地鐵高架區間跨機場路門式墩帽梁門洞支架施工技術

熊敏

摘 要：昆明地鐵6號線二期高架區間橋梁與既有機場路夾角較小，獨立墩柱受跨度及地理環境影響無法布置，故采用門式墩跨越。施工期間，考慮到臨近機場路實體工程結構外觀質量及安全防護要求高、施工周期要求短、機場路橋梁空心板梁不能直接承重等特點，跨機場路門式墩帽梁施工支架采用預埋爬錐、安裝托架、吊裝貝雷梁、鋪設防護鋼板、搭設輕型盤扣支架的門洞支架方案[1]。通過27#、28#、29#門式墩現場實際應用證明，該門洞支架方案具有結構安全可靠、安裝操作簡單、占道施工時間較短、經濟適用及對混凝土外觀影響小等特點。

關鍵詞：地鐵；高架區間；既有機場路；門式墩帽梁；門洞支架

中圖分類號：U231 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0128-03

Abstract： The angle between the elevated section bridge of Kunming Metro Line 6 and the existing airport road is small， and the independent pier cannot be arranged because of the influence of span and geographical environment， so the portal pier crossing is adopted. During the construction period， considering the high requirement of appearance quality and safety protection， the short construction period， and the fact that the hollow slab beam of the bridge on the airport road can not bear the load directly， the structure of the entity engineering near the airport road is required to be high in appearance and safety protection. The construction bracket of portal pier cap beam on airport road adopts the scheme of embedded climbing cone， installing bracket， hoisting Bailey beam， laying protective steel plate and setting up light disc support. Through the field application of #27， #28 and #29 portal piers， it is proved that the portal support scheme has the characteristics of safe and reliable structure， simple installation and operation， short construction time， economy and application， and little influence on the appearance of concrete， etc.

Keywords： subway； elevated section； existing airport road； portal pier cap beam； portal support

1 工程概況

昆明地鐵6號線二期高架區間位于昆明市官渡區虹橋立交橋處，跨越機場路主道處橋梁結構為雙向6車道，地鐵線路與機場路斜交22°，24#～30#墩采用門式墩結構，其中27#、28#、29#門式墩跨越既有機場路橋上主道，其余門式墩跨越機場路橋下輔道，門式墩與機場路正交；墩柱尺寸為1.7m×3.4m，為鋼筋混凝土結構，位于機場路兩幅橋梁之間和外側；帽梁高度2.2m，寬度3.4m，為預應力鋼筋混凝土結構，與墩柱為剛性連接，27#、28#、29#門式墩帽梁凈跨尺寸分別為13.5m、13.8m、13.8m，與機場路橋梁路面凈高為12.9m，與原地面凈高為21m；上部結構為現澆簡支箱梁結構，采用移動模架施工，施工設計平面布置圖見圖1，門式墩與機場路位置關系示意圖見圖2。

2 施工特點及難點

（1）跨越交通主干道機場路施工，白天車流量較大，根據交警批復的交通疏解方案，來往機場與市區方向的橋上主道與橋下輔道白天不能封閉，晚上11：30至凌晨5：00能封閉橋上主道，導致托架、貝雷梁及其他構件吊裝只能在夜間將車輛引流到輔道通行后方可進行施工，有效工作施工時間較短。（2）門式墩跨越道路為機場通往市區的唯一通道，安全防護要求高，施工壓力較大。（3）由于昆明市國際會議較多，為保證道路通暢安全及整體形象，批復的跨路施工時間較短，工期較緊。（4）由于施工的現澆門式墩帽梁重量較大，既有機場路橋梁上部結構為空心板梁，不能直接在橋上搭設門洞支架，且帽梁離地面較高，采用常規鋼支撐（或螺旋焊管）做支墩的門洞方案搭設較困難。（5）臨近機場道路，業主對墩身外觀質量要求高，常規預埋鋼板焊接牛腿的方案對墩身外觀影響較大，不能用于此處施工。

3 門式墩帽梁施工支架方案設計

門式墩兩側墩柱施工至距離帽梁底部4m位置時，在兩墩柱內側預埋固定托架的M36爬錐[2]，每個墩預埋3組，每組布置8個爬錐，采用32a、20a槽鋼和20mm鋼板制作三角托架，托架通過M36高強螺栓與爬錐連接固定，在托架上安放2×I36a工字鋼，吊裝單層三排加強型貝雷梁[3]，貝雷梁跨度13m（4個3m標準節+1個1m定制非標準節），再在貝雷梁上滿鋪固定3mm鋼板作為防護平臺，由于帽梁底部兩端漸變尺寸變化較大，采用滿堂支架進行調節，按1.5m間距布置I16a工字鋼，搭設縱橫向間距均為1.5m的滿堂式輕型？椎60mm盤扣支架[4]，最后在支架上鋪設I10工字鋼，安裝帽梁定制鋼模板，現場綁扎鋼筋，采用汽車泵澆筑混凝土。門式墩帽梁施工支架結構詳見圖3、圖4、圖5。

4 施工方法

4.1 工藝流程

施工準備→爬錐預埋→托架制作安裝→貝雷梁拼裝、吊裝→防護鋼板、欄桿安裝→貝雷梁上安放分配梁及搭設滿堂式盤扣支架→安裝底模板、預壓→鋼筋、混凝土及預應力張拉施工→后搭先拆順序拆除支架體系。

4.2 門式墩帽梁支架施工

4.2.1 施工準備

提前進行方案的編制，組織專家進行評審。施工前，完善交通疏解方案的交警審批手續；提前采購爬錐、型鋼等并完成試驗檢測，貝雷片及其相關受力構件、盤扣支架根據支架搭設施工進度適時進場，貝雷梁在現場存放場地內提前按方案組拼成型，便于運輸吊裝，并組織對技術人員和現場操作人員進行安全技術培訓及交底。

4.2.2 預埋爬錐

在墩身施工的同時準確預埋爬錐，每個墩預埋3組，每組布置8個爬錐，將每組爬錐組裝成一個整體通過墩柱模板開孔固定。為了便于爬錐及三角托架的周轉利用，爬錐預埋時進行如下技術要求：（1）與三角托架連接的鋼板全部采用廠家加工，確保鋼板及開設的螺栓孔等幾何尺寸準確，偏差在1mm范圍內。材料進場時，除對結構進行檢測外，須嚴格對其幾何尺寸進行檢查，確保每塊鋼板的型號及尺寸一致，便于后期重復周轉使用。（2）單獨加工1節墩身模板，模板上開孔與預埋的爬錐及鋼板尺寸準確對應，墩身混凝土施工時，將爬錐組采用雙面膠與模板內側緊貼，再利用托架鋼板和螺栓將爬錐擰緊固定，保證后續托架安裝尺寸精確。（3）在爬錐表面均勻涂抹黃油，確保在帽梁施工完成后拆除爬錐重復周轉使用。（4）托架加工時，準確定位型鋼與鋼板連接位置，避免出現偏差導致螺栓不能穿孔與爬錐連接。

4.2.3 托架及橫梁制作安裝

采用32a、20a槽鋼和20mm鋼板在鋼筋加工場地內制作成三角托架，運輸至現場吊裝，托架利用M36高強螺栓與墩柱預埋爬錐進行連接固定。托架安裝完成后將2×I36a工字鋼橫梁采用“U”型螺栓固定在托架上。托架焊接完成后需委托有資質的監測單位對焊縫進行無損檢測，確定焊縫中裂紋、未焊透和未熔合等面狀缺陷是否滿足規范允許范圍，檢測完成后形成書面正式報告，對不合格的焊縫重新補焊直到檢測合格為止。

4.2.4 貝雷梁拼裝、吊裝

將貝雷片在場地內采用人機配合提前拼裝成5塊貝雷梁桁架，貝雷片、加強弦桿、支撐架全部采用銷子和螺栓拼裝成整體，長度為13m，采用平板車運輸至現場，貝雷梁組拼塊件最大重5300kg，采用25t吊車進行吊裝，起吊前在貝雷梁兩端設置牽引繩，以便控制貝雷梁擺動。

4.2.5 防護鋼板、欄桿安裝

貝雷梁桁架吊裝完成后，在其上滿鋪3mm防護鋼板，鋼板之間緊密對齊鋪設，再采用10cm長的鋼筋與接縫垂直安放并焊接，間距1m，單塊鋼板四周不小于設置1根連接鋼筋，確保鋼板穩固，不因移位出現縫隙掉落雜物。兩側人行通道采用鋼管護欄+3mm鋼板進行防護，防護高度1.2m，鋼管護欄立桿與支架墊梁工字鋼提前在場地內進行焊接連接牢固，鋼板與立桿采用鐵絲進行穿孔綁扎牢固。同時在貝雷梁下沿及施工區域下空垂直方向（兩墩身腳手架內邊緣）設置LED燈帶和爆閃燈提醒晚上通行車輛。

4.2.6 貝雷梁上安放分配梁及搭設滿堂式盤扣支架

按橫向1.5m間距布置16a工字鋼作為盤扣支架墊梁，墊梁安放與臨邊防護同步進行，再按縱橫向1.5m×1.5m的間距搭設滿堂式盤扣支架，并采用水平斜桿和豎向斜桿進行支架鎖定穩固[5]。支架立桿上下均采用配套“U”型頂托，頂托內口尺寸不大于7.5cm，確保立桿與工字鋼受力不偏心。搭設完的支架周圍采用密目防護網進行封閉并固定，防止掉落影響行車安全。

4.2.7 安裝底模板、預壓

支架搭設完成后，先安裝帽梁兩側與墩柱頂連接的倒角底模板，與墩柱施工預留未拆除模板進行螺栓連接，再安裝帽梁標準節底模板，按設計調整至設計標高。

采用沙袋進行預壓的方案[6]，預壓加載前設置觀測點，觀測點布置在跨中、1/4跨和3/4跨處，按帽梁結構自重及未安放模板重量的130%進行加載[7]，加載過程為0→50%→100%→130%→100%→50%→0，最終目的為檢驗支架的安全可靠性和取得門洞支架的彈性與非彈性變形值，為設置預拱度提供依據。

4.2.8 鋼筋、混凝土及預應力筋張拉施工

預壓完成后，根據所取得數據設置預拱度，鋼筋采取在場地加工、現場綁扎，安裝側模板，混凝土采用混凝土輸送泵進行澆筑，澆筑完成后進行覆蓋灑水養護，達到設計要求張拉強度時及時進行預應力筋張拉并壓漿和封錨。

4.2.9 拆除支架體系

拆除支架體系在夜間交通疏解引流車輛后按照后搭先拆的原則進行，全部工作采用25噸吊車進行拆除，配備平板運輸車運輸到材料堆放場地。

盤扣支架頂部設置可調頂托進行落架，依次從上到下、從兩邊向中間的順序進行拆除支架，盤扣支架桿件需堆碼整齊后用吊至地面；工字鋼及貝雷梁拆除時需提前標記重心位置及起吊點位置，起吊前先是吊離10cm，檢查各吊點安全牢固，構件平衡后吊至地面。

5 結束語

該門式墩帽梁施工技術通過現場施工實際應用證明具備以下特點，且取得了較好的社會效益和經濟效益，適用性高，可在同類似工程中推廣使用。

（1）安全可靠：貝雷梁桁架通過驗算滿足要求，托架焊接在加工場地進行，焊接質量有保障；M60錳鋼盤扣支架利用水平斜桿和豎向斜桿加固，相比于普通碗口支架具有承載力大，自身重量更輕等特點；各項安全防護措施滿足現場需要，確保了在施工過程中未發生安全事故，切實起到了安全防護的作用。（2）安裝操作簡單：所有支架構件均采用吊裝并使用螺栓固定，減少了現場焊接，只需在吊裝過程中準確安裝各構件即可。（3）占道施工時間較短：三角托架及貝雷梁桁架均在場地內加工、拼裝完成，不占用關鍵線路工期，現場吊裝固定全部采用螺栓連接，節省操作時間。（4）經濟適用：M36爬錐及高強螺栓、三角托架等采購材料可循環周轉使用，節約成本。（5）混凝土外觀影響小：采用爬錐和螺栓作為受力連接件，施工完成后拆除爬錐，調配與墩身混凝土顏色接近的砂漿將爬錐拆除后的孔洞進行封堵，減少了對墩身外觀質量的影響。

參考文獻：

[1]李勇.跨既有京九線門式墩支架施工方案設計[J].鐵道建筑技術，2012（4）：41-44.

[2]史智強，胡健.高墩柱爬錐托架法施工技術[J].鐵道建筑技術，2016（5）：19-21+33.

[3]黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

[4]郝東強.高架橋現澆箱梁采用新型支架施工技術[J].鐵道建筑技術，2017（4）：53-56.

[5]JGJ 231-2010.建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程[M].北京：中國建筑工業出版社.

[6]周彪.沙袋法在現澆箱梁支架預壓中的實際運用[J].科技傳播，2013（1）上：142-143.

[7]JGJ/T 194-2009.鋼管滿堂支架預壓技術規程[M].北京：中國建筑工業出版社.