跨越既有高速公路箱梁支架法現澆施工技術

阮必勝

摘要：南林高速公路大廣樞紐互通G匝道橋連續梁支架現澆施工時，除了滿堂支架需滿足大尺寸箱梁的承載及安全穩定要求外，為滿足所跨越的大廣高速公路的通行要求，需在支架內設置大跨度通行孔。采用常規型鋼作縱梁難以承受本項目大跨度通行孔的彎矩荷載，由此帶來了通行孔縱梁及支墩的材料選用及構造設計問題。本文介紹了大跨度通行孔及滿堂支架的設計方案，以供需設置類似大跨度通行孔的工程作為參考。

Abstract： During the cast-in-situ construction of the continuous girder support of the G-ramp bridge connecting the Nanlin Expressway and the Guangzhou-Guangzhou hub， in addition to the full-frame support， it must meet the requirements for the bearing and safety and stability of large-sized box beams， in order to meet the traffic requirements of the Daguang Expressway that it crosses. It is necessary to set a large-span access hole in the bracket. The use of conventional steel as the longitudinal beam is difficult to bear the bending load of the long-span through-hole of the project， which brings about the problem of material selection and structural design of the longitudinal beam and the pier of the through-hole. This article introduces the design of long-span through-holes and full-frame brackets. It is used as a reference for the construction of similar long-span through-holes.

關鍵詞：支架現澆梁;大跨度通行孔;貝雷梁;八三軍用墩

Key words： cast-in-place support beam;long-span through-hole;Bailey beam;83 military pier

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）04-0166-03

0? 引言

近年來，隨著我國加快進行高速公路路網的完善及擴充，新建高速公路往往與既有公路存在交叉和跨越。采取連續梁的結構形式跨越，并采用滿堂支架現澆施工工藝較為常見。因施工期間通常不能中斷既有公路的交通，且為了滿足既有公路繁忙的通行能力，避免交通擁堵和造成交通壓力，要求盡量設置多車道、大跨度的通行孔。但通行孔縱梁承受荷載的彎矩值與跨度的平方成正比，故對于大跨度通行孔而言，科學進行縱梁、支墩的材料選用及結構設計，以確保施工質量和施工、行車安全尤為重要。

1? 工程概況

南林高速公路大廣樞紐互通G匝道橋中心里程為GK0+585.356，橋梁起點樁號GK0+401.606，終點樁號GK0+769.106，橋梁總長367.5m。橋梁上部結構為7×25m+3×28.5m+4×25m鋼筋砼現澆箱梁，為單箱雙室結構，底板寬5.925m，頂板寬10.5m，翼緣板寬1.9m，梁高2m，箱室高1.5m，箱梁底至地面高度9.8～12.0m不等。箱梁采用滿堂支架現澆法施工。

G匝道橋上跨大廣高速公路，交角90度，其9號墩位于大廣高速中間隔離帶上。施工時需設置通行孔以確保大廣高速公路的正常行車。大廣高速為雙向六車道，行車繁忙，為保障通行及行車安全，高速公路管理部門要求每幅通行孔設置成2車道，且連續設置，不設置中間支墩。

2? 滿堂支架、通行孔方案設計及施工關鍵技術

2.1 滿堂支架及通行孔方案設計

2.1.1 支架布置

本項目連續梁斷面結構尺寸大，故作用于支架上的單位面積荷載也大。為確保承載安全及連續梁的線型，要求支架結構具有良好的承載能力及安全穩定性。經對適用于搭設滿堂支架的多種材料進行比選，最終采用了碗扣式多功能腳手架（詳見圖1、圖2所示），其具有碗扣節點結構合理，立桿為軸向傳力等特點，較普通鋼管腳手架而言，碗扣式腳手架能更好滿足支架承載安全及低沉降變形值的需要。

箱梁現澆支撐體系采用碗扣式鋼管支架，管材規格為Φ48×3.5mm。支架兩側寬度較箱梁外緣加寬100cm，以作為施工操作平臺。

支架立桿的底部和頂部分別裝設可進行高度調整的螺旋底座和托撐，以順應橋跨縱坡和橫坡變化、便于底模標高調整及用于卸落支架。底座為TZ-60型（長60cm），托撐為TC-60型（U型，長60cm）。

沿橋縱向立桿的間距通常為0.9m，靠近橋墩處的5排立桿縱橋向間距加密至0.6m;在箱梁中腹板及兩側腹板下的立桿橫橋向間距為0.6m，其余部位立桿橫橋向間距均為0.9m;支架底托置于15×10方木墊板上。

在立桿頂部U型TC-60托撐上擺放橫橋向10×15cm方木橫梁，垂直于方木橫梁上擺放10×10cm方木縱梁，方木縱梁中心距采用30cm，縱橫垂直擺放的方木形成網格以支托箱梁底模。施工時需將方木橫梁的接頭置于U型托撐上，且相鄰兩根方木橫梁的接頭錯開布設。方木縱梁和方木橫梁的接頭也需錯開布設。在兩層方木的交疊處釘打扒釘加固。

沿橋向按間隔不超過4.8m設置1道豎向剪刀撐，橫橋向在支架兩側最外排及中部按間隔不超過4.8m設置1道豎向剪刀撐。在支架的底部、上部設置1道水平剪刀撐，中部按間隔不超過4.8m設置1道水平剪刀撐。

2.1.2 支架搭設要點

①按設計要求對基底進行加固處理及澆筑混凝土墊層，并找平。②設置抱箍桿件，使支架與橋梁墩柱抱死，以增強支架安全穩定性。③在搭設過程中隨時對支架的垂直度進行校正。④底座和托撐絲桿擰出長度控制在20cm以內，以確保絲桿埋入立桿的長度，避免澆筑砼時出現脫落現象。⑤按設計要求設置豎向、水平剪刀撐，并立桿與連接牢固。⑥在支架兩側安裝適當數量工作梯，以便進行支架搭設，在支架上部外側安裝防護欄桿，并掛設安全網。

2.2 通行孔方案設計

G匝道橋橫跨大廣高速公路。經與高速公路管理部門協商，在8#～9#，9#～10#墩之間分別設置1個雙機動車道通行孔（詳見圖3、圖4所示）。

9#墩處于大廣高速公路中央分隔帶處，在橋墩兩側，沿大廣高速方向布設7根直徑為42.6cm鋼管柱作為通行孔支墩，中心間距2m，鋼管柱上下口采用井字架鋼板焊接加固，鋼管柱與預埋在8#墩墩身上鋼板聯結，以增強安全穩定性。靠近8#、10#橋墩的通行孔支墩無法與橋墩聯結，采用安全穩定性好、承載能力強的八三軍墩作支墩，以確保安全穩固。對支墩地基承載力足處采用級配碎石換填，并分層用打夯機夯填密實，填至與高速路面齊平。

鋼管柱支墩采用長13.5m×寬1.5m×高1.0m的條形C30砼擴大基礎。為保證鋼管柱支墩的穩定，在鋼管柱內澆筑1m高填充砼。每節基礎上斜對角預埋兩個采用Q235-Φ25鋼筋制作的吊環，以便完工后拆除。鋼管柱上設置雙拼I45b作橫梁。

八三軍用墩采用長13.6m×寬1.6m×高1.0m的條形C30砼擴大基礎，頂上采用C1構件作橫梁。

通行孔縱梁采用長15m貝雷桁架，在箱梁底板下按間距60cm布設貝雷桁架，兩側翼緣板下按間距100cm貝雷桁架，貝雷桁架之間設置支撐架互相聯結，以增強整體穩定性，本項目每個通行孔設置17片貝雷桁架。

2.3 地基處理

滿堂式支架的地基需能夠承載箱梁現澆的所有上部荷載，故按設計要求進行地基處理，確保其承載力是確保施工質量及安全的關鍵工序。

首先進行場地平整，清除表面松軟土體，承載力不足部位換填級配碎石，然分2層填筑壓實60cm厚的石渣，以提高地基承載力，采用22T振動壓路機碾壓石渣，壓實次數不得小于5遍，且要求最后2遍的壓沉值為0。然后在石渣層上澆筑2020cm厚C25砼墊層。

沿地基兩側開挖40×30cm的排水溝，以排出地表水，避免地基被水浸泡。

2.4 支架預壓

對搭設好的支架進行超載預壓，通過預壓來驗證支架系統的安全穩定性，消除支架非彈性沉落，且獲得彈性變形值，以調整底模標高。

采用袋裝碎石進行預壓。分3級施加荷載（第1級按設計荷載60%，第2級按設計荷載100%，第3級按設計荷載120%。）。按先跨中再兩端對稱的順序施加荷載，卸荷同樣要兩端對稱進行，嚴禁兩端非均勻加載而產生偏壓。

采取逐跨預壓的方式。25m跨徑箱梁堆載約450t×1.2=540t，28.5m跨徑箱梁堆載約520t×1.2=625t。

綜合考慮拆除支架后的梁體沉落量、后期徐變等，25m跨橋梁按20mm留置施工預拱度，28.5mm跨橋梁按約25mm留置施工預拱度。最后按預壓測量數據的分析結果及預拱度的設置要求對調整底模標高。

3? 現澆箱梁支架結構力學及地基承載力驗算

3.1 荷載計算

①現澆箱梁砼自重：按跨中截面A=8.0m2計，砼容重按26kN/m2，現澆箱梁每平方米重量為（8×26）/5.925=35.1kN/m2。②模板自重：竹膠板厚20mm，按0.12kN/m2計。③方木縱、橫梁自重：按本項目布置情況計算得每平方米重量為：0.38kN/m2。④支架自重：支架每立方米的重量荷載為：0.08kN/m3。⑤施工荷載：取2.5kN/m2。⑥傾倒與振搗荷載：取2kN/m2。

3.2 碗扣支架承載力驗算

3.3 竹膠板模板承載驗算

3.4 基礎驗算

3.5 通行孔驗算

3.5.1 荷載計算

3.5.2 貝雷桁架縱梁驗算

3.5.3 2I45b工字橫梁驗算

3.5.4 鋼管柱支墩驗算

3.5.5 八三軍用墩支墩驗算

4? 結束語

從整個施工過程中對支架及通行孔進行的安全監測表明，支架及通行孔的安全穩定性非常好，沒出現沉降及變形異常的情況。梁體完工后，線型直順美觀，線性控制效果達到設計要求。

參考文獻：

[1]JGJ79-2012，建筑地基處理技術規范[M].中國建筑工業出版社，2013.

[2]周水興.路橋施工計算手冊[M].人民交通出版社，2001.

[3]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業出版社.

[4]邱繼紅.現澆連續梁門洞支架施工技術[J].低碳世界，2014（3）.

[5]杜永清.上跨既有高速公路現澆連續箱梁門洞支架施工技術[J].科學之友，2011（5）.