李俊高

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550008）

1 工程背景

1.1 工程概況

新寨河樞紐互通工程位于普安縣江西坡鎮(zhèn)新寨河附近，與滬昆高速公路交叉，與晴興高速對接。E匝道橋起訖樁號為EK0+315.755—EK1+149.955，橋孔布設(shè)為3×30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+（35+50+35）m連續(xù)鋼箱梁+7×30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+9×31.8m預(yù)應(yīng)力混凝土后張箱梁+4×30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，橋下最大凈空53m。箱梁凈空高、跨度大、場地地質(zhì)條件復(fù)雜。為保證箱梁施工安全，支架擬采用鋼管柱貝雷梁結(jié)構(gòu)。

1.2 氣候、水文及地質(zhì)情況

項目地處云貴高原，氣候溫潤，年均溫度14～16℃，光照充足，全線無霜期約280d，夏季短暫，但暴雨洪澇多發(fā)，冬季時間較短，常發(fā)雪凝、低溫災(zāi)害。

區(qū)內(nèi)水文條件復(fù)雜，地表水系為雨源型河流。受巖溶地貌發(fā)育影響，地表水與地下水銜接分布廣泛。地下水多以松散層孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖溶水為主。

地貌為侵蝕、剝蝕低中山地貌，整體地形地勢相對平緩，地層巖性主要由第四系人工填土、沖洪積粉質(zhì)黏土、碎石土組成，下伏巖層主要為泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、煤層發(fā)育，互通區(qū)含特殊性巖土，主要為填土、軟土，互通區(qū)地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性一般。

2 施工方案對比

2.1 貝雷梁支架結(jié)構(gòu)

鋼管柱貝雷梁支架結(jié)構(gòu)主要由條形混凝土基礎(chǔ)、鋼管立柱、墩身牛腿、橫梁、貝雷片縱梁、承插式盤扣支架組成。

荷載傳遞途徑為：模板→方木→橫向分配梁→盤扣支架→貝雷片→橫梁→立柱（牛腿）→基礎(chǔ)。

2.2 盤扣式滿堂支架結(jié)構(gòu)

盤扣支架結(jié)構(gòu)簡單，主要由基底、盤扣式支架組成。

荷載傳遞途徑為：模板→方木→橫向分配梁→盤扣支架→基底。

2.3 施工方案選擇

兩種支架方案工作內(nèi)容、適用性、優(yōu)劣勢對比見表1。

結(jié)合新寨河樞紐互通E匝道實際工況，綜合業(yè)主推薦工藝及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)要求，選擇采用鋼管柱貝雷梁鋼管支架方案，貝雷梁采用321型貝雷梁。

3 鋼管柱貝雷梁鋼管支架施工

3.1 測量放線

根據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀準(zhǔn)確測放出鋼管樁、基礎(chǔ)位置。

3.2 基礎(chǔ)施工

（1）清除原地基表面的樹木、雜草、雜物、淤泥等，挖除原地基軟土土層，換填碎石土或素土，提升土層承載性能，用20t振動壓路機(jī)碾壓密實。

（2）鋼管柱基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，C30混凝土澆筑：跨中處基礎(chǔ)截面尺寸5.0m×1m；墩柱基礎(chǔ)截面尺寸為1.5m×1m；基礎(chǔ)配筋量不得少于10kg/m，基礎(chǔ)兩側(cè)各超出橋?qū)?m。

（3）基礎(chǔ)頂面預(yù)埋邊長100cm、厚2cm方形鋼板；預(yù)埋鋼板底部四邊，提前在加工區(qū)焊接J型f25螺紋鋼筋，提升預(yù)埋鋼板與基礎(chǔ)混凝土咬接強(qiáng)度。

（4）基礎(chǔ)施作完畢，條形基礎(chǔ)槽坑內(nèi)挖設(shè)排水溝，排水溝坡度設(shè)置為2%，確保場地不受雨水浸泡。

3.3 支架搭設(shè)

（1）鋼管柱采用規(guī)格為f610×15mm鋼管。E匝道橋跨中位置布設(shè)兩排，橫橋向間距為3m，單排布設(shè)根數(shù)為3根，間距4.08m，見圖1。

圖1 支架跨中位置結(jié)構(gòu)平面（單位：cm）

（2）鋼管柱墩腳與基礎(chǔ)頂預(yù)埋鋼板焊接固定，并在周圍加焊三角板，提高固結(jié)效果。

（3）鋼管柱施工應(yīng)優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)施工，若當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度無法滿足要求，宜優(yōu)先用下一級標(biāo)準(zhǔn)節(jié)調(diào)節(jié)；若標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度無法滿足，則通過調(diào)整基礎(chǔ)標(biāo)高的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證支架穩(wěn)固性。

（4）上下節(jié)鋼管立柱安裝對接時，應(yīng)先用法蘭螺栓固定，以便調(diào)整鋼管立柱垂直度，待安裝調(diào)整完畢，再采用焊接形式連接固定，保證上下節(jié)段連接穩(wěn)固性。上節(jié)鋼管柱施工過程中，應(yīng)注意鋼管柱頂部自由端長度不能超過50cm。

（5）鋼管柱組采用工字鋼平聯(lián)（I20a）加斜撐（I20a）按鉸接布置，層間距按7m布置，若因墩柱高度不足，無法按照7m布置，可根據(jù)實際工況調(diào)整為5m或3m；鋼管柱底部距基礎(chǔ)頂50cm位置，設(shè)置一道工字鋼平聯(lián)（I20a）掃地桿。

3.4 穿心牛腿柱施工

（1）在墩柱位置根據(jù)墩柱直徑設(shè)穿心方鋼作為支承牛腿，牛腿采用9cm厚的Q345鋼板在工廠加工而成，方鋼截面形式為9cm×32cm，?1.8m墩柱單根牛腿長3.4m，?2.0m墩柱單根牛腿長3.6m。

（2）在澆筑墩柱時，在每根墩柱設(shè)計標(biāo)高位置，預(yù)留2個凈空尺寸為34cm（高）×10.8cm（寬）的縱向鋼板支撐鍵盒。在模板拆除后，形成用于安裝牛腿的孔洞，然后插入制作好的9cm×32cm方鋼牛腿，兩端墩柱位置伸出長度為0.8m，為支承橫梁提供有效支撐。

（3）安裝穿心型鋼時，先搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化安全梯籠至穿心型鋼設(shè)置高度位置，為安裝穿心型鋼和上部支架施工提供操作平臺，用塔吊或吊車進(jìn)行穿心型鋼吊裝施工，并用人工輔助定位。穿心型鋼必須對稱安裝，位置誤差不大于5mm。

3.5 支承橫梁安裝

（1）支承橫梁為3×I56a工字鋼，工字鋼之間焊接5道2cm厚徑板連接；頂面、底面位置，通過斷焊形式焊接，焊縫長30cm，間斷10cm；端頭部位，在焊縫部位加焊補(bǔ)強(qiáng)塊進(jìn)行加強(qiáng)處理，補(bǔ)強(qiáng)塊規(guī)格長×高×厚=49cm×3cm×2cm，保證橫梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體性；橫梁安裝施工過程中，應(yīng)重點做好標(biāo)高控制。

（2）支撐橫梁采用特制墩帽與鋼管柱連接，連接處墊設(shè)2cm厚鋼板，并加焊1cm厚鋼板，保證連接穩(wěn)固性。

（3）支撐橫梁應(yīng)緊貼墩柱安裝，以減小牛腿主梁受力的懸臂長度。安裝好支承橫梁后，將支承橫梁用3道20mm厚加勁板固定在柱墩上，保證結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性。隨后，用墨斗彈出貝雷梁安裝位置，進(jìn)行吊裝施工。

3.6 貝雷梁安裝

（1）E匝道橋最大跨徑一跨單層貝雷梁長32m，重4.73t，起吊高度在39～45m；130t汽車式起重機(jī)采用主臂起重，45t配重，全支腿，工作半徑36m，臂長55m時，額定載荷5.4t，滿足上述工況，故使用兩臺130t汽車吊配合起吊安裝。捆綁大樣見圖2。

圖2 貝雷梁吊點捆綁大樣圖

（2）根據(jù)現(xiàn)場地形及設(shè)計，將施工便道修筑到各施工點，使汽車吊可通過施工便道到達(dá)各施工區(qū)域。

（3）施工區(qū)域場地提前做好平整處理，將其作為貝雷梁拼裝場地；中、邊跨貝雷桁架主縱梁均按單層布置；現(xiàn)澆箱梁腹板位置，按間距45cm布置3片為一組，采用45型支撐架拼裝連接；兩相鄰腹板間的底板處、翼緣板按上述布置間距，布置2片為一組，采用45型支撐架拼裝連接。拼裝完成后，開始吊裝施工。

（4）使用鋼絲繩吊起貝雷梁后，將貝雷梁吊運至安裝區(qū)域，從最上層弦桿開始，將貝雷梁緩慢從兩邊下放到支承橫梁指定安裝位置。待下放完畢，采用U形螺栓將貝雷架牢固固定于支承橫梁。施工時應(yīng)重點注意相鄰螺栓間的U形螺栓鎖定方向問題，嚴(yán)禁相鄰螺栓方向一致，避免影響結(jié)構(gòu)受力性能，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。再按照上述流程，施作后續(xù)貝雷梁。

（5）縱向貝雷主梁施工過程中，應(yīng)重點做好水平偏差控制，單梁偏差不得超過10mm，全架偏差不得超過50mm。

（6）130t汽車吊工作時，地基承載力的要求不小于131kPa，現(xiàn)場采用混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，具體為：面層厚度為30cm，標(biāo)號C25混凝土，基層厚度為20cm細(xì)粒徑級配碎石。

（7）在施工過程中，受多種因素影響，常出現(xiàn)不同程度的節(jié)點錯位問題，對于發(fā)生節(jié)點錯位的貝雷片，宜施作非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)貝雷片，對節(jié)點錯位問題進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障整體結(jié)構(gòu)性能。若非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)無法調(diào)整到位時，應(yīng)根據(jù)實際情況，采取有效的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施，確保結(jié)構(gòu)整體性能符合施工要求。

（8）貝雷桁架片位置調(diào)整準(zhǔn)確后，在桁架片之間安裝連接片，形成貝雷桁架片組；貝雷桁架片組之間橫向布設(shè)鋼管連接，布設(shè)間距為3m；待橫向鋼管安裝完畢，再施作剪刀撐進(jìn)行加固，完成鋼管柱貝雷梁支架搭設(shè)施工。

（9）鋼管柱貝雷梁支架分配梁搭設(shè)完成后，在貝雷梁支架上搭設(shè)承插型盤扣式鋼管支架，盤扣支架底托采用f48×6.5×550mm可調(diào)U形頂托反扣在貝雷梁頂I20工字鋼橫向分配梁上，對盤扣支架進(jìn)行限位固定，確保貝雷支架和盤扣支架連接穩(wěn)定。

4 模板安裝

（1）模板為厚15mm的竹膠板，模板底板處布設(shè)橫向方木作為底板支撐，通過橫向分配梁將模板與箱梁荷載傳遞給支架；腹板內(nèi)模與外模側(cè)模采用盤扣式腳手架作為支撐。

（2）后續(xù)根據(jù)預(yù)壓觀測數(shù)據(jù)，對模板施工預(yù)拱度進(jìn)行調(diào)整，合理設(shè)置預(yù)抬量，調(diào)整底模標(biāo)高，保證后續(xù)箱梁標(biāo)高準(zhǔn)確性，抵消后續(xù)箱梁混凝土澆筑施工引起的支架變形、支架沉降產(chǎn)生的不利影響。

5 預(yù)壓觀測

（1）支架搭設(shè)施工完畢后，在支架相應(yīng)位置鋪設(shè)方木，再鋪設(shè)厚15mm竹膠板作為支架底模。待底模、側(cè)模完成安裝，即可開始實施預(yù)壓施工。

（2）預(yù)壓施工采用堆碼沙袋形式進(jìn)行，結(jié)合箱梁恒載結(jié)構(gòu)，合理配置沙袋數(shù)量及分布。全聯(lián)加載一次完成，以有效消除結(jié)構(gòu)體系塑性形變，以便有效消除結(jié)構(gòu)非彈性變形，評價結(jié)構(gòu)整體性能。

（3）以本文所依托的E匝道橋箱梁支架為例，以跨中向支座為中心，采取對稱布載的方式，施加結(jié)構(gòu)恒載與模板自重110%的堆載，對支架進(jìn)行預(yù)壓。堆載過程中，沙袋應(yīng)整齊堆碼，并根據(jù)設(shè)置的觀測點位，合理預(yù)留觀測空隙。

（4）觀測斷面設(shè)置為3個，位置分別在1/4跨、1/2跨、3/4跨處，每跨15個測點。

（5）在堆載過程中，應(yīng)準(zhǔn)確觀測和記錄各級堆載下支架沉降數(shù)據(jù)，及牛腿、鋼管柱頂?shù)葮?gòu)件的變形情況，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，對支架沉降數(shù)據(jù)、支架彈塑性變形情況進(jìn)行計算，以更加準(zhǔn)確、科學(xué)地對施工預(yù)拱度進(jìn)行校驗，保證結(jié)構(gòu)可靠性。

（6）結(jié)合上述觀測的沉降數(shù)據(jù)，對沉降量合規(guī)性進(jìn)行分析，若沉降量數(shù)據(jù)在允許值以內(nèi)，則根據(jù)沉降觀測數(shù)值與施工預(yù)拱度數(shù)據(jù)，合理設(shè)置預(yù)抬量；若沉降超出要求，則應(yīng)做好成因分析，并采取針對性調(diào)整和治理措施，保證支架穩(wěn)定性和后續(xù)施工安全性。

6 結(jié)語

新寨河樞紐工程E匝道橋，采用鋼管柱貝雷梁支架方案，有效保證了施工安全性和施工質(zhì)量。同類高墩箱梁施工若采用該支撐結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行貝雷梁吊裝施工時，應(yīng)重點考慮吊車最不利工況吊裝施工安全性和穩(wěn)定性，減少施工安全隱患；在堆載預(yù)壓施工時，應(yīng)準(zhǔn)確計算結(jié)構(gòu)恒載，做好結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測，以準(zhǔn)確評價體系穩(wěn)定性和安全性；同時，應(yīng)加強(qiáng)各工序施工質(zhì)量和安全控制，保證橋梁建筑質(zhì)量和施工安全。