公路工程軟土地基現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)

于曉亮

(中鐵四局集團建筑工程有限公司，安徽合肥 230061)

1 工程概況

某大橋接線工程共有現(xiàn)澆梁14聯(lián)，其中高溝互通主線橋共有9聯(lián)，匝道橋共有5聯(lián)。高溝互通主線橋匝道橋共4座(B，C，D，E匝道)，總長460 m，采用鋼筋混凝土連續(xù)箱梁跨越。

2 工程特點及施工難點

1)高溝互通主線橋D匝道連續(xù)箱梁位處表層為第四系全新世沖湖積層所覆蓋，地表1 m～2 m為可塑狀低液限粘土，松散耕植土，其下20 m為深厚軟塑～流塑狀的有機質(zhì)低液限粘土、松散粉細砂層，承載力40 kPa～60 kPa，地質(zhì)承載力低，部分區(qū)域跨越既有的魚塘、蟹塘，地質(zhì)呈現(xiàn)流塑狀淤泥，如何規(guī)避軟土地基對支架施工的影響，是施工的重難點。2)橋梁全長80 m，上部結(jié)構(gòu)為20×4 m單箱雙室連續(xù)箱梁，混凝土施工工藝為一次性澆筑成型。箱梁重達1 250 t，對支架的穩(wěn)定性、安全性要求較高。

3 施工方案及施工工藝

3.1 支架施工方案的選擇

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可行的方案有三種:第一種是滿堂支架，需要大面積地基換填處理;第二種是貝雷片支架，在地系梁一側(cè)增設(shè)獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上設(shè)立螺旋管、工字鋼，搭設(shè)貝雷片支架;第三種是組合式支架，利用橋梁基礎(chǔ)在承臺上增設(shè)抱箍，搭設(shè)貝雷片支架，然后在貝雷片支架上搭設(shè)滿堂支架。

結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，根據(jù)施工難易程度、質(zhì)量控制、地基處理等方面進行綜合分析，由于軟土地基承載力偏低，需大面積進行基地處理，若產(chǎn)生不均勻沉降，將嚴重影響滿堂架的穩(wěn)定性，施工質(zhì)量難以控制，另外后期需要將硬化處理后的地基挖除復(fù)墾，投入成本高;一跨式貝雷片，需增設(shè)獨立基礎(chǔ)，設(shè)計及業(yè)主單位也不支持改變原設(shè)計的地梁基礎(chǔ)尺寸，同時支架線形不易控制;因此，決定選用方案三，抱箍+貝雷片組合式支架，具有較高的穩(wěn)定性和可操作性(見表1)。

表1 方案比選表

3.2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

本橋抱箍+貝雷梁支架法是在橋墩墩身上安裝抱箍，抱箍頂橫向放置支撐橫梁，支撐橫梁采用兩根63工字鋼，橫梁上沿橋縱向鋪設(shè)單層加強貝雷梁，為調(diào)節(jié)箱梁的橫坡和縱坡，在貝雷片上部搭設(shè)一層鋼管支架，先在貝雷片上方橫向鋪設(shè)一層Ⅰ18的工字鋼，工字鋼縱向間距90 cm(中間隔板位置間距60 cm)，鋼管架直接搭設(shè)在工字鋼上，支架縱橫間距采用60 cm×90 cm和90 cm×90 cm兩種，步距1.2 m。支架頂部設(shè)置頂托，頂托上橫向鋪設(shè)方木(見圖1，圖2)。

圖1 抱箍+貝雷梁組合式支架立面圖

圖2 抱箍+貝雷梁組合式支架現(xiàn)場施工圖

1)抱箍。抱箍設(shè)計長1 m，面板厚1.6 cm，直徑與墩柱直徑一致，抱箍牛腿長50 cm，牛腿上分布3×6排螺栓孔，螺栓采用M30的高強螺栓。為增大抱箍與墩柱之間的摩擦系數(shù)，在抱箍內(nèi)側(cè)粘貼一層3 mm的橡膠墊。檢查好抱箍后，用吊車將63工字鋼吊裝在抱箍的牛腿上，為了確保工字鋼的穩(wěn)定，防止滑移和傾覆，墩柱兩側(cè)的63工字鋼用兩條10 cm槽鋼橫橋向立放與抱箍牛腿焊接固定，在該槽鋼上方順橋向放置一條穿過兩根63工字鋼的10 cm槽鋼并與之焊接，使兩根63工字鋼連接成一個整體。抱箍牛腿與63工字鋼之間如有空隙，需加墊薄鋼板使63工字鋼與抱箍牛腿密貼，防止各抱箍受力不均(見圖3，圖4)。

圖3 抱箍示意圖

2)貝雷片?？v向主梁采用1.7 m高單層加強貝雷梁，貝雷片規(guī)格為150 cm×300 cm×18 cm。相鄰貝雷梁間用連接片或角鋼連成整體，每組貝雷片采用標(biāo)準(zhǔn)連接件進行連接。貝雷片安裝完成以后，由于箱梁有縱坡，與貝雷片連接處順橋向會形成間隙，在其下面滿塞鋼板固定，保證貝雷梁為面受力。

圖4 抱箍施工圖

3)滿堂支架。貝雷梁上面橫向分配梁采用Ⅰ18工字鋼，工字鋼縱向間距90 cm，工字鋼上設(shè)碗扣支架，以便調(diào)節(jié)箱梁縱、橫坡。支架采用標(biāo)準(zhǔn)碗扣式腳手架，滿堂支架采用鋼管型號φ48×3.0。當(dāng)橫向分配梁鋪設(shè)完成后，搭設(shè)前測量人員用全站儀放出箱梁在貝雷架上的豎向投影線，并用油漆涂上標(biāo)志線，再根據(jù)投影線定出路線中心線，根據(jù)中心線向兩側(cè)對稱布置碗扣支架。碗扣鋼管采用1.2 m和1.5 m長立桿，橫桿步距為1.2 m。鋼管平面縱橫間距腹板位置為90 cm×60 cm，翼緣板和底板位置為90 cm×90 cm。為了確保滿堂支架的整體強度、剛度和穩(wěn)定性，每跨縱橫向每隔4 m設(shè)置一道鋼管剪刀撐，剪刀撐采用旋轉(zhuǎn)扣件和立桿牢固連接。

4 技術(shù)控制要點及措施

1)抱箍安裝過程中，應(yīng)對三排高強螺栓分三次緊固，保證高強螺栓均勻受力，確保抱箍提供可靠的摩擦力，宜采用將抱箍落在地梁或附加鋼棒的方式確保抱箍不發(fā)生滑動。2)同一聯(lián)抱箍應(yīng)控制在同一高程上，保證貝雷梁支架水平，從而保證滿堂支架垂直受力。3)貝雷梁橫向連接應(yīng)全部連接，保證相鄰貝雷梁每個節(jié)點都要橫向連接，確保其不發(fā)生平面外失穩(wěn)。4)因連續(xù)梁多為曲線，其跨度與貝雷片長度模數(shù)大多不匹配，為此貝雷片支座位置無豎向腹桿時應(yīng)根據(jù)建模計算結(jié)果增加豎向腹桿。

5 經(jīng)驗及體會

抱箍+貝雷梁支架體系有效的利用了橋梁基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)自身，與其他支撐體系相比，穩(wěn)定性、安全性更高，且施工簡便，節(jié)約了地基處理和復(fù)墾所需要增加的成本，貝雷片及碗扣架等均可租賃，即便一次投入也可多次重復(fù)使用。

貝雷梁及抱箍、工字鋼橫梁及碗扣架體系統(tǒng)受力較為復(fù)雜，尤其是節(jié)點部位;貝雷梁跨中撓度不宜過大，撓度過大將影響滿堂支架整體穩(wěn)定性，為此在方案的設(shè)計過程中應(yīng)進行精確細致的力學(xué)性能計算，確保安全穩(wěn)定。

［1］劉宗祿.流亭立交連續(xù)箱梁施工技術(shù)總結(jié)［A］.鐵道建設(shè)優(yōu)秀論文選編［C］.1991-1993.

［2］周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計算手冊［M］.北京:人民交通出版社，2012.