懸臂澆筑混凝土0 號塊墩頂托架施工技術探討

張 亮

（中鐵十二局集團有限公司 第二工程有限公司，山西 太原030032）

1 工程概況

京石鐵路客運專線石太直通線跨307 國道大橋，大橋中心里程為DK23+635.74，全長459.13m， 孔跨布置為：3×32m 簡支箱梁+(48+80+80+48)m 預應力混凝土連續剛構+3×32m 簡支箱梁。 設計以主橋連續剛構上跨既有石太雙線鐵路、307 國道和多條砂石路以及太平河。 跨越石太線及307 國道的交角分別為72°23′和83°02′。連續剛構的5 號墩毗鄰既有線，墩高74m，為全線最高墩。 主梁平面位于R=8000m 曲線上，縱斷面位于縱坡-3.5‰的直線上，梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。 中支點處梁高6.09m，跨中及邊支點梁高3.69m，梁底面采用2 次拋物線過渡。箱梁頂寬12.2m，箱梁底寬6.4m。采用懸臂現澆法施工，中支點0 號塊梁段長度12m，一般梁段長度分成3.0m 和3.5m，中跨合龍段長2.0m，邊跨直線段長度分成3.0m、3.0m 和3.75m 三段。 最大懸澆段重1497.3kN。 懸臂施工采用先中跨合龍，后邊跨合龍。

2 墩頂托架技術及施工應用

2.1 墩頂托架技術

橋梁施工常用的方法有：整體現澆，掛籃懸澆或懸拼，整體預制吊裝等。 當采用掛籃懸澆法施工時，墩身頂部的混凝土節段通常稱為0號節段或0 號塊。 0 號塊作為墩頂上部的梁體結構，是安裝掛籃的作業平臺和掛籃的反力作用點。 0 號塊的施工必須在具有足夠剛度和強度的支架平臺上澆筑。 當墩身較低時，一般采用從地面搭設腳手架或鋼管架作為模板支撐體系，所使用的支架材料比較多；當墩身較高時一般采用墩頂托架，以節省材料，減小支架搭設的風險。目前傳統做法是，在墩頂施工時預埋鋼板，施工0 號塊前，將托架構件與預埋鋼板依次焊接，0 號塊施工完成后，再將托架構件一一割除。 這種做法存在托架焊接安裝、割除費時費力，耗費材料，且預埋鋼板對墩身外觀質量有嚴重影響等問題，同時高空焊接、切割也增加了施工的風險。

2.2 墩頂托架的構造

針對上述問題，項目組通過認真研究，提出了一種新型的墩頂托架方案。 該托架的構造如圖1 所示。

圖1 0 號塊墩頂托架圖

2.3 墩頂托架的安裝工藝

2.3.1 托架加工

采用螺栓連接的鋼板，螺栓孔統一由專業廠家制作、打孔，兩鋼板螺栓孔誤差要求控制在2mm 以內。鋼板預埋時位置固定準確、牢固防止在混凝土澆注過程中預埋鋼板位置移動，最后一板墩身模板校核合格并加固好開始安裝預埋鋼板，為了確保預埋鋼板的位置準確，先量出預埋鋼板的位置然后彈上墨線。預埋鋼板表面貼一層膠布然后直貼模板表面，防止了混凝土澆注過程中混凝土進入螺栓孔，待混凝土澆注完成拆出墩身模板后只需把膠布撕掉即可露出螺栓孔。預埋鋼板的錨固鋼筋采用?25 鋼筋，錨固長度不小于80cm，鋼筋與鋼板間焊接采用貼角焊，焊縫寬度不小于10mm，有效厚度不小于8mm。 預埋螺栓采用地角螺栓，螺栓口和預埋鋼板緊貼并點焊在鋼板上，螺栓底部采用膠帶封死底口防止混凝土澆注過程中水泥漿進入，避免了擰螺栓的時候預埋的螺栓發生松動。托架的斜撐和水平桿采用雙倍槽鋼的需在兩槽鋼之間設連接板和綴板，以滿足其強度、剛度要求。托架水平桿和斜撐的加工下料必須準確，且角度控制準確。

2.3.2 托架安裝

高墩橋梁懸臂澆筑混凝土0# 塊墩頂托架， 包括間隔設置在墩身四周頂部、 并且在墩身兩個相對側壁上呈對稱分布的工字鋼預留孔，相互對稱分布的工字鋼預留孔內貫穿插設有長工字鋼；還包含分別設置在0# 塊腹板下、與橋梁中心線平行的墩身側壁兩端的三角托架，所述三角托架包含預埋在墩身內的一組精軋螺紋鋼、與長工字鋼平行設置并與墩身表面固定的一組短工字鋼以及上端與短工字鋼連接、下端與墩身表面固定的斜撐，短工字鋼一端焊接連接板，短工字鋼通過連接板、螺母、位于連接板兩端的精軋螺紋鋼與墩身表面錨固；短工字鋼下方及斜撐下端固定有一個平鋼板以及位于平鋼板下方、通過鋼板預留孔插設于墩身內的一組立鋼板，斜撐下端與平鋼板連接。

所述連接板背面設有與短工字鋼焊接的加勁鋼板，用以增加短工字鋼與墩身的錨固強度。位于墩身一側壁的長工字鋼上或長工字鋼與短工字鋼上架設有一組工字鋼水平桿，施工時，在位于墩身四周的四組工字鋼水平桿上即可搭設施工平臺。

3 技術應用與前景分析

3.1 應用情況及效益分析

3.1.1 跨307 國道大橋大橋的5 個高墩（3-7 號墩）均采用了上述兩項新技術和設備進行施工。 高墩施工完成后經檢測，橋墩中心偏移最大為0.5mm，完全滿足設計要求，橋墩外觀質量優良。

3.1.2 由于各方面原因，造成跨307 國道大橋大橋高墩施工工期僅有3 個月。 采用上述技術設備后，每次施工循環進尺大，循環時間短，施工高峰期時每循環最短只需4 天，于冬季來臨前圓滿的完成了高墩施工任務，為大橋整體工期目標的實現奠定了良好的基礎；墩身線形控制良好，混凝土質量內實外美，受到建設、設計、監理單位的一致好評。高墩施工無因工死亡和重傷責任事故，無重大機械事故，實現了安全生產的既定目標，同時創造了良好的經濟效益和社會效益。

3.2 墩頂托架的特點及應用前景

3.2.1 與現有同類技術相比，項目組提出的墩頂托架方案不占用橋下空間，材料較鋼管支架用量少，而且除了預埋精軋螺紋鋼外，其它部件均可循環利用，大大降低了施工成本，對墩身外觀質量的影響很小，結構簡便，易于安裝、拆卸，適用范圍廣。

3.2.2 目前，我國連續梁橋或連續剛構橋施工中廣泛采用掛籃懸臂澆筑的方法，而高墩橋梁0 號塊的施工不可避免地要用到墩頂托架。隨著我國公路、鐵路建設的發展，以及西部大開發的深入進行， 高墩連續梁或連續剛構橋的使用將十分普遍，因此，大力推廣這一新型的墩頂托架技術，將在未來的橋梁施工中創造巨大的經濟效益和社會效益。

4 結語

高墩橋梁懸臂澆筑混凝土0 號施工常規方法一般采用支架法或托架法，當墩身高度較高或水中施工搭設支架較不方便時，采用托架法施工其施工方便性及經濟效益將更加明顯。 本橋結合自身特點，項目組通過認真研究，提出了一種新型的墩頂托架方案。 運用該墩頂托架方法，成功完成了高墩橋梁0 號塊混凝土的澆筑施工，拆模后的梁體線形準確，并且通過預壓及臨時預應力索張拉等措施。 本技術的應用，不僅節省了施工投入，更加快了施工進度，創造了良好的經濟效益。

［1］張熙偉.高墩大跨橋梁托架施工預壓方法初探[J].城市建設理論研究:電子版,2012(19).

［2］王建斌.公路橋梁獨柱墩蓋梁托架法施工技術[J].城市道橋與防洪,2012(3).

［3］吳利民.鐵路橋梁懸灌梁0 號段底托架施工新技術研究[J].建筑技術開發,2010(3).

［4］賈殿舉.淺析公路橋梁高墩蓋梁托架法施工工藝[J].大陸橋視野,2010(7).