軟土地基現澆懸臂蓋梁膺架法施工技術

孫繼文 王彥芳 童生生 俞 毅

寧波市建設集團股份有限公司 浙江 寧波 315000

1 工程概況

寧波環城南路西延（薛家南路—環鎮北路）工程施工V標段，長度約2 031 m。橋梁工程內容包括1座主線高架、2對上下行匝道、2座地面橋。主線高架標準斷面25.5 m，匝道8.5 m。本標段主線高架共52個懸臂式蓋梁橋墩，懸臂蓋梁長度約24 m、寬度2.2 m，蓋梁根部高2.5 m，挑臂端高1.35 m，蓋梁挑臂長約8.5 m，蓋梁下部立柱截面為1.8 m×1.5 m，承臺7 m×7 m。蓋梁具體構造如圖1所示。

圖1 蓋梁構造

本工程橋梁下部構造所處的地質組成及分布情況自上而下如表1所示。施工區域地質條件較差、軟土地層分布較厚，地質表層地基承載力、極限摩阻力標準值等各項土質指標較低。

表1 地質組成及分布情況

2 技術特點

2.1 工程質量方面

支架整體支撐點位于承臺上，避免了由于地基承載力原因而產生的不均勻沉降，減少了支架在澆筑過程中沉降產生的裂縫，提高了現澆蓋梁構件的澆筑質量。

2.2 工程安全方面

支架構配件均在工廠內加工完成，加工精度、質量有可靠的保證。與滿堂支架相比，支架構件的拼裝全部可在地面完成，然后整體進行吊裝，大大減少了人員高處作業的頻率，由人員密集型施工改為機械密集型施工，施工安全度較高。

2.3 工期、進度方面

與滿堂支架相比，減少了支架地基處理和支架預壓這2個施工工序，加快了單個蓋梁施工的進度。

與滿堂支架相比，支架呈懸臂結構，支架下有足夠的通車凈空，對地面輔道中地下管道、沉井及路基等工序制約較小，可以實現高架與地面輔道同步施工，大大提高了整體工程的施工進度。

2.4 經濟效益方面

能夠縮短蓋梁的施工周期，提高單套支架周轉的使用率，減少了支架配置的數量，降低了工程造價。

支架各構件之間均采用螺栓連接，便于循環利用，有利于提高支架材料的管理效率，減少支架材料的損耗。

3 關鍵技術

3.1 承臺預埋件

當型鋼膺架支撐鋼管在承臺內時，可在承臺施工過程中先預埋好地腳螺栓或鋼板預埋件；當型鋼膺架支撐鋼管在承臺外時，可在承臺上設置鋼墊梁，將支撐鋼管立于墊梁上，墊梁可通過預埋在承臺里的精軋螺紋鋼及壓梁固定于承臺上，如圖2所示。對于已經施工完成的承臺，在法蘭預埋筋植筋較困難的情況下，也可采用設置鋼墊梁的方法進行固定。

圖2 鋼墊梁設置方式

3.2 下部支撐系統

下部支撐系統主要為墊梁、鋼管柱和砂筒（圖3）。為了便于拆卸和循環利用，一般墊梁或承臺上的預埋件與鋼管柱之間采用螺栓連接，鋼管柱與鋼管、鋼管與橫聯型鋼也采用螺栓連接。鋼管柱頂一般設置封頭鋼板，便于放置卸架的砂筒或千斤頂。下部支撐系統安裝時應設置爬梯或用移動門架搭設操作平臺。

3.3 上部型鋼桁架加工及安裝

型鋼桁架加工應委托專業的鋼結構廠組織加工，以保證構件的精度，方便安裝。為了便于運輸，整體鋼桁架結構分段加工制作，每段的長度控制在9～12 m。鋼結構構件間的連接采用焊接，應選擇合理的施工工藝及順序并采取有效措施，控制焊接變形及焊接應力，確保焊接強度及變形滿足規范要求。型鋼桁架在施工現場橋跨內進行拼裝，每片鋼桁架之間采用螺栓連接，連接位置的螺栓按鋼構件等強設計的要求設計。鋼桁架拼裝誤差應滿足施工精度要求，螺栓位置對準并擰緊，準確控制大鋼管桁架標高，因加工和安裝誤差導致標高不一致處，需墊鋼板找平。

桁架拼裝成整體后，由2臺汽車吊抬吊至下部支撐系統上安裝，單臺汽車吊的受載不得大于汽車吊額定起重量的75%，桁架安裝過程如圖4所示。

圖3 下部支撐系統

圖4 型鋼桁架現場安裝

桁架起吊的速度應均勻緩慢，分別在鋼構件的兩端頭設置4條溜繩，以便調整構件的方向及角度，構件需進行角度調整時，溜繩用力要輕、要慢，避免出現較大的慣性力，且統一要由專人指揮，不得私自處置。桁架落位后，及時將桁架與下部支撐鋼管之間的抗傾覆螺桿擰上，將整體支架系統連接成整體。

最后在桁架上鋪設工字鋼分配梁，以便于后續模板安裝（圖5）。為了防止分配梁傾覆，分配梁與桁架橫梁之間可用U形卡箍固定。

3.4 首跨膺架預壓

膺架搭設完成后，對首跨支架進行預壓，后續支架搭設后可以不進行預壓，支架預拱值可根據首跨支架預壓情況確定。由于蓋梁截面小、自重大，故預壓材料一般采用鋼筋和砂袋相結合的方式，即在下層鋪設鋼筋預壓材料，在其上面鋪設砂袋預壓材料，這樣盡可能減少預壓的高度，保證預壓安全，支架預壓如圖6所示。

圖5 桁架上分配梁安裝

圖6 膺架預壓

3.5 模板的選擇

由于懸臂蓋梁底面有一定的坡度，針對這種特點，蓋梁底模的主楞采用桁架形式，桁架上下弦桿采用雙拼8#槽鋼，腹桿采用10#槽鋼，在桁架外沿設置防護欄桿立桿的插槽，每2片鋼桁架之間采用10#槽鋼進行橫聯組成1組以方便安裝。模板桁架如圖7所示。

圖7 模板桁架設計示意

底模采用高強度竹膠板，小楞可采用10 mm×10 mm的小木方。竹膠板用鐵釘固定在小木方上，小木方可用鐵絲固定在桁架上。拼縫間用玻璃膠進行填塞，防止混凝土澆筑時漏漿。側模安裝一般采用側包底的方式，以增加側模通用性。側模一般采用鋼模，由鋼模廠加工制作，側模加固一般采用φ20 mm對拉螺桿或精軋螺紋鋼。

3.6 混凝土澆筑

懸臂蓋梁澆筑時先澆筑蓋梁根部，澆筑至與挑臂梁底相平為止，澆筑方向為由立柱位置往兩懸臂方向，然后再由懸臂位置往立柱方向澆筑。該澆筑方法可避免由懸臂支架變形引起的立柱位置的豎向裂縫。混凝土澆筑順序如圖8所示。

圖8 混凝土澆筑順序

泵送混凝土最大攤鋪厚度不超過60 cm，在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土時，應在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑，上下層同時澆筑時，上層與下層前后澆筑距離應保持1.5 m以上。

混凝土振搗采用插入式振搗棒，選用經驗豐富的工人，振搗棒每次移動的距離不得大于有效振動半徑的1.5倍，一般不超過40 cm，不漏振、不過振。振搗棒與側模的間距保持在10 cm左右，嚴禁振搗棒碰撞預應力管道。振搗以混凝土表面不再下沉、不再出現氣泡、表面泛漿為準。

3.7 膺架拆除

在蓋梁預應力張拉結束后，可進行型鋼膺架的拆除作業。拆除作業順序：卸落砂筒→拆除底模、木方→拆除模板桁架→固定鋼桁架→拆除下部支撐系統→下落桁架→地面分解桁架→移至下一個蓋梁作業點。

用4個10 t的葫蘆將桁架整體固定在已建成的蓋梁上。蓋梁上設雙拼28a#工字鋼作為扁擔梁，以承受桁架自重。桁架固定方法如圖9所示。

圖9 桁架固定方法

用汽車吊逐步拆除下部支撐鋼管，轉移到下一個工作點，然后將桁架用葫蘆下放，將其放置在墊梁上或承臺面上，然后分解成可轉運的節段。

4 質量保證措施

4.1 模板

模板采用專門廠家精制的竹膠模板和鋼模板，提高混凝土外觀質量，保證線條順直流暢、輪廓分明。

模板拼縫嚴密、不漏漿，保證結構物外露面光潔、線條流暢。選用專用脫模劑，保證脫模和混凝土外觀質量。

4.2 保護層

嚴格控制混凝土保護層，避免混凝土表面出現露筋、銹斑。采用同梁體強度一致的水泥墊塊來保證鋼筋的位置準確及保護層的厚度，墊塊數量不得小于4個/m2。

4.3 混凝土

制定特殊季節的混凝土施工專項方案，澆筑前嚴格控制混凝土坍落度和入模溫度，澆筑后制定專項養護措施。

做好混凝土養護工作，一般情況下采用灑水覆蓋養護，養護用水采用自來水，不得采用污水，保濕養護時間不得少于7 d。冬期施工時，對混凝土外露面進行覆蓋保溫，當模板未拆除而大氣溫度過低、單靠模板不能正常養護混凝土時，模板外周用彩條布包裹蓄熱。夏季加強混凝土保濕養護，用塑料薄膜覆蓋嚴實[1-2]。

5 結語

使用該施工技術，可大大減少承重支架搭設過程中的高處作業工序和人員，降低施工安全風險，同時提高施工效率，節約施工工期，降低管理成本。綜合目前正在施工的寧波環城南路西延（薛家南路—環鎮北路）工程V標段蓋梁，采用膺架法施工方法較傳統的滿堂架施工方法，單個蓋梁平均節省工期約7 d，為整個工程提前完工創造了良好的條件，緩解了交通壓力，帶來了巨大的社會效益。