吳 濤 （中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民對(duì)出行方便的迫切需求，“一帶一路”工程不斷深入，高速公路項(xiàng)目也在偏遠(yuǎn)的山嶺地區(qū)修建。在高速公路匝道橋處往往具有轉(zhuǎn)彎半徑小的特點(diǎn)，因此為提高上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性以及減少自重，設(shè)計(jì)方案多為現(xiàn)澆箱梁。本文將結(jié)合云南省某在建高速互通匝道橋現(xiàn)澆箱梁施工，作出介紹。

1 工程概況

該匝道橋?yàn)閱畏綐蛄?，起訖里程樁?hào)為DK0+138.521～DK0+368.628，橋梁中心樁號(hào)DK0+253.574，橋梁采用預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁+預(yù)應(yīng)力T梁布置，跨徑總長為230.107m，0#墩接主線，8#墩接C匝道2號(hào)橋。

全橋共 2 聯(lián)：（27.107+2×28+27）+4×30m，上部第一聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室現(xiàn)澆箱梁，最大墩高32m。底寬 5.5～5.559m，兩 側(cè) 懸 臂 1.75～1.77m，梁高1.8m，箱梁總寬9m。箱梁腹板等高鉛垂，頂、底板傾斜，橋面橫坡由頂板傾斜形成；頂板厚度0.25～0.45m；底板厚度0.22～0.42m；腹板厚度0.5m～0.7m。支點(diǎn)處均設(shè)置橫隔梁，端橫梁寬1.5m，中橫梁寬2m，均為鋼筋混凝土構(gòu)件，下部結(jié)構(gòu)橋墩采用雙柱式圓柱墩，橋墩采用樁基礎(chǔ)。

圖1 匝道橋橋型布置圖

圖2 支架體系布置縱斷面圖

2 支撐體系選擇

目前現(xiàn)澆箱梁施工模板支撐體系常采用滿堂支架法，滿堂支架具有周轉(zhuǎn)次數(shù)多、周轉(zhuǎn)時(shí)間短、輔助設(shè)備少、減少人力物資的浪費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，但間距小對(duì)施工地形要求高，為了保證支架整體性，需在平坦的平臺(tái)上進(jìn)行搭設(shè)。

個(gè)舊南互通匝道橋橋址區(qū)山體斜坡較陡，覆蓋層廣布，橫跨溝谷，高差較大，地形坡度大，不適宜滿堂支架的搭設(shè)，柱梁組合式支架立柱間距大，利于適應(yīng)地形，因此根據(jù)地形、支架高度、跨度及箱梁的形式，選定采用柱梁組合式支架。

柱梁組合式支架：支架下部采用跨中搭設(shè)Φ610壁厚10mm鋼管立柱，柱頂采用II56雙拼工字鋼作主橫梁，主橫梁頂設(shè)置1.5×3m貝雷片作縱向主分配梁，貝雷片上設(shè)置II32雙拼工字鋼作次橫梁，次橫梁上用Φ159壁厚5mm鋼管支架系統(tǒng)，Φ159鋼管上設(shè)置頂托絲桿調(diào)整梁底縱、橫坡度，頂托絲桿上設(shè)置I20工字鋼作為橫梁，14×14cm方木放置在I20工字鋼上形成支架平臺(tái)。如橋下凈空不高時(shí)（10m以下），可直接采用Φ 159壁厚5mm鋼管及以上結(jié)構(gòu)。由于立柱間距大，立柱主要承受壓力，立柱截面大，能夠更好地起到抗彎作用。立柱縱、橫向均采用槽鋼及鋼筋進(jìn)行連接，以保證支架體系的橫向抗剪能力及整體穩(wěn)定性。

支架體系結(jié)構(gòu)在選取時(shí)，需對(duì)主要部件下部鋼管立柱、貝雷梁、工字鋼、分配梁等進(jìn)行受力驗(yàn)算，本案例所有部件已進(jìn)行驗(yàn)算，各部件滿足受力要求，地基承載力要求為561kPa，詳細(xì)計(jì)算見附件。

圖3 支架體系布置平面圖

箱梁外模及內(nèi)模采用1.5cm厚竹膠板，底模采用1.8cm厚竹膠板。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1 地基及基礎(chǔ)施工

3.1.1 條形基礎(chǔ)

由測量人員按照設(shè)計(jì)圖放出基座位置，開挖一條橫橋向長11m，縱橋向?qū)?.1m，深1m的基坑，基坑深度視現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行確定，經(jīng)地基承載力試驗(yàn)檢測滿足要求，當(dāng)?shù)鼗休d力不滿足要求時(shí)，采用換填碎石土+強(qiáng)夯壓實(shí)，澆筑C20混凝土條形基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)中布置雙層鋼筋網(wǎng)，條形基礎(chǔ)布置見詳圖4。若基礎(chǔ)地形較陡且邊坡不穩(wěn)定，可采用4根φ159立柱鋼管樁基礎(chǔ)進(jìn)行地基加固。基礎(chǔ)坡面采用5cm厚噴射混凝土防護(hù)。

圖4 條形基礎(chǔ)截面積預(yù)埋件布置圖

3.1.2 地基排水

地面整平時(shí)設(shè)2%的人字形橫坡，同時(shí)在基礎(chǔ)四周1m處設(shè)置寬30cm、深20cm的環(huán)形排水溝，排水溝與基礎(chǔ)之間區(qū)域采用5cm砂漿抹面，及時(shí)排走積水，防止積水使地基軟化而引起支架沉降。

3.1.3 基礎(chǔ)預(yù)埋件

現(xiàn)澆箱梁支架下部Φ610鋼管立柱放置于條形混凝土基礎(chǔ)上，為了防止鋼管立柱水平位移，立柱封底鋼板與基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板用螺栓連接，并將封底鋼板與基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接。下部鋼管立柱對(duì)應(yīng)位置在澆筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r預(yù)埋20mm厚900×900mm鋼板，鋼板設(shè)6根Φ20長70cm錨固鋼筋，錨固鋼筋與預(yù)埋鋼板采用螺栓連接，預(yù)埋鋼板如圖所示。

3.2 支架下部結(jié)構(gòu)搭設(shè)

支架由Ф610×10下部鋼管立柱+II56雙拼工字鋼主橫梁+1.5×3m貝雷梁縱向主分配梁（II32工字鋼橫向次橫梁）+上部支架組成，每跨鋼管立柱按縱向間距8m、橫向間距4m的原則設(shè)置。下部鋼管立柱最高20m，鋼管立柱立在條形基礎(chǔ)上，與基礎(chǔ)上預(yù)埋件連接牢固。

3.2.1 下部鋼管立柱安裝

鋼管立柱安裝：鋼管立柱采用Φ 610mm壁厚10mm的螺旋鋼管。立柱采用35t汽車吊起吊人工配合安裝，鋼管立柱安裝前需檢查預(yù)埋件是否漏設(shè)，立柱安裝時(shí)必須保證其豎直度，首節(jié)立柱安裝時(shí)采用四個(gè)水平尺靠均勻靠緊在立柱四周，調(diào)整立柱垂直度，當(dāng)四個(gè)水平尺氣泡都居中時(shí)，方可固定底腳螺栓，螺栓緊固后，將鋼管立柱封底鋼板和基座預(yù)埋鋼板四周進(jìn)行焊接。

立柱采用1cm封底鋼板連接，并在四周設(shè)置6片1cm厚加勁板將立柱和封底鋼板牢固連接，將立柱封底鋼板與預(yù)埋件鋼板采用M20高強(qiáng)螺栓連接，并將封底鋼板與預(yù)埋鋼板四周焊接；立柱中間接頭采用法蘭盤連接，法蘭盤采用1cm鋼板制作與立柱焊接，四周設(shè)置加勁板，法蘭盤之間采用M20高強(qiáng)螺栓連接，邊安裝立柱邊安裝立柱間連接桿件，鋼管立柱頂部采用1cm厚鋼板封頂，頂部設(shè)置6片1cm厚加勁板，加勁板、鋼管立柱、封頂板焊接成整體。

下部鋼管立柱安裝完成后要確保同跨所有封頂鋼板頂面在同一水平面上，若不在同一水平面時(shí)通過更換調(diào)整節(jié)的高度來使封頂鋼板在同一水平面上。

3.2.2 連接件的安裝

下部鋼管立柱縱向采用20槽鋼組成連接組件，中部用12槽鋼進(jìn)行豎向連接，橫向采用16槽鋼組成連接組件，上下兩排槽鋼采用12槽鋼連接成整體，縱、橫向連接組件布置位置在凈距不大于6m。

立柱連接方法：在立柱鋼管固定位置設(shè)置鋼抱箍，抱箍四周用1cm鋼板焊接4處鋼板，鋼板上留有20mm螺栓孔，槽鋼端部設(shè)置螺栓孔，鋼筋端頭焊接帶有螺栓孔的鋼板，用螺栓將槽鋼、鋼筋、抱箍連接牢固。

圖5 立柱中間接長法蘭構(gòu)造

3.2.3 II56工字鋼主橫梁安裝

II56工字鋼安裝前，在立柱封頂鋼板上橫向用墨線彈出工字鋼位置，用35T汽車吊吊裝，安裝時(shí)保證水平，工字鋼之間須進(jìn)行連接。

在地面將兩根雙拼II56工字鋼每隔1.5m焊接成一體（在工字鋼翼板位置采用厚1.2cm、長35cm、寬15cm鋼板進(jìn)行焊接），用35T吊車吊起放置在立柱封頂鋼板上，為了防止工字鋼縱向移動(dòng)，采用12槽鋼進(jìn)行加緊并與封頂鋼板進(jìn)行焊接，側(cè)面用角鋼將工字鋼腹板頂部與封頂鋼板進(jìn)行焊接。在每一立柱兩側(cè)用帶螺栓的鋼板夾片將下部立柱、雙拼56工字鋼及貝雷梁的下旋桿連接牢固。

3.2.4 貝雷梁安裝

貝雷梁按照測量測放的位置安放，貝雷梁采用1.5×3m貝雷片拼裝成單排單層貝雷縱梁，采用35T汽車吊起吊人工配合安裝成多跨貝雷梁，橫橋向布置間距為90cm，在腹板位置間距為45cm，根據(jù)實(shí)際橋面寬度適當(dāng)調(diào)整，貝雷梁之間采用銷子連接，組裝及連接嚴(yán)格按照廠家說明書進(jìn)行，每組貝雷梁之間采用標(biāo)準(zhǔn)桿件連接，為了保證貝雷梁橫梁的穩(wěn)定性，貝雷梁端部采用[10槽鋼，中間段每隔6m用[6.3槽鋼進(jìn)行橫向連接。

圖6 鋼管立柱封頂（底）鋼板大樣圖

3.3 支架上部結(jié)構(gòu)搭設(shè)

3.3.1 II32工字鋼次橫梁安裝

II32工字鋼按照橫橋向每隔2m進(jìn)行布置，安裝前在貝雷梁頂部用墨線彈出工字鋼位置，用35T汽車吊將II32型工字鋼吊運(yùn)至貝雷梁頂部，按照測放的位置進(jìn)行擺放，將兩根工字鋼每隔1.5m焊接成一體（在工字鋼翼板位置采用厚1.2cm、長35cm、寬15cm鋼板進(jìn)行焊接），安裝時(shí)保證水平，為了提高工字鋼的整體穩(wěn)定性，安裝前在工字鋼腹板處每隔3m打眼，工字鋼雙拼焊接擺放到位后，用帶有螺栓的Φ20鋼筋每隔3m進(jìn)行縱向連接，使工字鋼形成一個(gè)整體。

圖7 下部立柱縱、橫向連接圖

3.3.2 上部鋼管立柱的安裝

上部結(jié)構(gòu)鋼管立柱采用Φ159×5mm鋼管。立柱采用35t汽車吊起吊人工配合安裝，鋼管立柱安裝前需檢查結(jié)構(gòu)部件是否完整，安裝時(shí)必須保證其豎直度，與32工字鋼橫梁進(jìn)行焊接，并用Φ20螺桿將雙拼32工字鋼及貝雷梁上旋桿連接。

3.3.3 連接件安裝

上部鋼管立柱之間縱、橫向水平連接件為[6.3槽鋼，槽鋼布置位置在距柱底0.5m、4.5m及8.5m位置，Φ20鋼筋作為斜撐加固，當(dāng)剩余長度不足4m時(shí)，用[6.3槽鋼間隔0.5m均與布置，不需加設(shè)斜撐。鋼筋斜撐分布在間距4m的立柱槽鋼之間，并以槽鋼為分界布置。

3.3.4 其余結(jié)構(gòu)安裝

Φ159鋼管立柱上安裝Φ50頂托進(jìn)行上部縱、橫坡的坡度調(diào)節(jié)，頂托上安裝I20工字鋼作為橫梁，橫向每隔3m采用帶有螺栓的鋼筋進(jìn)行連接，橫梁上按凈間距15cm放置14×14cm方木及1.8cm厚底模板。

3.3.5 作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)

在箱梁的兩側(cè)搭設(shè)1.2m寬的作業(yè)平臺(tái)，作業(yè)平臺(tái)底部滿鋪菱形鋼板網(wǎng)踏板，外側(cè)設(shè)置18cm擋腳板，作業(yè)平臺(tái)外立面設(shè)置1.2m高的防護(hù)欄桿，并在0.6m和1.2m高度設(shè)置兩道防護(hù)水平桿，立面滿掛安全密目網(wǎng)。

3.4 支架預(yù)壓

預(yù)壓目的：①檢驗(yàn)支架的安全性，確保施工安全；②消除支架地基不均勻沉降、支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制；③得出彈性變形量后，加上設(shè)計(jì)預(yù)拱度作為施工預(yù)拱度設(shè)置。

采用砂袋法預(yù)壓，預(yù)壓技術(shù)參數(shù)應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙與相關(guān)規(guī)范要求。本項(xiàng)目為預(yù)壓重量不小于箱梁重量的1.2倍。支架預(yù)壓按照預(yù)壓單元進(jìn)行3級(jí)加載，3級(jí)加載依次為單元內(nèi)預(yù)壓荷載的60%、80%、100%。預(yù)壓采用砂袋+鋼筋，每袋砂石按標(biāo)準(zhǔn)重進(jìn)行分包準(zhǔn)備好，然后用汽車吊進(jìn)行吊裝就位，并按箱梁結(jié)構(gòu)形式合理布置砂袋及鋼筋數(shù)量，當(dāng)縱向加載時(shí)，宜從混凝土結(jié)構(gòu)跨中開始向支點(diǎn)處進(jìn)行對(duì)稱布載，橫向加載時(shí)，從混凝土結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱布載。支架預(yù)壓可一次性卸載，預(yù)壓荷載應(yīng)對(duì)稱、均衡、同步卸載，以防止局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致模板和支架產(chǎn)生不均勻變形。

3.5 監(jiān)測

3.5.1 監(jiān)測目的

通過監(jiān)測獲取支架體系在預(yù)壓過程中的沉降位移情況：①檢驗(yàn)支架的可靠性；②分析整理監(jiān)測數(shù)據(jù)得出支架的非彈性變形與彈性變形參數(shù)，為模板安裝時(shí)預(yù)拱度設(shè)置提供依據(jù)。

3.5.2 監(jiān)測要點(diǎn)

①監(jiān)測點(diǎn)沿混凝土結(jié)構(gòu)縱向每隔1/4跨徑布置一個(gè)監(jiān)測斷面，監(jiān)測方法為：在監(jiān)測縱斷面下方的方木上掛鋼絲吊線錘，線錘離地10cm，在線錘下方預(yù)埋一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)與線錘在橫、縱方向上對(duì)齊。詳見圖8，圖9。

圖8 沉降觀測點(diǎn)平面布置圖

圖9 沉降觀測點(diǎn)截面布置圖

②每個(gè)監(jiān)測斷面上的監(jiān)測點(diǎn)不宜少于5個(gè)，并應(yīng)對(duì)稱布置；

③對(duì)于支架基礎(chǔ)沉降監(jiān)測，在基礎(chǔ)條件變化處應(yīng)增加監(jiān)測點(diǎn)；

支架壓重后預(yù)拱度計(jì)算與設(shè)置

④沉降監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)在支架頂部和底部對(duì)應(yīng)位置上分別布置。

3.5.3 支架預(yù)壓觀測成果整理

根據(jù)加、卸載過程觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)及變形曲線的分析，確定支架在荷載作用下的彈性變形。底模鋪設(shè)完成后對(duì)支架進(jìn)行全面檢查（確保支架在荷載作用下無異常變形），測量各測量點(diǎn)的標(biāo)高值H1，加載結(jié)束后立即進(jìn)行各測量點(diǎn)的標(biāo)高值H2，并做好相應(yīng)的記錄。維持加載72h后、卸載前測量各測量點(diǎn)標(biāo)高值H3，卸載后測量出各測量點(diǎn)標(biāo)高值H4，預(yù)壓跨度為L，此時(shí)就可以計(jì)算出各觀測點(diǎn)的變形，預(yù)拱度設(shè)置值按下表計(jì)算。

預(yù)壓合格后，方可進(jìn)行模板安裝及現(xiàn)澆箱梁施工。

4 結(jié)語

柱梁組合式支架具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，鋼管立柱間距大，對(duì)地面的平整度要求低，具有很廣泛的適用性。一方面減少了基底很大挖填工程量，另一方面柱梁組合式支架體系大部分構(gòu)件可重復(fù)利用，且利用周期長，因此施工成本得到了降低。該體系在本項(xiàng)目運(yùn)行情況良好，支架材料租賃成本及工期均得到了大幅度優(yōu)化。實(shí)際運(yùn)用時(shí)需進(jìn)行主要零部件的受力驗(yàn)算。