超大體積0#塊組合式支架施工關鍵技術

摘要：六景郁江特大橋主墩0#塊截面高、長度長、施工荷載大，支架設計要求高，施工技術難度大。文章結合該工程0#塊的結構特點和現場施工條件，提出了支架設計方案，并采用有限元軟件對支架進行驗算分析。結果表明：支架結構的強度、剛度滿足規范要求，在實際工程中取得了較好的應用效果。

關鍵詞：六景郁江特大橋；超大體積；0#塊；組合式支架

中圖分類號：U445.4 A 20 064 3

0 引言

大力發展交通運輸事業、建立四通八達的現代交通網絡對經濟進一步發展、縮小地區差別具有重要意義。橋梁工程的飛速進步，對于地域連接、橫跨險峻地勢、跨越交通要道具有關鍵作用，因此對稱平衡懸臂法施工的大跨度預應力混凝土箱型截面連續梁由此得以廣泛應用。作為變截面連續梁橋，增大支點附近梁高既對梁體恒載引起的截面內力影響不大，也對橋下凈空無甚妨礙，跨度也可更大。大跨度的預應力混凝土連續梁在采用懸臂法施工時，存在墩梁臨時固結和簡支轉連續的體系轉換工序，因此更應重視結構的穩定性，施工更加復雜［1-4］。本文以新建南玉鐵路六景郁江特大橋斜拉橋0#塊支架施工為依托，參考類似工程支架施工經驗，對鋼管立柱支架進行設計及施工技術研究，為以后超大體積0#塊支架施工提供經驗參考。

1 工程概況

新建南玉鐵路六景郁江特大橋全橋長 11.465 km，為雙線無砟軌道高速鐵路，設計速度 350 km/h。主橋采用（41.75+109+320+109+ 41.75） m雙塔雙索面五跨鋼混部分斜拉橋跨越郁江主航道，P3和P4為斜拉橋的兩個主墩，主梁截面為單箱雙室直腹板箱梁。0#塊長 22 m，中支點截面梁高 14.5 m，中支點處梁體設置厚 4.0 m的隔墻，梁底下緣按拋物線變化，底板寬度為 12.2 m，頂板寬度為 15.2 m。箱梁梁體采用C60鋼筋混凝土，0#段為縱向、橫向、豎向三向預應力體系，設計方量為 2 185 m3。0#塊截面高、長度長、施工荷載大，支架設計要求高，施工技術難度大。

2 0#塊施工方案設計

2.1 支架結構布置

0#塊支架利用墩側的6根臨時支墩鋼管柱進行搭設，支架對稱布置，每側設置3根 φ1 400× 20 mm螺旋鋼管的混凝土鋼管柱。鋼管柱橫向間距為 5.1 m，順橋向間距為 12.4 m。鋼管立柱之間按構造要求焊接水平橫向支撐，連接材料采用φ820× 10 mm螺旋管，鋼管立柱內填充C50微膨脹混凝土，鋼管立柱梁底與承臺、頂部與0#塊采用鋼筋混凝土錨固連接，0#塊施工時作為受力支撐立柱，澆筑后作為懸臂梁部施工的體外固結。

鋼管立柱頂部設置I20工字鋼排架，在排架上部放置 10 cm× 10 cm方木作為底模分配梁；在排架下部，設置雙拼I56a作為承重梁，承重梁下方設置4拼I20a組成卸落塊。承重托架采用I56a和 φ425 mm× 10 mm螺旋管構成的牛腿焊接而成，實現一排支架設計，完成整個0#塊施工。如圖1、圖2所示。

2.2 支架結構設計

使用有限元軟件對支架進行建模分析。鋼管立柱與承臺采用固結，與各主分配梁型鋼、斜腿支撐鋼管等采用剛性連接。支架需承受的荷載有：結構自重荷載、施工機具、振搗混凝土的振動荷載、澆筑混凝土的沖擊荷載、風荷載等［5-7］。0#塊支架模型如圖3所示。

排架應力分析如圖4所示。由圖4可知，最大組合應力為 190 MPa，小于Q235鋼材容許應力 215 MPa，受力符合要求。

托架橫梁3I56a工字鋼應力分析如圖5所示。由圖5可知，最大組合應力為 204 MPa，小于Q235鋼材容許應力 215 MPa，受力符合要求。

斜牛腿 φ820 mm× 10 mm鋼管應力分析如圖6所示。由圖6可知，最大組合應力為 113 MPa，小于Q235鋼材容許應力 215 MPa，受力符合要求。

連接系 φ820 mm× 10 mm鋼管應力分析如圖7所示。由圖7可知，最大組合應力為 185 MPa，小于Q235鋼材容許應力 215 MPa，受力符合要求。

鋼管立柱采用在 φ1 400 mm× 20 mm鋼管內灌注C50混凝土形成鋼管混凝土構件，受力分析如下頁圖8所示。由圖8可知，最大組合應力為 21 MPa，小于混凝土容許應力 41 MPa，受力符合要求。

鋼管立柱軸力分析如圖9所示。由圖9可知，最大軸力為 7 202 kN，不考慮鋼管立柱混凝土的作用，鋼管柱可承受荷載為：0.72×140× 86 708/1 000= 8 740 kN，故鋼管柱整體穩定性較好。

3 0#塊支架施工工藝

0#塊組合式支架根據施工工藝，可分為以下步驟［8-9］：

（1）安裝支架預埋件：在承臺澆筑前預埋鋼管樁柱腳6個，柱腳采用鋼板配置錨固筋的方式；墩身施工時，在墩側面根據設計位置預埋爬錐組合件，爬錐組合件由爬錐及連接桿組成。

（2）鋼管立柱接高安裝：在墩身施工完成后，安裝承臺柱腳連接鋼管立柱，然后進行立柱接高，同步安裝鋼管連接系，鋼管樁內灌注標號為C50微膨脹混凝土。

（3）鋼管立柱斜撐安裝：根據設計圖紙，下料加工斜撐構件，將鋼管外斜撐和鋼管內斜撐安裝在鋼管樁的頂部。

（4）分配縱梁鋪設：在每側3根鋼管立樁頂部的縱橋向開設方孔，用于穿入分配縱梁，然后在縱梁下方焊接支撐鋼板；將外斜撐和內斜撐的一頭焊接于縱梁底部，一端焊接在支撐與鋼管立柱上，形成三角支撐體系。

（5）承重橫梁鋪設：按設計位置，在分配縱梁上設置卸落塊，而后鋪設6根承重橫梁，接觸位置采用焊接相連。

（6）托架排架鋪設：在支撐橫梁上方安裝用于分配荷載的順橋向方向擺放的鋼結構排架。鋼結構排架包括中排架和邊排架，其中，中排架布置于支撐橫梁上方以及鋼筋鋼管樁立柱之間；邊排架位于鋼筋鋼管樁立柱正上方，被鋼管柱截為兩段；中排架和邊排架均采用變高排架。

（7）安裝底模系統：在鋼結構排架上方拼接竹膠板并與鋼結構排架固定，充當0#塊的底膜。

各結構之間采用焊接方式，焊縫滿足設計要求。扶墻件鋼管采用爬錐結構與墩身進行固定，安裝時注意平整度控制。

支架各部件施工完成后，進行專項檢查及驗收，滿足要求后，分級進行預壓，以檢驗支架結構的安全性及穩定性。

4 結語

六景郁江特大橋0#塊組合式支架施工，利用承臺預埋鋼筋，解決占地與支承的不便；采用多支墩的方式進行錨固，減少墩身受力，降低支點附近的負彎矩值，增強穩定性。該支架充分利用承臺尺寸，采用承臺預埋鋼筋，設置多個臨時支墩，在支墩基礎上，安裝托架和排架，不涉及墩身鋼筋調整，結構從上至下清晰明了，又兼具臨時固結和支架雙重功能，更方便適用。

參考文獻

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收稿日期：2022-10-20