蘆博文，任科亮

(1.浙江交工集團(tuán)股份有限公司地下工程分公司,浙江 杭州 310000；2.浙江交工金筑交通建設(shè)有限公司，浙江 杭州 311500)

1 工程概況

某段改(擴(kuò))建工程路線總體為南北走向，起點(diǎn)位于世紀(jì)大道交叉口，起點(diǎn)樁號(hào) K14+890，終點(diǎn)位于木業(yè)大道交叉口，終點(diǎn)樁號(hào) K22+480，路線總長(zhǎng)度 7.59 km。城區(qū)高架橋主墩結(jié)構(gòu)形式為72 m+120 m+72 m變截面連續(xù)箱梁，采用掛籃施工，主墩為137#、138#墩，邊墩為136#、139#墩，主墩位于南星港航道南北兩側(cè)，均在岸上。主橋全寬27 m，采用左、右兩幅箱梁并通過(guò)箱梁之間的濕接縫聯(lián)接來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。單幅箱梁采用單箱單室截面，直腹板、箱梁頂板寬13.25 m，懸臂長(zhǎng)3 m，箱室底寬7.25 m，頂板厚度為30 cm，底板為變厚度，墩頂支點(diǎn)處為160 cm，跨中為32 cm，腹板亦為變厚度，墩頂支點(diǎn)處腹板厚度為90 cm，跨中腹板厚度為50 cm，其中在1#塊和9#、10#塊分別漸變一次腹板厚度。端支點(diǎn)橫隔板厚度為190 cm，墩頂中支點(diǎn)橫隔板厚度為350 cm。橋面橫坡為單向2%，橫坡以箱梁腹板高度變化來(lái)形成，箱梁底板為平坡。主橋采用C55混凝土。

2 托架構(gòu)造

城區(qū)高架橋主橋上跨南星港(規(guī)劃Ⅴ級(jí)航道)采用72 m+120 m+72 m變截面連續(xù)箱梁，主橋平面位于R=1 950 m的圓曲線上，采用掛籃懸澆法施工，主墩為137#、138#墩，邊墩為136#、139#墩，主墩位于南星港航道南北兩側(cè)，均在岸上，在掛籃施工的過(guò)程中主要涉及到在通航水域上方施工。變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁梁體混凝土采用C55，共8 395.4 m3，箱梁施工共分16個(gè)節(jié)段，0#塊高度7 m，長(zhǎng)11.5 m，采用支架現(xiàn)澆法施工，支架設(shè)計(jì)采用三柱鋼管混凝土樁支架，與臨時(shí)固結(jié)體系為一體，預(yù)埋件分別在承臺(tái)及墩身施工時(shí)進(jìn)行預(yù)埋。主墩施工時(shí)在承臺(tái)和墩身施工時(shí)預(yù)埋鋼板作為鋼管樁支架連接件，單幅箱梁橫向布置3根，縱向布置2排，鋼管直徑820 mm，壁厚10 mm；0#塊施工完畢并設(shè)置臨時(shí)固結(jié)后，在墩頂梁段上進(jìn)行掛籃安裝調(diào)試，進(jìn)行后續(xù)1、1`#梁段的掛籃懸澆施工；當(dāng)新澆梁段養(yǎng)生至混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的張拉要求后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿，然后掛籃向前移動(dòng)就位進(jìn)行下一個(gè)梁段施工，如此循環(huán)推移，在施工12#梁段的同時(shí)進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段的施工，直至完成最后一個(gè)懸澆梁段的施工。

3 托架預(yù)壓施工

托架通過(guò)對(duì)拉桿和銷軸緊固在墩身上，緊固組裝、質(zhì)量檢驗(yàn)達(dá)到要求后需進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，緩解托架非彈性變形，并確定彈性變形量，驗(yàn)證托架施工過(guò)程無(wú)此安全風(fēng)險(xiǎn)，為以后0#塊混凝土施工提供立模標(biāo)高。由于施工過(guò)程中托架支撐0#號(hào)塊承受較大載荷，按照堆載法進(jìn)行預(yù)壓施工，預(yù)壓材料需求量多，項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)組織的難度加大，時(shí)間周期將極大延長(zhǎng)。支架體系搭設(shè)完成后，對(duì)其進(jìn)行施工前的預(yù)壓，以確定其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，并消除非彈性變形，同時(shí)獲得支架彈性變形數(shù)據(jù)，以便在底模標(biāo)高調(diào)整時(shí)，預(yù)留反拱，以滿足施工后梁體設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求。

3.1 預(yù)壓施工方法

預(yù)壓在0#塊已鋪設(shè)好的底模上進(jìn)行，預(yù)壓最大荷載是設(shè)計(jì)荷載的1.2倍，采用堆載混凝土預(yù)制塊和鋼材的方法對(duì)托架進(jìn)行分級(jí)預(yù)壓，加載時(shí)按照20%、60%、100%、120%預(yù)壓荷載分四級(jí)加載，并觀測(cè)其變形和沉降。預(yù)壓方法采用預(yù)制混凝土塊(80 cm×80 cm×300 cm，約重4.6 t)。

3.2 預(yù)壓荷載計(jì)算

0#塊墩頂部分混凝土由墩身自身承擔(dān)，因此只考慮兩懸臂及翼板部分所承受的重量，0#塊混凝土單幅方量為380.66 m3，總重989.7 t，墩頂重量485.1 t，預(yù)壓區(qū)域重量504.6 t，按重量1.20倍計(jì)算上施工、材料等荷載，如表1所示，測(cè)量結(jié)果，共計(jì)需要預(yù)壓重量605.5 t，0#塊各區(qū)域預(yù)壓荷載數(shù)值。

表1 0#塊支架沉降監(jiān)測(cè)

3.3 預(yù)壓測(cè)點(diǎn)布置

(1)托架預(yù)壓時(shí)，先施加20%的荷載，以消除非彈性壓縮值，此時(shí)停止加載，測(cè)量托架沉降，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；然后加載到60%的荷載值，再次測(cè)量托架沉降，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；繼續(xù)加載至100%的荷載值，測(cè)量沉降值，最后加到120%，靜置1 d，觀察結(jié)構(gòu)桿件是否有變形，焊縫是否出現(xiàn)裂紋等。預(yù)壓試驗(yàn)結(jié)束應(yīng)對(duì)資料進(jìn)行分析處理，并提供箱梁底模修正后的立模標(biāo)高。

(2)測(cè)點(diǎn)縱橋向布置4排，分別在0#塊中心向兩側(cè)2 m、0#塊的端部、翼板邊緣位置；橫橋向根據(jù)截面的結(jié)構(gòu)形式布置3個(gè)點(diǎn)，即測(cè)點(diǎn)。

(3)墩兩側(cè)腹板中心位置附近設(shè)置1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，即測(cè)點(diǎn)。

(3)堆載過(guò)程中隨時(shí)觀察托架變形情況，重點(diǎn)應(yīng)觀察牛腿焊縫連接。堆載完成時(shí)進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，并且逐日進(jìn)行沉降觀測(cè)，沉降穩(wěn)定穩(wěn)定后(據(jù)《鋼管滿堂支架預(yù)壓技術(shù)規(guī)程》JGJ/T194-2009第4.1.6條規(guī)定：各監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)24 h的沉降量平均值小于1 mm或連續(xù)72 h的沉降量平均值小于5 mm即可視為沉降穩(wěn)定，預(yù)壓合格)卸下荷載，觀測(cè)模板標(biāo)高，并且每天進(jìn)行觀測(cè)，托架回彈變形穩(wěn)定后，進(jìn)行高差對(duì)比，得出彈性變形值和非彈性變形值。

3.4 現(xiàn)澆支架布置方式

墩柱施工完畢，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用C50混凝土在墩頂墊石縱向兩側(cè)各澆筑4個(gè)2.925 m×0.5 m×0.55 m臨時(shí)支墩(倒角同墩柱倒角)，橫橋向側(cè)面砌筑24磚墻，將墩頂封閉，填滿中粗砂，用水夯實(shí)。支座四周塞滿泡沫板，防止沙子進(jìn)入支座影響支座位移?，F(xiàn)澆支架由墩身兩側(cè)各布置的3根外徑820 mm、壁厚10 mm的螺旋鋼管。鋼管底(承臺(tái)頂)和鋼管頂(箱梁底)均預(yù)埋鋼板，鋼板分別通過(guò)預(yù)埋錨固筋和精軋螺紋鋼固定在承臺(tái)頂及箱梁底部，螺旋鋼管與鋼板接觸面滿焊并加焊加勁板。鋼管通過(guò)開(kāi)口并焊接斜撐加工I45a托架，托架上方依次安裝I45a主承重梁、I25a分配梁、箱梁側(cè)模以及竹膠板底模。0#塊施工過(guò)程中，混凝土及施工荷載通過(guò)各級(jí)工字鋼體系向下傳遞至螺旋鋼管，進(jìn)而通過(guò)鋼管預(yù)埋鋼板傳遞至主墩承臺(tái)，期間正式支座暫不參與受力。

3.5 預(yù)壓結(jié)果

通過(guò)MIDAS仿真軟件對(duì)托架進(jìn)行有限元的應(yīng)力、應(yīng)變分析，并根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變的仿真結(jié)果對(duì)托架焊縫進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中，預(yù)壓載荷提升到120%時(shí)，墩側(cè)托架測(cè)點(diǎn)發(fā)生最大沉降，實(shí)測(cè)最大沉降為13 mm，理論計(jì)算為14 mm；墩間托架測(cè)點(diǎn)位置處出現(xiàn)最大沉降，實(shí)測(cè)為15 mm，理論計(jì)算為16 mm。當(dāng)托架卸載到0%時(shí)，實(shí)測(cè)最大非彈性變形為6 mm，出現(xiàn)在位置處。現(xiàn)場(chǎng)托架各組件未出現(xiàn)焊縫裂開(kāi)等缺陷問(wèn)題，實(shí)測(cè)應(yīng)變結(jié)果與有限元仿真結(jié)果相近，可以表明千斤頂預(yù)壓能夠符合現(xiàn)場(chǎng)施工要求，滿足施工的設(shè)定需求。

4 施工注意事項(xiàng)

托架加工時(shí)要保證焊縫質(zhì)量，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙中規(guī)定的焊縫尺寸施焊，并采取合理的施焊順序，控制焊接變形，焊縫尺寸要飽滿，避免虛焊等現(xiàn)象。在托架起吊安裝前，對(duì)重要部位的焊縫按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)行探傷。對(duì)目視檢察不合格、探傷檢查不合格的焊縫應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，以保證施工安全。托架安裝時(shí)，要確保托架安裝位置的準(zhǔn)確性，注意桿件位置及托架在豎平面內(nèi)位置的準(zhǔn)確。同時(shí)注意其水平面上的高程控制，保證實(shí)際受力狀態(tài)和設(shè)計(jì)受力狀態(tài)相符合。托架加工完成后，先進(jìn)行托架的試拼，以保證每個(gè)桿件均能順利安裝。墩身一側(cè)的3肢托架安裝完成后，立即安裝水平桁架。水平桁架安裝完成后方能安裝分配梁(2I50a工字鋼)，以確保托架的穩(wěn)定性。分配梁(2I50a工字鋼)和托架節(jié)點(diǎn)采用U型螺栓進(jìn)行連結(jié)，以防止外側(cè)懸臂端發(fā)生傾覆事件。在支架預(yù)壓施工中，應(yīng)密切觀測(cè)結(jié)構(gòu)的變形數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常變形應(yīng)立即停止施工，查明原因、安全處理后方可接續(xù)施工。在托架拆除時(shí)，必須按照與安裝相反的順序由上向下逐層拆除。

5 結(jié) 論

某城區(qū)高架橋?yàn)楣こ桃劳?，?duì)主橋0#塊托架采用銷軸及對(duì)拉桿進(jìn)行固定，有效地減少了托架的焊接量，加快了托架安裝速度，同時(shí)采用多點(diǎn)千斤頂上下反壓梁和精軋螺紋鋼錨固在行走軌道上，同時(shí)克服傳統(tǒng)預(yù)壓施工中受天氣影響大、所需預(yù)壓材料多、施工組織困難，施工工期長(zhǎng)等難題，取得了較好的工程實(shí)際效果。在施工中通過(guò)對(duì)托架沉降以及焊縫的觀測(cè)可得，托架強(qiáng)度和剛度能夠滿足施工的要求，對(duì)其進(jìn)行施工前的預(yù)壓，以確定其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，并消除非彈性變形，同時(shí)獲得支架彈性變形數(shù)據(jù)，以便在底模標(biāo)高調(diào)整時(shí)，預(yù)留反拱，以滿足施工后梁體設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求，可為同類型橋梁設(shè)計(jì)和施工提供參考。