樊江FAN Jiang

（中國鐵建昆侖投資集團(tuán)有限公司，成都 610000）

0 引言

在云貴川地區(qū)高速公路橋梁施工中，連續(xù)剛構(gòu)是常見的一種橋梁類型，當(dāng)需要跨越深谷或較寬河流時(shí)，懸臂連續(xù)剛構(gòu)不但可以根據(jù)跨度靈活進(jìn)行調(diào)整，而且施工時(shí)也不受下方影響。連續(xù)剛構(gòu)施工主要分為三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，分別是0 號段施工、懸臂段施工和邊跨現(xiàn)澆段施工，其中0 號段施工是連續(xù)剛構(gòu)施工中風(fēng)險(xiǎn)最大也是最為重要的關(guān)鍵點(diǎn)，0 號段的施工質(zhì)量關(guān)系著整座連續(xù)剛構(gòu)的施工質(zhì)量，因此在0 號段施工前必須對施工方案慎重比選。當(dāng)連續(xù)剛構(gòu)主墩位于陸地且墩身高度較低時(shí)，可采用落地式支架形式進(jìn)行0 號段施工；但當(dāng)連續(xù)剛構(gòu)主墩位于山谷陡峭地段且連續(xù)剛構(gòu)跨度較大時(shí)，墩頂托架是0 號段施工的最佳選擇。在墨江至臨滄高速公路項(xiàng)目中寨河特大橋（85+160+85）m大跨度連續(xù)剛構(gòu)施工時(shí)，其主墩位于陡峭山坡處，由于其跨度較大，從而使得連續(xù)剛構(gòu)0#塊也較大，針對上述情況，我們通過對周邊施工環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，決定采用墩頂托架進(jìn)行0 號段施工。采用該類型支架不但可以大大減少支架安拆工程量，而且支架受力直接作用于墩身處，使得支架受力明確，安全性更高。支架通過與墩身預(yù)埋件進(jìn)行連接安裝，因此支架的安裝和拆卸更加方便，通過現(xiàn)場實(shí)際使用，該類型支架在超大跨度連續(xù)剛構(gòu)大體積0 號段施工中取得很好的效果。

1 工程概況

墨江至臨滄高速公路項(xiàng)目K5+153.5 中寨河特大橋，孔跨布置為左右幅4×40.5+85+160+85+9×39m，橋長849m。其主跨跨越為（80+160+80）m 預(yù)應(yīng)力連續(xù)鋼構(gòu)，主墩結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩。

該預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)全長320m，共76 個(gè)節(jié)段，單幅橋箱梁頂板寬12.5m，底板寬6.75m，翼緣板長2.75m，端部厚0.18m，根部厚0.70m。箱梁墩頂梁高10.0m，跨中合攏段梁高3.5m。全橋在端支點(diǎn)、中支點(diǎn)、及跨中共設(shè)5 處橫隔板，隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。其中0 號段長度為13m，高度為10.0m。

2 0 號段托架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

中寨河特大橋（80+160+80）m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)箱梁0 號段共長13m，采用在雙肢薄壁墩墩頂預(yù)埋牛腿，采用既有鋼桁架搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)平臺施工第一層混凝土，第一層混凝土達(dá)到強(qiáng)度后張拉0#段底板縱向預(yù)應(yīng)力束，再在第一層上施工第二層；側(cè)模采用大塊鋼模，底模利用掛籃底模，內(nèi)模采用組合鋼模及竹膠板、方木、鋼管支架關(guān)模、支撐。

0#段搭設(shè)施工鋼平臺，每個(gè)主墩共預(yù)埋18 根牛腿，墩柱每肢的長邊（9.5m 面）兩側(cè)共預(yù)埋9 根II56 工字鋼牛腿（懸臂端4 根，肢間5 根），埋設(shè)高度可適當(dāng)?shù)陀谠O(shè)計(jì)標(biāo)高，用于標(biāo)高調(diào)整、調(diào)平，但絕對不能高于設(shè)計(jì)，在牛腿上布設(shè)掛籃的前下橫梁和后下橫梁作為緊貼墩身的橫梁，剩下的懸臂端橫梁采用掛籃滑梁并錯(cuò)位擺設(shè)?？恐丈淼臋M梁必須緊貼墩柱，所有緊貼墩柱的橫、縱梁用拉桿加鋼板對拉緊，確保穩(wěn)定。墩柱兩肢間的縱梁采用掛籃的底模縱梁（22 根I56a 工字鋼，每根8.35m），I56a 縱梁之間加設(shè)平聯(lián)，確保橫向整體穩(wěn)定，平聯(lián)具體布置詳見縱梁大樣圖，布設(shè)順序應(yīng)從中間向兩端布設(shè)，確保平衡，且必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)間距精確布設(shè)，每根布設(shè)時(shí)與橫梁接觸處必須固結(jié)（根據(jù)實(shí)際施工可操作性，采用直接焊接或通過φ32 粗鋼筋焊接固定），順著墩柱側(cè)面（3.8m 面）采用掛籃的主桁架AC 桿（4 根[]40c，每根13.4m，每側(cè)兩根）作為附屬縱梁。詳見圖1 和圖2。

圖1 墩頂托架縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（1/2）

圖2 墩間橫梁彎矩圖

3 0 號段支架受力驗(yàn)算

3.1 荷載取值

①箱梁混凝土重量。鋼筋混凝土容重按26kN/m3取，各部分重量根據(jù)體積分別計(jì)算。

②支架重量。支架為鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)支架布置及型號分別計(jì)算重量，由程序自動(dòng)加載。

③模板重量。按1.5kN/m2計(jì)。

④施工荷載。施工人員、普通施工機(jī)具材料堆放荷載按1.0kN/m2計(jì)；混凝土振搗荷載按2.0kN/m2計(jì)（僅局部計(jì)算時(shí)考慮）。

3.2 受力荷載分析

采用MIDAS 計(jì)算軟件建立托架整體計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。各構(gòu)件采用梁單元模擬。

3.2.1 墩間橫梁應(yīng)力計(jì)算

墩間橫梁由5 根牛腿提供支承，橫梁承受上部縱梁傳下的荷載，即承受每根縱梁與其搭接處的集中力，由縱梁及附屬縱梁的剪力圖得出搭接處的反力，如圖2。

①強(qiáng)度計(jì)算。

墩間橫梁的實(shí)際截面為雙I45a 工字鋼上下翼緣滿布平聯(lián)焊接組成的箱型截面，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)只按II45a 截面計(jì)算。

1）正應(yīng)力驗(yàn)算。

（滿足要求）

2）剪應(yīng)力驗(yàn)算。

（滿足要求）

3）折算應(yīng)力驗(yàn)算。

由彎矩、剪力圖看出：在彎矩較大處也出現(xiàn)了較大的剪力，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中4.1.4 規(guī)定：在梁的腹板計(jì)算高度邊緣處，若同時(shí)受有較大正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，其折算應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：

（滿足要求）

②剛度驗(yàn)算。

由位移圖得到縱梁最大撓度為ω=0.4mm，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中A.1.1 規(guī)定，取工作平臺梁各項(xiàng)中最小的撓度容許值l/400=12600/400=31.5mm。

即ω=0.4mm＜l/400=31.5mm（滿足要求）

3.2.2 懸臂端鋼平臺應(yīng)力計(jì)算

懸臂端共4 個(gè)牛腿，為橫梁提供支承反力，懸臂端荷載通過底模傳遞到橫梁上，其分布形式按實(shí)際荷載分布。

計(jì)算圖示如圖3。

圖3 懸臂端橫梁彎矩圖（II45a）

①強(qiáng)度計(jì)算。

懸臂端橫梁的實(shí)際截面為雙I45a 工字鋼上下翼緣滿布平聯(lián)焊接組成的箱型截面，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)只按II45a 截面計(jì)算。

1）正應(yīng)力驗(yàn)算。

（滿足要求）

2）剪應(yīng)力驗(yàn)算。

（滿足要求）

3）折算應(yīng)力驗(yàn)算。

由彎矩、剪力圖看出：在彎矩較大處也出現(xiàn)了較大的剪力，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中4.1.4 規(guī)定：在梁的腹板計(jì)算高度邊緣處，若同時(shí)受有較大正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，其折算應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：

（滿足要求）

②剛度驗(yàn)算。

由位移圖得到縱梁最大撓度為ω=0.14mm，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中A.1.1 規(guī)定，取工作平臺梁各項(xiàng)中最小的撓度容許值l/400=3100/400=7.75mm。

即ω=0.14mm＜l/400=7.75mm（滿足要求）

4 主要施工工藝及注意事項(xiàng)

4.1 施工工藝流程

支架、模板加工（墩頂預(yù)留預(yù)埋）→托架、分配梁安裝→鋪設(shè)底模模板→托架預(yù)壓→支立側(cè)模→安裝底板、腹板、橫隔板鋼筋，豎向束安裝→安裝內(nèi)模并加固→第一層砼澆筑→養(yǎng)生、鑿毛→箱內(nèi)頂板底模安裝→頂板鋼筋安裝、縱橫向束安裝→第二次砼澆筑→覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)7 天（箱內(nèi)灑水通風(fēng)）→張拉→壓漿→托架拆除。

4.2 托架安裝

首先在支立墩身模板時(shí)將牛腿和連接型鋼等埋入模板，并用與設(shè)計(jì)尺寸相同的桿件將其聯(lián)接為一整體，以保證其位置、標(biāo)高的準(zhǔn)確，減小安裝誤差。拆除墩身模板后將其吊于墩側(cè)與預(yù)埋件聯(lián)接在一起，同時(shí)聯(lián)接橫向桿系，最后安裝縱、橫分布梁及底模桁架。

各預(yù)埋型鋼牛腿安裝完畢后測量其高程，根據(jù)測得的高程反算距箱梁底板高差，然后按尺寸制作卸落鋼塊，先安放分配梁，然后安放卸落塊，在卸落塊上安裝底模，完成0#塊托架施工平臺的安裝。

4.3 托架預(yù)壓

為檢驗(yàn)托架鋼平臺的承載能力和消除鋼平臺各構(gòu)件間的間隙及平臺非彈性變形，檢驗(yàn)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在鋼平臺搭設(shè)完成后，按照施工荷載的1.2 倍進(jìn)行鋼平臺預(yù)壓試驗(yàn)，測出鋼平臺的彈性變形值，并為施工立模提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.4 梁體混凝土澆筑

箱梁混凝土澆筑過程中必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，上層混凝土的澆筑必須在下層混凝土的初凝之前完成。混凝土連續(xù)澆筑、一次成型。加強(qiáng)錨墊板、波紋管下方處的混凝土澆筑工藝，確保振搗密實(shí)。砼澆筑過程中安排專人檢查支架及模板變形情況。

5 質(zhì)量保證措施

對進(jìn)入現(xiàn)場的托架構(gòu)配件的檢查與驗(yàn)收應(yīng)符合下列規(guī)定：①應(yīng)有型鋼、預(yù)埋件等產(chǎn)品標(biāo)識及產(chǎn)品質(zhì)量合格證。②應(yīng)有托架產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)及產(chǎn)品使用說明書。③進(jìn)入現(xiàn)場的構(gòu)配件應(yīng)對型鋼構(gòu)件壁厚，加工尺寸，規(guī)格等核查，還應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，外觀質(zhì)量，焊接質(zhì)量等應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。④0 號段托架焊接結(jié)構(gòu)，焊縫質(zhì)量等級、焊縫高度應(yīng)符合圖設(shè)計(jì)要求，焊縫質(zhì)量等級為二級應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷，探傷比例不低于20%，且在焊接完成后24h 進(jìn)行。

6 結(jié)束語

通過使用墩頂托架對連續(xù)剛構(gòu)大體積0 號段進(jìn)行施工，連續(xù)剛構(gòu)施工質(zhì)量及后續(xù)連續(xù)剛構(gòu)線性都得到很好的控制，該類型支架不但大大降低了施工措施費(fèi)用，而且減少了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)該支架安裝和拆卸均比較方便、支架受力明確合理。此方法為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。