道路橋梁施工方案設計研究
——以絨壩大橋支架為例

湯 洪

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司,四川 成都 611130）

0 引言

道路橋梁施工方案設計是用來指導橋梁工程施工全過程中技術、經濟和組織等活動的綜合性文件[1]。施工方案設計的任務就是針對橋梁工程施工的復雜性，根據橋梁工程產品生產的技術經濟特點，以及國家基本建設方針和各項具體的技術政策，實現工程建設計劃和設計的要求，提供各階段的施工準備工作內容，對人力、材料、機械、資金和施工方法等進行科學合理的安排，協調施工中各施工單位、各工種之間、資源與時間之間、各項資源之間的合理關系[2]。在整個施工過程中，按照客觀的技術、經濟規律，作出科學合理的安排，并指導施工，以使工程施工取得相對最優的效果。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

兩河口水電站庫周交通絨壩大橋及其引道段工程位于雅礱江中游，項目內控制性主體工程為絨壩大橋，大橋橫跨雅礱江，左岸連接甘孜州新龍縣，右岸連接甘孜州理塘縣。絨壩大橋起訖樁號為：K0+395.00～K0+728.00；主橋上部結構為80 m+140 m+80 m三跨一聯預應力混凝土連續剛構橋，左岸引橋為1×20 m預應力混凝土空心板，橋梁全長333 m。主墩為雙薄壁墩，兩主墩高分別為82 m、72 m，基礎為承臺、群樁基礎；交界墩為單柱實體薄壁墩，基礎為承臺、群樁基礎；左岸橋臺為組合式橋臺，右岸橋臺為輕型橋臺，均為樁基礎。絨壩大橋上部箱梁采用單箱單室截面。頂板寬8 m，底板寬5 m，懸臂長為1.5 m。箱梁根部梁高8.5 m，邊、中跨合攏段及邊跨現澆段梁高3 m，箱梁底板下緣按1.8次拋物線變化。各梁段底板厚從懸臂根部至懸澆段結束處為10～32 cm，期間按1.8次拋物線變化，邊、中跨合攏段及邊跨現澆段底板厚度均為32 cm。

該方案主要介紹邊跨現澆段施工，即19#塊（左、右岸）。為便于區分，大橋左岸為1#墩，右岸為4#臺。

1.2 施工平面布置

邊跨現澆段左右岸獨立施工，采用不同的支架形式。工程設項目駐地、工人宿舍、工地試驗室、加工場、拌和站和預制場，生產生活設施齊全。分別修建便道通往左右岸邊跨施工點。

1#墩位置地形陡峭，場地狹窄，開挖平臺難度大，其19#塊采用少支架現澆。4#臺位置具備開挖平臺條件，其19#塊采用滿堂支架現澆。

1.3 技術保證條件

主梁19#塊采用少支架和滿堂支架現澆，支架設計需滿足以下要求：

（1）支架各受力桿件的強度滿足規范要求。

（2）支架受載后各桿件的彈性擾度不大于計算跨度的L/400。

（3）支架受載后抗傾覆穩定系數不小于1.3。

（4）支撐腳手架綜合安全系數不少于2.2。

（5）支架模板按1.1箱梁自重預壓后，不得出現失穩和變形過大，支架觀測點變形實測值與計算值偏差在運行范圍內。

2 施工計劃

2.1 施工進度計劃

施工進度計劃依據總體施工組織、主梁掛籃實際施工進度和合龍段施工要求進行編制。包括左右岸主梁現澆段施工進度計劃，施工現場應根據全橋合龍目標，采取措施確保主梁邊跨合龍前完成19#塊全部施工內容。

2.2 材料與設備計劃

該工程甲供材料和自購材料均執行進場檢驗制度，并按規定見證取樣送檢。自購材料采用招標程序擇優選擇供應方。機械設備包括自有設備和租賃設備，按項目相關規定進行管理。大型設備完善進出場程序，特種設備證件齊全，并按特種設備有關規定進行管理。

2.3 勞動力計劃

該工程設項目經理部，分三級管理，為領導班子、部門和班組。按有關規定配備合格的專職安全員、質檢員和技術員等。班組人員配置滿足進度要求，并針對現場存在的特種作業配置特種作業人員。

3 施工工藝技術

3.1 工藝流程

邊跨現澆段施工工藝流程主要分支架搭設、箱梁施工、邊跨合龍和支架拆除4個階段。預應力張拉、壓漿主要在邊跨合龍段澆筑完成實施。邊跨現澆段澆筑完成后，仍處于不穩定狀態，應全程保護支架的完整性和穩定性，直至合龍段完成。

3.2 施工方法

3.2.1 支架設計

左岸現澆段（1#墩）地形陡峭，場地狹窄，平臺開挖難度大，采用鋼管少支架。支架支撐在承臺上，上部為半懸臂式，如圖1所示。右岸現澆段（4#臺）場地大，可開挖形成平臺，利用平臺搭設滿堂腳手架。左岸現澆段利用特制卸荷塊在拆除時卸落支架，右岸支架直接利用腳手管的頂托和底托卸落支架，如圖2所示。

圖1 左岸現澆段支架簡圖

圖2 右岸現澆段支架簡圖

3.2.2 場地開挖及硬化

左岸采用少支架方案，起重作業量大。施工時將承臺周邊進行開挖和平整，用于吊車支腿和材料臨時存放。對便道進行修整，保證機械設備運輸安全。

右岸采用滿堂支架。施工時將橋臺前端開挖成平臺，寬度較滿堂架大1 m以上。利用挖機開挖，人工配合修整。平臺要求表面水平，基面開挖避免破壞原地層?；骈_挖到位后，基底不得存在松散土層，否則應進行夯實，要求承載力不少于250 kPa。開挖后發現基底出現卸荷新增裂縫，或存在滑塌征兆，應報告相關方商議處理。

右岸場地開挖完成后，及時進行場地硬化。硬化前基底不得被雨淋。硬化采用100 mm厚C15混凝土，坍落度120～140 mm。要求混凝土面水平，高差不大于10 mm。混凝土初凝前在滿堂架預留斜撐位置插入鋼筋頭，采用150 mm長Φ18 mm螺紋鋼。混凝土終凝后，及時進行覆蓋或灑水養護。澆筑兩天后才能壓重載。

3.2.3 支架搭設

（1）左岸支架。左岸支架采用3φ630*10 mm鋼管立柱，HN600*200 H型鋼和321貝雷片作主梁，分配梁采用I20a和I10工字鋼，縱橫聯采用I40a工字鋼。箱梁翼緣板下和內模采用φ48*3.5 mm扣件式腳手架。支架和承臺及墩柱采用預埋件連接成整體。鋼管立柱與承臺間連接的預埋件一律采用錨筋式，錨板采用16 mm和20 mm厚Q235鋼板，錨筋HRB400Φ25 mm和Φ22 mm螺紋鋼。錨筋間距不得少于150 mm，錨筋長度不少于70 cm和80 cm。鋼管立柱宜采用整根鋼管。為增加鋼管的穩定性和剛度，根部灌注1 m的C20混凝土。立柱的中部和頂部分別采用I20a、I40a工字鋼與連接1#交界墩可靠焊接。

（2）右岸滿堂架。右岸滿堂架采用扣件式腳手管，型號為φ48*3.5 mm。立桿縱向間距為0.6 m，橫向0.4～0.9 m，水平桿層距0.3～1.2 m。按規定設置剪刀撐。為確保支架橫向穩定，在兩側設置雙排斜撐。斜撐桿底部需與預埋件連接。

滿堂架立桿安裝確保垂直，不宜出現接頭，否則采用幫短桿加固。水平桿隨立柱分層搭設，剪刀撐和斜撐與立桿連接規范。

3.2.4 模板

邊跨現澆段內外均采用木模板。面板采用15 mm膠合板，質量要求至少為5層板。背肋采用100*100 mm木方。

面板采用機械切割，接縫需采用模板膠封閉。背肋接長采取搭接。雙層木方應將兩端釘牢。環向背肋應釘成整體。背肋鋪裝應拉線調平，以確保面板安裝平整度滿足規范要求。

側模設三層對拉桿，均采用φ16 mm定制絲桿，絲扣采用配套產品。底層拉桿與鋼筋相連，二、三層拉桿與內模對拉。端模與側模材料相同，設4層對拉桿，均與鋼筋相連。

3.2.5 預壓

左岸支架（1#墩）高17.5 m，集中線荷載375 kN/m，風險規模大，箱梁施工前應對支架進行預壓。考慮現場場地條件限制，支架支撐在墩柱和承臺上，采用反拉模擬預壓。反拉系統由底部反拉梁、頂部錨固梁和張拉設施組織。反拉梁采用3I40b型鋼焊接在鋼管底部距承臺1.2 m高位置，為減少鋼管應力，對鋼管立柱底部2.0 m范圍內進行加固。錨固梁采用2拼321貝雷片，橫橋向作用在支架上的箱梁重心位置，達到模擬真實荷載的目的[3]。錨固梁的錨固采用扁形夾片式錨具。共設兩個反拉點。張拉系統由2臺400 t千斤頂和16根φ15.2鋼絞線組成。一臺油泵加壓，保證左右同時受力。

（1）預壓荷載。預壓采用110%結構和模板自重的對應荷載，根據計算，預壓荷載為3 015 kN。反拉預壓利用千斤頂在支架內形成對等內力，模擬作用在支架頂的豎向荷載，間接達到支架預壓的目的。

（2）預壓監測。為確保預壓安全，預壓分級進行，分批監測數據，及時反饋。共設3組位移監測點，分別為墩頂支座處、箱梁重心處和箱梁前端，每組2個點，位于腹板中心。預壓過程中采用全站儀對測點進行位移監測。

（3）預壓步驟。為確保預壓安全，預壓嚴格按照以下步驟和要求進行。第一，采用25 t千斤頂在支架頂部對鋼絞線進行逐根初張拉，張拉力為20 t（可分兩次到位），對稱進行，測量初讀數；第二，采用400 t千斤頂，按設計荷載40%、60%、80%加壓張拉，每級到位后穩壓5 min，觀察情況并測量讀數；第三，采用400 t千斤頂加壓至100%，穩壓60 min，觀察情況并測量讀數；第四，繼續加壓至110%，穩壓30 min，觀察情況并測量讀數；第五，回油減壓，拆除設備，對支架進行全面檢查；第六，收集和分析資料，形成報告，確定預抬高量。

預壓過程采用張拉力和伸長量雙控，嚴禁超載。理論總伸長量為12 cm，分級預壓時實際伸長量與理論值偏差超過6%，應立即回油減壓，查明原因。預壓加載至80%設計荷載后，應撤離墩頂人員。

3.2.6 混凝土澆筑

左岸19#塊節段C55泵送混凝土總體澆筑順序原則為：縱橋向，采用從支座往懸臂端分層階梯推進式澆注；橫橋向，采用從腹板倒角及底板→腹板→頂板的順序左右半幅對稱澆筑，第一層澆筑高度為0.7 m，第二層澆筑高度為1.7 m，第三層澆筑高度為0.6 m。

3.2.7 安全通道

左右岸支架均需搭設安全通道。安全通道采用扣件式腳手架搭設，與墩柱或橋臺連接。通道采用Z字形斜梯，踏步高度16～20 cm，寬度不少于20 cm。斜梯扶手高度1.2 m，采用密目網封閉。左岸支架安全梯外側采用密目網全封閉。安全梯按5 m一層設水平安全兜網。

3.3 工序檢查驗收

根據該工程高大支架施工的特點，為確保施工安全，鋼筋、模板、預應力、混凝土等常規工序按設計及規范要求進行驗收，另外，特殊工序應履行該方案要求的驗收程序。特殊工序檢查必須形成記錄，責任人簽字后才能進入下道工序。

4 風險源與其他管理事項

為充分辨識危險源，根據現場施工區域、辦公場所及其相關活動區域內存在的不安全因素，對容易導致高空墜落、物體打擊、觸電、起重傷害、坍塌、火災、職業病等方面的危險源進行辨識、評價（包括進入作業場所的相關人員的活動、使用的設備、設施和物資等）。通過施工過程的危險源進行分析，主要的危險源包括：起重作業、支架安裝拆除、鋼筋綁扎、模板安裝拆除、混凝土澆筑。針對施工現場可能導致難以接受的生產安全事故的危險源，提出相應的安全預控措施包括起重作業、支架搭設、鋼筋綁扎、模板安裝、拆除，混凝土生產及運輸，混凝土澆筑[4]。此外還有施工安全保障措施、文明與環境保護措施、應急預案制定等需要一并在施工方案設計中綜合考慮的內容。

5 結語

針對構筑物所處的不同周邊環境，針對性地編制專項施工方案，專項施工方案設計規劃和部署既是道路橋梁工程全部的施工生產活動，又是對施工全過程實行科學管理的重要手段。有了專項施工方案，就可以按事先設計好的程序組織生產活動，建立正常、有效的施工秩序，可以使項目領導和作業班組對施工活動做到心中有數，預計到施工過程中可能發生的各種情況，事先做好準備，主動調整施工中的薄弱環節，及時處理出現的問題，保證施工的順利進行，可以為橋梁工程施工的節奏性、均衡性和連續性提供最優方案，從而使施工以最低的成本取得最大的技術經濟效果。