丁大衛(wèi)

[中交三航第一工程（上海）有限公司，上海市 201315]

1 工程概況

DASH 高架快速路CB3 標(biāo)段位于馬來(lái)西亞雪蘭莪州Pataling Jaya 市Damansara Perdana 區(qū)，銜接CB2 和CB4 標(biāo)段，主線全長(zhǎng)1.9 km，橋面寬29.94 m，雙向6 車道，見(jiàn)圖1。其中包含一座60 m+60 m 雙幅現(xiàn)澆連續(xù)梁大橋，斜挎污水處理廠，一條匝道RAMP 12/A 連接地面道路。高架主線95%以上建于既有地面道路，下穿高壓電纜，橫跨商業(yè)區(qū)、住宅樓。70%以上同周邊建筑物相鄰，最小距離僅8 m。考慮到實(shí)際施工作業(yè)空間的有限性及復(fù)雜性，結(jié)合地下管線探摸的結(jié)果，項(xiàng)目采用了大量針對(duì)性的變更，確保了項(xiàng)目的順利實(shí)施。

圖1 DAS H-CB3 航拍圖

2 預(yù)制蓋梁結(jié)構(gòu)形式

本項(xiàng)目共計(jì)46 榀預(yù)制蓋梁，每榀由S1、S2L、S2R、S3L、S3R 五個(gè)塊段預(yù)制拼裝組成，內(nèi)設(shè)預(yù)應(yīng)力孔道，后期隨上部結(jié)構(gòu)施工后荷載的增加，分階段逐級(jí)張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。標(biāo)準(zhǔn)斷面見(jiàn)圖2，各塊段重量見(jiàn)表1。

圖2 預(yù)制蓋梁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

表1 各塊段重量表

預(yù)制蓋梁塊段采用長(zhǎng)線法在預(yù)制場(chǎng)整榀分塊段澆筑，設(shè)計(jì)設(shè)置S1 號(hào)塊墩身固接節(jié)點(diǎn)留孔、塊段吊點(diǎn)預(yù)留孔、蓋梁內(nèi)落水管道、體外臨時(shí)錨固預(yù)埋、張拉錨具及灌漿孔道、截面齒塊、高空作業(yè)臨邊圍護(hù)、預(yù)應(yīng)力施工平臺(tái)錨固預(yù)埋件、測(cè)量控制點(diǎn)、安裝就位對(duì)準(zhǔn)線。

3 施工工藝概述

S1 號(hào)塊安裝：場(chǎng)地處理（包括支架基礎(chǔ)及通道地基），號(hào)塊支撐施工，S1 起吊就位，對(duì)準(zhǔn)落下，測(cè)量復(fù)合控制點(diǎn)，通過(guò)纜風(fēng)調(diào)正位置角度，通過(guò)支撐調(diào)整標(biāo)高，測(cè)量復(fù)合，吊車松鉤；

S1 號(hào)塊節(jié)點(diǎn)處理：蓋梁與墩身連接處做補(bǔ)縫處理，留孔內(nèi)鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力波紋管安裝，落水管道安裝、臨時(shí)錨固預(yù)埋、混凝土澆筑、節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度達(dá)90%后可拆除體外支撐架；

S2L/R 號(hào)塊安裝：S2L 塊段運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)（臨時(shí)錨固用預(yù)埋件已安裝），落地后在塊段截面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂，安裝預(yù)應(yīng)力孔道防漏膠圈，起吊就位對(duì)準(zhǔn)，連接并張拉體外臨時(shí)錨固精軋螺紋鋼，吊車送鉤，相同工藝安裝S2R 號(hào)塊。兩端安裝預(yù)應(yīng)力施工平臺(tái)，穿鋼絞線張拉灌漿，拆除體外臨時(shí)固結(jié)。

S3L/R 號(hào)塊安裝：同S2L/R 號(hào)塊吊裝。對(duì)穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉懸拼索，拆除體外臨時(shí)固結(jié)，待上部結(jié)構(gòu)施工后，分階段進(jìn)行后張，最后灌漿、封錨。

4 施工方案的優(yōu)化

本項(xiàng)目采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì)施工，即咨工只負(fù)責(zé)出施工圖（Construction Drawing），承包商負(fù)責(zé)根據(jù)擬定的施工方案細(xì)化施工圖并出具分體系的Shop Drawing，報(bào)咨工批復(fù)后方可施工，相關(guān)專業(yè)如預(yù)應(yīng)力施工、支撐體系、臨時(shí)錨固體系等還需配合認(rèn)證工程師出具的計(jì)算書(shū)予以驗(yàn)證。項(xiàng)目部在細(xì)化施工方案的過(guò)程中，主要通過(guò)以下幾個(gè)方面對(duì)施工圖進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到了簡(jiǎn)化施工，加快工期、節(jié)約造價(jià)的目的。

（1）墩頂S1 號(hào)塊節(jié)點(diǎn)開(kāi)孔布置調(diào)整

原施工圖節(jié)點(diǎn)留孔見(jiàn)圖3，墩頂截面尺寸3.6 m×2.0 m，留孔下底尺寸3.6 m×2.0 m，且垂直設(shè)置留孔。橋面在轉(zhuǎn)彎段橫坡最大達(dá)6%，蓋梁安裝即需找坡，預(yù)制蓋梁并非與墩身垂直，如按圖垂直設(shè)置預(yù)留孔，一側(cè)垂直預(yù)留的鋼筋就會(huì)發(fā)生碰撞，無(wú)法正常安裝，且下口無(wú)法同水平墩頂貼合。

優(yōu)化方案：對(duì)S1 號(hào)塊開(kāi)孔重新設(shè)計(jì)，下底尺寸3.6 m×1.45 m，上底尺寸4.1 m×1.45 m，呈倒梯形，見(jiàn)圖3。

圖3 節(jié)點(diǎn)開(kāi)孔優(yōu)化圖

（2）墩身預(yù)留筋的布置調(diào)整

墩頂和S1 號(hào)塊留孔內(nèi)預(yù)留的節(jié)點(diǎn)錨固鋼筋較多，預(yù)留筋沿墩頂截面布置，只有混凝土保護(hù)層和一層箍筋的間距，如鋼筋預(yù)留位置或垂直度稍有偏差，安裝時(shí)就會(huì)發(fā)生碰撞，無(wú)法正常安裝。

優(yōu)化方案：調(diào)整墩頂預(yù)留節(jié)點(diǎn)鋼筋的布置，重新在內(nèi)圈預(yù)埋豎向預(yù)留鋼筋。根據(jù)新的預(yù)留位置重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，調(diào)整預(yù)埋鋼筋設(shè)置，見(jiàn)圖4。

圖4 墩身鋼筋預(yù)埋布置優(yōu)化圖

（3）以墩頂混凝土表面作為支撐，替代常規(guī)體外臨時(shí)支撐支架；

原案S1 號(hào)塊留孔尺寸同墩身截面尺寸，既S1號(hào)塊同墩頂截面無(wú)接觸，需要靠體外臨時(shí)支撐。為了滿足施工工期的需求，現(xiàn)場(chǎng)至少需要8 套支架流轉(zhuǎn)施工，且46 榀預(yù)制蓋梁，每榀都需進(jìn)行支撐架基礎(chǔ)處理，安裝和拆除，并需配置8×4=32 個(gè)50 t 螺桿式千斤頂。

優(yōu)化方案：在調(diào)整墩頂預(yù)留鋼筋后，大大增加了預(yù)留筋到墩頂邊的空間，再次調(diào)整留孔尺寸，減小留孔下底尺寸，使S1 號(hào)塊同墩頂有足夠的接觸面積，并對(duì)墩頂接觸面做找坡打磨處理，利用墩身自身支撐S1 號(hào)塊，取消體外臨時(shí)支撐，見(jiàn)圖5。

圖5 支架形式優(yōu)化圖

5 預(yù)制蓋梁S1 號(hào)塊的無(wú)支架驗(yàn)算

驗(yàn)算規(guī)范：

BD37/01- 高速公路橋梁荷載

MS 1553:2002-結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載規(guī)范

WMO/TD-1555- 熱帶地區(qū)風(fēng)載轉(zhuǎn)換參考

BS 5975：2008-臨時(shí)施工和支撐設(shè)計(jì)規(guī)范

荷載取值及計(jì)算算模型[1]：

計(jì)算模型見(jiàn)圖6。

圖6 計(jì)算模型

混凝土密度：25.0 kN/m3

施工荷載： 1.0 kN/m2

橫向風(fēng)載[2]：1.11 kN/m2

縱向風(fēng)載： 1.42 kN/m2

豎向風(fēng)載： 0.69 kN/m2

* 風(fēng)載按30 m 高取值

驗(yàn)算過(guò)程：

（1）墩身抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算

S1 號(hào)塊自重：29.3 m3×25=732.5 kN

施工荷載：1 kN/m3×7.2 m×3.25 m=23.4 kN

豎向風(fēng)載[3]：0.69 kN/m2×7.2 m×3.25 m=16.146 kN

小計(jì)：772.05 kN

接觸面積：（2000-1450）×（3600-1500）=1.155 m2

墩頂壓強(qiáng)：772.05÷1.155÷1000=0.668 MPa

混凝土強(qiáng)度：0.4×40 MPa=16 MPa＞0.668 MPa

【PASS!】

（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算

[橫向傾覆驗(yàn)算]

風(fēng)載[3]：1.11 kN/m2×8.215 m2=9.12 kN

傾覆彎矩：9.12×1.966×1.1×1.1=21.7 kNm

抵抗彎矩：732.50×1.8 m = 1318.5 kN/m ＞21.7 kN/m

【PASS!】

[縱向傾覆驗(yàn)算]

風(fēng)載[3]：1.42 kN/m2×20 m2=28.40 kN

傾覆彎矩：28.40×1.589×1.1×1.1=54.6 kNm

抵抗彎矩：732.50 ×1.0 m = 732.5 kN/m ＞54.6 kN/m

【PASS!】

（3）傾覆產(chǎn)生的額外壓強(qiáng)驗(yàn)算

橫向：21.7÷3.6=6.0 kN

縱向：54.6÷2.0=27.3 kN

墩頂邊角壓強(qiáng)：（772.05+27.3）÷1.155÷1000=0.69 MPa ＜16 MPa

【PASS!】

（4）抗滑動(dòng)驗(yàn)算（見(jiàn)圖7）

圖7 抗滑動(dòng)驗(yàn)算模型

蓋梁最大橫坡：6% = 3.434°

垂直分力：732.5 cos 3.434°=731.2 kN

滑動(dòng)分力：772.5 sin 3.434° =46.24 kN

[其他滑動(dòng)分力組合]

風(fēng)載：1.11 kN/m2×8.215 m2=9.12 kN

2.5%垂直荷載：2.5%×772 kN=19.30 kN

1%垂直荷載+Pt：1%×772 kN+9.12=16.84 kN

取上述3 項(xiàng)最大值組合：46.24+19.30=65.54 kN

摩擦力：731.2 kN×0.3（摩擦系數(shù)）=219.36 kN＞65.54 kN

【PASS!】

驗(yàn)算全部通過(guò)，既取消體外臨時(shí)支撐，靠墩頂接觸面支撐蓋梁S1 號(hào)塊的優(yōu)化方案成立。

6 實(shí)施過(guò)程中的控制點(diǎn)

6.1 預(yù)制蓋梁的控制

（1）自建預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，底胎膜按最長(zhǎng)蓋梁設(shè)置，S3 號(hào)塊長(zhǎng)度不等，側(cè)模外包端模調(diào)節(jié)長(zhǎng)度；

（2）長(zhǎng)線法預(yù)制，整榀按塊段劃分分5 次澆筑，塊段端面涂隔離劑作為相鄰塊段端模；

（3）場(chǎng)地內(nèi)設(shè)各號(hào)塊鋼筋綁扎輔助架，成型后整體吊裝入模；

（4）蓋梁內(nèi)一應(yīng)各系統(tǒng)眾多，需事先模擬各個(gè)系統(tǒng)的空間位置，合理調(diào)整，避免碰撞；

（5）各種預(yù)埋件數(shù)量繁多，位置方向各不相同，預(yù)制前做好臺(tái)賬，重點(diǎn)控制；

（6）嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件外形尺寸，監(jiān)控底胎膜沉降及鋼模維護(hù)；

（7）做好關(guān)鍵點(diǎn)檢查記錄，驗(yàn)收合格后方可出運(yùn)。

6.2 墩頂施工的控制

（1）墩頂部保護(hù)層厚度不能過(guò)大，避免受壓后開(kāi)裂或缺角；

（2）嚴(yán)格墩身預(yù)留筋位置和垂直度，避免安裝S1號(hào)塊下落時(shí)發(fā)生碰撞；

（3）做好接觸面預(yù)處理，測(cè)量放線后，切割、打磨或砂漿找平。確保接觸面平整，標(biāo)高坡度符合，并在墩頂標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)線，方便安裝。

6.3 安裝時(shí)的測(cè)量控制

（1）在保證預(yù)制尺寸精度的前提下，30 m 長(zhǎng)的預(yù)制蓋梁僅在S1 號(hào)塊安裝時(shí)有機(jī)會(huì)進(jìn)行調(diào)整；

（2）在S1 號(hào)塊牛腿角點(diǎn)出設(shè)置測(cè)量觀測(cè)控制點(diǎn)，用于復(fù)核安裝精度；

（3）雖然規(guī)范允許的偏差為5 mm，但由于S2 及S3 號(hào)塊的不可調(diào)整性，如發(fā)生扭轉(zhuǎn)偏差，S1 號(hào)塊的安裝偏差，到S3 會(huì)發(fā)大7～8 倍，故杜絕發(fā)生扭轉(zhuǎn)偏差。

7 經(jīng)濟(jì)效益分析

無(wú)支架式支撐方案的優(yōu)勢(shì)在于，減少了臨時(shí)體外支撐架搭拆的工序，取而代之用墩身墩頂同S1 號(hào)塊的接觸面作為支撐。該工序在墩身拆模后，外走道腳手架拆除前即可穿插實(shí)施，既節(jié)約了工期，又節(jié)約了造價(jià)，其效益對(duì)比見(jiàn)表2。

8 結(jié) 語(yǔ)

綜上，本項(xiàng)目共計(jì)46 榀預(yù)制拼裝蓋梁，全部采用無(wú)支架式拼裝方案，驗(yàn)收全部通過(guò)。該方案的優(yōu)化，施工效果好，可大大簡(jiǎn)化施工流程、節(jié)約工期和成本，在市政高架工程范圍內(nèi)具有較好的推廣價(jià)值，為類似工程提供借鑒。