0＃块及1＃块变截面连续梁桥支架设计与施工

宋 田，罗连生

（重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074；重庆市建设工程质量监督总站，重庆 400014）

郑州市南水北调大桥为主跨100m的预应力混凝土变截面连续箱梁桥，其跨径组合（43＋60＋100＋60＋43）m，由四幅桥（两幅主道桥位于中间，两幅辅道桥位于两侧）组成。

主道桥箱梁为单箱双室断面，桥宽17.5m，箱宽11.5m（底板宽），两侧翼缘各宽3.0m，0＃及1＃块连续梁桥最大高度为5.8m，0＃块加两个1＃块的连续梁桥长度为12m，0＃块及1＃块箱梁混凝土方量分别为253.82m3、78.35m3；主墩设计为双壁墩，墩高为22.3m，双壁墩墩身为两肢11.5m×1.1m的矩形实心截面墩，肢净距为3.0m。辅道桥箱梁为单箱单室断面，桥宽12.0m，箱宽6.0m（底板宽），两侧翼缘各宽3.0m，0＃及1＃块连续梁桥最大高度为5.8m，0＃块加两个1＃块的连续梁桥长度为12m，0＃块及1＃块混凝土方量分别为162.24m3、48.40m3；主墩设计亦为双壁墩，墩高为22.3m，双壁墩墩身为两肢7.5×1.1m 的矩形实心截面墩，肢净距为3.0m。

1 方案比选

桥墩不算矮，传统落地支架方法显然不可取。目前，0＃块连续梁桥施工采用较多的是墩柱四周预埋型钢形成托架，对于本桥0＃块及1＃块箱梁混凝土方 量 分 别 为 162.24m3、48.40m3，纵 向 桥 长12m，即充分利用桁式斜拉挂蓝构件，并同时现浇0＃及1＃块连续梁桥。

本方案在于充分利用了桁式挂蓝构件及其力学性能，其构件（型钢Ⅰ40a等）可同时用于现浇箱梁0＃块及1＃块，避免额外增加施工材料，对施工质量较易得到保证，能够有效缩短工期。

2 支架布设和施工特点

2.1 支架布设

本方案支架布设见图1、图2。

1）预埋件。在桥墩顶部预埋置两层预埋件，上层预埋件为上预埋纵梁及上预埋盒，上预埋盒通过钢管与上预埋纵梁焊接在一起，上预埋纵梁用于支承双壁墩之间的横梁，亦平衡对牛腿平梁施加的预加力；上预埋盒用于支承牛腿平梁（利用挂蓝底纵梁）的端部，上预埋纵梁与上预埋盒之间的钢管用于穿装牛腿平梁的对拉精扎螺纹钢筋，精扎螺纹钢筋施加预加力平衡牛腿平梁的水平力。上预埋纵梁为单根Ⅰ40a（两端焊有端板），每道上预埋纵梁内（腹板两侧）穿四根φ32精轧螺纹钢筋，每根钢筋张拉200kN的预应力（四根钢筋共张拉800kN）。下层预埋件为下预埋撑杆（单根Ⅰ40a）及下预埋盒，下预埋撑杆用于平衡牛腿对桥墩的水平力，并与钢管焊接在一起；下预埋撑杆与下预埋盒之间的钢管用于穿装护脚精扎螺纹钢筋，精轧螺纹钢筋起限位作用，保证牛腿脚不退出预埋盒。

每个牛腿各需要埋置上预埋盒2个，下预埋盒2个，上对拉筋圆钢管四根，下护脚筋圆钢管两根。预埋件通过架立与定位钢筋焊接固定于桥墩主筋上，若主筋不稳固，应增设架立钢筋使主筋达到稳固；预埋盒底板下的支承与定位钢筋采用Φ25以上的钢筋。同时预埋盒将阻断2根或4根主筋（每根直径为28mm），阻断的主筋则用相同直径与根数的短钢筋在盒两侧补强，补强主筋在预埋盒的上方及下方与原主筋保证50d的搭接长度。预埋盒还将阻断箍筋，阻断的箍筋则采用Φ12的L形钢筋分别与预埋盒及箍筋焊接（单面焊10d长度）。

预埋盒在0＃块及1＃块施工完成后，关模并浇筑混凝土复原。

2）牛腿。在预埋盒处安装牛腿，牛腿由牛腿平梁、斜撑杆及平联件与斜联件组成，牛腿平梁的端部插入上预埋盒内，中部通过φ50的销子与斜撑杆连接，斜撑杆的下端插入下预埋盒内，两片牛腿单元通过平联桁片及斜联桁片连接成整体，桥墩前后两侧的牛腿通过在上预埋盒处穿精轧螺纹钢筋并施加预加力将平梁连接成整体，通过在下预埋盒处穿精轧螺纹钢筋（不预拉）护脚以阻止腿脚退出。牛腿的作用是支承其上的各道横梁形成支承平台。

3）横梁。在上预埋纵梁及牛腿平梁上安放横梁（横梁采用挂篮的滑梁及底纵梁），横梁为单根Ⅰ40a，横置于上预埋纵梁及牛腿平梁上，共有12道横梁，内侧横梁用挂篮底纵梁，外侧横梁用挂篮滑梁。

2.2 支架施工的特点

1）支架的主要受力构件均采用挂蓝构件（挂篮的滑梁及底纵梁），并且巧妙的运用挂蓝构件对0＃块及1＃块进行浇筑，大大缩短了施工构件的准备时间，提高了施工的速度，并起到良好的经济效益。

2）该施工方法和传统的落地支架和托架相比，支架计算的简化结构模型简单，传力比较明确，荷载传递过程：0＃块及1＃块箱梁荷载及其他附加荷载，通过底模传递给横梁（采用挂蓝的底纵梁及滑梁），再由横梁传递给上预埋纵梁及牛腿平梁（采用挂蓝底纵梁），最后由牛腿传给墩身。

3）施工的特点是在墩身施工中，预埋上下键盒，然后在键盒内安装支承座梁和牛腿，施工完毕后将键盒用混凝土填满，既不影响墩柱的外观，也不削弱墩柱截面。

3 支架受力分析

支架受力结构主要为简支连续体系，受力明确，传力可靠。0＃块及1＃块连续梁桥同时浇筑，在该计算荷载下对支架的横梁、平梁、牛腿进行验算，均满足强度、刚度及稳定性要求。

4 施工工艺及注意要点

4.1 桥墩预埋件的现场检查

桥墩柱施工最后一个节段时，需要埋置预埋件，桥墩预埋件包括下预埋撑杆、下预埋盒、上预埋纵梁（带上预埋盒），安装前应对预埋件进行仔细检查，检查时应特别注意2点：①预埋盒内不允许有焊缝；②预埋盒是否有变形，下预埋撑杆两端焊有穿精轧螺纹钢筋的钢管，容易碰弯，上预埋纵梁两端不仅有钢管，而且还通过钢管与上预埋盒连接在一起，亦容易碰弯，应特别注意检查。

4.2 预埋件安装

预埋件通过简易工装定位与安装，并通过架立钢筋焊于主筋上，安装前应检查主筋笼是否稳固，预埋件安装时除应注意仔细检查标高与平整度外，还应特别注意同一牛腿的相邻两预埋件的间距是否满足方案图的公差要求。预埋盒阻断的主筋通过方案图所示在盒的两侧用相同直径的短筋进行补强，短筋的长度在盒的上面及下面各保持至少50倍直径的搭接长度，该长度保证后，从受力上讲仅需进行绑扎，但从定位稳固上讲还是宜焊接（跳焊即可），预埋盒阻断的箍筋则通过相同直径的短直钩筋一头贴焊于预埋盒的侧板上，一头与箍筋搭焊。

4.3 牛腿安装

一个牛腿由两根牛腿平梁及两根斜撑杆分别通过平联及斜联各自进行组装，然后通过销子将斜撑杆与平梁连接起来，并在平梁的端部挂葫芦将斜撑杆收为三角形，用塔吊提升到位并分别插入上下预埋盒内，此时，上下精轧螺纹钢筋应预先穿入桥墩，牛腿插入预埋盒时即将各精轧螺纹钢筋穿入牛腿端部的孔内，下预埋盒两侧的精轧螺纹钢筋则穿入牛腿的护脚限位件内并带上锚头，检查腿脚端板是否与下预埋盒底板密合；若不密合，则应查找原因，设法垫实（用大块薄钢板垫实，若出现斜面，应对钢板进行加工，保证垫实并使整个牛腿平整）。垫实后，扭紧护脚精轧螺纹钢筋锚头及上预埋盒内的拉筋锚头，待各牛腿安上桥墩并穿装完外端部的连接横筋后，对牛腿平梁的各精轧螺纹钢筋进行张拉，张拉时用连接器将上预埋盒的钢筋与张拉辅助拉筋连接起来，用穿心式张拉千斤顶在牛腿外张拉，每根钢筋的张拉力为200kN（4根钢筋共张拉800kN），每根钢筋张拉到位后用宰子将锚头旋转宰紧。

4.4 横梁安装

横梁安装较为简单，摆放于牛腿平梁及上预埋纵梁上，对正联系孔，在各横梁间置φ48×3.5mm脚手管作为联系衬管（联系衬管需用车床下料，保证长度准确及端面平整），再用φ32mm精轧螺纹粗钢筋将各衬管与各道横梁串联起来并扭紧锚头即可。

5 结束语

本桥0＃块及1＃块连续梁桥的成功施工，进一步证明了该支架是安全稳定的，刚度亦满足要求。该支架设计主要有以下优点：

1）缩短工期，经济效益明显；以前同类桥梁0＃块与1＃块为单独施工，现0＃块及两个1＃块连续梁桥同时浇筑，大大缩短了工期，产生了较大的经济效益。

2）避免额外增加施工材料，巧妙利用了挂蓝构件（底纵梁，滑梁等系统）的力学性能，挂蓝的大型钢构件刚度大，使支架稳定性好，传力明确，受力可靠。

3）支架安装拆卸方便，施工操作平台搭设方便，并且平台面积较大（同时浇注0＃及1＃块），大大方便了钢筋及模板的施工，利于施工人员进行操作。

当前，悬臂浇注施工工艺日趋完善，桁式斜拉挂蓝在稳定性与材料用量上具有较大的优势，尤其对于此类预应力混凝土变截面连续箱梁桥在采用桁式斜拉挂篮悬臂浇筑施工时，可利用桁式斜拉挂篮构件同时进行0＃块及1＃块连续梁桥的施工，采用此种施工方法对同类桥梁的施工有较大的参考作用。

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