扁擔(dān)梁在現(xiàn)澆箱梁支架中的應(yīng)用及施工技術(shù)要點(diǎn)

王名揚(yáng)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550002)

1 工程概況

磨盤山互通位于興義市頂效鎮(zhèn)，是興義環(huán)高與汕昆高速相接的十字立交互通，該區(qū)地形為山地丘陵地形，互通E匝橋橋區(qū)在上跨汕昆高速匝道的同時(shí)經(jīng)過當(dāng)?shù)匾蛔~塘，地基為淤泥質(zhì)軟土、厚度6～10 m。根據(jù)設(shè)計(jì)，該橋下部構(gòu)造為柱式墩配鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為普通鋼筋混凝土連續(xù)現(xiàn)澆箱梁。考慮到淤泥層對(duì)施工帶來的影響和支架上跨既有線路施工的局限性，該現(xiàn)澆箱梁采用少鋼管支架施工的方式，在借助現(xiàn)有橋墩承臺(tái)作為支架基礎(chǔ)受力結(jié)構(gòu)的同時(shí)，其跨中支架基礎(chǔ)以扁擔(dān)梁的形式與承臺(tái)固結(jié)，利用扁擔(dān)梁實(shí)現(xiàn)利用承臺(tái)及樁基對(duì)整個(gè)上部荷載的承擔(dān)，此方案設(shè)計(jì)有效減少了軟基處理的成本，更有效避免了上部荷載分布不均勻?qū)τ倌噘|(zhì)軟基造成的不均勻沉降問題。

2 扁擔(dān)梁施工的關(guān)鍵工序控制

2.1 扁擔(dān)梁預(yù)埋件施工控制要點(diǎn)

在進(jìn)行承臺(tái)鋼筋綁扎的過程中，先進(jìn)行預(yù)埋件的施工。需注意的是，在進(jìn)行預(yù)埋件安裝時(shí)要充分考慮到與承臺(tái)鋼筋位置的相關(guān)性。預(yù)埋鋼板通過錨筋與承臺(tái)鋼筋混凝土連接，要求承臺(tái)側(cè)面受力鋼板厚度須超過2.0 cm，頂面固定鋼板厚度應(yīng)超過1.2 cm，錨筋使用直錨筋形式。

由于預(yù)埋件是整個(gè)支架的承重基礎(chǔ)，基本上承擔(dān)所有的受力，因此針對(duì)預(yù)埋件的焊接與安裝要嚴(yán)格控制其質(zhì)量。針對(duì)鋼板與錨桿的固結(jié)采用穿孔塞焊的方式，完成預(yù)埋件的表面焊接之后，還需將其整個(gè)表面打磨平整。而在進(jìn)行預(yù)埋鋼板安裝的過程中，要求相關(guān)工作人員嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行安裝，并且在承臺(tái)鋼筋骨架上，明確預(yù)埋鋼板的具體位置以及高度，并加焊定位鋼筋。在進(jìn)行施工前，相關(guān)工作人員合理調(diào)配物料以及工作人員。在完成承臺(tái)鋼筋與預(yù)埋件錨筋時(shí)，必須嚴(yán)格保證預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確性，做好對(duì)其臨時(shí)固定后可要求相關(guān)工作人員使用直尺或者其他設(shè)備，對(duì)預(yù)埋件的位置以及平整度進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)，要求得到的數(shù)據(jù)必須是在允許偏差范圍之內(nèi)才可進(jìn)行下一步施工。

2.2 扁擔(dān)梁兩端起關(guān)鍵作用的承臺(tái)施工控制要點(diǎn)

承臺(tái)混凝土的澆筑，需重點(diǎn)加強(qiáng)錨筋位置混凝土的振搗。要盡可能避免出現(xiàn)振搗不實(shí)或者過振的情況，澆筑的過程中還需要加強(qiáng)對(duì)預(yù)埋件的保護(hù)，有效避免因振動(dòng)棒過渡出而引起預(yù)埋件偏移，或者是混凝土污染預(yù)埋件。要求相關(guān)工作人員嚴(yán)格掌握好混凝土的振搗工作。

2.3 扁擔(dān)梁焊接控制要點(diǎn)

關(guān)于扁擔(dān)梁焊接，重點(diǎn)是梁體與預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板與鋼管斜撐、斜撐與扁擔(dān)梁三個(gè)部位的焊接。在進(jìn)行焊接的過程中，相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)加強(qiáng)鋼管斜撐與預(yù)埋鋼板及扁擔(dān)梁之間的焊接工作，由于斜撐呈45°角，對(duì)焊接的焊接工作的要求更高。因此在進(jìn)行焊接之前，要做到對(duì)接口焊接處的清理，針對(duì)可能存在的各種鐵銹、油污、各種異物等全部清除干凈，必須顯露出鋼材的金屬光澤。在進(jìn)行斜角焊接時(shí)，必須采用手工焊接的方式，焊接工作人員嚴(yán)格按照相關(guān)工藝要求進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)須嚴(yán)格注意焊接的走向以及電流，焊縫尺寸大小等，接頭處連接板要使用焊縫密貼。完成對(duì)焊縫的焊接工作之后還需要對(duì)整個(gè)施工面進(jìn)行清理，特別是焊接產(chǎn)生的焊渣以及各種金屬飛濺物，工作人員還需檢查焊縫的外觀質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如果不符合施工要求，必須要求是焊接人員進(jìn)行補(bǔ)焊或者打磨。

2.4 扁擔(dān)梁體系受力計(jì)算要素

扁擔(dān)梁的受力計(jì)算要先獲取需計(jì)算扁擔(dān)梁受力的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括箱梁斷面面積，上部支架、模板體系自重、施工臨時(shí)機(jī)具荷載等，將所獲取得到的數(shù)據(jù)輸入Midas civil軟件中，采用不同施工階段的荷載組合及工況用來驗(yàn)算獲取支架的各桿件應(yīng)力情況以及扁擔(dān)梁的最大軸力、最大彎距、最大剪力、組合應(yīng)力、豎向變形等。扁擔(dān)梁三維模型采用梁單元加板單元進(jìn)行模擬，有限元分析時(shí)對(duì)模型在承臺(tái)端口處兩個(gè)支承點(diǎn)和預(yù)埋精軋螺紋鋼筋的兩個(gè)反壓點(diǎn)位置進(jìn)行約束，荷載加載點(diǎn)按扁擔(dān)梁頂面的鋼管柱所在位置，以集中力進(jìn)行加載；或直接建立鋼管柱和上部支架及模板整體模型，以箱梁整體荷載作用在箱梁底模支架上進(jìn)行加載。

3 扁擔(dān)梁在現(xiàn)澆箱梁支架施工中的控制要點(diǎn)

3.1 加強(qiáng)牛腿斜撐施工

通過Midas模擬計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)，與承臺(tái)側(cè)面預(yù)埋鋼板焊接并作為扁擔(dān)梁加強(qiáng)支撐的45°斜撐鋼管的強(qiáng)弱，對(duì)扁擔(dān)梁的承載能力的加強(qiáng)能起到至關(guān)重要的作用，相比于依靠梁體自身抗彎拉性能承擔(dān)上部荷載，斜腿鋼管以其焊接面提供的豎向分力直接提供荷載反力的支撐效果要好很多。面對(duì)這種情況，對(duì)扁擔(dān)梁兩邊牛腿斜撐進(jìn)行材料加強(qiáng)和提高焊接質(zhì)量十分重要，對(duì)于抵抗扁擔(dān)梁變形有重要價(jià)值。因此在開展牛腿施工的過程中必須嚴(yán)格控制所選材料的質(zhì)量以及焊接質(zhì)量要求，嚴(yán)格按照施工工藝開展施工。

3.2 控制扁擔(dān)梁兩端受力均勻

由于墩柱兩側(cè)支架立柱在施工過程中并非處于同一橋跨上共同受力，在支架和混凝土施工過程中，很難保證扁擔(dān)兩邊受力相等，因此可能出現(xiàn)扁擔(dān)兩端不均勻受力的情況。這種情況下，一旦支架安裝尤其是焊接質(zhì)量沒有嚴(yán)格控制，就很可能因支架偏壓或某一焊點(diǎn)脫焊而出現(xiàn)整個(gè)支架坍塌事故。因此在進(jìn)行現(xiàn)場施工時(shí)，可在扁擔(dān)梁上鋼管立柱的頂部，貫穿橋梁永久墩前后兩跨，設(shè)置一組縱向承重梁，使上部荷載通過縱向承重梁將上部荷載受力進(jìn)行二次分配后在傳遞到扁擔(dān)梁的兩端，確保扁擔(dān)梁兩端受力均勻，進(jìn)而確保整個(gè)扁擔(dān)梁的穩(wěn)定性。

3.3 控制預(yù)埋件與承臺(tái)的固結(jié)質(zhì)量

考慮到整個(gè)扁擔(dān)梁所有受力均是落在承臺(tái)上，因此預(yù)埋件與承臺(tái)的固結(jié)質(zhì)量是確保整個(gè)支架穩(wěn)定性安全性的關(guān)鍵所在。預(yù)埋件鋼板選型以及錨筋的選型一定要嚴(yán)格把控質(zhì)量，要加強(qiáng)驗(yàn)算的同時(shí)保證其安全系數(shù)符合施工要求。

4 結(jié) 語

通過在現(xiàn)澆箱梁施工中對(duì)扁擔(dān)梁的實(shí)際應(yīng)用，其回收率高和沒有地基處理費(fèi)用等特點(diǎn)，項(xiàng)目不僅獲得了較快的施工速度，還有效地降低了箱梁的支架施工成本。由此證明，扁擔(dān)梁在箱梁支架施工中有著十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值，值得進(jìn)行總結(jié)推廣。