滿堂支架現澆箱梁施工跨越老橋保護方案的探討

孫明

摘要：本文以滿堂支架現澆箱梁施工跨越老橋為施工實例，詳細介紹了對老橋的保護及跨越支架組合搭設方案，并進行計算驗證，對今后高架道路 建設過程中遇到類似問題具有一定的參考價值。

關鍵詞：支架;跨越;保護;驗算

一、工程概況

常州市長虹西路快速化改造工程高架橋起于騰龍路西側，向東跨越騰龍路、錦潤路、禮河、禮新路、西太湖大道、鳳苑路后落地，高架全長2404m。在騰龍路東側、西太湖大道西側各設置1對上、下匝道橋。高架橋橋梁上部結構采用現澆預應力砼連續箱梁，主線橋共25聯，匝道橋共8聯。

其中第15聯第2孔跨越地面道路禮河老橋;G匝道第2聯第2孔、H匝道第1聯第2孔跨越禮河。

（一）現澆箱梁結構型式

（1）第15聯現澆箱梁標準段（等截面）橋寬26m，采用斜腹板箱梁，單箱四室，頂板厚度為25cm，底板厚度為22cm，跨中腹板厚50cm，墩頂腹板厚80cm，端、中橫梁厚2m。頂板懸臂長3.5m。

（2）匝道橋采用斜腹板箱梁，單箱單室，頂板厚度為25cm，底板厚度為22cm，中橫梁、端橫梁厚2m。匝道橋頂板懸臂長為1.35m。

（二）禮河橋結構型式

禮河老橋橋跨布置為1×20m預應力砼空心板梁，橋梁寬27.5m。下部結構采用重力式臺，擴大基礎。

二、現澆箱梁支架搭設施工方案的比選

根據設計院提供資料，第15聯箱梁支架若直接搭設在橋梁的橋面上，空心板梁不能承受連續箱梁支架施工帶來的施工荷載。因此原設計方案是建議考慮拆除橋梁中間部分板梁，在河中打設兩排鋼管樁減小跨徑后采用類似門洞形式搭設支架，箱梁施工結束重新預制空心板梁恢復老橋。

項目部考慮若按設計意見，不僅要拆除部分板梁，還要打設鋼管樁，同樣需要搭設貝雷片，工期、費用上都不太經濟合理，出于保護老橋的原則，且施工完成后不需要重新預制空心板梁恢復老橋及打拔鋼管樁。結合以往施工經驗，考慮采用在老橋兩側澆筑鋼筋混凝土條形基礎，設置貝雷片桁架組合直接跨越老橋，在貝雷片上搭設支架，進行現澆施工。G、H匝道跨越禮河采用同樣方式搭設。

三、跨越老橋支架具體施工方案

在禮河老橋的兩橋臺處澆筑1.5米寬的C30鋼筋砼條形基礎，單層貝雷桁架片（3×8=24m）上下加強擱置在砼條形基礎上跨越禮河老橋。

（一）禮河橋頭貝雷片基礎設置

（1）、主橋位置：在禮河橋兩橋臺處澆筑1.5m寬，28m長，最高點處厚度為30cm的混凝土基礎。經計算橋臺處承載力滿足要求。

（2）、匝道位置：在禮河兩側進行2層6%灰土處理，再設置寬度為1.5m，11m長，厚度為30cm的混凝土基礎。經計算兩側擋墻基礎承載力滿足要求。

（3）、基礎內設置鋼筋骨架。

（二）現澆箱梁采用上下加強貝雷片與碗扣支架結合搭設方案設計。

貝雷片搭設順序為：在基礎上畫出貝雷片位置→拼裝貝雷片→吊裝貝雷片安裝到位→安裝橫向工字鋼→搭設碗扣支架。

（1）貝雷片搭設

①在基礎上畫出貝雷片位置：在澆筑好的混凝土基礎上標出貝雷片位置。

②貝雷片拼裝：用螺栓將每片貝雷片沿縱向連接至24m長，貝雷片上下加強弦桿進行加固，橫向用支撐片將兩片加強好的 貝雷片連接成整體，形成貝雷片單元體組件。

③貝雷片間距及安裝：在腹板位置并排設置兩個貝雷片組件單元體。

④安裝橫向工字鋼：在貝雷梁上按照支架縱向間距布設10#工字鋼。

⑤支架搭設搭設：同碗扣支架搭設流程。

貝雷片進場后，實驗室組織對抽選樣品進行檢測驗收。支架進場后，實驗室組織送第三方專業檢測，并對每聯支架構件壁厚、外徑、頂撐、底托板厚、絲桿、碗扣等內容進行自檢。

（2）支架檢查與驗收

支架搭設完成后，組織人員對支架布局、剪刀撐的設置、碗扣的擰緊情況、立桿的垂直度等內容進行驗收。

（3）支架預壓、卸載

在預壓前設置觀測點，先在橫向型鋼上做好觀測點，縱橋向取1/4、1/2、3/4跨徑及距墩臺頂2m處5個斷面，匝道段橫向每個斷面取3個點進行定點觀測，記錄預壓各級加載的觀測數據。支架預壓預壓采用砂袋進行。

我部選擇逐個單孔進行預壓。在預壓寬度范圍內按梁體斷面形狀堆高，不同的設計斷面分區段設置壓重荷載。按總預壓荷載分3級加載，第一級為70%的粱體荷載，第二級為100%梁體荷載，最后加載至梁體總荷載120%。預壓過程中如遇降雨天氣采用彩條布對砂袋進行覆蓋。

禮河橋貝雷片架設處，在貝雷片架上支架及型鋼方木布設完成后進行正常預壓，預壓過程中及卸載后的每次觀測均需做好記錄，及時分析沉降因素，計算出非彈性變形和彈性變形量，作為施工標高控制的依據。

四、貝雷桁架片支架體系驗算論證

（一）貝雷桁架片驗算論證

貝雷桁架片總長24米滿足禮河橋20米跨徑的要求，選貝雷桁片的計算跨徑為21m。貝雷片兩端條形基礎各1.5米寬。貝雷桁架片采用單排上下加強型桁架，腹板位置并排設置兩個貝雷片組件單元體，高架橋翼板處間距為62.5cm，底板處間距為51.6、41.3cm。全寬用貝雷桁架62片。

禮河老橋上方對應的是第15聯箱梁一般結構區，故荷載取值如下：

永久荷載標準值：

①鋼筋混凝土箱梁自重q1=17.56×26.0=456.56KN/m

標準斷面斷面積為17.56m2，砼平均厚度為17.56/26=0.68m

②梁頂支架及底模、支撐、貝雷重約 q2=1×26+1.5×62=119KN /m

單排單層加強型貝雷桁片單片自重=1.5KN/m

可變荷載標準值：

③施工荷載q3=2×26=52KN /m

q0 = 1.2（q1+q2）+1.4q3=763KN /m

單片貝雷桁架受力為q=q0/62=12.3 KN /m

可求得：最大彎矩Mmax=ql2/8=12.3×212/8=678KN·m

單排單層加強型貝雷桁片單片截面特性為：I=577434.4cm⁴，W=7699.1cm³，[σ_W]=210Mpa

則貝雷桁片彎曲應力σ_W為：

σ_W=M_max/W=678×10³/7699.1=88.1Mpa <[σ_W]=210Mpa強度滿足要求。

撓度計算

ω=5ql⁴/（384EI）= 5×12.3×21000⁴÷（384×2.1×10⁵×577434.4×10⁴）=25.7mm<[ω]=L/400=52.5mm

撓度滿足要求，驗算通過。

（二）條形基礎驗算

貝雷支架上部砼方量為17.56*24=421.44m³，

砼重量為421.44×26=10957KN;

其他荷載（119+52）*24=4104KN;

總荷載為10957+4104=15061 KN

每個條形基礎承受荷載為15061/2=7530.5 KN

單位面積承受荷載為7530.5/（28*1.5）=179.3Kpa

條形基礎采用C30砼，砼強度滿足要求;條形基礎位于老路上，地基承載力按照200Kpa計算，滿足要求.

（三）匝道橋貝雷片驗算

匝道橋標準斷面斷面積為5.64m²，砼平均厚度為5.64/8.5=0.66m，小于主線橋砼平均厚度0.68m，故匝道橋采用相同形式的支架系統滿足要求.

五、方案效果對比

該方案在主橋施工期間為了保護老橋不受滿堂支架施工時產生的各種荷載影響和在保障橋梁施工安全和質量的前提下，優化了支架搭設的施工方案，通過了專家的審查，采用在老橋兩側澆筑鋼筋混凝土條形基礎，設置貝雷片桁架組合跨越老橋，在貝雷片上搭設支架，進行現澆施工。最大優點是在不拆除破壞老橋的前提下完成現澆箱梁施工，道路運營后老橋正常使用。同時節省了工程造價。為今后同類型橋梁施工提供了經驗。

（作者單位：江蘇恒基路橋有限公司）