動車先特大橋門式墩帽梁支架施工技術

殷 寶

(中交第三航務工程局有限公司交建工程分公司，上海 200940)

0 前 言

跨主線門式墩帽梁一般采用碗扣式支架、工字鋼支架組成的支撐系統，同時該支撐系統支架底部需再設置防護棚架等。但是該系統具有工序多、結構復雜和安全風險大等缺點。結合魯南高鐵動車線特大橋門式墩帽梁施工的實例，對貝雷梁及雙拼I56工字鋼或鋼管為主支撐，貝雷梁(立柱頂部設置鋼墊板)分塊吊裝至立柱的上橫梁上，然后增設方木和工字鋼等材料構成整個支架系統。門式墩帽梁施工結束后貝雷片不用重新組裝分片吊入指定位置。與其他施工方法相比，該施工方法具有施工周期短、結構安全可靠、操作簡單等特點，還具有較高的抗干擾性、經濟價值和社會效益明顯等優勢[1]。

1 工程簡介

本文所探討項目為魯南高鐵動車線特大橋(中心里程為DZDK2+070)，其中左線31#門式橋墩與新建魯南高鐵沂河特大橋(正線DK93+532.966處)以13°角度上跨立交，跨新建魯南高鐵沂河特大橋(正線)上部結構設計采用的是預制簡支箱梁，采用鉆孔樁承臺基礎、門式橋墩作為下部結構；左線32#門式橋墩與新建魯南高鐵沂河特大橋(正線DK93+564.97處)以5°角度上跨立交，跨新建魯南高鐵沂河特大橋(正線)上部結構設計采用32 m預制簡支箱梁，下部結構設計采用鉆孔樁承臺基礎、門式橋墩；左線38#、40#門式橋墩與既有公路干渠線分別以19°、16°上跨立交，跨既有公路干渠線上部結構設計采用32 m預制簡支箱梁，下部結構設計采用鉆孔樁承臺基礎、門式橋墩；右線37#、38#、39#門式橋墩與既有公路干渠線分別以22°、24°、18°角度上跨立交，跨既有公路干渠線上部結構設計同樣采用32 m預制簡支箱梁，下部結構設計采用鉆孔樁承臺基礎、門式橋墩。

2 施工特性以及存在的難點

2.1 施工特性

1)施工工期短：可實現在場外進行拼裝，不占用施工場地和施工時間，多個工序可同時進行。

2)使用材料少：通過使用鋼管立柱和貝雷梁桁架所組成的平臺，該平臺的支撐系統一般是使用普通模板，這樣一來減少了鋼管以及其他物料的使用，同時該工序結束后貝雷梁還可以再次使用。

3)安全性高：性能可靠、貝雷梁桁架、平臺受力明確，但是當腳手架一次搭設完成后還存在一定的安全隱患，同時安全檢查難度大，可將具有可靠安全防護的作業條件替換傳統的高空作業的高支模。

4)良好的經濟性：支架基礎利用承臺效率高，降低了搭設滿堂支架所需要的鋼管立柱基礎和硬化地面的施工費用，同時基礎沉降控制也較為容易。

2.2 施工的難點

1)該魯南高鐵動車線，門式墩與主線斜交且斜交角度較大，承臺基礎距主線擋砟墻最小距離只有0.6 m，施工安全壓力較大。

2)動車線31#及32#門式墩與沂河特大橋主線存在交叉作業，主線上有大型施工車輛通行，門式墩施工對于主線上行車安全要進行科學的指揮與協調，施工難度較大。

3 施工工藝流程

其施工工藝流程具體如下：鋼管支柱安裝→橫梁吊裝→貝雷梁拼裝→貝雷梁地面模擬預壓→貝雷梁吊裝→安裝縱橫向及底模分配梁→綁扎鋼筋、澆筑混凝土、張拉梁體→拆除底模及分配梁→拆除貝雷梁桁架、立柱

4 施工技術要點

4.1 鋼管立柱和牛腿支架施工及設計

支架立柱設計采用Φ650×15 mm鋼管，底面設法蘭盤，法蘭盤與鋼管柱之間焊接三角形加強肋，加強肋采用12 mm鋼板，焊縫寬度及高度為10 mm。同時還設有15根鋼管柱，鋼管柱與承臺預埋的鋼板運用焊接的方式連接。為了減少墩身豎向受力鋼筋受到預埋工字鋼的影響，一般將工字鋼底部和頂部受力鋼筋制作成L型與工字鋼單面搭接焊，然后再進行加強焊接，單面焊接長度10d，焊縫寬度0.5d。

為了保證埋在墩內工字鋼內部的混凝土密實，工字鋼需要進行開孔處理，孔口尺寸Φ8 cm，間距為60 cm，呈梅花形布置，工字鋼底部頂部和開孔位置一樣。立柱需要按設計尺寸在鋼結構加工場加工成型之后利用平板車運輸到現場進行吊裝，同時采用25 t汽車配合安裝，承臺基礎預埋鋼板與立柱采用焊接的方式連接。立柱安裝的過程中要保證垂直，同時主線兩側的牛腿分別進行吊裝。為了避免出現牛腿進入到主線界限內，在吊裝時安排專人對主線兩側進行針對性的防護。

4.2 橫梁施工

鋼管立柱頂端設置了2根I56a型鋼，同時使用鋼板焊接成了整體。將砂箱和滑道設置在工字鋼頂板，方便貝雷架能夠從帽梁底部縱向滑移并脫離帽梁底部。橫梁通過吊車來實現安裝，在吊裝過程中同樣需要安排專人指揮，同時主線兩側設專人防護。

4.3 支架體系基礎的施工方法

在條基和承臺施工過程中需要對支架底部預埋件進行預埋處理，預埋鋼板的規格尺寸為1 000×1 000×10 (mm)，預埋鋼板底部需固定，鋼筋型號為HRB400直徑20 mm，固定長度為1.0 m，固定根數為12根，鋼筋端部設置20 cm長彎鉤。在帽梁的中間位置處增設尺寸為5.8×2.7×1 (m)條形基礎和預埋鋼板。在門墩條形基礎上設置干渠路，門式墩條形基礎下方設置直徑為1.0 m、長度為12 m的鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋籠主筋采用Φ18鋼筋，混凝土采用C40混凝土，間隔距離為12 cm，箍筋采用Φ12鋼筋，間距為20 cm。

4.4 吊點位置的試吊以及確定

支架在吊裝過程中首先要確認橫梁組合體是否連接牢固；場地平整是否已滿足吊車作業的需求[2]。在開展吊裝索具的系接作業時，每個吊點用一根鋼絲穿過縱梁用卡環進行卡緊，每個鋼絲長度必須相等。在起吊之前需要進行試吊，經過多次試吊實驗，布置監督人員對監督的重點環節進行全方位檢查，確保各部分的安全性和協調性，然后相關人員經過試吊和測算來確定吊點位置。

在具體吊裝時，當貝雷片落于指定點上之后須確定好貝雷片的位置，如果其位置偏離須重新吊起并進行相應的位置微調，同時，在封鎖點內將萬能桿件支墩與萬能桿件支墩頂的鋼構件接地連通。貝雷片就位以后用U型夾把貝雷片每隔2 m進行固定。在吊裝人行道鋼到位之后，同樣在封鎖點內將萬能桿件支墩與萬能桿件支墩頂的鋼構件接地連通。完成吊裝施工之后必須由監理、施工單位進行確認，只有符合質量要求方可進行圍欄、吊籃、帽梁鋼筋綁扎、門式墩帽梁側模板支設、封錨、壓漿、鋼絞線張拉等施工。后期拆除施工必須在帽梁混凝土強度滿足設計強度的100%時才可進行。

4.5 貝雷梁的拼裝

在施工現場，吊車起吊配合人工進行貝雷梁的拼接，縱梁使用的是321型貝雷梁，在墩柱內側(橫橋向)橫梁上安放321型貝雷梁，橫向間距為50 cm，共設置8排，墩柱外側(橫橋向)安放321型貝雷梁，橫向間距為24.5 cm，每側設置4排，貝雷梁立桿應設在立柱位置處，如果出現貝雷梁立桿無法安裝的情況，需采用槽鋼進行加固連接。在貝雷梁拼裝過程中需要將門架、上下加強弦桿、連接桿一同進行拼接。

4.6 貝雷梁吊裝

為了保證安全施工，采用的是25 t吊車在現場進行整體吊裝。貝雷梁兩端需增設牽引繩，目的是防止貝雷梁擺動。吊裝的過程需要有專業人員進行現場指揮，同時施工點要在200 m處設置安全防護人員進行安全防護[3]。

4.7 安裝底模

在進行橫向分配梁制作的過程中，首先是在貝雷梁頂端鋪設I16a型鋼，每道鋼的間距需要保持在50 cm左右，接下來鋪設縱向方木，其規格為12 cm×12 cm，方木間距為50 cm，最后在方木層頂端鋪設竹膠板作為帽梁底模。為了保證拆除工作的順利，底膜采取分塊制作的方式進行(與方木連為整體)，其規格為400 cm×150 cm，在進行拆除的過程中可直接從帽梁兩側拖出。

4.8 安全防護

因施工工點距離村莊附近，在距離施工點50 m以外設置安全員，避免墜物對行人及車輛造成傷害。采用密目網滿掛的方式來對貝雷梁兩側的施工平臺進行防護，用角鋼制作立柱，橫向欄桿則采用鋼筋制作，欄桿頂高出帽梁頂面1.2 m。

4.9 支架預壓

為了防止支架出現變形，相關人員需要對支架的非彈性變形以及彈性變形的參數值進行檢測，在這一檢測過程中要對支架進行預壓處理，但是需要考慮其風險，為了保證預壓的安全進行，需要做好相應的防護措施，通常情況下預壓的方法主要是根據支架正上方梁段混凝土重力分布的實際情況來堆放荷載為2倍的沙袋。

4.10 支架的拆除

詳細的拆除步驟如下。

1)拆除兩側防護圍欄。

2)放出沙箱內的沙子，放出過程要緩慢進行，等支架與混凝土結構物有1.0～2.0 cm的縫隙時將放砂口擰緊，將貝雷帽下落至沙箱頂部。

3)底模拆除。

4)I16a型鋼橫向分配梁拆除，使用25 t汽車吊將其吊離支架。

5)貝雷梁拆除。

6)I56型鋼橫梁拆除。

7)鋼管柱拆除。運用人工與25 t汽車吊相配合的方式拆除630 mm鋼管立柱。

5 結束語

隨著我國路橋設施建設的步伐不斷加快，動車線特大橋的建設也越來越受到社會的廣泛關注，但是在施工過程中，動車線特大橋門式墩帽梁支架吊裝施工難度較大，同時由于存在施工技術的不成熟，為后期吊裝埋下了較多不穩定因素，而采用貝雷梁及鋼管為主支撐提升了施工的安全性，保障了后期施工的穩步進行，值得為今后類似工程參考。

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