劉韶新

(廣東惠清高速公路有限公司，廣州 從化 510960)

0 引言

廣東省珠江三角洲環(huán)線高速公路黃岡至花山段位于廣東省中部珠江三角洲，路線途徑肇慶市四會(huì)市、肇慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、佛山市三水區(qū)及廣州市花都區(qū)。起點(diǎn)與在建的珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)外環(huán)公路江門至肇慶高速公路主線終點(diǎn)順接，終點(diǎn)與廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)與機(jī)場(chǎng)北延線及廣樂高速公路相接，項(xiàng)目全長(zhǎng)63.577km，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向六車道高速公路，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h，路基寬度為整體式路基34.5m。其中位于廣州市花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)境內(nèi)山前大道段共線高架設(shè)計(jì)，在南航碧花園、金碧御水山莊、芙蓉大道、芙蓉嶂泄洪渠段均采用整幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁一次落架設(shè)計(jì)。整幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁寬33.2m，為國(guó)內(nèi)首次在高速公路中采用的斜腹板整幅箱梁。整幅式斜腹板現(xiàn)澆梁采用單箱五室斷面，梁高2.8m，頂板寬33.2m，底板寬12.18m，斜腹板投影長(zhǎng)6.01m，懸臂長(zhǎng)4.5m。懸臂厚度由外緣0.2m變化至根部0.7m。兩個(gè)邊室的頂板和斜腹板厚度均為0.25m。中間三室的頂板、底板厚度分別從跨中0.25m變化至支點(diǎn)0.5m、0.55m；中腹板厚度從跨中0.5m變化至支點(diǎn)0.8m?？鐝浇M合為40m+50m+40m，一次落架施工，混凝土標(biāo)號(hào)C50。結(jié)構(gòu)橫斷面如圖1所示。

圖1 寬幅式斜腹板箱梁橫斷面

寬幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁可減少橋梁下部結(jié)構(gòu)占地面積，且具有橋梁整體景觀效果好，與環(huán)境協(xié)調(diào)性合理等特點(diǎn)，是城市道路中廣泛應(yīng)用的上部結(jié)構(gòu)之一。

1 工程難點(diǎn)

寬幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁斜腹板水平投影寬6.01m，夾角21.3°，具有斜率大、腹板寬大等特點(diǎn)，施工中對(duì)支架產(chǎn)生較大的水平荷載，若不能有效克服，容易在底板與斜腹板交點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量及耐久性。因此，斜腹板支架類型的設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)物的工程質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用?？傮w而言，現(xiàn)澆箱梁斜腹板支架體系的設(shè)計(jì)要綜合考慮整體結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度，還要考慮成本控制、安裝拆除、進(jìn)度計(jì)劃等施工管理組織問題。

2 支架方案比選

根據(jù)常規(guī)滿堂式支架方案和寬幅式斜腹板組合式支架方案，分別從支架的選擇、澆筑方案的選擇、斜腹板澆筑工藝、頂板澆筑工藝、防裂縫措施和經(jīng)濟(jì)投入等進(jìn)行全面的對(duì)比分析。

2.1 工藝對(duì)比分析

工藝對(duì)比分析如表1所示。

表1 工藝對(duì)比分析

2.2 投入對(duì)比分析

投入對(duì)比分析如表2所示。

表2 投入對(duì)比分析

2.3 分析結(jié)果

(1)常規(guī)滿堂式支架只適用于直腹板現(xiàn)澆箱梁支架，對(duì)于21.3°小夾角、大斜腹板現(xiàn)澆箱梁支架中無法適用，而所設(shè)計(jì)的“碗扣支架+斜腹板加桁架”組合支架體系對(duì)于小夾角、大斜腹板現(xiàn)澆箱梁適應(yīng)能力強(qiáng)。

(2)寬幅式斜腹板現(xiàn)澆梁混凝土施工工藝中所提出的大面積、大體積混凝土澆筑工藝，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，工藝先進(jìn)、質(zhì)量保證、安全可靠。

(3)寬幅式斜腹板現(xiàn)澆梁施工技術(shù)所投入的生產(chǎn)要素與常規(guī)的現(xiàn)澆箱梁施工投入基本相同，成本低，具組織協(xié)調(diào)具有合理科學(xué)性。因此本工程施工技術(shù)采用“碗扣支架+斜腹板加桁架”組合支架體系，寬幅式斜腹板現(xiàn)澆梁施工技術(shù)。

3 支架體系設(shè)計(jì)

寬幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁斜腹板水平投影寬6.01m，夾角21.3°，厚度22cm。支架設(shè)計(jì)為“碗扣支架+三角桁架”組合定型支架體系。

三角桁架布置：每側(cè)斜腹板每個(gè)橫斷面設(shè)計(jì)三組三角桁架，縱橋向按60cm間距一排設(shè)計(jì)，放置在碗扣支架頂部“U”型頂托上部，與碗扣支架立桿相對(duì)應(yīng)，三角桁架之間縱向采用φ48×3.5mm鋼管萬向扣件(圖2)鏈接。

三角桁架設(shè)計(jì)材料：三角桁架頂部架斜桿和底部水平桿采用I12工字鋼，桁架內(nèi)部鏈接桿件采用φ48×3.5mm鋼管焊接組成。

圖2 萬向扣件

桁架底部碗扣材料設(shè)置：箱梁底板、斜腹板：60×60cm；翼板：60×90cm；水平桿步距：120cm，在橫隔梁、腹板位置60cm。

三角桁架具有重量輕，安裝拆除方便，強(qiáng)度、剛度大，受力好。

斜腹板桁架布置如圖3～圖4所示。

圖3 斜腹板支架橫斷面

圖4 三角桁架

4 性能試驗(yàn)

寬幅式斜腹板現(xiàn)澆箱梁施工中所采用的“碗扣支架+三角桁架”組合支架體系屬于新型支架，為了確保斜腹板支架體系安全可靠，按斜腹板荷載理論重量的1.1～1.2倍進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓試驗(yàn)材料采用砂包，均布放置在斜腹板處(圖5)。預(yù)壓時(shí)間為7d，在斜腹板底部和頂部各設(shè)置一處觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)水平位移及支架沉降。觀測(cè)頻率為：前3天每天早上、中午、晚上三次觀測(cè)，后4天早晚各觀測(cè)一次。

預(yù)壓期間遇下雨等異常天氣時(shí)應(yīng)對(duì)預(yù)壓物進(jìn)行鋪蓋，并加密觀測(cè)頻率，若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)卸載處理。

圖5 斜腹板預(yù)壓

對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后得出水平位移為1mm，最大沉降點(diǎn)為15mm，沉降主要由碗扣支架彈性變形而引起。預(yù)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，支架體系設(shè)計(jì)合理，受力計(jì)算正確，滿足實(shí)體施工要求。

5 實(shí)施效果分析

5.1 拆除支架

現(xiàn)澆箱梁支架拆除嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定預(yù)應(yīng)力張拉完，并管道壓漿后才能支架拆除、落架。

斜腹板、翼板底模拆除前必須待橫向預(yù)應(yīng)力張拉完后才能進(jìn)行。

模板拆除應(yīng)遵循“先支后拆，后支先拆”、“縱向跨中往兩側(cè)、橫向全斷面”的順序，先拆除三角桁架，再拆除碗扣支架。拆除時(shí)嚴(yán)禁拋扔，模板拆除后應(yīng)維修整理，分類妥善存放。

5.2 效果

肇花高速公路獅嶺高架橋第8聯(lián)、第12聯(lián)、第38聯(lián)、第44聯(lián)，共四聯(lián)斜腹板現(xiàn)澆箱梁實(shí)體中的應(yīng)用表明，支架剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性滿足要求，梁體未出現(xiàn)裂縫、漏漿等現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)線形圓順，棱角分明，符合設(shè)計(jì)要求。組合支架安裝、拆除施工工期短，方便，成本低，滿足工程設(shè)計(jì)及橋涵施工規(guī)范的要求。

圖6 斜腹板外觀圖7 斜腹板箱梁

6 結(jié)語

大斜腹板現(xiàn)澆箱梁施工難度大，對(duì)于支架體系要求高，經(jīng)過驗(yàn)算及實(shí)體驗(yàn)證結(jié)果表明“碗扣支架+三角桁架”組合支架體系強(qiáng)度、剛度滿足要求，兩種支架相互適應(yīng)性強(qiáng)，有效克服了現(xiàn)澆箱梁斜腹板施工過程中產(chǎn)生的水平推力，安全性能高，質(zhì)量可靠，安裝拆除方便，有利于施工工期控制，組織管理難度低，克服了普通支架難以滿足荷載需求的高要求，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的推廣的應(yīng)用前景。