任 尚, 胡志旭

(中鐵四局集團(tuán)第四工程有限公司， 安徽 合肥 230041)

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路向山區(qū)推進(jìn)，走向了更多的山區(qū)甚至重山區(qū),高墩橋梁不斷出現(xiàn)，立體交叉互通橋梁施工難度和復(fù)雜程度不斷突出，當(dāng)橋型或曲線半徑等限制導(dǎo)致移動(dòng)模架法不適用時(shí)，如何安全、經(jīng)濟(jì)合理的制定立體交叉樞紐互通超高支架現(xiàn)澆箱梁施工方案將受到各方面人士的普遍重視。

1 工程背景

蘭海國(guó)家高速公路重慶至遵義段(貴州境)擴(kuò)容工程第CZTJ-2標(biāo)段松坎互通打?qū)氫伌髽騀匝道第四聯(lián)(26+30+26)m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁、G匝道第一聯(lián)(23.78+34.3+34.2+30.5)m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁上跨重遵高速主線駛?cè)胝?xí)高速，橋址位于松坎河河岸陡坡地帶，地形起伏較大，最大墩高80 m，最低墩高24 m。F匝道第四聯(lián)為單箱雙室截面形式，G匝道第一聯(lián)為單箱單室截面形式，腹板厚度均為0.5 m，頂板厚度均為0.25 m，底板厚度均為0.25 m，梁體混凝土標(biāo)號(hào)均為C50，其他主要參數(shù)見表1。F匝道第四聯(lián)距主線橋面最小凈空13.78 m， G匝道第一聯(lián)距主線橋面最小凈空16.62 m。

表1 現(xiàn)澆箱梁參數(shù)表

2 施工方法

針對(duì)上跨主線的松坎互通匝道高墩現(xiàn)澆箱梁超高支架法現(xiàn)澆，擬定了兩種施工方案，方案1為先施工匝道現(xiàn)澆箱梁再主線T梁架設(shè)，方案2為先主線T梁架設(shè)再施工匝道現(xiàn)澆箱梁。兩種施工方案除了施工順序的區(qū)別外，還有超高支架結(jié)構(gòu)體系的區(qū)別，方案1的超高支架為頂端自由的支架結(jié)構(gòu)體系，方案2的超高支架借用墩柱和主線橋梁構(gòu)筑物進(jìn)行附著連接，可明顯增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性。

方案1較方案2周轉(zhuǎn)材料用量大，大量的材料垂直運(yùn)輸須依賴塔式起重設(shè)備，不僅工效低、作業(yè)面受限，而且會(huì)造成主線關(guān)鍵線路的工期滯后，從施工方案的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性和合同工期控制等方面比選后，方案2優(yōu)于方案1。

施工方案2的超高支架為計(jì)算跨徑27 m的雙層貝雷梁鷹架平臺(tái)，平臺(tái)上部搭設(shè)2 m高盤扣支架，平臺(tái)下部采用609×19鋼管立柱支撐，立柱布置在墩柱四周，與墩柱進(jìn)行附著抱墩，每隔12 m設(shè)置一道，立柱系桿為219×4.7鋼管。

圖1 超高支架平面布置圖

圖2 超高支架抱墩示意圖

鋼管立柱與主線T梁位置交叉時(shí)，將鋼管立柱布置T梁腹板下方，采用自鎖式千斤頂與腹板頂固密貼，T梁上部鋼管立柱通過條形基礎(chǔ)將荷載傳遞到下部支撐鋼管立柱。

圖3 鋼管立柱布置橫斷面圖

為了控制貝雷梁撓度在允許撓度范圍內(nèi)，貝雷梁跨中處搭設(shè)盤扣支架進(jìn)行支撐，將盤扣支架頂部與貝雷梁下部預(yù)留一定的間隙，當(dāng)貝雷梁沉降變形大于間隙距離時(shí)，盤扣支架才發(fā)揮支撐作用，起到減少貝雷梁撓度和承擔(dān)部分荷載的雙重作用，該處盤扣支架以主線T梁為基礎(chǔ)。

3 安全性驗(yàn)算結(jié)果

利用MIDAS軟件對(duì)支架進(jìn)行建模計(jì)算分析，如圖4所示，支架設(shè)計(jì)荷載按下式進(jìn)行組合：①驗(yàn)算構(gòu)件強(qiáng)度：1.2倍恒載+1.4倍活載；②驗(yàn)算構(gòu)件剛度：1.0倍恒載+1.0倍活載。主要構(gòu)件的分析結(jié)果如下。

圖4 超過支架計(jì)算分析模型示意圖

貝雷片主桁的最大組合應(yīng)力σmax=248.9 MPa

根據(jù)歐拉公式，鋼管樁有效長(zhǎng)度為l0=μl=1.0×12 000=12 000 mm，鋼管截面尺寸為609×16 mm，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017的規(guī)定，鋼管柱的承載能力計(jì)算應(yīng)考慮安裝偏心誤差的影響，偏心距e取值不宜小于計(jì)算長(zhǎng)度的1/1 000，對(duì)鋼管柱不宜小于40 mm，故取e=40 mm，彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算，彎矩作用平面外穩(wěn)定性滿足要求。

40 m T梁主梁最大主壓應(yīng)力13.46 MPa<19.44 MPa，如圖5所示，主梁斜截面主壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

圖5 主梁最大主壓應(yīng)力(單位：MPa)

4 施工要點(diǎn)

(1)主線T梁支座采用臨時(shí)支座進(jìn)行支撐加固；

(2)自鎖式千斤頂經(jīng)檢定合格后方可使用；

(3)墩柱兩側(cè)鋼管立柱承載力及穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，按照貝雷梁跨中無支撐工況考慮；

(4)主線T梁上鋼管立柱中心線與T梁下部鋼管立柱中心對(duì)齊，便于荷載有效傳遞，減少對(duì)T梁的影響；

(5)鋼管立柱安裝時(shí)，過程中做好垂直度控制；

(6)雙層貝雷梁安裝及拆除時(shí)，采取防傾覆措施，分組分層進(jìn)行；

(7)支架預(yù)壓及混凝土澆筑過程中，加強(qiáng)對(duì)支架鋼管立柱的位移、貝雷梁豎向變形及T梁豎向變形的監(jiān)測(cè)，設(shè)定預(yù)警值。

(8)承臺(tái)外鋼管立柱基礎(chǔ)采用措施樁基礎(chǔ)，以減少不平衡沉降對(duì)支架引起附加應(yīng)力。

5 結(jié)束語

由于匝道橋平面彎曲半徑小、梁截面變化、墩柱布置不規(guī)則、梁型、地形等條件限制，移動(dòng)模架或反力架法等施工方案操作性不能實(shí)施時(shí)，采用現(xiàn)澆支架法，支架隨著高度的增加，通常增加支架自身剛度來滿足穩(wěn)定性要求，材料也相應(yīng)的增多。

超高支架立柱采用抱墩結(jié)構(gòu)形式時(shí)，可降低材料用量達(dá)到穩(wěn)定性的要求；將主線T梁下部支撐加固進(jìn)行受力傳遞并將橋面作為工作面，可以有效的提高作業(yè)效率和降低高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，避免了傳統(tǒng)上先支架現(xiàn)澆箱梁施工再T梁架設(shè)的施工組織順序，借用主線結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載，現(xiàn)澆箱梁混凝土輸送、支架貝雷梁安裝與拆卸、支架鋼管立柱的安裝與拆卸等可利用主線橋面作為施工作業(yè)平臺(tái)，不僅有利于主線關(guān)鍵線路施工進(jìn)度的均衡有序，而且也便于現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理。

結(jié)合主線橋梁進(jìn)行立體交叉樞紐互通超高支架設(shè)計(jì)和施工思路，通過支架立柱附著抱墩及支架撓度控制措施，較好的解決了超高支架穩(wěn)定性、荷載分配、立體交叉施工組織管理的難題，不僅保證了支架結(jié)構(gòu)受力滿足要求，也有顯著的綜合效益。