沈健聰，王嘉平

（嘉興市快速路建設發(fā)展有限公司，浙江嘉興 314000）

0 引言

在城市高架橋大懸臂蓋梁施工的過程中，支架體系的施工是關鍵的一步，在整個過程中要保證好施工的安全與質(zhì)量[1]。目前不同的支架方法對應的承載能力存在著明顯的差異，并且根據(jù)不同的工程情況選擇的不同的支架類型，也受到諸多影響因素的影響[2]。同時，蓋梁支架施工也會受到工程所在地的地形，工期，施工安全要求的影響，應針對實際工程條件選擇蓋梁施工的方法，在保證施工安全與質(zhì)量的前提下，關鍵步驟為合理選擇蓋梁支架[3]。

針對以上的問題，許多的專家學者對大懸臂蓋梁支架施工技術進行了研究，張克等[4]基于深中通道大懸臂蓋梁的工程，放棄了傳統(tǒng)的支架結(jié)構(gòu)形式，采用了一種裝配式空間異性結(jié)構(gòu)。韓國祥[5]提出了在施工的過程中對蓋梁支架危險截面應力進行實時的監(jiān)控，利用數(shù)字圖像相關法技術實時監(jiān)測蓋梁支架關鍵點的位移，保證了施工的安全和質(zhì)量。

本文結(jié)合某城市高架工程項目，提出了一種適用于本工程，并且經(jīng)濟、安全、可靠、高效的懸臂蓋梁支架體系施工技術，為城市高架大跨度懸臂蓋梁支架體系設計與施工提供了新的思路。

1 工程概況

1.1 背景介紹

本工程為S302 平湖至安吉公路平湖平善大道至南湖嘉南公路段改建工程（一期）第1 施工標段，線路總長8.65km，橋涵公路等級Ⅰ級，施工范圍為主線連續(xù)高架橋（不含主線兩側(cè)互通高架、地面輔路）工程。工程采用的現(xiàn)澆蓋梁有3 種型式：①“Y”型獨立墩雙懸臂蓋梁，長度25.50～27.45m，共224 支。②雙墩柱單門洞單懸臂蓋梁（另外端為懸臂端），長度34.250～39.978m，共19 支。③三墩柱雙門洞框架蓋梁，長度43.00～48.80m，共32 支。不同型式的墩柱依據(jù)不同的條件確定對應的支架形式。

1.2 施工難點

本工程為市域環(huán)境下高架橋橋墩現(xiàn)澆預應力混凝土懸臂蓋梁的施工，在現(xiàn)澆蓋梁施工的過程中存在著相應的技術難點。

（1）蓋梁懸臂端伸出道路施工圍擋范圍，圍擋外兩側(cè)保通道路車流量較大，框架門墩蓋梁施工存在門洞內(nèi)的社會交通壓力，故支架施工可能直接影響兩側(cè)既有道路的交通，造成施工期間交通組織難度高、交通壓力大。同時，圍擋內(nèi)施工場地狹小，作業(yè)面施工機械多，安全文明施工環(huán)保要求高，施工作業(yè)難度較大。

（2）支架在現(xiàn)澆施工的過程中，兩側(cè)支架懸挑（或者門洞框架）在保通道路車道上方，來往社會車輛多，在施工時存在著墜落物傷害車輛、行人的風險。

（3）本工程蓋梁結(jié)構(gòu)的類型較多，樣式復雜，結(jié)構(gòu)尺寸跨度及變化較大。蓋梁模板設計多樣化及成本加大。懸臂蓋梁設計的懸臂結(jié)構(gòu)大，漸寬段的框架蓋梁長度大，蓋梁支撐結(jié)構(gòu)體系經(jīng)過精心的設計。

2 支架體系結(jié)構(gòu)設計

2.1 支架設計要點

在大懸臂蓋梁支架體系結(jié)構(gòu)設計的過程中應結(jié)合該工程的特點，在本蓋梁模板支撐系統(tǒng)中主要包括基礎、鋼立柱、平聯(lián)、斜撐、砂箱、防護安全網(wǎng)層，橫梁、貝雷主梁、分配梁、作業(yè)平臺以及臨邊護欄等部分。

在本施工技術中的現(xiàn)澆懸臂梁支架，基礎與立柱間連接焊接，中間鋼管立柱支撐在承臺上，采用槽鋼作為柱間的聯(lián)系，平聯(lián)與地面凈空不小于5m，平聯(lián)數(shù)量根據(jù)墩高設置1～2 組。主梁采用單層三拼321 貝雷主梁（寬度45cm），長30～32m，橫梁采用雙拼Ⅱ40 型鋼，位于貝雷主梁下，鋼立柱與橫梁之間設置卸荷砂箱，用于傳力、卸載。貝雷主梁的下表面兩端均固定連接有連接塊，連接塊的下端設置有液壓伸縮桿，通過設置的鋼筋彈簧結(jié)構(gòu)和液壓伸縮桿，在蓋梁現(xiàn)澆施工時，隨著混凝土的澆筑，支架上所承受的來自于蓋梁模板的力逐漸增大，現(xiàn)澆蓋梁受到的壓力通過連接塊傳導至液壓伸縮桿內(nèi)，通過鋼筋彈簧結(jié)構(gòu)的彈力效果，使高架現(xiàn)澆蓋梁和鋼蓋梁之間的擠壓力變小，從而起到緩沖減震的作用，且鋼筋彈簧結(jié)構(gòu)在不使用時也不會造成高架現(xiàn)澆蓋梁發(fā)生晃動的問題。

現(xiàn)澆懸臂蓋梁支架體系如圖1 所示。

圖1 現(xiàn)澆懸臂蓋梁支架體系

2.2 支架設計驗算

在支架體系結(jié)構(gòu)設計完成之后，進行對支架結(jié)構(gòu)的設計驗算，以保證整個蓋梁支架結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，確保更高的施工質(zhì)量，以下是以門式框架墩蓋梁支架，對其最大截面積，支架跨度最大的蓋梁為例分別就其橫向轉(zhuǎn)換梁、貝雷縱梁的抗彎強度、抗剪強度、撓度等各個方面進行驗算。

2.2.1 橫向轉(zhuǎn)換梁計算

均布線荷載標準值：q′=0.42=0.42kN/m。

均布荷載設計值：q=1.35×0.42=0.567kN/m。

（1）對其抗彎強度進行驗算，σ=Mmax/W=15.143×106/423000=35.799N/mm2≤[f]=205N/mm2，經(jīng)驗算可得橫向轉(zhuǎn)換梁抗彎強度滿足要求。

（2）對其抗剪強度進行驗算，Vmax=82.94kN。

τmax=82.94×1000×[118×2502-（118-10）×2242]/（8×52800000×10）=38.406N/mm2≤[τ]=125N/mm2，經(jīng)驗算可得橫向轉(zhuǎn)換梁抗剪強度滿足要求。

（3）對其撓度進行驗算。

跨中：vmax=0.466mm≤[v]=2691/250=10.764mm。

懸挑端：vmax=1.815mm≤[v]=1657×2/250=13.256mm。

經(jīng)驗算可得橫向轉(zhuǎn)換梁撓度滿足要求。

2.2.2 貝雷縱梁計算

縱梁所受線荷載標準值：q′=0.33kN/m。

縱梁所受梁線荷載設計值：q=1.35×0.33=0.446kN/m。

由于縱梁為貝雷梁，抗彎抗剪驗算用容許值，則荷載對應用標準值計算。

（1）對其抗彎強度進行驗算，Mmax=755.912kN·m≤[M]=4819.4kN·m，經(jīng)驗算可得貝雷縱梁抗彎強度滿足要求。

（2）對其抗剪強度進行驗算，Vmax=532.102kN≤[V]=698.9kN，經(jīng)驗算可得貝雷縱梁抗剪強度滿足要求。

根據(jù)以上方法對各個形式蓋梁所采用的支架進行強度、剛度以及穩(wěn)定性等方面的驗算，經(jīng)過驗算確定是否滿足要求，確保結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

3 施工技術要點

3.1 支架搭設

由于蓋梁支架體系由基礎、鋼蓋梁、平聯(lián)、斜撐、砂箱、防護安全網(wǎng)層，橫梁、貝雷主梁、分配梁、作業(yè)平臺及臨邊護欄組成。所以整個蓋梁支架搭設施工的流程如下：鋼管立柱位置測量放線→（混凝土基礎）鋼管立柱吊裝→卸落塊安裝→工字鋼橫梁安裝固定→貝雷梁拼裝→貝雷梁吊裝（分段吊裝固定）固定→水平連桿槽鋼安裝固定→分配梁及操作平臺安裝→上下梯道搭設（連接通道圍護安裝）→鋼管護欄（定型護欄）安裝→防墜落安全密目網(wǎng)層安裝→安全警示標準牌掛設。

3.1.1 連接體系安裝

支架鋼管立柱支撐在承臺上和條形基礎上，鋼管立柱法蘭盤螺孔與預埋螺桿準確對中后旋緊螺栓緊固，鋼管立柱安裝分組進行，安裝就位后及時安裝縱聯(lián)，形成框架體系。

3.1.2 卸落塊安裝

鋼管立柱安裝完成后，復核柱頂高程，按照擬定高度安裝卸落塊，用于傳力、卸載。

3.1.3 貝雷梁、分配梁安裝

貝雷承重梁采用現(xiàn)場就地拼接，分段吊裝方式安裝，貝雷片與貝雷片間順橋向采用對拉螺桿連接，橫橋向采用銷栓連接。貝雷主梁下表面兩端均固定連接有連接塊，連接塊通過液壓伸縮桿和鋼筋彈簧結(jié)構(gòu)與分配梁相連接；分配梁完畢后，蓋梁作業(yè)平臺采用定制花紋鋼板走道，密鋪設于分配梁上。

3.1.4 操作平臺安裝

蓋梁安全施工操作平臺采用裝配式安全操作平臺，從連接通道由近及遠順序安裝，利用兩側(cè)分配梁沿蓋梁環(huán)形設置，平臺四周臨邊采用全封閉臨邊定型防護，防落物網(wǎng)采用雙層密目安全網(wǎng)，把車道和非機車道上方的貝雷梁兜底包裹到蓋梁作業(yè)平臺上，內(nèi)側(cè)設置30cm 的活動擋板，底模安裝時活動擋板平放在蓋梁支架分配梁上，鋪滿操作平臺空隙，側(cè)模安裝時活動擋板立起，不影響模板安裝。

3.2 支架預壓

在支架搭設完畢、檢查驗收合格，底模安裝完成之后，為了檢驗支架及基礎是否滿足受力要求，消除支架非彈性變形及地基變形以及實測支架彈性變形，為設置施工預拱度提供依據(jù)將對支架進行預壓。

擬采用混凝土預制塊+鋼筋原材的方式全支架預壓。支架預壓荷載為預壓范圍內(nèi)的支架承受混凝土結(jié)構(gòu)恒載與模板重量之和的1.1 倍。以“Y”獨立墩標準蓋梁混凝土量為152.8m3為例，預壓荷載為440t。人工配合汽車吊根據(jù)蓋梁荷載分布情況，均勻堆載。支架預壓進行分級加載，擬采用三級加載，依次為單元內(nèi)預壓荷載值的60%、80%、100%進行加載及卸載，每級加載完成后間隔12h 對支架沉降量進行一次監(jiān)測。如果12h沉降量小于2mm，說明沉降已經(jīng)穩(wěn)定，即可進行下級加載。加載應從跨中向蓋梁端、結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進行均勻布載。

全部預壓荷載施加完后，繼續(xù)沉降觀測，每間隔24h 監(jiān)測一次，監(jiān)測數(shù)據(jù)滿足規(guī)范要求后方可進行支架卸載，荷載持續(xù)時間一般不小于72h。

3.3 支架拆除

支架的拆除施工過程有以下步驟。

（1）第一批預應力束張拉、壓漿完成后拆除裝配支架及下部防護（棚）設施，移至下一墩位，拆除順序應符合設計要求進行，不可盲目隨意拆卸。原則上拆除蓋梁支架過程中應該封閉蓋梁支架投影內(nèi)全部交通。

（2）拆除支架前，先檢查柱頂砂箱兩側(cè)是否支墊穩(wěn)固，然后緩慢松開砂箱卸落螺絲，砂箱支墊高度緩慢下降（需注意拆卸過程中兩側(cè)砂箱須同步對稱進行）。

（3）蓋梁支架砂箱拆除總體順序：順橋向砂箱同時拆，橫向由主跨中支墩依次向兩側(cè)將拆除砂箱。

（4）拆底模、分配梁作業(yè)。

（5）拆除防護設施（棚）、主梁作業(yè)。

（6）柱頂橫梁、鋼立柱拆除。

總體來說，應該在預應力張拉完成后拆除底模，拆除底模時，用手拉葫蘆將底模拉緊使其承受底模自重，砂箱卸荷待底模脫落將其抽出。隨后依次拆除分配梁、防護設施、貝雷梁等設施。

4 結(jié)語

針對在復雜市域內(nèi)高架橋大跨度懸臂蓋梁的支架體系的施工難度大，施工安全與質(zhì)量難以保證，蓋梁樣式多樣，結(jié)構(gòu)尺寸跨度以及變化較大等問題，本文基于S302 平湖至安吉公路平湖平善大道至南湖嘉南公路段改建工程，對該類工程施工技術加以研究。

（1）在支架體系結(jié)構(gòu)設計過程中根據(jù)工程的特點，按照蓋梁的樣式對支架進行詳細設計，采用現(xiàn)澆懸臂蓋梁支架體系，通過鋼蓋梁與橫梁之間設置卸荷砂箱，主梁采用單層三拼貝雷主梁，貝雷主梁間設置型鋼聯(lián)系，確保了支架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，且安拆較為方便，節(jié)省了人工以及工期。

（2）通過研發(fā)由底座、導軌和移動支架組成的可調(diào)式蓋梁鋼筋籠綁扎平臺，蓋梁鋼筋骨架綁扎采用分段匹配安裝，上下層主筋間距中間使用定位卡槽控制上下排主筋間距和左右間距，主筋連接采用雙螺紋套筒連接，提升了鋼筋籠施工的效率和質(zhì)量，側(cè)面采用梅花形高強砂漿墊塊控制箍筋位置，保證保護層厚度。

（3）通過在支架施工過程中規(guī)范的施工操作，在支架搭設、支架預壓、支架拆除的過程中注意規(guī)范要求，提高工作效率，合理的加快施工工期，降低對周圍居民環(huán)境的影響，確保施工安全與質(zhì)量。