大懸臂預應力倒T蓋梁施工支架研究

湯琦

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 510000）

1 大懸臂倒T蓋梁支架簡介

大旺高架橋1#～94#墩設計為大懸臂倒T 蓋梁，蓋梁寬度自33～54.95 m 變化（依據對接互通的總寬度），蓋梁下方為通行的市政道路，施工期間需保證市政道路通行，設計蓋梁施工支撐系統應考慮預留空間。肇慶大旺地區地表層土多為含粉砂、含水量大的粉質黏土，工程性能較差，承載能力不高，支架布設時多考慮傾向墩臺承載，避免因蓋梁施工周期長導致的地表沉降，避免影響人們出行，蓋梁支架布置如圖1、圖2 所示。

圖1 蓋梁支架布置圖（側面）

圖2 蓋梁支架布置圖（頂面）

蓋梁支架下部為標準構型，其他超過33 m 寬度尺寸的，采取靈活中間位置增設鋼管樁的措施進行補強。其頂部貝雷梁榀數均為3 榀，上部I16 分配梁長度為6 m，在分配梁頂部布設蓋梁施工平臺，施工平臺采取加工5 m 標準節段，分節段進行吊裝。

貝雷梁落放至砂箱上，砂箱頂部加焊小鋼板卡口，卡住貝雷梁兩側，以求定位準確。砂箱為固定高度，不進行調節高度。

鋼管采取法蘭盤進行連接，支架整體高度采用鋼管進行調節，鋼管根據高度分為4 m、3 m、2 m、1 m、0.5 m、0.3 m、0.2 m、0.1 m 等類型，小于10 cm 的采用鋼板進行支墊調高處理。

在承臺上定位預埋鋼板，定位準確，在路面上的支墩，應澆筑混凝土墊層，其標號為C25，尺寸為1.5 m×1.5 m。

2 支架計算驗證

整體支架按照三聯跨簡支梁模型進行測算，依據各支點反力得出相應點位所承受荷載，進而設計抗剪鋼棒及支撐鋼管。支架設計采用恒載系數為1.2，活載系數為1.4，人員荷載3 kN/m2，鋼筋混凝土容重26 kN/m3。整體支架設計采用SAP2000 有限元分析軟件。模型布載如圖3 所示，計算得均布荷載q=46.66 kN/m2。

圖3 模型布載

2.1 工16 型鋼驗證

建立分配梁模型，并疊合不利位置混凝土高度，分不同高度依次計算出各I16 型鋼的單獨受力情況，并統計支點反力，驗證得出最不利位置I16 型鋼應力為113 MPa，撓度為0.5 mm，滿足使用要求。

2.2 貝雷主梁驗證

依據驗證工字鋼支點反力統計結果，詳細擬合蓋梁實際荷載，形成精確計算模型，提取單條貝雷梁進行驗證，驗證結果貝雷梁彎矩為367.94 kN·m，剪力為206.89 kN，撓度為0.01 m，貝雷梁使用滿足要求。詳細布載及支架貝雷梁變形情況如圖4、圖5 所示。

圖4 布載情況

圖5 貝雷梁變形情況

2.3 鋼管樁及后續驗證

依據倒T 蓋梁實際截面計算得到的貝雷梁支點反力數據，按照3 榀貝雷梁1 組置放在鋼管頂的方式，即單榀貝雷梁支點反力乘3，計算鋼管樁穩定性，其安全系數為5.61，遠超過要求的1.3，安全性能有保障[1]。

后續根據支點反力，結合上部自重，綜合分析地基承載力，置于承臺上的鋼管，其支撐力比置放在地方市政道路路面上的鋼管大2.49 倍，承臺上鋼管地基承載力為1.54 MPa，其混凝土強度為30 MPa，置放在路面上的鋼管樁，要求的承載力為160 kPa，一般路面均能達到2 MPa 以上，故該支架系統結構受力方面無問題。

3 支架施工

3.1 施工準備

施工前準備好支架搭設相關物資，并由測量組根據設計圖紙對鋼管位置進行定位對中，放樣完成后施工擴大基礎。在蓋梁施工前，應嚴格控制墩柱柱頂標高，并由此根據支架設計圖紙反算預埋鋼管及鋼墊板位置。嚴格控制預埋位置，以確保蓋梁施工順利。依據蓋梁底模板背帶位置反算支墩鋼管頂標高，其標高計算公式為：蓋梁底標高-模板厚度-I16 型鋼厚度-貝雷梁高度-砂箱高度-支墊鋼板厚度=鋼管頂標高。

3.2 支架搭設

支架搭設順序如下：擴大基礎安裝就位→安裝鋼管支墩→安裝砂箱→兩側貝雷組分別地面拼裝→汽車吊分別吊裝兩側貝雷組就位（平穩在沙箱上就位并用手拉葫蘆臨時與墩頂預埋鋼筋吊緊固定）→安裝貝雷花窗橫向聯系→安裝分配梁→安裝蓋梁底模桁架系統→支架平臺及底模安裝完成。

支架搭設優先進行支撐鋼管的支立，采取在擴大基礎上預埋鋼板并預留螺栓位，鋼管于擴大基礎采用法蘭盤進行連接，預埋鋼板采用水平尺定平。鋼管安裝每節需要定垂直度，垂直度偏差不得超過0.05%。每次安裝由施工管理人員輔助配合檢測。

鋼管支立完成后，吊裝貝雷梁，貝雷梁的吊裝方法應格外注意，吊裝貝雷梁，由于主梁由3 片貝雷梁組成，將3 片貝雷梁連接成整體，并與對向的貝雷梁形成花窗整體連接。連接完成后再進行整體吊裝。在吊裝過程中，為減小對車輛通行的影響，貝雷梁依據鋼管樁間距，設4 根鋼管樁共3 孔，分成3 節，每節支點對應鋼管樁位置，采用12 m 的平板車直接運送到現場，中間孔位貝雷梁直接吊放到位并安裝好卡位鋼板，再依次吊放兩側貝雷梁，吊放到鋼管樁上方后，工人懸掛安全帶，與立柱預埋鋼筋確保連接，人工輔助對準孔位拼裝好主梁。

貝雷主梁吊裝完成后，通過墩柱頂的預埋鋼筋采用手拉葫蘆反吊住貝雷梁，兩側貝雷梁吊裝完成后，安裝貝雷花窗，貝雷花窗形成整體后再進行下部工序的施工。

完成后按照支架設計圖紙擺放頂部I16 分配梁，I16 型鋼擺放準確后，采用臨時幫焊2 條16 mm 鋼筋的措施，連接成整體，避免后續吊裝模板及施工平臺，因擾動造成的移位。

后續在I16 型鋼上部先行安裝組合式蓋梁施工平臺，固定完成后，安裝蓋梁模板即可開始后續蓋梁施工。

整體支架平臺搭設完成后，支架經預壓，支架穩定，能滿足施工要求。

4 支架拆除

先采用5 t 的手拉葫蘆將蓋梁兩側左右幅的四組貝雷梁分別與蓋梁的預留鋼筋反吊固定，每組貝雷梁兩端分別安裝手拉葫蘆，手拉葫蘆要拉緊穩定。

操作人員在支墩兩側的爬梯上下放砂箱下落15 cm。全部砂箱下落到位后，檢查確保沙箱頂面標高及平穩后，操作人員轉移到蓋梁上，下放手拉葫蘆，保證同一幅的貝雷桁架的4 個支點同步下落到砂箱上。砂箱下落與貝雷脫空后至貝雷梁桁架下落就位的過程中，貝雷支架平臺上嚴禁站人，以防貝雷梁失穩。

貝雷桁架平穩落架砂箱后，手拉葫蘆暫時不要卸除，保持拉緊狀態，防止貝雷組失穩。吊車吊鉤采用兩鋼絲繩吊扣與貝雷組吊掛穩定后，操作人員轉移到蓋梁上卸除手拉葫蘆，卸除手拉葫蘆過程中，貝雷桁架上嚴禁站人。采用吊車起吊貝雷組抽出并拆除。操作人員在貝雷桁架上施工時，佩戴的足夠長的安全繩必須與蓋梁上的預留鋼筋連接穩固。

貝雷組全部拆除后，拆除砂箱及鋼管支墩。

5 與以往預應力大懸臂蓋梁施工方法對比

以往大懸臂蓋梁施工中多采用兩種辦法，分別為滿堂支架施工及托架施工，這兩種方法應用在本項目上，均有受制約的方面，分析如下：

1）采用滿堂支架施工，支架搭設周期長，占地面積大，需要占用地方道路，影響出行，大旺地區地基較為柔弱，長時間的施工周期支架沉降容易造成質量缺陷。

2）采用托架施工，在墩柱兩側均需要預埋固定件，該項目下方為市政道路，影響整體美觀，托架一般為整體吊裝，吊裝過程中影響道路時間過長。大旺高架橋橋下凈空高度不高，承臺兩側即為地方道路，采用托架影響橋下凈空，一些車輛無法通行。

3）采用本方案，橋下凈空空間規整，雖凈空高度也受貝雷梁影響，但剩余空間還是比托架法要大，利用既有承臺承擔主要受力，受力明確，對地方道路影響小，僅在臨時吊裝貝雷梁時會中斷交通10 min，效率較高，且采用的多為市場上常見的材料，經濟性較好，材料組織便捷。

6 結語

隨著我國公路事業的發展，地方道路發達，在高速公路建設中，為了減小地方的交通壓力，均需要在常規施工方法上提出改進，在保證安全的前提下，盡量采用經濟性好，材料組織便捷的施工方法，對項目的建設能起到非常關鍵的作用。