基于托架法的連續梁邊跨現澆施工技術在高墩橋梁工程中的應用

王雪乾

(中鐵十八局集團有限公司，天津 300222)

高墩橋梁高度比較高，施工環境特殊，傳統施工技術難以滿足工程需求，而基于托架法的連續梁邊跨現澆施工技術，主要采用墩身預埋牛腿，安裝托架絲攻，并在托架前端安裝2工25b橫梁作為25b縱向分配梁前支點，為高墩橋梁施工必要的基礎和條件,因此，可滿足高墩橋梁施工各道工序高效、有序的開展。

1 工程概述

楚溪大橋全長408.07 m，中心里程DK241+735.685，設計為11孔雙線，正線線間距4.6 m?？卓绮贾茫?跨32 m簡支T梁+(40+56+40)m連續梁+3跨32 m簡支T梁。5#墩至8#墩上部結構為(40+56+40)m預應力混凝土連續梁，一聯全長137.2 m；箱梁頂寬12.2 m，6#、7#墩為T構主墩。連續梁邊跨現澆段A11段長5.6m，連續梁邊跨分別為：5#～6#墩、7#～8#墩，其中5#墩墩高54.5 m，8#墩墩高41 m，8#墩位于半山坡上，7#～8#墩之間有寬8 m的水渠穿過。5#墩邊跨現澆段下地表為軟塑粉質粘土，基本承載力120 kPa，8#墩邊跨現澆段下地表為硬塑粉質粘土，基本承載力180 kPa。

2 托架搭設施工要點

2.1 合理選擇邊跨結構形式

本工程邊跨結構形式為40 m +56 m +40 m，現澆段的長度為5.6 m，體積為73.48 m3，重量達到191 t，為保證施工質量和施工的安全性，采用了托架一次性現澆筑方法。此外，為保證邊跨合攏的順序，邊跨現澆位置需要在懸澆節段預應力施工完成之前完成澆筑。邊跨節段采用掛籃懸臂澆筑法進行施工，而在邊跨合攏段采用現澆法完成澆筑，在高墩橋梁墩身之上埋設牛腿，通過安裝托架來完成邊跨現澆段施工。

2.2 邊跨現澆段托架安裝

底模采用12 mm竹膠板、100 mm×100 mm縱向分配方木(腹板處間距200 mm，其余300 mm)、150 mm×120 mm橫向分配方木(600 mm間距布置)。底模支撐在工25b縱向分配梁上完成，將一端支撐墩帽之上，另一端則支撐在橋墩旁托架上，同時在墩帽和墩旁托架的橫梁上設置落架楔塊。腹板下按270 mm布置，底板下按540 mm布置，懸臂板部位按1 080 mm布置。外模采用在150 mm×120 mm橫向分配方木上按600 mm×600 mm搭設碗扣式腳手架，其上安裝縱、橫向方木以及12 mm竹膠板[1]。

楚溪大橋邊跨直線段長度5.6 m，直接采用墩身預埋牛腿，安裝托架施工，托架采用四片(相互之間通過橫聯聯結成整體)，托架前端安裝2工25b橫梁來作為工25b縱向分配梁前支點。托架支撐系統主要采用：2×[20×2 550 mm、2×[20×2 950 mm弦桿、2×[20×3 314 mm、2×[20×3 940 mm斜桿、2×[20×1 500 mm、2×[20×1 819 mm下牛腿及2×[20×950 mm、2×[20×1 050 mm上牛腿組成。楚溪大橋托架施工示意圖(見圖1)。

圖1 邊跨現澆段托架施工示意圖(單位：mm)

2.3 托架的結構檢算

2工25b縱向分配梁計算：采用工25b，Q235b，根據混凝土梁截面位置不同，橫向間距不等。截面特性：A=53.5 cm2；W=422.4 cm3；I=5 280 cm4。荷載統計：腹板處橫向間距：b=270 mm,q=20.27 kN/m;底板處橫向間距：b=540 mm，q=20.115 kN/m;懸臂板處(計算底板外側1.2 m)橫向間距：b=540 mm，q=18.43 kN/m。 最大應力σ=132 MPa<[σ]=170 MPa，滿足要求。

2工25b橫梁計算：采用2工25b，Q235b。截面特性:A=107 cm2;W=844.8 cm3;I=10 560 cm。荷載統計：荷載根據上一節結果進行計算，但前橫梁考慮合攏段混凝土及模板重量的1/2，這樣前橫梁控制。最大應力σ=103 MPa<[σ]=170 MPa，滿足要求[2]。

通過以上邊跨直線段模板、基礎及主要構件的受力驗算，其變形和受力狀況及其撓度完全符合規定要求，穩定及安全性均滿足施工要求。

2.4 托架預壓

當托架搭設完成，驗算也達到設計要求之后，進行托架搭設，先進行底模鋪設，再采用沙袋進行預壓。本工程托架預壓采取超載系數為1.2，加載過程分為三級加載：

第一級加載到現澆段總重量的50%，持續荷載時間不應低于2 h，對觀測點的標高進行全面測量[3]。

第二級加載到現澆段總重量的100%，同時荷載持續控制在12 h以上，也進行觀測點標高測量。

第三級加載到現澆段總重量的120%，荷載持續時間控制在72 h以上，測量標高H1，72 h之后在卸載，再次測量標高H2，則此托架的彈性變形為H2-H1[4]。

3 基于托架法的連續梁邊跨現澆施工技術的應用

3.1 安裝永久性支座

本工程永久性支座數量和類型情況如表1所示：

表1 墩支座數量規格統計表

在永久性支座安裝之前，需要對中線、高程等進行全面檢查，以便及時分析問題和處理。當墩臺施工完成之后，立即對橋梁的中線、高程、跨度等進行全面測量，同時用墨線標記出各墩臺的中心線和制作十字線。本工程支座通過預埋套筒及錨固螺栓的方法進行連接，同時在墩臺的頂面支承上提前預留好錨栓孔，直接略大于套管直徑的50 mm以上，深度要大于錨栓長度的60 mm以上[5]。在具體安裝之前，需要對準支座中心線和墊石中心線，在支座的四角上楔入鋼楔塊，保證底座標高的平整性，支座底面和支承墊石之間要預留出20～30 mm之間的空隙，并安裝混凝土灌注模板，模板達到要求之后，進行混凝土灌漿[6]。

本工程在混凝土灌漿中，采用了重力灌漿施工方法，從支座底部中心位置逐步向四周注漿，直到從鋼模和支座底板間隙可看到混凝土漿液為止。具體情況灌注示意圖(見圖2)。

圖2 底座混凝土灌注示意圖

在進行灌漿之前，需要先計算所需的混凝土體積，避免發生缺漿問題。當灌注后的混凝土完成終凝后，可拆除模板和楔快，詳細檢查周圍是否存在漏漿位置，如果發現必須及時補漿處理。在具體施工中，為最大限度上消除預應力對梁體造成的彈性壓縮、混凝土收縮、徐變等造成的影響[7]，必須嚴格控制橋墩支座上座板和梁段預設縱向水平偏移距離。在本工程施工中，偏移距離要控制情況(見表2)。

表2 合攏溫度在10℃～25℃時支座偏距表

3.2 安裝模板

在連續梁現澆過程中，底模采用了竹膠板，側模則采用了定型剛模板，在工廠預制加工，然后運輸到使用現場進行安裝。模板縱向則按照兩端合理劃分安裝，通過吊運方式安裝到指定位置，當安裝精度達到設計要求之后，通過型鋼焊接的方法進行連接，底模和內模則進行現場周轉安裝[8]。

3.3 鋼筋綁扎

在工程施工中，非預應力鋼筋在地面加工，采用吊車吊運到操作平臺上進行安裝，通過人工現場綁扎。具體鋼筋綁扎的順序為：先進行鋼筋吊裝骨架綁扎，然后吊裝鋼筋，按照施工順序綁扎底板鋼筋，其次進行隔板鋼筋和腹板鋼筋進行綁扎，最后進行定位縱向波紋管和頂板鋼筋綁扎。

3.4 預應力管道安裝

現澆段箱梁的縱向和橫向兩側布置預應力，采用后張拉發進行施工。在縱向預應力管道綁扎中采用金屬波紋管，安裝完成之后通過網片進行有效固定，網片之間的間距控制在50 cm左右(見圖3)。橫向預應力管道則可以利用鋼筋骨架進行有效固定[9]。

圖3 橫向及縱向預應力管道布置圖

3.5 混凝土澆注施工

本工程在混凝土澆筑中選擇了C50高性能耐久性混凝土，為保證混凝土澆筑的連續性，采用集中拌和方法，拌和之后，再通過專用混凝土罐車運輸到澆筑現場運輸到施工現場。具體的澆筑順序為先進行底板澆筑，再進行腹板澆筑，最后進行頂板澆筑。

梁端的位置比較高，尤其是腹板內部鋼筋和預應力管道密度比較大，可在頂板位置預留天窗，并架設接灰漏斗。在進行頂板施工中，要先關閉天窗，并在腹板的下部內模中沿著高度每隔2.0 m，水平每隔3.0 m呈現梅花樁布置40 cm×40 cm天窗。在混凝土澆筑中，需要采取上下對稱分段澆筑、左右對稱澆筑、上下水平分層澆筑的原則。為保證混凝土能夠順利達到灌注的位置，可將先將頂板的波紋管抽出，等混凝土澆筑到設計位置后沿著定位好的管片插入。同時，為保證混凝土振搗的密實性，采用插入式振搗棒進行全面振搗，振搗棒每次移動間距可控制在振搗棒直徑的1.5 m之內，盡量避免振搗棒和波紋管、鋼筋、模板、預埋件相互碰撞。振搗時水平搭接長度控制在80～120 cm之間，每層澆筑厚度控制在60 cm之間，振動棒要插入下層混凝土5～10 cm之間，每個振搗點時間控制在20 s左右。

4 結語

綜上所述，本文結合工程實例分析了基于托架法的連續梁邊跨現澆施工技術在高墩橋梁工程中的應用，分析結果表明，高墩橋梁工程特殊，施工現場條件復雜，施工難度比較大。采用基于托架法的連續梁邊跨現澆施工技術，可有效解決高墩橋梁施工難度大的問題?；谕屑芊ㄊ┕さ倪B續梁邊跨現澆施工技術在高墩橋梁工程中較滿堂支架施工節省費用約為50萬元，技術可行，經濟效益客觀。同時保證施工的安全性和施工質量，值得大范圍推廣應用。