大懸臂預應力蓋梁支架體系工藝及安全管理

侯誠，戰寶嘉

(1.甘肅省交通投資管理有限公司，蘭州 730000；2.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

1 引言

現階段，城市內絕大部分高架工程都存在邊通車邊施工的困難，房屋建筑、交通道口、道路占地等都給高架工程的施工帶來了許多困難，因此，大懸臂預應力蓋梁在高架工程中被廣泛使用。

2 工程案例

2.1 工程概述

項目為崇賢至老余杭連接線（高架）工程，起于在建的秋石快速路余杭段疏港互通，路線向西沿現狀疏港大道（104國道）布設，途徑崇賢、仁和和良渚，在與古墩路交叉口向西南，沿規劃道路直至規劃良祥路交叉后沿現狀東西大道（320 國道）布設，途徑良渚、瓶窯、倉前、未來科技城和余杭，最后跨越規劃城南路后落地，路線全長34 km，采用高架橋形式，橋寬度為26.5 m，采用設計速度為80 km/h 的一級公路標準。

2.2 重難點分析

1）蓋梁設計為大懸臂結構，蓋梁下方為現狀通行道路，邊通車邊施工的安全保障難度大。

2）保通壓力大：蓋梁懸臂端伸出道路施工圍擋范圍，圍擋外兩側保通道路車流量較大，蓋梁支架現澆施工可能直接影響兩側既有道路的交通，施工期間交通組織難度高、保通壓力大。

3）安全風險高：采用支架現澆施工時，兩側支架搭設在保通道路兩車道之間，來往社會車輛有撞擊支架基礎的風險；上方蓋梁施工時有墜落物品傷害車輛、行人的風險。

3 支架體系類型

3.1 門洞式支架

適用于普通段蓋梁施工，支架基礎需占用行車道。主要優點在保通雙向四車道的情況下，適應范圍廣；可以滿足行車道凈空要求；成本較低，拆裝效率高；立柱底部設置法蘭，便于應用于不同高程的蓋梁；上部設置沙箱，支架拆卸方便，快捷；主橫梁中間采用螺栓連接，對材料堆放場地要求低。存在缺點：支架基礎在施工圍擋外，存在來往車輛沖撞支架基礎的安全風險；立柱基礎較多；對地基要求嚴格，否則支架易沉降；起重設備要求簡單，不需要大型起重設備。

3.2 懸臂貝雷主梁支架

適用于道路狹窄，人口密集區，無須占用行車道。主要優點是支架基礎在施工圍擋內部，對社會交通幾乎沒有影響；主橫梁采用貝雷架，整體吊裝方便。存在缺點如主梁整體吊裝，對起重設備有要求高；主梁長度較長，場地要求較高。

3.3 懸臂桁架主梁支架

適用于地基軟弱地段。主要優點是基礎建立在承臺上，對地基承載力幾乎沒有要求。缺點是無法滿足行車道凈空要求；對起重設備有很大的要求；成本高，施工復雜，不宜調節支架高度。

4 支架主體結構及參數

4.1 門洞式支架

支架系統由基礎、鋼立柱、平聯、卸荷塊、防護棚，承重主梁、分配梁、作業平臺及平臺防護組成，其構造如圖1 所示。

支架兩側立柱基礎采用C30 預制混凝土條形基礎，基礎與立柱間通過預埋件錨栓連接，中間立柱與承臺上C30 混凝土基礎、預埋件通過錨栓連接，并在平聯上方通過墊塊、抱箍與墩身附著；支架鋼立柱選用8 根φ600 mm×10 mm 鋼管，柱頂設樁帽；立柱間設置平聯，平聯采用φ426 mm×6 mm 和φ273 mm×5 mm 鋼管。

承重主梁采用雙拼HN700 mm×300 mm 型鋼，主梁橫向聯系采用雙拼[28a 槽鋼螺栓連接，主梁中部設置法蘭盤、螺栓連接，可對稱分為兩部分；主梁上的分配梁采用I28a 型鋼，間距50～75 cm 設置；鋼立柱與支撐桁架之間均設置卸荷塊，用于傳力、卸載。該類型支架兩側立柱需占用1 m 寬行車道，圍擋設置為15 m 寬[1]。

4.2 懸臂貝雷主梁支架

支架系統由基礎、鋼立柱、平聯、卸荷沙箱、防護棚，橫梁、貝雷主梁、分配梁、作業平臺及平臺防護組成。與門洞式支架主要區別在于主梁由HN700 mm×300 mm 更換為HD200 高抗剪型貝雷梁。并且兩側鋼立柱縮小至施工圍擋范圍以內，對保通道路不造成影響。

基礎與立柱間通過預埋件錨栓連接，中間立柱與承臺上C30 混凝土基礎、預埋件通過錨栓連接，并在平聯下方通過精軋螺紋鋼、抱箍與墩身附著；支架鋼立柱選用6 根φ600 mm×10 mm 鋼管，柱頂設樁帽；柱間聯系采用φ426 mm×6 mm 及φ273 mm×5 mm 鋼管，平聯與地面凈空不小于5 m，平聯數量根據墩高設置1～3 組。

鋼立柱與橫梁之間設置卸荷沙箱，用于傳力、卸載；橫梁采用雙拼HN600 mm×200 mm 型鋼，位于貝雷主梁下；貝雷主梁長27.43 m，高2.234 m，采用HD200 貝雷片（高抗剪型）組合而成，蓋梁兩側貝雷梁均采用3 組合形式，其間設置[12.6型鋼聯系；桁架上的分配梁采用I28a 型鋼，間距50～75 cm 設置。該類型支架不需另占用車行道，圍擋16 m 寬。

4.3 懸臂桁架主梁支架

由于部分段落地基軟弱無法滿足支架基礎承載力要求，故該部分蓋梁采用大懸臂支架，支架所有承重立柱均落在承臺上，并且與承臺可靠連接。其構造如圖2 所示[2]。

圖2 懸臂支架結構示意圖

主要結構如下。

1）蓋梁橫橋向布置兩排支架，兩排間距7 m，每排支架為2 根φ630 mm×10 mm 鋼管柱。鋼立柱之間設置φ325 mm×5 mm 鋼管構成的平聯，落架采用卸荷塊固接。

2）沙桶上放置承重桁架，承重桁架分為兩個邊桁架與中間桁架，邊桁架與中間桁架之間采用螺栓連接。

3）桁架由上弦桿（HM488 mm×300 mm）、豎、斜桿（HN350）以及下弦桿（HM488 mm×300 mm）構成。

4）承重桁架上橫橋向布置由I25a 型鋼構成的分配梁。

5 安全保障措施

5.1 圍擋及保通便道施工

蓋梁施工時會占用部分原有道路，保通道路提前施工，做好在原有道路上的分流和圍擋工作，保證施工車輛和設備車輛安全通行，施工車輛與社會車輛分割開來，各行其道，互不影響。蓋梁施工時，根據實際需要部分段落擴寬原有道路或者新建施工便道，保證施工車輛和施工人員通行。

5.2 支架基礎防撞措施

機動車道支架基礎處設置導流設施，采用2 m×0.8 m×0.5 m 的混凝土防撞水馬，間隔2 m，導流長度15 m，并在支架基礎旁設置防撞沙桶。為了增強夜間施工的安全性，在混凝土防撞水馬上貼反光標貼，在支架基礎以及支架立柱上安裝安全警示燈，安全反光貼。支架施工時安裝安全警示牌，設專人臨時指揮交通，確保施工現場以及社會車輛人員安全。

5.3 支架施工安全保障措施

5.3.1 支架檢驗、驗收和使用管理

1）支架加工前應檢查驗收各類原材料尺寸及力學性能

立柱鋼管應采用直尺檢查直徑、超聲波測壁儀檢測壁厚是否符合設計及規范要求，型鋼是否符合國標要求，可調及連接構件，螺紋部分完好，無滑絲現象，此外管件及型鋼應無裂紋、凹陷、銹蝕。

2）支架使用前應檢查驗收支架各部位施工質量，檢測合格后才能使用

支架與基礎面是否接觸良好，有無松動或脫離情況，立柱與基礎預埋件之間連接是否牢固可靠；各連接部位螺栓數量是否足夠、螺栓是否擰緊；焊接處焊縫長度、寬度、質量是否符合設計要求，要求焊接飽滿，無咬肉、夾渣、裂紋等缺陷；構件連接有無松動、是否安全可靠。

3）使用管理

在使用過程中，應定期對支架進行檢查，嚴禁亂堆亂放，應及時清理各層堆積的雜物。支架的施工和使用應設專人負責，并設安全監督檢查人員，確保支架的搭設和使用符合設計和有關規定要求。

5.3.2 安全防護

1）人行爬梯的設置

為便于施工作業人員上下作業平臺，且滿足標準化工地要求，應搭設安全爬梯。爬梯采用定制爬梯（裝配式梯籠），按同一規格型號制作，使用前對其基礎進行硬化加固處理。爬梯四周采用安全網進行封閉處理。爬梯內同時能容納的人數不得超過3 人。

2）工作平臺的設置

為保證施工人員在架子頂部的安全以及防止物體墜落，必須在蓋梁投影線以外四周設置工作平臺，寬度1.0 m，用5 mm花紋鋼板鋪設；外側每隔2 m 設置防護方鋼管欄桿并掛設網格20 cm×20 cm 格柵網進行封閉，護欄底部設置20 cm 高踢腳板。

5.3.3 支架拆除安全措施

1）模板、支架應按照施工組織規定的方法、程序拆除；嚴禁使用機械牽引、推倒的方法拆除。

2）拆除前，應先清理施工現場，劃定作業區。拆除時應設專人值守，非作業人員禁止入內。

3）拆除模板、支架時，必須確保未拆除部分的穩定，必要時應對未拆部分采取臨時加固、支撐措施，確認安全后，方可拆除。

4）拆除作業必須由作業組長指揮，作業人員必須服從指揮，步調一致，并隨時保持作業場地整潔、道路暢通。

5）預應力混凝土結構的側模應在預應力張拉前拆除，底模應在結構建立預應力后且管道壓漿完畢后拆除。

6）模板、支架拆除后，應及時拆卸零配件，并碼放在指定地點或清運出場；帶釘木模板應及時拔釘，或將其用釘錘進行打平。

7）拆除作業應自上而下進行，不得上下多層交叉作業；落架后，應先拆底模，后拆支架；作業時應先拆側模，后卸落支架；落架作業不得影響支架的穩定。

8）拆除作業暫時停止時，必須將活動部件支穩或固定，并確認牢固后，方可離開現場。

6 施工中的創新與總結

本工程所設計的為大懸臂預應力蓋梁，施工難度較大。所處的公路等級為一級公路，交通流量大，給施工帶來了許多困難。本工程所選用的支架形式有效地解決了交通所帶來的影響，并使得安全施工順利進行下去。施工過程中的幾點創新總結如下。

1）立柱下面設置法蘭與基礎預埋鋼板焊接在一起，可以保證立柱與基礎更好地連接，增強支架的穩定性。

2）立柱之間設置法蘭，可以滿足不同高度蓋梁，調節、安裝方便，施工效率大大提高。

3）行車道上的支架基礎用混凝土隔離墩做導流設施，有效防止了社會車輛沖撞支架結構。

4）蓋梁分配梁與花紋鋼板焊接在一起，有效縮短了施工時間，并且徹底解決了分配梁與蓋梁側模板沖突的問題。

7 結語

大懸臂預應力蓋梁的施工作為高架橋梁結構的重要組成部分，設置合理有效的支架體系才能保證蓋梁的正常施工，尤其施工現場對于邊通車邊施工的要求較高，所以不同支架體系的研究及安全保證措施對于有效組織蓋梁施工具有很大作用。本文比較了3 種蓋梁支架的施工效率、社會效益以及經濟效益，對于不同蓋梁支架在不同的環境下的選擇進行了有效對比，對于各種環境條件下大懸臂預應力蓋梁的施工具有較強的指導意義。