張俊峰

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030006）

1 工程簡(jiǎn)介

天古崖渡槽工程，為山西省中部引黃工程輸水主干線的主要組成部分。渡槽槽身全長(zhǎng)127.2 m，槽底縱坡1/3 000，總高度45.5 m。渡槽下部基礎(chǔ)設(shè)混凝土灌注樁；上下游巖坡設(shè)拱腳支座各一座，與中墩構(gòu)成拱肋梁兩跨，肋拱采用等截面懸鏈線拱，單跨凈跨度40.0 m，矢高10.0 m，矢跨比1/4，總寬度為5.2 m，跨中至地面最大高度達(dá)30.5 m；拱肋梁由主梁、橫系梁、加強(qiáng)梁組成，其主梁斷面尺寸為1.0 m×2.0 m，橫系梁斷面尺寸為0.6 m×0.8 m，加強(qiáng)梁斷面尺寸為0.4 m×0.6 m。其施工場(chǎng)地狹窄，河谷較深，兩岸邊坡陡峭，汛期洪峰流量大。施工支架應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求，同時(shí)還應(yīng)滿足其下部交通、安全渡汛，使肋拱施工及安全不受影響，因此解決好渡槽肋拱模架的支撐方案，是保證施工進(jìn)度及安全的關(guān)鍵。

2 支撐方案的確定

2.1 施工技術(shù)難點(diǎn)

由于河谷窄且深，汛期洪峰流量大，采用常規(guī)滿堂紅腳手架進(jìn)行支撐無法保證汛期度汛安全；施工場(chǎng)地狹窄，只能從渡槽處河道下游修筑進(jìn)場(chǎng)道路，采用常規(guī)滿堂紅腳手架進(jìn)行支撐時(shí)，渡槽處河道上、下游無法通行，單工作面施工，施工工作面狹窄，施工困難，施工周期長(zhǎng)；兩岸邊坡陡峭，岸坡上腳手架落腳困難，整體腳手架基礎(chǔ)面處理面積大且施工困難；由于河谷深，渡槽寬度相對(duì)較窄，腳手架高寬比較大，支撐整體穩(wěn)定性較差，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 聯(lián)合支撐方案優(yōu)點(diǎn)

聯(lián)合支撐方案的優(yōu)點(diǎn)：采用條型鋼筋混凝土基礎(chǔ)，占地面積小，減少了兩岸坡石方開挖量和基礎(chǔ)處理面積，降低了施工難度和工程造價(jià)；聯(lián)合模架支撐安裝拆卸簡(jiǎn)便，機(jī)械化施工程度高，大大提高了施工速度；有效解決了常規(guī)腳手架支撐無法滿足河道上、下游施工通行的要求，有效縮短了施工工期；滿堂紅腳手架支撐只能在非汛期進(jìn)行施工，而肋拱組合模架支撐能夠安全度汛，不受汛期影響。

2.3 聯(lián)合方案確定

經(jīng)過認(rèn)真研究分析和方案對(duì)比，決定采用由下部鋼管柱支撐結(jié)構(gòu)、中部貝雷梁結(jié)構(gòu)和上部盤扣式支撐架結(jié)構(gòu)組成的聯(lián)合肋拱模架支撐方案。

2.4 支撐結(jié)構(gòu)的布置

鋼管柱、貝雷梁和盤扣架聯(lián)合支撐方案，結(jié)構(gòu)由下至上依次布置為：在拱腳及跨中，各設(shè)C 30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)尺寸11.0 m×2.0 m×1.0 m，并按設(shè)計(jì)位置埋設(shè)邊長(zhǎng)1 m的4塊鋼板，鋼板上安裝直徑609 mm×16 mm螺旋管鋼管柱，鋼管柱間用C 20槽鋼及鋼板進(jìn)行剪刀撐焊接加固，鋼管柱頂橫向搭設(shè)雙拼I 45b工字鋼鋼梁，鋼梁上縱向安裝國(guó)產(chǎn)321型加強(qiáng)貝雷梁，貝雷梁上按盤扣架縱向間距安裝I 20b工字鋼做為盤扣架基礎(chǔ)，在工字鋼上按盤扣架縱橫間距及高度進(jìn)行盤扣架搭設(shè)，在盤扣架頂部安裝頂托，頂托上橫向安裝雙拼12.6槽鋼，槽鋼上縱向鋪設(shè)直徑48 mm×3.2 mm鋼管，橫向間距10 cm，鋼管上橫向鋪設(shè)10 cm×10 cm方木，縱向間距20 cm，在方木上鋪設(shè)15 mm竹膠板為肋拱底模，15 mm竹膠板與方木、鋼管加固為側(cè)模。其各構(gòu)件之間利用型鋼、鋼板進(jìn)行焊接加固。其中盤扣模架高度為1.5～12 m，模架搭設(shè)的高寬比小于3。

3 施工工藝

3.1 測(cè)量放線

根據(jù)聯(lián)合支撐設(shè)計(jì)平面圖，用全站儀及鋼尺精確放出管柱條形基礎(chǔ)位置，平面位置允許誤差±10～±20mm，高程允許誤差±20 mm。

3.2 鋼管柱條型基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)尺寸為11.0 m×2.0 m×1.0 m，采用PC 330挖掘機(jī)開挖至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)面，并夯實(shí)；進(jìn)行鋼筋綁扎，竹膠板支模，并按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)邊長(zhǎng)1 m的4塊鋼板預(yù)埋件；60泵進(jìn)行C 30混凝土澆筑，要求混凝土頂面平整，強(qiáng)度達(dá)到80%后進(jìn)行鋼柱安裝。

3.3 鋼管柱門架搭設(shè)

門架立柱采用直徑609 mm鋼管，壁厚16 mm。鋼管柱與基礎(chǔ)預(yù)埋螺拴連接，鋼管柱之間采用法蘭盤螺拴對(duì)接，接頭強(qiáng)度不得小于鋼管自身強(qiáng)度；確保上下同軸心。鋼管立柱間距3.0 m，采用25 t汽車吊進(jìn)行安裝，專人指揮操作。

3.4 下部工字鋼安裝

兩根I 45b工字鋼組成一根鋼梁，采用搭接板連接成整體，整體吊裝，工字鋼與鋼管立柱頂固定在一起。采用25 t汽吊進(jìn)行安裝，專人指揮操作。工字鋼安裝過程中應(yīng)保證水平，各排高度應(yīng)統(tǒng)一，保證貝雷梁與其接觸各點(diǎn)不懸空，受力均勻。

3.5 貝雷架安裝

先將國(guó)產(chǎn)321型加強(qiáng)貝雷架，在地面上拼裝分組連接好。在橫槽身的工字鋼上，按設(shè)計(jì)用紅漆標(biāo)出貝雷架位置?，F(xiàn)場(chǎng)用70 t汽車吊，將已聯(lián)接好的貝雷架，按照先中間后兩邊的順序吊裝到位。貝雷架吊裝時(shí)，必須設(shè)置兩個(gè)起吊點(diǎn)，并且等距離分布，保持吊裝過程中貝雷梁平衡，以避免吊裝過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力。

3.6 上部工字鋼安裝

上部I 20b工字鋼安裝過程中應(yīng)保證水平，各排高度應(yīng)統(tǒng)一，按盤扣架立桿縱向間距安裝，保證與貝雷梁接觸各點(diǎn)不懸空，受力均勻。采用25 t汽吊車進(jìn)行安裝，專人指揮操作。

3.7 盤扣架安裝

盤扣架間距為0.6 m、0.9 m，排距根據(jù)受力情況不同分別為0.9 m、1.2 m和1.5 m。主要材料包括可調(diào)底座、可調(diào)頂托，3 m、2 m、1.5 m、1 m立桿，0.5 m、0.2 m調(diào)節(jié)桿，0.6 m、0.9 m、1.2 m、1.5 m水平桿，2.030 m、1.848 m、1.700 m斜拉桿等。

盤扣架安裝順序依次為：調(diào)整座安設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)基座安設(shè)、第一層橫桿安設(shè)、平主架安設(shè)、主架安設(shè)、第二層橫桿、第一層斜桿安設(shè)、第三、四層橫桿、第二、三層斜桿依次向上安設(shè)、U型調(diào)整座安設(shè)、最后按設(shè)計(jì)調(diào)整至所需高度。

3.8 龍骨安裝

龍骨安裝包括：雙肢12.6 cm槽鋼主龍骨、直徑48 mm鋼管副龍骨和10 cm×10 cm方木次龍骨安裝。

首先將雙肢12.6 cm槽鋼，橫向安設(shè)在U型調(diào)整座上；然后將彎制成型（按肋拱弧度彎制）的直徑48 mm鋼管，縱向安裝在槽鋼上；最后在鋼管上橫向鋪設(shè)方木。

龍骨與U型調(diào)整座、龍骨與龍骨之間全部采用鐵絲綁扎固定。

3.9 整體檢查

龍骨安裝完成后，由監(jiān)理工程師按《建筑施工承插型盤扣式鋼管模架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ 231-2010）進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

3.10 模架預(yù)壓及監(jiān)測(cè)

模架預(yù)壓，在肋拱梁方木次龍骨安裝后進(jìn)行。根據(jù)預(yù)壓規(guī)范要求，選取一跨采用裝砂袋預(yù)壓，預(yù)壓重量為肋拱梁荷載及動(dòng)、靜各類荷載之和的1.2倍。先利用肋拱梁底模下面的可調(diào)頂托調(diào)整預(yù)拱度，完成后即可進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓時(shí)先拱腳，再拱頂，后1/4拱跨處，最后其余各段逐級(jí)加載，加載時(shí)應(yīng)輕放輕卸。加載和卸載施工時(shí)，采用25 t汽車吊進(jìn)行砂袋放置。同時(shí)用水準(zhǔn)儀觀測(cè)，順槽身方向在梁端、1/4、1/2、3/4、梁端位置設(shè)置觀測(cè)斷面，在每斷面的肋拱梁腹板中線，設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。每個(gè)斷面共設(shè)5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，地基或模架薄弱處、墩頂實(shí)心段也須適當(dāng)增設(shè)。測(cè)點(diǎn)每天進(jìn)行兩次觀測(cè)，遇強(qiáng)暴雨天氣時(shí)，加大觀測(cè)頻率，加載完成后預(yù)壓監(jiān)測(cè)過程中，滿足下列條件之一的可判定模架預(yù)壓合格：一是各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初24 h的平均沉降量小于1 mm；二是各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最初72 h沉降量平均小于5 mm。

3.11 模架拆除

整聯(lián)現(xiàn)澆肋拱梁完成后，齡期不少于28 d，且混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%，方可進(jìn)行模架拆除，模架拆除遵循后搭設(shè)的先拆，先搭設(shè)的后拆原則。從頂層開始，逐層向下進(jìn)行，嚴(yán)禁上下同時(shí)拆除，嚴(yán)禁拋擲，必須保證施工安全。

模板、支撐架拆除時(shí)，要依次松開支撐架上頂托，逐片拆除肋拱梁底模，嚴(yán)禁在拆除過程中拋投鋼管及膠木板。

盤扣架拆除。不準(zhǔn)分立面拆架或上下兩步同時(shí)進(jìn)行拆架。做到一步一清、一桿一清。拆立桿時(shí)，要先抱住立桿再拆開最后兩個(gè)扣。拆除大橫桿、斜撐、剪刀撐時(shí)，應(yīng)先拆中間扣件，然后托住中間，再解端頭扣。分段拆除高差不應(yīng)大于2步，如高差大于2步，應(yīng)臨時(shí)增設(shè)斜撐加固。

貝雷片拆除。根據(jù)模架方案布置，將整組貝雷梁至中間鋼管柱處進(jìn)行分為兩段，采用一臺(tái)25 t吊車對(duì)分段的貝雷片進(jìn)行整體吊裝拆除，地面進(jìn)行分解。

工字鋼拆除。使用氣焊將工字鋼與鋼管立柱的連接件斷開，采用25 t吊車對(duì)工字鋼進(jìn)行兩點(diǎn)吊裝。吊點(diǎn)位置必須保證工字鋼能夠平衡吊裝。

連接系及鋼管柱拆除。采用25 t吊車配合，人工割斷與鋼管的連接，拆除連接系；將鋼管柱與基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓松開，拆除鋼管柱。

4 結(jié)語

山西省中部引黃工程天古崖渡槽肋拱支撐，采用了鋼管柱、貝雷梁和盤扣架聯(lián)合支撐方案，共支撐兩跨，單跨40 m。有效解決了度汛安全問題，并且提供了上、下游通行條件；增加施工工作面，減少了基礎(chǔ)處理工作量；采用鋼管柱、貝雷梁和盤扣架聯(lián)合支撐，提高了安裝速度，加快了施工進(jìn)度；機(jī)械化程度作業(yè)高，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。肋拱聯(lián)合支撐方案成功應(yīng)用在渡槽施工中，保證了度汛安全，縮短了施工工期、降低了工程造價(jià)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為今后類似工程施工奠定了基礎(chǔ)。