大懸臂預應力混凝土蓋梁施工支架技術探討

王歡

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400）

1 引言

在高速公路橋梁建設過程中，橋墩蓋梁多為普通無預應力蓋梁，蓋梁施工難度相對簡單，蓋梁施工支架技術也相對成熟。在江羅高速薄壁高墩橋梁設計中，出于美觀、經濟性等因素考慮，蓋梁設計為大懸臂預應力混凝土蓋梁。在保證安全及質量的前提下，選擇合理的托架方案對項目的建設及管理是非常關鍵的。

2 預應力蓋梁施工方式選擇

江羅高速的大橋墩高基本都在40m以上，墩身設計為4×2m實心薄壁墩，蓋梁采用預應力蓋梁形式，長度為15.6m，高度為2.8m，兩側懸臂長度達5.8m。該項目工期緊，施工安全要求高，大懸臂預應力蓋梁顯然無法采用傳統落地支架施工，傳統落地支架法搭設周期長，支架安拆及施工過程風險大，周轉材投入較多。該項目大懸臂預應力蓋梁采用對穿鋼棒安裝貝雷托架法，利用托架解決地形及墩高高度問題，利用高強鋼棒的抗剪性能解決整個托架承重問題，利用貝雷梁的抗彎特性解決大懸臂施工問題，如圖1所示。

3 蓋梁貝雷梁托架法簡介

3.1 鋼棒預埋安裝

根據托架總體高度，反算出鋼棒在墩身預留孔位置，預埋孔中心位置距蓋梁底部220cm，預埋定位采用測量精確定位，保證孔位水平且垂直墩身面。利用鋼管作為預埋件以避免澆筑混凝土時造成預埋孔偏位，在預埋鋼管時需利用鋼棒試穿1遍檢查鋼管是否順直，能使鋼棒順利穿過為準[1]。施工時需在鋼管長度方向間隔50cm左右長度加設架立筋，并在鋼管口下方加設鋼筋網或鋼板，防止鋼棒受力對墩身預留孔口處混凝土局部壓裂。

圖1 貝雷托架法示意圖（單位：cm）

3.2 安裝鋼棒、傳力牛腿

在墩身施工完成后，首先對墩身預留孔進行清理，清除孔中雜物，然后將鋼棒利用汽車吊或塔吊水平吊起至預留孔處，人工輔助以撞鐘式的方法穿入預留孔中。穿入鋼棒后對鋼棒前后位置進行調整，保證墩身兩側露出長度相同。鋼棒安裝準確后套入傳力牛腿構件，牛腿套入后貼緊墩身面并加入墊片擰上螺栓，安裝時鋼棒兩端需同時進行。牛腿構件起到傳遞剪力作用，具有鋼棒以及托架支撐調平作用。

鋼棒采用45#鋼加工，45#鋼容許剪力，根據蓋梁重量反算出鋼棒所需直徑，通常直徑為12cm鋼棒即可滿足絕大部分蓋梁受力要求，以12cm鋼棒為例計算，鋼棒的抗剪承載力可達 125MPa×11 304mm2=141.3kN，按2倍安全系數考慮，該型號鋼棒可以承受總重至少3 000kN（300t）。

3.3 安裝貝雷梁托架

傳力牛腿構件安裝完成后，在牛腿上放置卸載沙箱，然后吊裝貝雷梁。墩身兩側各布置1組單層貝雷梁，每組貝雷梁根據蓋梁尺寸由2排或3排貝雷梁組成。使用汽車吊時，每組在地面拼裝好后一次性吊裝到位，若使用塔吊則每組貝雷梁分3節吊裝，先吊裝中間1節貝雷梁支承在牛腿上，然后往兩頭接長。一側貝雷梁吊裝好后利用鋼絲繩與墩身鋼筋臨時固定，然后吊裝另一側貝雷梁，待兩側貝雷梁吊裝完畢后利用特制連接花窗將兩側貝雷梁連接箍緊墩身，并拆除臨時固定。此時由于橫向坡度作用，傳力牛腿順坡度方向繞鋼棒旋轉一個微小角度，穩定后利用套筒扳手擰緊螺栓，預緊力以1m長套筒扳手2人擰不動為準，注意鋼棒兩頭同時預緊。貝雷梁安裝完成后鋪設分配鋼，吊裝三角架，并鋪設蓋梁底模，安裝作業平臺，完成整托架系統。

3.4 鋼筋安裝

底模安裝好后測量蓋梁各控制點標高及平面位置并做好記錄，根據設計標高調整模板。由于預應力蓋梁懸臂端較長，懸臂端端點會產生一定撓度，根據計算結果對蓋梁端部底模設置2～3cm預拱值。底模調整完畢后再次對標高進行復核，復核無誤后進行鋼筋施工[2]。

3.5 預應力管道布設

預應力筋預留孔道的尺寸與位置應準確，孔道線形安裝平順，端部的預埋鋼墊板需垂直于孔道中心線，孔道采用U型定位鋼筋固定安裝，定位鋼筋每40cm設置1道，使管道能牢固地置于設計位置，并在混凝土澆筑期間不產生位移。所有管道均應設壓漿孔，還應在最高點設置排氣孔及需要時在最低點設置排水孔，管道在模板內安裝完畢后，將其端部覆蓋好，防止水或者其他雜物進入管道，影響壓漿效果。

3.6 側模安裝及混凝土澆筑

鋼筋安裝完畢并經驗收通過后，安裝蓋梁側模。側模安裝時需嚴格注意鋼筋保護層設置，安裝完畢后測量復核蓋梁各控制點平面位置及標高，根據測量數據調整側模使之順直，調整好后根據各控制點標高推算蓋梁頂標高點，并拉設標高線，保證澆筑準確，線型平順。

澆筑混凝土前再次檢查模板對拉桿是否拉緊，澆筑使用塔吊或汽車天泵施工，澆筑時分層澆筑，每層高度不得超過30cm，澆筑順序為先中間后兩端，因蓋梁懸臂較長，且貝雷梁中間段荷載較小，澆筑懸臂段時需嚴格注意左右兩側同步進行，以免因懸臂端一頭過重導致支架失穩。

3.7 預應力張拉

對于40m T梁預應力蓋梁張拉條件及順序為：混凝土養護完成后，混凝土強度達設計強度90%，對稱張拉第一批鋼束，并壓漿封錨；待壓漿混凝土強度達到100%架設蓋梁前一跨T梁，T梁需從墩帽中心向兩側對稱吊裝；架設蓋梁后一跨T梁，對稱交錯張拉其余3根鋼束，并壓漿封錨。對于30m T梁預應力蓋梁張拉條件及順序為：混凝土養護完成后，混凝土強度達設計強度90%，同時混凝土的齡期不小于7d，對稱張拉第一批鋼束，并壓漿封錨；架設完全部預制梁后對稱交錯張拉第二批鋼束，并壓漿封錨[3]。

4 施工注意事項

1）兩側貝雷梁必須使用特制花窗進行連接，花窗連接寬度與墩身寬度相同，確保連接后兩側貝雷梁與墩身抱緊箍死,以提高托架整體穩定性。

2）貝雷梁安裝完畢后必須對鋼棒螺栓進行再次預緊，確保牛腿貼緊墩身面且受力不會旋轉。

3）托架分配梁與貝雷梁通過鎖扣固定，不可焊接，懸臂端分配梁上搭設施工平臺。

4）蓋梁混凝土的澆筑順序應為從中間分別向兩端對稱分層澆筑，且盡可能縮短澆筑時間，避免墩頂混凝土終凝后被懸臂段混凝土澆筑影響導致拉裂墩頂。

5）蓋梁澆筑完成后，需及時用土工布覆蓋養護，避免墩頂龜裂情況產生。

6）需根據計算撓度，對蓋梁端部設置一定預拋值，以保證蓋梁頂面線形。

5 結語

對穿鋼棒安裝貝雷托架的施工方法在江羅大懸臂預應力蓋梁現場實際施工中取得了非常好的效果，結構簡單，搭設快速方便且利于周轉，經濟效益好。托架不受地形墩高影響，承載力及穩定性較高，結合托架受力特點，蓋梁兩端的撓度最大，利用多排貝雷梁組合的抗彎性能有效解決撓度過大問題，此方法對同類型蓋梁施工有較好的推廣運用價值。