錢(qián) 利，葉思雨，徐山山，李 明

（浙江中天恒筑鋼構(gòu)有限公司，浙江 杭州 310008）

1 工程概況

常山縣濱江一期人行景觀(guān)橋采用四跨鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，跨徑布置為（42.0+70.5+70.5+42.0）m，其中1～3 號(hào)橋墩采用Y形墩，并與主梁剛接，基礎(chǔ)采用樁接承臺(tái)，如圖1 所示。

圖1 常山濱江一期人行景觀(guān)橋效果

Y 形橋墩支墩部分橫向?qū)?.8～7.0m 漸變，高約7.0m。干墩部分縱橋向?qū)?.3m，橫橋向?qū)?.8m，高約8.1m。橋墩內(nèi)部結(jié)構(gòu)為單箱四室結(jié)構(gòu)，配置鋼筋，灌注自密實(shí)混凝土，Y 形橋墩深化模型如圖2 所示。

圖2 Y 形橋墩深化模型

2 常規(guī)施工方案

2.1 常規(guī)支撐架構(gòu)造

常規(guī)Y 形橋墩施工方案為鋼管樁貝雷片滿(mǎn)堂支架或鋼管樁支撐架[1-2]。鋼管樁貝雷片滿(mǎn)堂支撐方案為鋼管樁支撐，搭設(shè)滿(mǎn)堂貝雷架施工（見(jiàn)圖3）。鋼管樁支撐架方案是將鋼管打入河床，在水位以上采用H 型鋼將鋼管樁焊接為臨時(shí)支撐架[3-4]，如圖4 所示。

2.2 常規(guī)施工方案中存在的問(wèn)題

圖3 鋼管樁貝雷片滿(mǎn)堂支架

圖4 鋼管樁支撐架

本工程橫跨常山港，水位深度達(dá)6m，且該河段河床起伏大，河床上的卵石層及巖層等地質(zhì)情況復(fù)雜，采用常規(guī)鋼管樁支架穩(wěn)定性極差，存在安全隱患，且采用水中搭設(shè)支架工期長(zhǎng)、投資成本較高。因此，亟須一種安全性較高、成本較低的Y形支墩施工技術(shù)解決以上常規(guī)施工方案中存在的問(wèn)題。

3 Y 形墩上拉式自平衡支架施工方案

為保證支架搭設(shè)施工安全和施工質(zhì)量，降低支架搭設(shè)成本，加快施工進(jìn)度，本工程采用自平衡施工支架進(jìn)行Y 形鋼構(gòu)墩安裝，如圖5 所示。

圖5 自平衡支架構(gòu)造

3.1 自平衡支架原理

自平衡支架主要工藝原理為利用支架與Y 形鋼墩干墩的抗拉、抗彎性能確保Y 形鋼墩安裝的順利進(jìn)行。

3.1.1 水平分力和豎向力平衡

Y 形鋼墩安裝過(guò)程中，由于支墩為傾斜結(jié)構(gòu)，安裝過(guò)程中在自重的作用下會(huì)產(chǎn)生較大的水平分力和豎向分力，需采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)抵抗水平和豎向分力，從而保證整個(gè)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全性。通過(guò)設(shè)置自平衡支架，將安裝過(guò)程中產(chǎn)生的水平分力通過(guò)自平衡支架的上部桿件進(jìn)行平衡，產(chǎn)生的豎向力通過(guò)自平衡支架的豎向桿件傳給墩座。

3.1.2 彎矩平衡原理

在安裝Y 形墩第1 片支墩時(shí)，其傾斜構(gòu)造將對(duì)自平衡支架產(chǎn)生力矩，從而在支架與墩柱連接處產(chǎn)生彎矩。為保證彎矩順利傳遞，自平衡支架的中心鋼立柱與墩柱采用焊接方式連接，為保證安裝質(zhì)量，焊縫應(yīng)達(dá)到一級(jí)焊縫要求。支架結(jié)構(gòu)及剛接節(jié)點(diǎn)可平衡產(chǎn)生的彎矩，從而確保Y 形鋼墩安裝的安全穩(wěn)定性。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)Y 形橋墩施工工藝流程

鋼結(jié)構(gòu)Y 形橋墩施工工藝流程如圖6 所示。

圖6 Y 形橋墩施工工藝流程

3.3 自平衡支架設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

支架在設(shè)計(jì)與驗(yàn)算過(guò)程中，主要考慮如下2 種不利工況：工況1 為單側(cè)支墩安裝好吊機(jī)脫鉤后；工況2 為雙側(cè)都安裝好脫鉤后，如圖7 所示。根據(jù)不同工況建立相應(yīng)計(jì)算模型，以確定支架所用型鋼截面、尺寸等各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確保支架滿(mǎn)足施工要求。

圖7 不同工況下的計(jì)算模型

3.4 自平衡支架現(xiàn)場(chǎng)安裝

首先進(jìn)行鋼橋干墩施工，如圖8 所示，干墩安裝完成后進(jìn)行支架安裝的測(cè)設(shè)，分別將經(jīng)緯儀架設(shè)于2 個(gè)控制點(diǎn)上，用角度前方交匯法確定各臨時(shí)支架的中心位置，用極坐標(biāo)法確定支架中心線(xiàn)，通過(guò)所測(cè)得的數(shù)據(jù)確定支架的安裝位置。

根據(jù)測(cè)量放樣設(shè)置的中心點(diǎn)進(jìn)行自平衡支架的安裝（見(jiàn)圖9），因自平衡支架與墩柱剛接位置為抗彎節(jié)點(diǎn)，也是豎向承載力的支撐點(diǎn)，剛接位置的焊接質(zhì)量必須達(dá)到一級(jí)焊縫要求。在焊接前，先處理原墩座的底漆、雜物等，確保焊接質(zhì)量[5]。自平衡支架安裝過(guò)程中的控制要點(diǎn)為垂直度控制，使用全站儀校正法進(jìn)行控制。

圖8 鋼橋墩干墩安裝

圖9 自平衡支架安裝

3.5 Y 形墩安裝

1）試吊 對(duì)于大件起吊一般先進(jìn)行試吊，將吊件吊起100mm，檢查起重機(jī)各部位有無(wú)異常、吊件狀態(tài)是否與預(yù)想一致（是否存在傾斜、刮碰等）及檢查吊具有無(wú)異常，保持10min 后放下，準(zhǔn)備好后進(jìn)行再次起吊，檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行支墩吊裝。吊裝過(guò)程設(shè)專(zhuān)人統(tǒng)一指揮，2 臺(tái)起重機(jī)協(xié)調(diào)作業(yè)，為保證吊裝作業(yè)平穩(wěn)進(jìn)行，吊裝起升速度宜控制在3m/min 以下。

2）現(xiàn)場(chǎng)吊裝 將一側(cè)鋼支墩吊裝就位后，通過(guò)倒鏈調(diào)整斜度，焊接鋼支墩與支架、鋼支墩與鋼橋墩，焊接完成后脫鉤，如圖10 所示，用同樣方式安裝另一側(cè)鋼支墩。

圖10 一側(cè)支墩安裝

3）吊裝過(guò)程中的測(cè)量與校正 支墩吊裝至既定位置后，若位置與設(shè)計(jì)位置存在誤差，需對(duì)吊裝位置進(jìn)行細(xì)部精確調(diào)整，調(diào)整按照先平面再高程的順序進(jìn)行，細(xì)部精確調(diào)整可通過(guò)在墩座、箱梁上設(shè)置錨固點(diǎn)以及在鋼梁頂板上焊接受力點(diǎn)安裝手拉葫蘆完成細(xì)部精確位置的調(diào)整。

3.6 自平衡支架拆除

待Y 形墩檢測(cè)合格后，拆除自平衡支架。臨時(shí)支撐從上往下進(jìn)行拆除，先將支架卸載，再將臨時(shí)支架分塊或整體進(jìn)行拆除。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，對(duì)比分析不同支撐架方案的經(jīng)濟(jì)效益，如表1 所示，由此可知自平衡支架安裝Y 形鋼墩方案施工成本較低，工期短，效益顯著。

表1 不同方案經(jīng)濟(jì)效益分析

5 結(jié)語(yǔ)

Y 形墩上拉式自平衡支架在施工中的運(yùn)用具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）將常規(guī)支撐支架簡(jiǎn)化為單個(gè)自平衡支架，簡(jiǎn)化支架形式，受力明確，減少施工工序，施工方便，操作簡(jiǎn)單。

2）利用自平衡支架的方式施工，降低支架結(jié)構(gòu)搭設(shè)高度，節(jié)約支架材料，同時(shí)，自平衡支架也可在工廠(chǎng)內(nèi)制作完成后直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，加快施工進(jìn)度，提高支架穩(wěn)定性，消除安全隱患，確保施工質(zhì)量。

3）自平衡支架借助自身支架的穩(wěn)定性確保Y 形鋼墩安裝符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，利用監(jiān)測(cè)監(jiān)控指導(dǎo)施工，動(dòng)態(tài)修正施工方法和測(cè)量參數(shù)，確保施工安全、快速。