既有通行道路上建造高架橋裝配式蓋梁支架施工工藝研究

雷洪根，李斌斌

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 400410）

0 引言

既有通行道路上蓋梁施工， 作業(yè)區(qū)域以借用現(xiàn)有路面為主。既有道路高峰時(shí)段大型貨車較多，交通擁堵，施工沿線平行道路網(wǎng)較為稀疏，繞行分流道路缺乏，施工期間設(shè)置圍擋等封閉隔離措施，限定作業(yè)區(qū)域。蓋梁作為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載的主要結(jié)構(gòu)形式，常規(guī)采用滿堂支架施工工藝，適用于無(wú)通航和通行要求的橋跨，及墩高較低且地基條件較好的地域施工。 面對(duì)現(xiàn)有橋梁工程蓋梁類型多元化、施工條件復(fù)雜及施工技術(shù)難度高等諸多不利因素，傳統(tǒng)施工工藝無(wú)法滿足施工需求，需進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新來(lái)滿足保通條件下蓋梁施工需求。

1 工程概況

某項(xiàng)目路線全長(zhǎng)34km，全線采用高架橋梁形式，蓋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，全線設(shè)計(jì)蓋梁總數(shù)量為829 個(gè)，蓋梁主要分為T型、M 型、F 型三種結(jié)構(gòu)形式。 T 型標(biāo)準(zhǔn)蓋梁長(zhǎng)度為25.6m，為大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，F(xiàn) 型、M 型為互通加寬段蓋梁結(jié)構(gòu)類型，長(zhǎng)度為25.6～52.9m。根據(jù)項(xiàng)目所處地理位置、周邊環(huán)境等，蓋梁選用懸臂支架和門洞式支架現(xiàn)澆施工[1]。本文以T 型為例，對(duì)既有通行道路上建造高架橋裝配式蓋梁支架施工工藝進(jìn)行研究。

2 支架裝配式設(shè)計(jì)組成

T 型蓋梁懸臂支架主要適用于墩高大于或等于11m 的T 型標(biāo)準(zhǔn)蓋梁，以此保證支架下的行車通道凈空不小于5m，其支架系統(tǒng)由基礎(chǔ)、鋼立柱、平聯(lián)、卸荷沙箱、防護(hù)棚、橫梁、貝雷主梁、分配梁、作業(yè)平臺(tái)及平臺(tái)防護(hù)組成[2]。

支架兩側(cè)立柱基礎(chǔ)采用C30 預(yù)制混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)與立柱間通過(guò)預(yù)埋件錨栓連接，中間立柱與承臺(tái)頂預(yù)埋件通過(guò)錨栓連接，并在平聯(lián)上方通過(guò)墊塊、抱箍與墩身附著。 支架鋼立柱選用8根Φ600x10mm 鋼管， 柱頂設(shè)樁帽。 立柱間設(shè)置平聯(lián)， 平聯(lián)采用Φ426x6mm 和 Φ273x5mm 鋼管。

承重主梁采用雙拼HN700x300 型鋼， 主梁橫向聯(lián)系采用雙拼28a 槽鋼與型鋼螺栓連接，主梁中部設(shè)置法蘭盤、螺栓連接，可對(duì)稱分為兩部分。主梁上的分配梁采用I28a 型鋼，間距50～75cm。鋼立柱與主梁之間設(shè)置砂箱卸荷塊，用于傳力、卸載（圖1）。

圖1 現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)形式示意圖[1]

3 工程施工應(yīng)用

3.1 支架基礎(chǔ)及立柱安裝

支架中間2 根（4 根）立柱采用預(yù)埋錐形螺母錨固在承臺(tái)上，圍擋外兩側(cè)立柱設(shè)置C30 預(yù)制混凝土條形基礎(chǔ)， 方便安裝和移動(dòng)，內(nèi)設(shè)受力鋼筋，基礎(chǔ)長(zhǎng)2.5m、寬1.0m、高1.0m，立柱與基礎(chǔ)通過(guò)預(yù)埋件錨栓連接（圖2）。

圖2 支架基礎(chǔ)及預(yù)埋連接示意圖

支架基礎(chǔ)、立柱安裝前應(yīng)進(jìn)行臨時(shí)交通管制，待保通道路上立柱安裝完成后恢復(fù)交通。 基礎(chǔ)兩側(cè)防撞、警示設(shè)施安裝完成后，人工配合汽車吊進(jìn)行支架基礎(chǔ)及立柱安裝，支架立柱上設(shè)置卸荷砂箱或卸荷塊用以傳力、卸力。 支架桁架塊裝配式拼裝。

為提高支架結(jié)構(gòu)的通用性，合理利用桁架結(jié)構(gòu)廠內(nèi)加工生產(chǎn)的流水性及標(biāo)準(zhǔn)化等施工特點(diǎn)，按照項(xiàng)目墩身高度對(duì)支架整體進(jìn)行節(jié)段劃分，設(shè)置2m、3m、5m 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段桁架塊，同時(shí)配置0.75m、0.5m、0.25m 調(diào)節(jié)塊，施工時(shí)根據(jù)墩身高度提前進(jìn)行現(xiàn)澆支架節(jié)段拼裝，拼裝完成后整體性起吊安裝。 桁架塊1 全部位于圍擋內(nèi)，施工時(shí)不存在施工干擾；桁架塊2、3 全部位于圍擋外側(cè)，施工時(shí)需對(duì)現(xiàn)狀交通進(jìn)行臨時(shí)交通管制（圖3）。

圖3 支架桁架塊拼裝示意圖

拼裝塊安裝完成后，為確保支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需在墩柱與立柱頂部進(jìn)行抱箍連接，抱箍設(shè)置形式如圖4 所示。

圖4 抱箍連接形式示意圖[3]

3.2 主梁安裝

支架型鋼H700 主梁采用50t 汽車吊進(jìn)行安裝。 主梁長(zhǎng)27m，采用一次吊裝，最大吊重約為9.5t（一次吊裝時(shí)），主梁吊裝前需對(duì)下方道路設(shè)置臨時(shí)隔離，分流交通，進(jìn)行臨時(shí)交通管制，待主梁安裝完成后解除管制，恢復(fù)通行（圖5）。

圖5 支架主梁安裝示意圖

3.3 上下通道及作業(yè)平臺(tái)安裝

（1） 支架安裝作業(yè)平臺(tái)

支架施工時(shí)，人員通過(guò)在鋼管立柱處設(shè)置背籠爬梯上下。 爬梯采用 50mm×3mm 鋼帶及 50mm×50mm×5mm 角鋼加工，與立柱之間用角鋼焊接。

在每層平聯(lián)附近設(shè)置活動(dòng)式作業(yè)平臺(tái)， 作業(yè)平臺(tái)采用槽10型鋼及鋼板網(wǎng)進(jìn)行加工。 欄桿采用腳手管， 并設(shè)20cm 高踢腳鋼板，置于立柱的牛腿上。支架作業(yè)平臺(tái)在爬梯處預(yù)留50cm 寬的上爬梯入口，并設(shè)合頁(yè)式蓋板。

（2） 上下安全通道設(shè)置

蓋梁施工人員上下安全爬梯采用成品裝配式組合框架式爬梯，爬梯每5m 設(shè)置一道連墻附著件（頂口增設(shè)一道），連至墩身。附墻在墩柱相應(yīng)位置設(shè)雙槽10 抱箍， 爬梯與抱箍之間采用槽10型鋼焊接，每道設(shè)3 根型鋼，每層斜桿交替布置，爬梯頂口與蓋梁支架操作平臺(tái)之間設(shè)置通道。 通道采用型鋼及鋼板架，避免在立柱上預(yù)留預(yù)埋件，影響外觀（圖6）。

圖6 上下安全通道及附墻設(shè)置形式示意圖

蓋梁操作平臺(tái)至蓋梁頂面設(shè)置鋼制樓梯通道，鋼制樓梯采用5cm 方鋼焊接骨架、2mm 厚花紋鋼板作為踏步板， 通道寬度65cm，欄桿高度1m，于蓋梁頂面設(shè)置活動(dòng)搭板。 鋼制樓梯與操作平臺(tái)及底模桁架焊接固定（圖7）。

圖7 蓋梁頂部樓梯通道結(jié)構(gòu)形式示意圖

3.4 現(xiàn)澆支架預(yù)壓

支架第一次使用前應(yīng)進(jìn)行支架預(yù)壓、觀測(cè)。 支架預(yù)壓應(yīng)在支架搭設(shè)完畢、檢查驗(yàn)收合格、底模安裝完成后進(jìn)行。 預(yù)壓時(shí)按預(yù)壓荷載的30%、60%、80%、100%分四級(jí)預(yù)壓[4]。 每級(jí)加載完成，立即進(jìn)行沉降變形觀測(cè)， 之后每12h 觀測(cè)一次支架及基礎(chǔ)的沉降量。如果12h 沉降量小于2mm，說(shuō)明沉降已經(jīng)穩(wěn)定，即可進(jìn)行下級(jí)加載。 加載應(yīng)從跨中向蓋梁端、結(jié)構(gòu)中心線向兩側(cè)進(jìn)行均勻布載。

3.5 施工期交通組織

原道路段寬約36m，雙向6 車道設(shè)置，施工期間需進(jìn)行雙向4車道保通。 施工期間保通及施工組織如圖8、圖9 所示。

圖8 交通組織立面示意圖

圖9 交通組織平面示意圖

（1） 蓋梁施工期間，車行道預(yù)留寬度必須滿足：車行道1≥3.5m、車行道2≥3.75m，機(jī)非道寬度必須滿足小型農(nóng)用車通行要求。

（2） 在現(xiàn)澆支架兩側(cè)社會(huì)車道投影位置設(shè)置燈帶輪廓線。

（3） 支架邊支墩安裝時(shí)，采用臨時(shí)交通管制+專人交通疏導(dǎo)、引流等方式，確保沿線交通順暢、安全。

（4） 邊支墩混凝土預(yù)制基礎(chǔ)設(shè)置硬防護(hù)+軟防護(hù)。 硬防護(hù)采用混凝土防撞墩，尺寸：0.5m×0.5m×1.0m；軟防護(hù)采用錐形桶。 防撞墩迎車面需要設(shè)置反光標(biāo)進(jìn)行行車防撞警示。

（5） 蓋梁施工路段，行車道上行路口位置須設(shè)置限高架，有效限高5m，限高架迎車面設(shè)置防撞桿，間隔2m 設(shè)置，合計(jì)設(shè)置3道，并涂刷警戒漆。

4 既有道路中央分隔帶上裝配式蓋梁支架施工工藝總結(jié)

4.1 結(jié)構(gòu)安全

現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)是根據(jù)該工程的施工特點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)的，并采用裝配式制造和安裝工藝， 確保在既有通車道路上能迅速組裝、減少對(duì)交通的干擾。 同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)現(xiàn)澆支架強(qiáng)度、剛度、撓度、穩(wěn)定性以及抗傾覆能力等方面進(jìn)行了充分驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果均能滿足施工要求，確保了支架結(jié)構(gòu)的安全性[5]。

4.2 操作安全

支架立柱設(shè)有裝配式登高背籠，立柱頂部設(shè)置裝配式螺栓連接操作平臺(tái)及配套防護(hù)設(shè)施， 支架安裝時(shí)亦可采用登高車配合，進(jìn)一步控制和降低了施工人員登高操作和頂部構(gòu)件連接過(guò)程中的高處墜落風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 施工便捷

支架基礎(chǔ)采用統(tǒng)一規(guī)格的混凝土預(yù)制基礎(chǔ)，現(xiàn)澆支架節(jié)段桁架塊尺寸多樣，方便小節(jié)段交通運(yùn)輸、拆卸及轉(zhuǎn)場(chǎng)，也可拼裝成支架整體起吊安裝，安裝方式靈活多樣，較大程度上縮短了支架運(yùn)輸、安裝及拆卸施工周期，減少了蓋梁施工期對(duì)沿線交通的影響，有效緩解了施工保通壓力。 同時(shí)，裝配式支架對(duì)于施工環(huán)境的適用性強(qiáng)，具有可操作性強(qiáng)、施工便捷的特點(diǎn)。

4.4 確保保通

在既有通行的國(guó)道上修建高架橋， 施工交通組織難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高。 該支架結(jié)構(gòu)克服了施工場(chǎng)域狹小、沿線交通流量大、保通壓力大等施工難題，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

5 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目全線合計(jì)812 個(gè)蓋梁，施工期間未發(fā)生一般及以上安全事故。 且蓋梁作為項(xiàng)目關(guān)鍵線路也按期完成，充分說(shuō)明了在既有道路通車道路上裝配式蓋梁施工工藝的可靠性、實(shí)用性、便捷性及可推廣性。