大跨度系桿拱橋現澆梁支架施工

鑒 偉

(鐵道戰備舟橋處，山東 德州 251100)

大跨度系桿拱橋現澆梁支架施工

鑒 偉

(鐵道戰備舟橋處，山東 德州 251100)

結合西安市東風路灞河橋的支架結構特點，介紹了支架的施工方法，并從預壓方式、沉降變形觀測點布設、預壓程序等方面，闡述了該大跨度系桿拱橋現澆梁支架的預壓方案，為同類工程施工積累了經驗。

系桿拱橋，支架，預壓方案，鋼管柱

1 工程概況

東風路灞河橋主橋采用兩跨半中承式連續系桿拱橋，跨徑布置為：2×89=178 m，施工方式為墩柱形成后，搭建鋼支架，鋪設模板，預壓后現澆混凝土。混凝土應力達到設計要求時，張拉系梁應力束，最后在橋上用120 t汽車吊吊裝鋼拱肋、吊桿。

2 支架結構

現澆支架基礎采用φ630鋼管樁(系梁下)和φ529鋼管樁(其他)，凈跨距10.5 m，雙排樁間距6 m，樁間采用Ⅰ20工字鋼、[10槽鋼焊接成桁架聯接系。

樁頂接φ609×16柱子，柱頂為雙拼2Ⅰ56b橫向工字鋼，縱向主梁為貝雷梁，橋寬54 m范圍內分布50片貝雷片，其中4個系梁下各分布5組雙拼，橋中2組3拼，兩側各1組雙拼。橫向為24組吊桿橫梁下各分布2組雙拼54 m長貝雷片，中墩處橫向為工字鋼。

3 現澆支架結構

現澆支架結構示意圖見圖1。

4 施工方法

4.1 支架施工工藝流程

支架施工工藝流程見圖2。

4.2 鋼管樁定位插打

施工采用履帶吊配合振動錘插打鋼管樁，先初測鋼管樁位置，安裝定位導向裝置，吊裝管樁就位，利用全站儀定位測量，使振動錘的中心線和定位樁點成一直線，利用履帶吊提升振動錘，用振動錘將鋼管樁夾緊，慢慢下沉至設計深度，精確測量，需要時將鋼管樁慢慢提升、移動調整，測量人員用全站儀觀察樁的傾斜度是否符合規范要求，確保位置偏差在20 mm內，傾斜度不大于0.8%，根據入土深度和貫入度雙控保證承載力和穩定性。水中部分可逐跨打設鋪裝，履帶吊“釣魚法”向前推進。

4.3 焊接樁間連接系及樁頂墊板、墊梁

用[20槽鋼焊接樁間連接系、增加管樁立柱的穩定性，測量找平后焊接樁頂墊板。在加工場地焊接工字鋼墊梁，運至現場后在樁頂墊板上焊接2Ⅰ56a工字鋼墊梁。

4.4 安裝縱橫向貝雷梁、工字鋼

在墊梁上放線，畫出縱向貝雷梁的位置。在預拼場將貝雷梁預拼好，吊裝至設計位置，對貝雷梁進行固定。在縱向貝雷梁上安裝橫向貝雷梁(每組吊桿橫梁處2組)，墩頂附近Ⅰ40a工字鋼做簡支分配梁，間距為60 cm。每根工字鋼、橫貝雷梁應與縱向貝雷梁用U形螺栓固定。

5 2×89 m系桿拱現澆縱、橫梁支架預壓方案

5.1 預壓目的和意義

為確保現澆梁支架的結構設計承載力和結構安全性，2×89 m系桿拱主橋現澆縱向系梁、吊桿橫梁、拱肋橫梁及墩頂橫梁施工前要對梁底鋼管樁貝雷梁支架系統進行分區分級加載預壓。通過加載預壓方式，檢驗鋼管樁支架系統的承載力和穩定性，消除鋼管樁支架的不均勻沉降和支架構件與連接部位的非彈性變形，實測彈性變形參數，確定縱向系梁，吊桿、拱肋、中墩頂橫梁底模施工控制標高，設置底模預拱度，保證現澆縱橫梁體結構線性符合施工圖要求。

5.2 預壓方式

預壓采取分左、右幅對稱分區段分級加載方式。支架預壓總荷載19 862.5 t，總面積4 801.84 m2，預壓面單位荷載為4.136 t/m2。主要采用砂袋做加荷載體，考慮預壓堆積體量，對于單位荷載較大的部位，采用鋼筋原材加砂袋。砂袋在梁底模上呈梯形斷面，上下層砂袋進行縱、橫向搭接1/2袋體。

整個預壓加載過程模擬實際縱、橫梁混凝土施工時的荷載分布，按照先底板、再腹板、最后堆載頂板和翼緣的順序進行，各級加載按總預壓荷載值的50%，100%，115%三級加載，各級持荷時間分別為24 h，12 h，36 h，不含加載過程時間。

5.3 支架預壓沉降及變形觀測點的布設

根據主橋現澆縱橫梁結構和鋼管樁貝雷梁支架平面布置形式，確定了預壓過程沉降與變形監測點的布設位置，測點間距不大于6.0 m。

測點布設原則如下。

5.3.1 系梁下測點布設

系梁標準段測點布設在系梁的吊桿橫梁相交處，變截面段布設在梁底變高點處，一道系梁單跨內布設17個測點。

5.3.2 吊桿橫梁、中墩橫梁及拱肋橫梁布設

一道吊桿橫梁、中墩橫梁及拱肋橫梁均布設7個測點，位于跨中。

測量沉降和變形可以在橋下測現澆梁底模板下面或橋面上測梁底模板上面側邊。

5.4 預壓程序

采取南、北幅鋼管支架各分5個區對稱分段預壓方案。根據現場實際和施工進度確定預壓順序。加載及棄載順序：按荷載總值的0→50%→100%→115%→115%→100%→50%→0%，測得各級荷載值下的測點變形值。

5.4.1 預壓前準備工作

鋼支架搭設完成后，進行底模鋪設，技術人員現場控制底模頂標高，預設預拱度，以減少或避免荷載預壓后支架變形和下沉造成現澆梁底模標高調整工作量。預拱度值由鋼管樁總下沉量(彈性壓縮和非彈性壓縮，參照試驗樁設計荷載級加載時的累計下

沉值)、鋼管柱彈性壓縮、碗扣架及方木的彈性及非彈性壓縮量構成。

試驗裝置圖見圖3。

1)鋼管樁總下沉量：參照試驗樁報告(含樁彈性壓縮變形及樁土間塑性變形)。

上吊車系梁下φ630鋼管樁考慮縱橫貝雷梁及碗扣架已搭設，自重已施加立柱。

由試驗樁170 t荷載級時總下沉量最大值確定：V1a=21 mm。

不上吊車橫梁下φ529鋼管樁。

由試驗樁140 t荷載級時總下沉量最大值確定：V1b=17 mm。

2)鋼管柱的彈性壓縮量:

上吊車部位按φ609×14鋼管柱的設計最大荷載值N=220 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

彈性壓縮量:V2=N×L/(E×A)=(220×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.8 mm。

不上吊車部位按φ609×14鋼管柱的設計最大荷載值N=170 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

彈性壓縮量:V2=N×L/(E×A)=(170×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.0 mm。

3)鋼碗扣架及方木空隙及變形：按5 mm估算。

觀測點布設呈“井”格狀，間距5.0 m設置，沉降及變形測量閉合差滿足規范要求。

5.4.2 加載及沉降觀測

現澆縱、橫梁鋼管支架預壓順序：同一區段分南、北幅系梁及橫梁同時進行加載，中墩區段由墩頂橫梁軸線向兩側跨中方向進行，其他區段由區段分界線向其中心方向進行，橫梁加載由系梁交接處向其軸向跨中或懸臂向進行。

預壓按總荷載值的50%，100%，115%分三級加載。觀測分為荷載前、荷載中、卸載后三個階段，荷載中觀測3 d，每天測兩遍。沉降穩定后，分級卸下砂袋卸載。分析測量數據，確定預壓區域測點的彈性變形及非彈性變形，設置系梁、橫梁底模的預留沉降量，計算出梁底模頂各部的高程，通過支架上可調托盤調整底模高程。

5.4.3 預壓過程控制及要求

預壓過程中要定時檢查支架的工作狀況，鋼碗扣件有無壓彎或變形，方木有無壓裂；支架型鋼連接及柱網連接桁架焊縫有無破壞或開裂，預壓施工方法、預壓程序及觀測沉降量、彈性變形量觀測等鋼管支架系統和門洞支架系統。發生較大沉降、鋼管支架變形量過大等不正常反應要立即報告，必要時須迅速卸載；組織專家查明原因，采取相應加固處理措施。

[1] 劉自民.橋涵[M].北京：人民交通出版社，2003.

Cast-in-situ beam support construction of large-span tied-arch bridge

Jian Wei

(RailwayWarPreparednessZhouqiaoDepartment,Dezhou251100,China)

Combining with the support structure features of Ba river bridge on Dongfeng road in Xi’an city, the paper introduces the support construction methods, and describes cast-in-situ beam support preloading scheme of the large-span tied-arch bridge from aspects of preloading method, subsidence deformation observation point setting and preloading program, which has accumulated experience for similar engineering construction.

tied-arch bridge, support, preloading scheme, steel-pipe column

1009-6825(2017)02-0184-02

2016-11-05

鑒 偉(1982- )，男，工程師

U448.225

A