黃模鎮(zhèn)

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州511400）

1 引言

蓋梁是橋梁梁體的重要受力構(gòu)件之一，梁體自重及上部車輛活荷載等外力通過支座傳遞給蓋梁，再傳遞給墩柱、樁基等下部結(jié)構(gòu)。在高速公路橋梁的建設(shè)過程中，高墩蓋梁施工方法仍以現(xiàn)澆施工為主，蓋梁支撐架施工技術(shù)比較成熟，在保證質(zhì)量及安全的前提下，選擇可靠的蓋梁支撐方式對工程的建設(shè)及管理非常重要。

2 高墩蓋梁施工方法選擇

大潮高速公路地處山嶺重丘區(qū)，沿線地形陡峭，橋梁高墩眾多，高墩的高度基本在45 m 以上，均采用空心薄壁墩，薄壁墩及蓋梁的尺寸根據(jù)墩高的不同采用多種尺寸，其中，設(shè)計圖中采用比例較高的薄壁墩尺寸為6 m×2.8 m，與之對應(yīng)的蓋梁尺寸為11.7 m×3 m×2.2 m，本文采用該尺寸的蓋梁施工支架進行技術(shù)分析探討。

該項目施工工期緊張，高墩施工安全要求高，受地形及工期限制，蓋梁支架采用傳統(tǒng)的落地式支架施工周期長，搭設(shè)風(fēng)險極大，鋼管等周轉(zhuǎn)材料使用多，山區(qū)道路運輸極為不便。對于圓柱墩，使用頻率較高的抱箍法又不適用于薄壁墩蓋梁施工，采用鋼棒法需通長預(yù)留鋼棒穿孔，對薄壁墩的截面受力極為不利，且使用的鋼棒較長，所需費用較高。經(jīng)過多次方案論證及技術(shù)分析，該項目薄壁墩現(xiàn)澆蓋梁采用錨固牛腿安裝貝雷梁托架法，利用錨固牛腿的抗剪及精軋螺紋鋼的抗拉性能解決整個蓋梁混凝土及托架的荷載，如圖1 所示。

圖1 錨固牛腿安裝貝雷梁托架法示意圖（單位：cm）

3 高墩現(xiàn)澆蓋梁錨固牛腿托架法簡介

3.1 錨固鋼筋及牛腿預(yù)埋盒安裝

在墩身鋼筋安裝完成后，由測量人員精確定位預(yù)埋牛腿鋼盒預(yù)留槽孔和對拉精軋螺紋鋼筋的位置，根據(jù)蓋梁支撐系統(tǒng)的總設(shè)計高度，推算出預(yù)埋鋼盒頂面及精軋螺紋鋼預(yù)留孔中心位置距離蓋梁底部分別為193 cm 及199 cm，鋼盒距離蓋梁底部距離按從上到下計算為蓋梁底模總高度9 cm+工字鋼分配梁高度16 cm+貝雷梁高度150 cm+砂箱高度18 cm。預(yù)埋鋼盒尺寸為14 cm×24 cm，預(yù)埋鋼盒采用5 mm 厚鋼板在現(xiàn)場焊接制作。錨固筋采用φ32 mm 精軋螺紋鋼筋對兩側(cè)牛腿對拉，錨固筋穿過鋼盒，正對小牛腿開孔位置，兩鋼盒間的φ32 mm 精軋螺紋鋼直接與墩身混凝土一同澆筑。對于寬度較大的薄壁墩，對拉精軋螺紋鋼無須通長埋設(shè)，但應(yīng)保證錨固于混凝土內(nèi)的長度不小于1 m[1]。預(yù)埋牛腿鋼盒及錨固筋預(yù)埋位置必須按照項目部技術(shù)部門提供的設(shè)計圖由測量人員精確定位，保證預(yù)埋位置準(zhǔn)確。預(yù)埋鋼盒必須與墩身面平齊、垂直，同時，需在內(nèi)部加設(shè)支撐，并采用泡沫劑等材料進行填充，防止混凝土澆筑過程中鋼盒變形或漏漿堵塞，鋼盒底部需加設(shè)鋼筋網(wǎng)，以加強牛腿底部混凝土的抗壓性能，預(yù)埋錨固筋需保證平直并垂直于墩身。

3.2 安裝傳力牛腿

錨固牛腿法在最后一節(jié)薄壁墩墩身拆除模板露出預(yù)留孔槽后，拆除鋼盒內(nèi)臨時支撐，清理孔槽內(nèi)填充物，然后進行牛腿安裝。承重牛腿采用1 cm 及2 cm 鋼板焊接制作，一般需在鋼結(jié)構(gòu)加工廠家進行定做，以保證加工質(zhì)量。單個牛腿質(zhì)量約為55 kg，可采用人工方式配合塔吊或汽車吊輔助安裝，將牛腿凸起端開孔位置對準(zhǔn)錨固筋并插入預(yù)留孔槽，然后，用螺帽將錨固筋擰緊，檢查牛腿下墊板是否貼緊預(yù)留槽底，下部側(cè)板是否與墩身面貼緊。若因錨固牛腿預(yù)埋鋼槽預(yù)埋不合格造成墊板翹曲或無法貼緊墩身，則優(yōu)先調(diào)整牛腿凸起端下部墊板貼緊槽底，下部側(cè)墊板通過加墊鋼板等形式保證與墩身面頂緊。檢查調(diào)整無誤后再次擰緊錨固筋螺帽。同一側(cè)2 個牛腿安裝完成后，用槽鋼將2 個錨固牛腿連接為整體，牛腿頂面應(yīng)保持水平，如圖2 所示。

圖2 錨固牛腿及精軋螺紋鋼示意圖（單位：cm）

牛腿為整個支撐系統(tǒng)主要受力構(gòu)件，采用16Mn 鋼加工，單個牛腿由2 塊腹板及連接板組成，腹板厚20 mm，高200 mm，受剪面積As=2×20 mm×200 mm=8 000 mm2，單個牛腿的抗剪承載力為125 MPa×8 000 mm2=1 000 kN（100 t），一個蓋梁支撐系統(tǒng)共設(shè)置4 個錨固牛腿，牛腿的承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計要求。對于大懸臂或大體積的蓋梁，可采用增加牛腿個數(shù)的方法提高總承載力，可減少牛腿規(guī)格定做的數(shù)量。

3.3 安裝貝雷梁托架

錨固牛腿安裝完成后，在牛腿頂面吊放卸載用自制砂箱，然后在砂箱上方吊裝放置單排（雙排）貝雷梁。本工程墩身兩側(cè)各布置1 組貝雷梁，每組貝雷梁由單排貝雷桁架組成，貝雷梁均在現(xiàn)場拼裝好后一次性吊裝到位。吊裝完一側(cè)貝雷梁后，利用鋼絲繩配合手拉葫蘆與墩身外露主筋進行臨時固定，然后吊裝另外一側(cè)貝雷梁，待兩側(cè)貝雷梁吊裝完后，利用自制鋼花窗將兩側(cè)貝雷梁橫向連接成一個整體，并拆除臨時固定的鋼絲繩及倒鏈。貝雷梁安裝完畢后，鋪設(shè)16#工字鋼分配梁，吊裝蓋梁兩側(cè)端部三角架，并鋪設(shè)蓋梁底模，蓋梁模板為大塊異形鋼模板，由專業(yè)廠家定型制作，受力可靠，安裝方便。

3.4 鋼筋安裝

蓋梁底模安裝完成后，需測量蓋梁各控制點平面位置及標(biāo)高并做好記錄，根據(jù)設(shè)計圖及現(xiàn)場實測標(biāo)高調(diào)整模板。一般蓋梁兩側(cè)懸臂端會產(chǎn)生一定的撓度和非彈性變形，需對蓋梁端部底模設(shè)置預(yù)拱值。底模調(diào)整完后需對標(biāo)高進行復(fù)核，確認(rèn)無誤后再進行鋼筋骨架吊裝。蓋梁的鋼筋骨架在鋼筋場統(tǒng)一加工，運至現(xiàn)場后整體吊裝，安裝時，應(yīng)采用多點位吊裝方法，防止鋼筋骨架在吊裝時產(chǎn)生變形，進行鋼筋安裝前，檢查墩頂位置的混凝土鑿毛情況和底模安裝情況，先將墩柱頂外露鋼筋調(diào)直，符合要求后方可進行鋼筋安裝。

3.5 側(cè)模安裝

鋼筋安裝完畢并經(jīng)質(zhì)檢工程師檢查驗收通過后，進行蓋梁側(cè)模的吊裝。在進行側(cè)模吊裝前，應(yīng)先在蓋梁的鋼筋外側(cè)用鐵絲綁扎上混凝土保護墊塊，運至現(xiàn)場的側(cè)模經(jīng)拼裝合格后，采用兩點吊裝的方式吊裝側(cè)模。側(cè)模吊裝過程中，采用臨時支撐的方法，用鋼絲繩配合倒鏈把側(cè)模與墩柱外露主筋臨時拉在一起進行固定，當(dāng)兩邊側(cè)模均吊裝完后，用對拉拉桿進行固定。模板安裝完畢后，需對模板的垂直度進行調(diào)整，在模板頂面采用粗鋼筋對頂、長螺栓對拉加固模板。

3.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑需嚴(yán)格按照施工方案和澆筑工藝進行，澆筑前需對支撐系統(tǒng)進行檢查后才可開盤?；炷翝仓謱舆M行，下料應(yīng)均勻，每層澆筑厚度宜不超過30 cm。插入式振動器的振動棒直徑宜大于5 cm，軟管長度應(yīng)不小于3 m，方便在工作平臺上進行混凝土振搗?？拷０宓倪吔俏恢眯柽m當(dāng)加振，以保證澆筑混凝土的振搗質(zhì)量，振搗過程應(yīng)加強觀察振搗，防止漏振、泌水現(xiàn)象出現(xiàn)[2]。

3.7 拆除模板及支撐體系、修補牛腿預(yù)留孔

蓋梁混凝土初凝后，要做好覆蓋保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間宜不少于7 d?；炷翉姸冗_到2.5 MPa 后方可拆除側(cè)模。拆模過程中，應(yīng)注意保護蓋梁邊角線，宜采用小錘等工具輕敲側(cè)模使模板與蓋梁混凝土面脫離后，再將模板拆除。蓋梁混凝土強度達到設(shè)計強度的80%以上后，方可拆除底模支撐體系。拆除時，利用砂箱卸載，卸載應(yīng)做到4 個砂箱均同步，不可單邊卸載，以免支架傾斜滑動。牛腿拆除后，采用砂輪鋸切除多余的對拉精軋螺紋鋼，采用混凝土修補預(yù)留孔。

4 與傳統(tǒng)支撐架對比

蓋梁支架采用落地式支架結(jié)構(gòu)形式簡單，但在荷載的作用下，支架產(chǎn)生下沉變形較大，需耗用的周轉(zhuǎn)材料數(shù)量多，文明施工管理工作量較大，對于高墩施工，超過一定的高度基本不適用采取該方法。采用抱箍法在蓋梁施工過程中，無須占用下方工作面，便于現(xiàn)場管理，但墩柱與抱箍內(nèi)側(cè)之間的摩擦系數(shù)取值難以準(zhǔn)確把握，在螺栓擰緊不到位時，施工過程中易發(fā)生抱箍下滑事故，支架能承受的荷載不高，可采用抱箍法施工的墩柱范圍較小，一般只適用圓柱墩，其他類型的墩柱基本不會采用該方法。采用鋼棒法作為支撐能承受的承載力較大，施工時將整個現(xiàn)澆蓋梁及支撐架的重量通過鋼棒傳至墩柱，傳力途徑明了，基本不存在支架下沉的問題，但需在墩柱內(nèi)埋設(shè)通長留預(yù)孔洞，處理預(yù)留孔洞費工費時而且修補質(zhì)量極差，效果很難令人滿意。因孔洞過長且修補困難，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)工班只修補孔洞表面一小節(jié)，許多業(yè)主管理手冊已明確禁止采用該方法，此種體系現(xiàn)已較少采用。

結(jié)合上述蓋梁常用施工方法的優(yōu)缺點，從技術(shù)性、適用性及經(jīng)濟可靠性等多方面綜合考慮，大潮高速高墩蓋梁施工采用錨固牛腿安裝貝雷梁托架施工方法。該方法預(yù)留孔只是鋼盒所占小部分空間，對拉精軋螺紋鋼與混凝土一起澆筑，形成一個整體，不影響墩柱的整體受力。整個蓋梁及支撐架的重量通過錨固牛腿傳遞到薄壁墩，也不存在支架下沉的問題，后期預(yù)留孔修補采用與墩柱同等強度的微膨脹混凝土，修補面積小且深度淺，修補質(zhì)量有保障。

5 施工注意事項

1）橋墩兩側(cè)貝雷梁須使用鋼花窗進行連接，連接從橋墩側(cè)邊開始，須對每一個花窗進行橫向連接，自制的花窗橫聯(lián)構(gòu)件寬度需與墩身寬度一致，才能保證橫向連接后兩側(cè)貝雷梁與墩身抱緊箍死。

2）現(xiàn)澆蓋梁支撐系統(tǒng)安裝完畢后，吊裝鋼筋前后，必須對精軋螺紋鋼螺帽再次預(yù)緊，確保牛腿下端與墩身表面貼緊且受力均勻。

3）分配梁嚴(yán)格按照施工方案附圖中要求的長度及間距布置，工字鋼分配梁與貝雷梁通過鎖扣固定，嚴(yán)禁分配梁直接與貝雷梁進行焊接。

4）蓋梁混凝土的澆筑應(yīng)從橋墩中間位置向兩端分層對稱澆筑，澆筑速度不宜過快，澆筑過程應(yīng)經(jīng)常檢查支撐架是否出現(xiàn)異常情況。

5）嚴(yán)格控制蓋梁頂面預(yù)埋件的位置和標(biāo)高,對蓋梁兩側(cè)端部設(shè)置一定預(yù)拋值，首次預(yù)拋值大小可根據(jù)現(xiàn)場預(yù)壓進行確定，后續(xù)蓋梁施工根據(jù)實際下沉量進行調(diào)整。

6）蓋梁施工時，下方的施工范圍應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)，防止墜物傷人，在雷雨天氣和風(fēng)力大于六級時不得進行蓋梁等高空施工作業(yè)。

6 結(jié)語

錨固牛腿安裝貝雷梁托架施工方法在大潮高速山區(qū)公路橋梁高墩蓋梁現(xiàn)場施工中取得了非常好的效果，因該結(jié)構(gòu)簡單，安裝搭設(shè)快速方便且有利于材料周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟效益、可靠性均較高，現(xiàn)場的施工進度和蓋梁的整體質(zhì)量都得到了很大的提升，該方法也在大潮高速全線各個標(biāo)段進行了推廣使用。該托架不受地形墩高影響，承載力及穩(wěn)定性較高，此方法對同類型蓋梁施工有較好的推廣運用價值。