大跨度箱梁超高支架設計與施工技術

王昆鵬

（中鐵大橋局集團有限公司 第二工程有限公司，江蘇 南京 210015）

1 工程概況

泰州長江大橋南錨和南塔之間的引橋上部結構為6×70m六跨預應力混凝土連續箱梁,全長420m。梁高4m。箱梁頂板寬16m，底板寬7.5m。

箱梁直線段總長為33m，采用單幅一次性澆筑，混凝土方量為492.36m3，梁段總重為1230.91t。其中8’塊段在南塔下橫梁上方，此塊段的重量200.85t考慮由南塔下橫梁承受，故直線段施工計算中混凝土重為1030.06t。

2 支架設計

2.1 基礎設計

直線段施工范圍位于江灘上，原計劃采用鋼管樁基礎。但經過現場勘查，此處屬于原南塔施工場地，根據查閱其施工方案及現場核實，筑島平臺處理方法為清除30cm厚的腐質后，對基層進行分層填筑，分層壓實，層厚＜30cm，壓實度≮90%，然后填筑30cm厚的山皮土再澆筑20cm的C20混凝土，且筑島平臺已經過2年多的沉積，現地面標高為+4.5m。根據現場實際情況，決定采用擴大基礎。

根據設計，管樁分為三組，其中兩組位于地基上，第三組位于南塔的承臺基礎上。地基上的兩組管樁采用整體基礎，尺寸為13.7×6.2×1.5m，基礎底面配一層鋼筋網片；南塔承臺上的那組管樁采用單獨的小基礎，尺寸為1.5×1.5×0.5m。經過計算，基礎及地基均滿足要求。

2.2 支架設計

（1）鋼管樁的選用

考慮支架高度在45m左右，在安裝時，其接頭及連接系若采用焊接，施工難度很大，而且焊接質量也難以保證。經多方考察，最終決定采用φ609mm，δ=16mm的成品管樁，其接頭均帶有法蘭盤，連接系也采用同類管樁，其與豎向管樁之間通過四通進行連接。經分析計算腹板下中間兩根樁受力最大，最大受力為Pmax=933KN=93.3t，計算得鋼管樁柔度λ=214.3>100，屬大柔度鋼管，鋼管的臨界力Pcr=132.6t>93.3t，所以滿足要求。

成品管樁主要由三個部分組成：拼接段、活動端、四通。

拼接段的單根長度為0.2m、0.3m、0.4m、1.05m～9.05m，施工時通過螺栓連接成整體。活動端，由插座頭及插銷頭組成，長度為1.49m，可調節范圍0～0.2m。四通主要是用于管樁的交叉連接，可以根據需要連接于管樁非法蘭盤位置的任何地方。

（2）支架結構設計

根據計算、比選，支架管樁分為三組，每組縱向兩排，管樁間距為3m；橫向四排，間距為3m+4.5m+3m；每組內每根管樁間設四層連接系，每10m一層。根據計算，每組管樁的受力及穩定性滿足設計要求，但考慮到管樁的高度，為確保安全，決定在每組管樁之間加兩層連接系。

（3）管樁的配置

圖1

管樁立柱根據設計進行初步配置，施工時基礎標高需嚴格控制，安裝完成后，頂端標高通過活動端進行精確調整。管樁配置時，底節配一個0.4～0.5m的短節，即便于底節安裝時垂直度的調整，另外因底節與預埋件焊接固定，采用短節便于拆除。圖1為支架連接系的配置示意圖。

2.3 管樁支架安裝

2.3.1 安裝前的準備工作

（1）安裝前對基礎標高進行復測，根據實際標高，計算管樁立柱配置是否要進行調整；

（2）對每根管樁立柱的中心位置按設計進行測量放樣。

2.3.2 安裝順序

根據連接系的位置及管樁的配置情況，安裝順序如下：底層短節安裝→第一個9.05m長節立柱安裝→第二個9.05m長節立柱安裝→第一層連接系安裝→第三個9.05m長節立柱安裝→第二層連接系安裝→第四個9.05m長節立柱安裝→第三層連接系安裝→剩余立柱（包含活動端）安裝→第四層連接系安裝。

2.3.3 底層短節安裝

（1）根據測量放樣的立柱中心點對底節進行精確定位；

（2）用水平尺調整底節短節確保其上法蘭盤水平；

（3）調整完成后，底節下法蘭與預埋件焊接在一起，焊縫高度為10mm；

（4）焊接完成后，每根短節與預埋件之間再加焊6塊三角加勁板。

對焊縫質量進行檢查、驗收，合格后，進入下道工序。

2.3.4 第一、二個9.05m長節立柱、第一層連接系安裝

（1）在距第一個長節立柱頂端約50cm處對稱焊接四個帶欄桿立柱的三角托架，并鋪上腳手板；

（2）安裝第一個長節立柱，其與底層短節連接處的螺栓暫不完全擰緊；

（3）第一個長節立柱安裝完后，利用其頂部的三角托架滿鋪腳手板，在托架帶的立柱焊接欄桿，并掛設安全網，形成第一層操作平臺；

（4）在第二個長節立柱的頂端焊接同樣的三角托架，并在其底部安裝好四通；

（5）安裝第二個長節立柱，其與第一個長節立柱的連接工作在第一層操作平臺上進行，該處連接螺栓擰緊；

（6）安裝第一層連接系。在此時安裝第一層連接系，即確保結構的安全，同時，因管樁連接系長度固定，而且通過四通與立柱相連時，連接處法蘭螺栓上緊后，連接系與立柱必垂直；連接系的安裝過程也是立柱管樁垂直度的調整過程，連接系安裝到位，立柱垂直度也調整到位。

（7）第一層連接系安裝到位后，擰緊第一個長節立柱與底層短節之間的連接螺栓。

2.3.5 剩余管樁安裝

按照設定的安裝順序及上述安裝步驟逐層進行管樁的安裝工作，每層操作平臺托架、四通的位置根據需要，在地面安裝完成。

每組管樁需制作一個帶半圓護欄的掛梯，在管樁立柱安裝前，附著于管樁之上，作為各層平臺之間的上下通道。掛梯與管樁之間需固定牢靠，外掛安全網，確保施工人員上、下班的安全。

2.4 樁頂分配梁及貝雷梁安裝

管樁安裝完成后，測量管樁頂的高度，并通過樁頂的活動端調整樁頂的標高至設計位置，然后安裝樁頂分配梁，分配梁需與樁頂固定牢靠。

最后進行貝雷梁安裝，貝雷梁可根據塔吊的起吊能力分成若干組，在地面拼裝成小組后，再起吊上去進行組拼。

2.5 支架壓重

支架安裝完成后，需組織相關人員對支架進行一次全面的檢查，合格后進行壓重試驗。

（1）貝雷梁安裝完成后，在其上放置橫向小分配梁，鋪設廢舊模板，對應腹板部分采用舊鋼模，其余部分可采用木模；

（2）采用噸包裝袋內裝黃砂作為壓重物，根據支架設計荷載情況布置壓重物；

（3）在基礎、鋼管樁頂、貝雷梁跨中處及模板上布設觀測點，在壓重過程中進行變形觀測，觀測分三次進行，壓重30%、60%、100%時各觀測一次；

（4）在壓重過程中，安排專人對支架進行巡查。

支架安裝完成后，經壓重試驗，承載及變形均滿足要求。

2.6 技術保證措施

（1）底座預埋鋼板的平整與否直接關系著管樁的垂直度，是高管樁支架施工中的重要控制點之一。為了確保預埋鋼板的平整度和絕對標高，每塊鋼板都以三點測量點控制，測量組全程控制每塊鋼板的絕對標高，為后序施工奠定良好的技術基礎。

（2）在拼裝過程中，每層平聯安裝完成后，測量對垂直度進行復測，發現問題，及時進行調整，最后再擰緊螺栓。

3 結語(與普通管樁基礎對比)

管樁及連接系與采用普通鋼管加槽鋼焊接的方式對比：

優點：采用成品帶法蘭盤具有固定規格型號的成品管樁，設計時按成品管樁的型號配置好，有利于管樁的循環利用，減少浪費，節約成本；施工時，避免了大量的高空焊接，從而保證了施工安全、質量，也加快了施工進度，特別是管樁支架拆除時，避免傳統的氧氣切割，能最大限度保證拆除安全。

［1］JTG041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

［2］周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工設計手冊[K].北京：人民交通出版社，2001.