預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋涉路現(xiàn)澆施工方案研究

覃家培

【摘要：】文章以崇左至愛店高速公路上跨南友高速公路的某單箱雙室變截面連續(xù)箱梁匝道橋為工程依托，介紹了其涉路工程現(xiàn)澆箱梁的施工方案，分析了地基處理、門洞搭設(shè)、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、支架和門洞拆除等主要施工工藝，為同類型橋梁涉路施工提供參考。

【關(guān)鍵詞：】變截面箱梁;支架現(xiàn)澆;涉路施工;施工方案

U448.21+3A381264

0 引言

隨著交通強國的戰(zhàn)略發(fā)展，西部地區(qū)高速公路的規(guī)劃建設(shè)正如火如荼地進行，建設(shè)中的高速公路跨既有高速公路施工也越來越多，涉路施工安全風(fēng)險逐漸增多[1]。施工過程中，交通管制及導(dǎo)行頻繁，易引發(fā)安全事故。本文以崇左至愛店高速公路為背景，以上跨南友高速公路的單箱雙室變截面連續(xù)箱梁匝道橋為工程依托，研究其涉路施工[2]現(xiàn)澆施工方案，介紹了涉高速公路施工的計劃安排、方案設(shè)計、主要施工工藝，為同類型橋梁涉路施工提供參考。

1 工程概況

FK1+286.8匝道橋第一聯(lián)上部結(jié)構(gòu)為（55+70+55）m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室變截面連續(xù)箱梁，采用縱向預(yù)應(yīng)力、橫向預(yù)應(yīng)力及豎向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。箱體頂板寬12.9～15.45 m，底板寬9.45 m。箱梁底板上、下緣順橋向均為2次拋物線。箱梁根部梁高4.3 m，跨中梁高2.2 m，箱梁梁高從距梁端20.92 m至距主墩中心1.75 m處按2次拋物線變化。翼緣板懸臂長1.725～3 m，端部厚0.2 m，根部厚0.65 m，設(shè)1.2 m×0.35 m的倒角。除在主墩墩頂設(shè)置一道厚2.5 m的橫隔板，邊跨端部設(shè)厚1.5 m的橫梁外，不設(shè)置跨中橫隔板。箱梁采用一次落架澆筑施工。全橋設(shè)置縱、橫、豎向預(yù)應(yīng)力體系。主橋箱梁混凝土強度等級采用C50。

2 施工計劃

天西樞紐互通F匝道橋現(xiàn)澆箱梁涉及跨南友高速公路施工，涉路施工部分為現(xiàn)澆箱梁。為減少封路時間，涉南友高速公路箱梁應(yīng)盡快施工。涉南友路橋梁計劃施工時間為：2022-07-15至2023-01-17，施工計劃結(jié)合交通導(dǎo)行計劃編制。具體如表1所示。

3 施工工藝

3.1 總體施工方法

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及工程特點，箱梁采用盤扣式支架現(xiàn)澆方法施工。

連續(xù)箱梁為變截面箱梁，箱梁各部分參數(shù)復(fù)雜，為保證實體質(zhì)量，采用工字鋼在架體上作為支撐，鋼模板由廠家加工制作后運至現(xiàn)場拼裝。

箱梁分為兩次澆筑，第一次澆筑底板、腹板及墩頂（橋臺）實心段，第二次澆筑頂板及翼板。

具體施工流程圖如圖1所示。

3.2 主要施工工藝

3.2.1 地基處理

（1）箱粱底滿堂支架基礎(chǔ)施工。基礎(chǔ)處理流程：原地面平整碾壓→碎石土回填→壓實度及承載力檢測→C15混凝土硬化。利用現(xiàn)場的挖掘機等機械，根據(jù)箱底標(biāo)高控制，平整場地，低的部分分層填筑碾壓，高的部分挖除。然后進行地基承載力試驗，以保證地基承載力不低于支架系統(tǒng)所要求（根據(jù)支架基礎(chǔ)驗算結(jié)果，支架基礎(chǔ)底部需要的承載力為600 kPa）。

（2）南友高速公路主線兩側(cè)邊坡地基處理。在南友高速公路路基邊坡開挖寬1.5 m臺階，開挖后采用厚度為20 cm的混凝土進行硬化，在該邊坡頂上插打拉森鋼板樁用于保護南友高速公路路基。如圖2所示。

在舊路基邊坡坡頂上插打鋼板樁進行支護。鋼板樁采用[22b槽鋼樁，保證舊路基邊坡的穩(wěn)定。支護結(jié)構(gòu)選用的鋼材均為Q235等級B的碳素結(jié)構(gòu)鋼。根據(jù)現(xiàn)場邊坡實際情況，選用6～9 m長的鋼板樁，采用拉森鋼板樁咬口法進行施工。為了使相鄰的鋼板樁形成整體，鋼板樁兩側(cè)采用H型鋼電焊連接。

3.2.2 門洞搭設(shè)

在FK1+286.8匝道橋第一聯(lián)第2跨設(shè)置車輛通行的門洞，沿南友高速路方向左右幅各設(shè)置一個門洞。每個門洞凈高≥6 m，每跨跨徑8.92 m（順路線方向），凈寬7.75 m（垂直門洞方向）。門洞支架設(shè)4排529 mm×8 mm鋼管支撐墩（最大間距為3 m），螺旋鋼管上方選用36a雙拼工字鋼作為支架橫梁，橫梁上方選用HM544 mm×300 mm型鋼作為縱梁（腹板底范圍外采用HM150 mm×100 mm型鋼），間距為60 cm。門洞縱梁上方鋪設(shè)6 mm厚鋼板作為安全防護板。如圖3所示。

C20混凝土門洞基礎(chǔ)設(shè)置在南友高速公路路線邊緣上，高速公路路面上的門洞基礎(chǔ)尺寸按寬100 cm、高120 cm的截面設(shè)置條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)長度為30.7 m。中央分隔帶處門洞基礎(chǔ)直接設(shè)置在僅靠中央分隔帶的路面上，不對中央分隔帶進行處理。門洞基礎(chǔ)下方每隔3 m間距設(shè)置200 mmPVC排水管，排除路面積水。

3.2.3 支架搭設(shè)

滿堂支架采用盤扣支架體系，按橫向、縱向間距安放可調(diào)底座，并按計算高度調(diào)整好底座上的可調(diào)螺帽位置，使螺帽頂面位于同一水平面上。可調(diào)底座絲杠外露長度≤300 mm。作為掃地桿的最底層水平桿高度≤550 mm。立桿應(yīng)通過立桿連接套管連接，在同一水平高度內(nèi)相鄰立桿連接套管接頭位置要錯開500 mm或以上。拼裝時，立桿必須保證垂直度，必須在第一層所有立桿與橫桿均拼裝調(diào)整完成確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)向上拼裝，否則會引起后續(xù)各層的拼裝困難。豎桿與豎桿之間必須搭設(shè)斜撐。在第一孔第5層搭設(shè)水平斜撐，以增強結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在支架頂部、底部各設(shè)置一層水平剪刀撐，自掃地桿向上每隔4.5 m設(shè)置一道剪刀撐。拼裝到頂層立桿后，即可安裝上頂層可調(diào)頂托，并依據(jù)設(shè)計標(biāo)高將各頂托頂面調(diào)至設(shè)計標(biāo)高位置。為保證盤扣支架頂部穩(wěn)定性，盤扣支架立桿上部自由高度應(yīng)≤650 mm，如超出則必須增加一步橫桿，絲杠外露長度≤400 mm，可調(diào)頂托插入立桿長度≥150 mm[3]，嚴(yán)格按設(shè)計橫縱距離布設(shè)。如下頁圖4～6所示。

在靠近墩柱處設(shè)置縱橫桿支架與墩柱抱緊，并用可調(diào)節(jié)鋼管與墩柱抵牢，每隔3 m設(shè)一道抱箍，鋼管扣件至少與主架體有3個卡扣。支架施工過程中同步施工抱柱措施，連接處設(shè)木模支墊保護墩柱混凝土不受損壞。頂托頂面調(diào)至設(shè)計標(biāo)高位置后，底板主龍骨橫向鋪設(shè)12工字鋼。

分配梁順橋向鋪設(shè)方形鋼管，鋪設(shè)間距要嚴(yán)格按照設(shè)計進行，并預(yù)留箱梁預(yù)拱度。使用水準(zhǔn)儀檢查標(biāo)高，無誤后可拼裝底模模板[4]。

外側(cè)翼緣板加固。外側(cè)翼緣板立桿縱距為0.9 m、橫距為0.9 m，橫桿步距0.9 m，縱向設(shè)斜拉桿加固，間距4.5 m，橫向每隔4.5 m設(shè)1道剪刀撐加固，一側(cè)在懸臂部分，另一側(cè)為懸臂與梁底橫向聯(lián)結(jié)固定。

安全防護欄桿搭設(shè)。箱梁頂面作業(yè)層支架外側(cè)必須設(shè)置安全防護欄桿及安全網(wǎng)，防護欄桿采用60 mm×3.2 mm鋼管搭設(shè)，高度為1.2 m，設(shè)置兩道縱向防護欄桿，立桿間距為150 cm，防護欄桿外滿掛密目安全網(wǎng)[5]。欄桿根部應(yīng)設(shè)置高度≥180 mm的擋腳板，擋腳板應(yīng)固定牢固，欄桿應(yīng)能承受1 kN的水平推力。

在支架搭設(shè)完成后，安裝橫向分配梁（主龍骨），采用12工字鋼。橫向主龍骨按照方案設(shè)計位置排放到支架頂托中，根據(jù)測量點位、圖紙尺寸，拉線調(diào)整頂托高度，調(diào)出箱梁底線，采用6 mm厚鋼模板進行拼裝，豎肋采用80 mm×8 mm扁鋼，間距為30 cm，橫肋采用[8槽鋼，間距為30 cm，翼緣板處支架和底板下支架一起搭設(shè)。外腹板側(cè)模通過對拉螺栓與內(nèi)模連接。

內(nèi)模板采用地面加工橋面組裝定型加固。內(nèi)模由人工在底板、腹板、橫隔板鋼筋綁扎完成后安裝。內(nèi)模板采用厚6 mm鋼模板進行拼接，豎肋采用80 mm×8 mm扁鋼，間距為30 cm，橫肋采用[8槽鋼，間距為30 cm;內(nèi)模板用鋼管支撐，支撐間距為90 cm。鋼模板之間連接縫必須密實，不得出現(xiàn)>0.2 cm的錯臺與縫隙，板縫采用雙面膠進行封堵。

因箱梁箱室施工和施工人員進出的需要，在每個箱室長度L/4處頂板開設(shè)人孔，人孔大小以方便施工。滿足箱室內(nèi)模板、支架等材料進出為原則，尺寸R=40 cm、此處切斷縱橫鋼筋，預(yù)留10 cm，鋼筋凈空尺寸R=45.7 cm，最后側(cè)面雙面搭接焊接主筋。（在內(nèi)模板拆除、張拉、封堵清理后，焊接連接預(yù)留筋，以吊模形式安裝模板，然后澆筑混凝土，完成封人孔工序）。在底板處用直徑1 cm的PVC管預(yù)留排水、排氣孔，共預(yù)留兩排。順橋向每50 cm一個內(nèi)外模對拉時，采用小槽鋼做背楞，內(nèi)外模對拉桿采用20 mm的螺紋鋼，側(cè)模板預(yù)留25 mm對拉孔，對拉孔橫向間距最大為1 m，豎向間距最大為0.8 m。

3.2.4 支架預(yù)壓

測試支架的彈性變形和非彈性變形值，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)推算支架預(yù)拱度，為立模標(biāo)高提供可靠的依據(jù)[6]。通過模擬壓重，為箱梁支架施工標(biāo)高控制提供依據(jù)。采用密封水袋預(yù)壓，實行分段全斷面施壓。水袋寬4 m，長8 m，高1.52 m，每個體積為48.5 m3。預(yù)壓完成并卸載后，進行箱梁實體施工。

3.2.5 支架、門洞拆除

完成箱梁實體施工后進行支架拆除。支架拆除按先支后拆、后支先拆[7]的原則進行。

4 結(jié)語

（1）涉高速公路施工存在較大安全風(fēng)險，易發(fā)交通事故。文章以某跨南友高速公路的橋梁施工為例，介紹該類橋梁涉路施工的交通管制、導(dǎo)行組織安排，以及門洞支架施工方案。

（2）該方案具有良好的施工效果，支架拆除后，橋梁外觀質(zhì)量好，橋梁線型美觀，滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

（3）采用該方案僅用120 d時間完成大橋的施工任務(wù)，較掛籃懸臂澆筑施工方案節(jié)約了一半的工期，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，為同類型工程涉路施工提供參考及依據(jù)。

參考文獻：

[1]董 偉，張 薇.高速公路施工交通組織方案分析[J].山東交通科技，2015（6）：25-27.

[2]李 偉.涉路工程安全評價技術(shù)指南與案例分析[M].北京：人民交通出版社，2009.

[3]韋新強，吳陽露，陸建培，等.承插型盤扣式鋼管支架在現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（6）：159-160.

[4]李濟民.現(xiàn)澆箱梁滿堂支架專項施工方案[J].價值工程，2015（27）：134-135.

[5]劉建偉，薛志文.盤扣式現(xiàn)澆支架的設(shè)計與應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2017，13（3）：122-125.

[6]安 斌.淺談現(xiàn)澆梁支架預(yù)壓[J].綠色環(huán)保建材，2016（9）：113.

[7]JTGT 3650-2020，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].