黃方圓 梁文強

摘要：隨著交通路網(wǎng)的發(fā)展，新建道路跨既有道路的情況增多，同時由于施工環(huán)境影響，采用門式墩蓋梁的設計也同樣在增加?？缂扔械缆反罂缍乳T式蓋梁施工的主要特征為橫跨既有道路、交通調(diào)流復雜、支撐結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性要求較高，本文以馬來西亞SUKE-CA3項目為例，從支架方案選擇、施工工藝等對橫跨道路門式蓋梁施工技術(shù)進行了探討，施工過程中取得了良好的效果，對類似工程具有一定的借鑒參考價值。

Abstract： With the development of traffic road network， the situation of new roads crossing existing roads has increased. At the same time， due to the influence of construction environment， the design of portal girder has also increased. The main features of the construction of large-span portal girder across existing roads are that the existing roads are complicated， the traffic flow is complicated， and the support structure has high safety and stability requirements. Taking the SUKE-CA3 project in Malaysia as an example， this paper discusses the construction technology of the portal girder across the road from the choice of the support scheme and the construction process. The construction process has achieved good results and has certain reference value for similar projects.

關鍵詞：大跨度;跨路;門式蓋梁;鋼管支架;砂箱

Key words： large-span;span;portal girder;steel pipe bracket;sand box

中圖分類號：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）30-0157-03

1 ?工程概況

馬來西亞SUKE-CA3高架橋項目位于吉隆坡城區(qū)，線路呈東西走向，部分新建橋面與既有道路上下重疊，該工程主要結(jié)構(gòu)形式包括單向三車道雙層高架，墩柱為方形墩柱，基礎采用嵌巖灌注樁。蓋梁高3.5m，寬2.5m，牛腿寬度為1.05m。

2 ?門式蓋梁支撐系統(tǒng)設計及計算

2.1 施工環(huán)境

該高架橋跨過既有道路，周邊主要有工廠、學校、居民區(qū)，施工作業(yè)空間狹小，支架等臨時結(jié)構(gòu)安裝、混凝土澆筑、支撐拆除均在現(xiàn)有道路上方作業(yè)，施工過程中安全防護要求高，對支撐系統(tǒng)的選擇、布置安裝、穩(wěn)定性要求嚴格。

2.2 支撐系統(tǒng)方案比選

根據(jù)高架橋所處的地理位置和蓋梁結(jié)構(gòu)形式，項目部篩選出3種支撐方案：一是采用盤扣架作為支撐，跨中和兩側(cè)均布置支撐墩，支撐主梁采用4榀H914型鋼，支撐為雙跨結(jié)構(gòu);二是兩端及中間使用鋼管支撐，支撐主梁使用單榀H914型鋼，支撐為多跨結(jié)構(gòu);三是兩端及中間使用鋼管支撐，支撐主梁采用4榀H914型鋼，支撐為雙跨結(jié)構(gòu)。

由于高架橋下方是雙向雙車道主路，交通繁忙，車流量很大，道路兩側(cè)緊鄰建筑物和擋墻，道路不具備改遷條件，并且交管部門不允許長期封道，只能起吊安裝、混凝土澆筑期間進行臨時改道。由于蓋梁體積大，支撐需有很大的承載力，若使用盤扣架，需要較大的面積布置，會侵占既有道路，因此方案一不可行;對于方案二，使用單榀H914型鋼的合理最大跨徑為8m，需要搭設超過3個支撐，無法避免侵占現(xiàn)有道路，不能滿足道路交通需求;方案三使用4榀H914型鋼組成的鋼箱梁作為主梁，最大跨距為18.75m，結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠直接跨過既有道路，滿足現(xiàn)場道路交通需求，因此，對比后確認選用第三個方案。

2.3 支撐結(jié)構(gòu)形式

支撐系統(tǒng)由鋼管樁基礎、鋼管樁立柱、扁擔梁、砂箱、4榀H914型鋼箱梁，縱向分配梁構(gòu)成。

鋼管樁基礎尺寸為2000*4000*300mm，使用G40混凝土，通過計算配置鋼筋;鋼管樁采用壁厚14mm，直徑1m鋼管，兩端焊接直徑1.6m的法蘭，厚度25mm，分別加工成3m、6m、9m的尺寸，以適應墩柱高度多變;支撐橫向主梁采用4榀H914×305×201kg/m組成的鋼箱梁，尺寸為24000*1000*1856mm，最大跨距為18.75m，縱向使用角鋼剪刀撐，主梁橫向之間不連接;分配縱梁采用H305*305*137kg/m型鋼，焊接加勁板。

2.4 主要受力分析計算

2.4.1 計算依據(jù)及方法

本結(jié)構(gòu)使用英標計算，使用規(guī)范為：①BS 5950 （2000）：《Structural Use of Concrete-Part 1： Code of Practice for design and construction》;②BS 8110 （1997）《Structural Use of Steelwork in Building-Part 1： Code of practice for Design-Rolled and Welded Section structural use of concrete》。計算采用有限元軟件Midas Gen進行，對各個構(gòu)件進行建模計算。

2.4.2 荷載計算

考慮到人員、小型設備、混凝土澆筑及振搗，活動荷載取值為5kPa，每延米產(chǎn)生的活動荷載為2.5（底板寬）*5=12.5kN/m。每延米模板及分配梁自重為34kN/m，主梁每根自重350kN。鋼材標號為S275。

2.4.3 4榀H 914×305×201鋼箱梁驗算

組合后最大彎矩=5406kNm，組合后最大剪力= 1714kN。主梁繞x軸慣性矩Ix=6507959cm4，繞y軸慣性矩Iy=2973928cm4，截面面積A=0.2146m2，繞x軸彈性截面模量Zx=72067cm3，繞y軸彈性截面模量Zy=59448cm3，繞x軸回轉(zhuǎn)半徑rx=588.43cm，繞y軸回轉(zhuǎn)半徑ry=397.77cm，繞x軸塑性截面模量Sx=91812cm3，繞y軸塑性截面模量Sy=71376cm3。

工字型截面梁繞中性軸的腹板高厚比.d/t<80ε，故不需要進行局部受剪屈曲驗算。

受剪承載力驗算：設計剪力，F(xiàn)v=1714.0kN，Pv=0.6py*

Av=0.6py（4t）（2D）=17344kN>1714kN，（py=265N/mm2），60%Pv=10406.5kN>1714kN屬于低剪力截面;受彎承載力驗算：Mc=py*Sx=24330.2kNm≤1.2py*Zx=22917.3kNm，構(gòu)件最大彎矩，Mx=5406kNm

跨中最大撓度值=8.32mm，豎向撓度限值查表可知18.75/600=31.25mm>8.32mm，豎向撓度滿足要求。

2.5 支撐結(jié)構(gòu)施工流程

支撐結(jié)構(gòu)施工流程見圖1。

3 ?支撐關鍵施工工序

3.1 基礎準備

由于施工過程中原地面經(jīng)過開挖，需進行人工回填，回填按照50cm一層，逐層壓實，保證地基承載力達到200kN/m2（經(jīng)計算）;地面壓實后，澆筑5cm厚素混凝土找平，根據(jù)臨時支撐結(jié)構(gòu)圖紙安裝預制鋼管立柱基礎，安裝完成后對頂標高進行復測。

3.2 鋼管立柱安裝

立柱安裝前，將四根鋼管按照矩形布置，以保證鋼管支架的穩(wěn)定性，四根鋼管之間通過H300*300*87kg/m型鋼連接固定。鋼管立柱頂口為25mm厚鋼板法蘭，能夠滿足砂箱的支撐，兩側(cè)砂箱無法居中布置在鋼管立柱上，因此加設兩根H365*320*283kg/m型鋼作為扁擔梁。

3.3 砂箱安裝

砂箱作為輔助拆除底模板裝置，同時也用來消除基礎和鋼管立柱安裝時產(chǎn)生的高程誤差。每個砂箱設計承載力為150t，裝砂筒使用壁厚2cm、直徑30cm的無縫鋼管加工，在距離砂箱底5cm處對稱設置4個4cm直徑的出砂孔。砂箱安裝前根據(jù)實際所需高度進行填砂預壓，預壓力為150t，完成后用塑料薄膜包裹，防止安裝后進水，增加放砂難度。

3.4 支撐系統(tǒng)主梁、分配梁安裝

大蓋梁的自重、施工荷載通過主梁和分配梁向鋼管立柱集中傳遞。主梁尺寸、自重較大，安裝使用兩臺100t汽車吊抬吊，安放完畢后立即在主梁兩側(cè)焊接固定支撐桿件，同側(cè)兩根主梁之間預留2cm縫隙，以保證荷載上去后有下?lián)献冃蔚目臻g，待4根主梁安放完畢后，先用鋼筋將主梁橫縱之間連接加固，然后用20cm的等邊角鋼將相對的主梁連接牢固，完成后，在主梁上方按照75cm的間距布置縱向分配梁（長度6m），作業(yè)時在主梁上設置安全繩，保證縱梁安裝過程中人員安全。

3.5 模板安裝

側(cè)模和底模均使用大塊組合鋼模板，模板厚度6mm，使用[10槽鋼作為背楞，模板與模板之間使用M20高強螺栓連接。側(cè)模使用精軋螺紋鋼對拉，使用雙榀[16槽鋼作為背條。在牛腿下方使用？準48鋼管進行頂托，間距75cm。

3.6 大蓋梁支架拆除

拆除支架時，先將砂箱上的螺栓孔擰開，利用出砂孔進行放砂，如果砂箱進水結(jié)塊，可采用適合尺寸的鉆頭進行排砂。受自重影響，隨著砂箱高度降低，底模和橫、縱梁都會逐步脫落，支架拆除流程圖如圖2。

3.7 蓋梁施工時安全措施

吊裝鋼筋籠，模板安拆，混凝土澆筑時，經(jīng)由交通主管部門批準，支撐系統(tǒng)安拆，安排人員對施工下方道路進行管制，禁止非作業(yè)人員及車輛通行，分配縱梁安裝完畢后，在分配梁兩端安裝臨邊防護圍欄和走道板，設置擋板，并對施工區(qū)域下方掛設雙層安全網(wǎng)，防止墜物。施工過程中全程由專人看管，根據(jù)現(xiàn)場施工情況對下方道路交通進行導行。

4 ?大跨度支撐系統(tǒng)的應用

目前，SUKE-CA3在跨既有道路大跨度門式蓋梁施工上采用此支撐系統(tǒng)，撓度作為此支撐的最顯著指標，澆筑后實測撓度僅為5mm，由此可知，此支撐系統(tǒng)能滿足現(xiàn)場跨既有道路工況的蓋梁施工。

5 ?結(jié)束語

在施工過程中，跨既有道路的門式蓋梁結(jié)構(gòu)使用的鋼管立柱、工字鋼、砂箱的施工方案進行支撐施工時，材料均為常規(guī)構(gòu)件，重復利用率高。此結(jié)構(gòu)安裝迅速，能有效的解決道路交通問題，為類似工況蓋梁施工支撐系統(tǒng)提供了較好的參考，積累經(jīng)驗。

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