梁用人工配合吊車(chē)吊裝，安裝完成后及時(shí)安裝人行走道板及圍欄，確保安全后方可安裝蓋梁模板施工。蓋梁模板用25 t汽車(chē)吊分段吊裝，在平臺(tái)上合攏定位。先安裝底模再安裝側(cè)模，最后安裝端模板。蓋梁模板設(shè)置預(yù)拱度，設(shè)置2 cm的預(yù)拱度。模板節(jié)斷間采用螺栓連接，并設(shè)置密封墊，以確保模板不漏漿。

對(duì)于首個(gè)在蓋梁支架搭設(shè)完成后進(jìn)行堆載預(yù)壓，利用沙袋自重作為預(yù)加荷載。蓋梁支架預(yù)壓沙袋采用25 t吊車(chē)吊裝，每次吊運(yùn)一個(gè)沙袋，沙袋堆放時(shí)均勻布置，防止造成支架不平衡。在預(yù)加荷載和加載完成的整個(gè)過(guò)程中對(duì)支架的變形及沉降進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，記錄變形及沉降量。預(yù)壓施工過(guò)程中的變形及沉降量滿足要求后進(jìn)行施工。

預(yù)壓荷載計(jì)算：蓋梁混凝土20.6 m3，按2.5 t/m3比重計(jì)算，蓋梁全重為51.5 t。預(yù)壓荷載宜為支架需要承受全部荷載的1.05~1.10倍[1]，該工程按1.2倍計(jì)算得需預(yù)壓重量為61.8 t。預(yù)壓荷載布置：預(yù)壓采用沙袋布置，沙袋選用1.2 m3的沙袋，每個(gè)沙袋重2 t，需要沙袋35個(gè)、沙45 m3。

蓋梁支架預(yù)壓分兩級(jí)進(jìn)行，第一次加載18個(gè)沙袋，第二次加載剩余17個(gè)沙袋，共計(jì)61.8 t。加載預(yù)壓吊裝原則：先中部，后兩端；先中間，后兩邊；對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，每層均按分區(qū)順序依次對(duì)稱(chēng)吊裝，同一編號(hào)分區(qū)內(nèi)要對(duì)稱(chēng)同步進(jìn)行，不得發(fā)生偏載，具體吊裝順序如圖9所示。

圖8 側(cè)模示意圖（單位：mm）

圖9 吊裝順序示意圖（單位：mm）

為有效觀測(cè)支架變化，蓋梁支架橫橋向共布置11對(duì)，分別布置在蓋梁混凝土懸臂端部、立柱支點(diǎn)及工字鋼梁跨中處，如圖10所示。

圖10 預(yù)壓觀測(cè)點(diǎn)平面布置圖（單位：mm）

觀測(cè)采用水準(zhǔn)儀倒尺觀測(cè)法觀測(cè)或垂球觀測(cè)法觀測(cè)，即在工字鋼上畫(huà)好觀測(cè)點(diǎn)，利用水準(zhǔn)塔尺倒放觀測(cè)工字鋼梁底部變化，以測(cè)得各部位變形，或采用在測(cè)點(diǎn)位置掛設(shè)垂球，通過(guò)垂球距地距離的變化進(jìn)行觀測(cè)。蓋梁支架每加載一層沙袋對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行一次讀數(shù)觀測(cè)，全部荷載加載完成后，每12 h觀測(cè)一次，持續(xù)觀測(cè)72 h，支架連續(xù)24 h沉降量小于2 mm時(shí)方可進(jìn)行卸載[2]，卸載時(shí)觀測(cè)頻率與加載相同，卸載施工順序與加載施工反序進(jìn)行，即先加的荷載后卸，后加的荷載先卸。不得集中對(duì)一個(gè)區(qū)域內(nèi)的荷載進(jìn)行卸除。

預(yù)壓施工時(shí)，設(shè)置好警戒線，警戒線設(shè)置范圍要大于支架發(fā)生坍塌影響范圍。預(yù)壓加載必須嚴(yán)格按照交底規(guī)定原則進(jìn)行，不得隨意更改，有意見(jiàn)及時(shí)與項(xiàng)目管理人員溝通協(xié)商。在進(jìn)行起重吊裝過(guò)程中，吊車(chē)起重臂下嚴(yán)禁站人。預(yù)壓時(shí)，預(yù)壓砂袋擺放要整齊，間距均勻，確保整體穩(wěn)定。預(yù)壓施工過(guò)程中，要及時(shí)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，并記錄完整。

蓋梁鋼管支架在預(yù)應(yīng)力施工完成后進(jìn)行拆除，支架拆除利用立柱底部砂筒進(jìn)行落架，落架高度控制在5 cm以內(nèi)。支架拆除利用吊車(chē)自上向下逐層拆除。支架拆除必須嚴(yán)格按照順序進(jìn)行，自上而下依次為拆除底模、方木、主梁、砂筒，不得逆序施工。支架拆除過(guò)程中設(shè)置安全警戒線，現(xiàn)場(chǎng)安全員及施工員全程監(jiān)督。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際工程案例的蓋梁施工，以承臺(tái)為基礎(chǔ)，鋼支墩加工字鋼梁支架組合方式的施工工藝，既滿足了現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和設(shè)計(jì)要求，又節(jié)能環(huán)保無(wú)廢料產(chǎn)出，為類(lèi)似的蓋梁施工提供參考借鑒。