樊立龍

（中國鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司 天津 300300）

1 引言

混凝土連續(xù)梁是鐵路和公路交通常采用結(jié)構(gòu)形式[1-2]。連續(xù)梁一般采用掛籃懸臂施工，從墩頂0＃塊向兩側(cè)掛籃對稱前移施工，邊跨直線段采用支架全節(jié)段現(xiàn)澆[3-4]。但在某些特殊環(huán)境下，因無法搭設(shè)支架或直線段過長搭設(shè)的支架無法滿足時，將會面臨直線段不對稱懸臂施工難題[5]。本文以福平鐵路平潭海峽公鐵兩用大橋B42＃～B50＃墩公路梁施工為例，對連續(xù)梁邊跨20.9 m直線段采用支架和懸臂掛籃組合施工方案進(jìn)行分析研究。

2 工程概況

新建福州至平潭鐵路平潭海峽公鐵兩用大橋從長樂市松下下海，依次途經(jīng)人嶼島、長嶼島、小練島、大練島，在平潭島蘇澳上岸，大橋全長16.3 km。其中大橋北東口水道段B42＃～B50＃公路梁原設(shè)計為（40.6+6×64+40.6）m連續(xù)梁，由于海底地形、地質(zhì)復(fù)雜，B43＃墩位于海底裸巖陡坡上，坡度達(dá)51°，施工極其困難，為保護(hù)海洋環(huán)境和便于施工，遂將孔跨變更為（64+40.6+5×64+40.6）m[6]。

該聯(lián)連續(xù)梁邊跨64 m共計14個節(jié)段。為使T構(gòu)能平衡施工，懸臂T構(gòu)施工10個節(jié)段，其余節(jié)段為直線段，長20.9 m。按常規(guī)方法連續(xù)梁邊跨直線段一般為搭設(shè)滿堂支架或立柱式支架現(xiàn)澆施工[7-8]。但本橋B42墩位處水深40多米，海流急促，海底地質(zhì)及地形復(fù)雜，不具備海床面搭設(shè)支架條件，只能從承臺上搭設(shè)支架向外伸出施工。但20.9 m直線段，外伸的支架無法滿足直線段施工。因此，通過研究分析，現(xiàn)場擬采用鋼管支架現(xiàn)澆+掛籃懸臂施工的組合方法，其中支架現(xiàn)澆段分2節(jié)（9.2 m+5.7 m）施工，掛籃懸臂分2節(jié)（3.5 m+2.5 m）施工。

3 大邊跨直線段施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 總體施工方案

本邊跨現(xiàn)澆直線段，總長20.9 m，采用鋼管支架現(xiàn)澆+掛籃懸臂施工的組合方法。支架現(xiàn)澆段分2節(jié)（9.2+5.7）m施工，掛籃懸臂分（3.5+2.5）m施工，總體施工步驟為[9-11]:

（1）浮吊整體吊裝搭設(shè)梁端兩側(cè)側(cè)邊跨現(xiàn)澆支架。

（2）澆筑梁端左側(cè)側(cè)邊跨現(xiàn)澆段（7.85 m），澆筑右側(cè)邊跨現(xiàn)澆段第A14a節(jié)（9.2 m）。

（3）施工梁端兩側(cè)之間臨時支撐混凝土塊，按照設(shè)計將梁端兩側(cè)已完成的現(xiàn)澆梁用預(yù)埋精軋螺紋鋼連接起來并壓重。

（4）澆筑64 m邊跨現(xiàn)澆段第A13a節(jié)（5.7 m）。

（5）在64 m直線段現(xiàn)澆梁上拼裝掛籃，懸臂澆筑A12a節(jié)3.5 m箱梁。

（6）掛籃前移，澆筑A11a節(jié)2.5 m合龍段。

（7）合龍完成后拆除支架、掛籃等。

本邊跨施工中支架結(jié)構(gòu)設(shè)計、梁端兩側(cè)現(xiàn)澆段對拉、壓重施工、直線段施工、線形監(jiān)控為關(guān)鍵工藝，文中重點介紹；其余支架搭設(shè)、掛籃安裝、行走、拆除為常規(guī)工藝，文中不一一展開敘述。

3.2 支架結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)澆支架采用異型倒梯形鋼管支架體系，掛籃采用常規(guī)三角掛籃[12-13]。支架體系支撐在承臺面上，結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。結(jié)構(gòu)從下向上依次為:

圖1 大邊跨現(xiàn)澆支架立面圖

（1）φ1420×14 mm鋼管:底部縱向間距3.5 m，頂部縱向間距8.313 m，橫向間距（7.1+6.91+6.91+7.1）m，縱橫向平聯(lián)采用φ630×8 mm鋼管。

（2）鐵路梁對應(yīng)位置采用φ630×8 mm平聯(lián)管將鐵路梁兩邊的立柱連接成一體。

（3）橫梁:前后排均使用2HN900×300型鋼。

（4）縱梁:采用單HN900×300型鋼，箱梁腹板下面縱梁為雙拼，其余為單拼，橫向間距（3.0+1.2+1.6+1.775+1.775+1.6+1.2+2.5+1.924 5）m×2。

（5）橫向分配梁:橫梁支撐在承重縱梁上，采用HN350×175型鋼，縱向間距0.75 m，支架前端加強(qiáng)布置。

（6）縱向分配梁:12.6工字鋼，腹板及底板下間距0.4 m，翼緣板下間距0.6 m。

（7）底模板:面板厚10 mm鋼模板。

3.3 支架驗算

支架驗算采用Midas Civil進(jìn)行整體建模驗算，鋼管底部采用固結(jié)，荷載采用單元及節(jié)點荷載添加。計算模型如圖2所示。

支架結(jié)構(gòu)驗算時，強(qiáng)度計算按照承載能力極限狀態(tài)驗算，剛度計算按照正常使用極限狀態(tài)驗算，荷載取值按現(xiàn)行規(guī)范。因大橋位于臺風(fēng)區(qū)，施工季節(jié)受臺風(fēng)影響，風(fēng)荷載按14級風(fēng)速考慮，風(fēng)速為45.4 m/s。計算工況見表1。

圖2 支架整體計算模型

表1 驗算工況及內(nèi)容

經(jīng)驗算，64 m邊跨現(xiàn)澆支架構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性滿足規(guī)范及施工要求。

3.4 現(xiàn)澆段對拉

在邊跨現(xiàn)澆段混凝土澆筑前，在梁體腹板上側(cè)、頂板中間和腹板下側(cè)合適區(qū)域提前預(yù)埋φ32 mm精軋螺紋鋼（PSB830），精軋螺紋鋼分別錨固混凝土中1.5 m長。精軋螺紋鋼分布如圖3所示。

圖3 梁端兩側(cè)現(xiàn)澆段預(yù)應(yīng)力管道和精軋螺紋鋼預(yù)埋布置立面圖(單位:mm)

為了防止兩側(cè)現(xiàn)澆段對拉后梁體發(fā)生移動，在現(xiàn)澆段施工時將梁端頭部位區(qū)域的后澆段混凝土提前澆筑，在后澆段提前澆筑區(qū)域?qū)?yīng)25 cm梁縫的距離，采用C50混凝土預(yù)制塊墊實，并將小里程梁底和墩身縫隙用鋼板抄緊。

3.5 現(xiàn)澆段配重

通過計算，B42公路梁梁端右側(cè)第一段混凝土澆筑完畢后，需要壓重450 t，平衡懸臂段對梁部產(chǎn)生的彎矩與應(yīng)力?，F(xiàn)場施工時采用特種桁架+預(yù)制混凝土塊結(jié)合方法壓重。壓重布置見圖4。

圖4 現(xiàn)澆梁段臨時連接后梁頂配重立面圖

3.6 現(xiàn)澆箱梁(5.7 m)施工

邊跨現(xiàn)澆梁第1段9.2 m和邊跨左側(cè)現(xiàn)澆梁對拉、配重施工完成后，進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆第2段5.7 m施工?；炷翝仓戤吅螅炷翉?qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度時，張拉縱向預(yù)應(yīng)力束及橫、豎向預(yù)應(yīng)力鋼束，最后張拉臨時鋼束L1，L1連接梁端左側(cè)7.85 m現(xiàn)澆段和梁端右側(cè)14.9 m現(xiàn)澆段，張拉方式梁端左側(cè)7.85 m現(xiàn)澆段梁端單端張拉。

3.7 支架拆除

在梁部合龍段預(yù)應(yīng)力施工完畢后，方可進(jìn)行支架的拆除。支架落架按照“從梁體跨中向梁端”的順序和“橫橋向基本同步”的原則進(jìn)行支架落梁。支架拆除按照“從上而下”順序依次采用700 t浮吊拆除。

3.8 線形控制

64 m邊跨施工線形重點控制內(nèi)容是邊跨直線段支架、施工掛籃懸澆、合龍段施工，進(jìn)行全程跟蹤監(jiān)控。重點控制關(guān)鍵步驟如下:

（1）邊跨現(xiàn)澆段施工支架堆載預(yù)壓前后，根據(jù)支架上測點變形值，分析確定支架預(yù)設(shè)拱度量，結(jié)合理論計算，給出現(xiàn)澆段的立模標(biāo)高。

（2）在現(xiàn)澆段混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉后，測量線形，同時測量現(xiàn)澆段頂標(biāo)高。

（3）施工掛籃拼裝好后，分析確定掛籃的荷載變形曲線，給出懸臂段的立模標(biāo)高。

（4）在9.2 m段鋼筋綁扎過程中埋設(shè)位移測點，在混凝土澆筑前，測量其初始值。

（5）在9.2 m段混凝土灌注前后、預(yù)應(yīng)力張拉前后，測量梁端標(biāo)高變化，進(jìn)行參數(shù)識別，分析確定5.7 m段的立模標(biāo)高。

（6）掛籃施工3.5 m段監(jiān)控方法同現(xiàn)澆段。

（7）合龍前選擇日照較強(qiáng)的一天，進(jìn)行連續(xù)24 h觀測，得出梁體溫度線形曲線，下達(dá)監(jiān)控指令，提出合龍段施工指令。

（8）橋面系施工完成后，測量成橋階段應(yīng)力、線形。

4 結(jié)束語

目前，平潭海峽公鐵兩用大橋公路梁已合龍。大橋（64+40.6+5×64+40.6）m邊跨長直線段采用臨時固結(jié)梁端兩側(cè)現(xiàn)澆段和倒梯形支架的施工方案，有效解決了大邊跨不對稱懸臂澆筑技術(shù)難題。通過本方案的研究和應(yīng)用，總結(jié)出以下經(jīng)驗:

（1）通過外加壓重平衡梁部的思路與方法，施工便捷、簡單易操作，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

（2）該方案中混凝土中的預(yù)埋件需要有足夠的計算安全系數(shù)，且施工質(zhì)量可靠。

（3）海上大風(fēng)區(qū)域施工時，為減緩風(fēng)對施工的影響，高支架應(yīng)多增加橫向連接，使支架足夠大剛度。