青山大橋主橋邊跨混凝土主梁支架法施工關鍵技術

黃超然 （南寧縱橫時代建設投資有限公司，廣西 南寧 530000）

1 工程概況

青山大橋工程西起現狀青環路，與規劃青環立交銜接，設計起點位于邕江立竹灣現狀東南亞美食城附近，道路向東跨越邕江，上跨堤園路后橋梁在濱堤路前落地、并與濱堤路平交，繼續向東下穿環城高速公路及南欽鐵路，設計終點位于龍崗片區6號路與1號路相交路口。設計范圍道路總長約1.8km。青山大橋主橋為斜拉橋，跨度布置為（64+106+430+106+64）=770m，橋寬38m，設雙向六車道及非機動車道、人行道。主梁采用混合式疊合梁，中跨410m長度范圍內主梁為鋼-混疊合梁，兩側邊跨各180m長度范圍內主梁為預應力混凝土梁。主塔基礎采用鉆孔樁群樁基礎；邊墩、輔助墩均采用鋼筋混凝土框架墩及鉆孔樁基礎。疊合梁采用小邊箱鋼箱梁及預制混凝土橋面板，混凝土梁采用邊主梁。

對于混凝土主梁的施工，通常采用在支架上拼裝或現澆、懸臂拼裝、頂推法、平轉法等方法進行施工。具體施工方法的選用，通常依據所跨越的障礙的情況、主梁本身的結構構造等因素綜合選定。當所跨越的河流通航要求不高或岸跨無通航要求且允許設置臨時支墩時，采用直接在腳手架上拼裝或澆筑，或采用在臨時支墩上設置便梁，在便梁上拼裝或澆筑的支架法施工，通常是最簡便、最經濟的施工方法。青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，可優先考慮采用這種支架上的施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了保證混凝土主梁的施工質量及施工安全，節約施工成本，亟需開展施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐的布置、分析和計算，對施工臨時結構進行驗算。

1.1 邊跨主梁的結構布置

青山大橋邊跨主梁設計位置為1#墩～3#墩，4#墩～6#墩，邊跨主梁采用現澆C50混凝土，為預應力混凝土邊主梁結構，全長分別為179.8m，伸入中跨10m。橋梁中心線處梁高為2.7m。主梁全寬38.0m，設雙向2%橫坡。在斜拉索錨固處及斜拉索中間均設有一道橫梁，間距為4.5m。

邊跨主梁標準截面中間頂板厚28cm，矩形邊主梁寬3.0m；在輔助墩及塔梁交接處邊主梁加寬至5.0m。標準橫梁厚45cm，邊墩、輔助墩、鋼混結合面處橫梁均厚150cm，其他處橫梁厚80cm。

1.2 邊跨主梁的梁體分段施工

根據設計圖紙等文件要求，青山大橋邊跨現澆混凝土主梁分9個節段進行澆筑施工，采用滿堂腳手架支撐。根據設計文件要求，先從5#塊向0#塊施工，施工完成后再從6#塊向8#塊施工。

1.3 研究內容及方法

主橋邊跨混凝土主梁支架法施工技術研究主要針對青山大橋邊跨混凝土主梁的結構特點，結合施工現場的具體情況，設計一種滿足邊跨主梁施工要求且成本節約的模板支架體系。

為了降低施工成本，提出了一種結構支撐體系與模板支撐體系分離的現澆混凝土主梁支架方案，單節段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行施工，在單節段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設置臨時支撐作為梁體臨時承重結構，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐。根據初步計算提出了滿堂腳手架和鋼管支撐的布置方案，并通過有限元軟件對滿堂腳手架和鋼管支撐進行計算分析。基于設計圖紙和現場施工資料，采用MIDAS/Civil有限元分析軟件，建立滿堂腳手架和鋼管支撐的三維有限元模型，對邊跨主梁施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐鋼管支架的承載力及穩定性進行了驗算，確保邊跨主梁的施工質量及施工過程中的安全。

2 邊跨混凝土主梁支架法施工

對于混凝土主梁的施工，常用的混凝土梁式橋的施工方法，例如在支架上拼裝或現澆、懸臂拼裝、頂推法、平轉法等方法，均可能用于混凝土斜拉橋上部結構的施工。斜拉橋梁體尺寸較小，各節間設置拉索，施工過程中可利用索塔設置輔助鋼索，采用各種無支架方法施工。其中，懸臂施工法是混凝土斜拉橋施工中普遍采用的方法，使用T構、連續梁或懸臂梁。主梁的施工方法的選用，通常依據所跨越的障礙的情況、主梁本身的結構構造等因素綜合選定。當所跨越的河流通航要求不高或岸跨無通航要求時，在允許設置臨時支墩時，可以直接在腳手架上拼裝或澆筑，也可在臨時支墩上設置便梁，在便梁上拼裝或澆筑。如果條件允許的情況下，采用這種在支架上施工的方法，通常是最簡便、最經濟的施工方法。

青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，可優先考慮采用這種支架上的施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了降低施工成本，提出了結構支撐體系與模板支撐體系分離設計的理念，實現模板支撐體系的循環利用，能夠大幅度節約施工成本。采用分節段進行澆筑的方案，單節段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行施工，在單節段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設置臨時支撐作為梁體臨時承重結構，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐。

各階段的施工工藝要求如下：

①施工準備

將梁體投影線外擴1m范圍內場地整平清理，清除影響施工的障礙物。

②支墩樁基測量

根據方案設計位置，進行現場測量放樣。根據鋼管墩布置位置計算出坐標，然后采用全站儀精確定位樁孔的位置及對稱的4根護樁鋼筋，護樁要做好保護工作，防止施工過程中被擾動。

③支墩基礎鉆孔

本工程采用干孔鉆進，鉆進過程中，操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，直至鉆孔至基巖面，通過觀察基底巖層狀況，確定是否達到持力層要求，決定是否需要繼續鉆進。鉆孔完畢后，進行孔底清理，用專用撈砂鉆頭將沉渣清出孔位。要求沉渣厚度不大于5cm。

④鋼筋籠安裝

鋼筋籠在鋼筋廠進行加工，鋼筋籠加工后，鋼筋籠安裝在終孔驗收合格后，采用25t吊車進行鋼筋籠安裝。

⑤混凝土灌注

鋼筋籠安裝完成后，利用10m串筒配合振搗棒進行混凝土灌注。灌注至表面時，安裝預埋鋼板（中心開設一直徑3cm孔洞），鋼板底部設置π型錨固鋼筋，保證鋼板的錨固穩定。預埋鋼板安裝完成后，復振周圍混凝土，直至鋼板中心溢出混凝土方可，保證鋼板底部混凝土密實。

⑥鋼管支墩安裝

采用鋼管墩為單塊現澆梁施工完成，拆除盤扣式腳手架后，梁體承重架體。其拆除時間為斜拉橋即將合龍時。鋼管支墩采用4根Φ630×8mm鋼管為一組加工而成，在鋼管立柱頂部兩側對稱各焊接1道吊耳，保證鋼管立柱垂直吊正。起吊至預埋鋼板的中心，用2臺全站儀垂直交叉測量調整鋼管柱的垂直度，鋼管立柱調整垂直后，用加勁肋板進行臨時焊接固定后松吊鉤。鋼管立柱下口空隙用薄鋼板塞滿，并環向焊接，焊縫要求飽滿，焊縫厚度不小于8mm，最后沿鋼管立柱環向焊接6道加勁肋板，立柱垂直度偏差不得大于1%。

⑦應力監測儀安裝

每組鋼管支墩上安裝一個應力檢測儀。梁體混凝土澆筑過程、盤扣式支架拆除時隨時對鋼管支墩進行檢測，確保邊跨現澆梁安全性。應力監測出鋼管支墩變化較大，應及時采取相應措施。

⑧基礎處理

應根據支架地基允許承載力來對基礎進行處理。現場采用清表、整平、夯實、C15混凝土硬化方法達到要求。地面硬化時設置1%的橫縱皮，在場地兩側開挖30×30cm排水溝。

⑨盤扣式支架施工

盤扣式腳手架搭設前應在現場對桿件、配件再次進行檢查，禁止使用不合格的桿件、配件進行安裝。在施工中隨著架體的升高隨時檢查和校正架體的垂直度，控制在3‰內，鎖銷一定要打緊。到達頂層時，在立桿頂部放置可調托撐。在托撐上放置工字鋼分配梁，并用配套的T型螺栓將工字鋼固定于托撐上。

⑩支架驗收

支架搭設完畢后，項目部組織驗收通過后進行堆載預壓，預壓重量為110%梁體重量。主梁支架預壓主要目的是測定支架的彈性變形，消除支架的非彈性變形量，以確定支架的預拱度，確保梁體線形符合設計要求。當滿足各監測點連續24h的沉降量平均值小于1mm或個監測點連續72h的沉降量平均值小于5mm時即判定支架合格，可以卸載。支架預壓可一次性卸載，預壓荷載應對稱、均衡、同步卸載。撤除壓重預制塊后，對支架進行評定，確認合格后方準投入使用，再次校正支架施工預留拱度，調整支架底模高程。對于不合格者必須重新搭設并預壓驗收。

梁體施工

現澆梁邊跨梁體施工必須編制相應方案，且通過相關人員審核。梁體施工必須按照方案施工，斜拉索邊跨現澆梁斜拉索索套管安裝精度必須滿足設計及規范要求。梁體施工過程中，隨時對鋼管支墩、盤扣式支架進行檢查。

盤扣支架拆除

支架和模板的拆除，應符合設計要求。模板、支架拆除應按設計要求程序和措施進行，遵循“先支后拆、后支先拆”的原則。側模應在預應力張拉前拆除；底模應在結構建立預應力后拆除。拆除模板、支架時不得猛烈敲打、強拉和拋扔。拆除后，應維護整理，分類存放。

斜拉索安裝

斜拉索施工必須編制相應方案，且評審合格。斜拉索施工必須嚴格按照方案施工。斜拉索材料必須經過檢查驗收合格，索力必須滿足設計、監控、規范要求。斜拉索梁底錨固端施工可以利用鋼管支墩安裝作業平臺。

合龍體系轉換

斜拉索橋主梁合龍時，需要進行體系轉換，邊跨現澆梁需要脫離架體，拆除臨時固結。體系轉換時，邊跨現澆梁鋼管支墩破除砂漿袋，即可保證梁體脫離架體。破除砂漿袋必須清理干凈，集中堆放處理。

鋼管支墩拆除

斜拉橋主梁合龍后，進行鋼管支墩拆除。拆除過程中，使用吊車采用兩點式吊裝鋼管，并捆綁牢固。吊車施工過程中必須遵守相應吊裝規則。拆除材料集中堆放，及時處理，并做好現場安全把控。

為了保證邊跨混凝土主梁的施工質量及施工安全，亟需開展施工過程中滿堂腳手架和臨時支撐的布置、分析和計算，對施工臨時結構進行驗算。

4 結論

青山大橋東西兩岸對稱布置的邊跨混凝土主梁的施工，優先考慮支架法施工方法。邊跨梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行一次性整體施工，但模板支架的一次性用量較大，且在掛索前不能拆除，使用的周期較長，施工措施費較高。為了降低施工成本，提出了結構支撐體系與模板支撐體系分離設計的理念，實現模板支撐體系的循環利用，能夠大幅度節約施工成本。采用分節段進行澆筑的方案，單節段梁體可采用滿堂盤扣式腳手架作為承重結構進行施工，在單節段混凝土梁施工完成后，拆除盤扣式腳手架的同時，設置臨時支撐作為梁體臨時承重結構，待該位置的斜拉索安裝且張拉完成后方能拆除臨時支撐，并結合每一個施工環節，提出了相應的工藝要求。可供類似現澆混凝土梁工程施工參考。

[1]張建偉.連續梁橋滿堂支架施工控制技術研究[D].西安：長安大學，2010.

[2]葉操，蘇衛國.基于Midas的箱梁盤扣式滿堂支架的計算[J].低溫建筑技術，2011（12）:59-61.

[3]余孫文.淺談滿堂支架施工技術要點[J].山西建筑，2011（2）:95-96.

[4]張建偉.連續梁橋滿堂支架施工控制技術研究[D].西安:長安大學，2010.