高速公路跨越国道桥梁支架施工技术的探讨

2015-10-21郝洲博

建筑工程技术与设计 2015年30期

郝洲博

【摘要】我国高速公路建设随着经济的发展也在日臻完善，这其中的跨线工程已经成为较为常见的施工技术，但相较于一般施工工程桥梁支架施工需要提供更稳固支撑及安全防护，所以要对其进行重点的计算及设计，全面考虑各种条件的荷载，从而减轻施工负担、提升整体质量。本文主要是针对跨国道桥梁支架各部件的计算及设计施工进行探讨，以期为道桥建设提供参考借鉴。

【关键词】高速公路；桥梁支架；施工设计

一、桥梁支架的设计及计算

1、方木楞梁承载力验算

主要对胶合板底、方木楞梁进行计算，要测量二者之间的空间位置、中间距、跨径（同梁底弧形架间距）。受力模型可视为两端简支中间固结的三跨连续梁结构受力特性，主要验算方木肋梁的正截面弯曲强度、斜截面抗剪强度、刚度、整体稳定性、挠度容许值。

2、胶合板验算

测量方木楞梁间净距后，考虑到模板的连续性，在均布荷载下可近似地按下式验算其承载情况。验算其正截面强度、挠度。

3、梁底弧形架验算

对方木上、下弦杆尺寸进行测量，以及方木立柱间距、梁底弧形架间距、梁底、宽度范围。为简化计算，仅对最不利受力的中腹板位置弧形架承载力进行验算，验算上下弦杆正截面弯曲强度、斜截面抗剪强度、刚度及弧形架立柱正截面抗压强度、整体稳定性。

4、工字钢纵梁

主要测量对象为箱梁底部、工字钢纵梁跨径、二者之间间距，工字钢纵梁受力特点符合简支梁受力模型。由于工字钢纵梁顶方木分配横梁间距50 cm<1325/16=83cm，可视为均布荷载，对正截面弯曲强度、斜截面抗剪强度、刚度进行验算。

5、钢管柱支墩设计

钢管支墩高度（H），一般情况下选用φ500×6钢管，通过对其最不裁受力状态进行受力验算结果表明，钢管柱立柱正截面抗压强度、长细比和刚度、整体稳定性满足施工要求。

6、钢筋混凝土扩大基础

支架设计若采用钢管桩基础，首先要对桩的入土深度进行计算，受施工空间的限制及可能出现地质情况变化的不测影响，桩基入土深度及垂直度不一定能滿足要求，无法保证钢管桩的承载力，因此，设计采用钢筋混凝土扩大基础。因钢筋混凝土扩大基础远大于地基土刚度，计算模型可近似认为钢筋混凝土扩大基础全断面均匀受力；计算采用倒T型法计算。钢筋混凝土扩大基础可视为等截面同材质等跨径连续梁。地基承载力应满足设计要求，若不是可采用换填处理、增设素混凝土垫层或增加基础的厚度，确保基础的刚度、强度及稳定性满足要求。

7、预拱度的设置

在支架上浇筑梁式上部构造时，在施工时和卸架后，支架和梁体要发生一定的下沉和变形。为使上部构造在卸架后能够获得满意的设计规定的外形，须在施工时设置一定数值预拱度。预拱度设置考虑以下几个因素：卸架后箱梁本身自重及活载的一半产生的竖向挠度；模板在荷载作用下的菲弹性压缩；钢管支墩压缩变形；工字钢纵梁挠度变形；钢管桂沉降变形。

二、支架的施工技术

1、支架施土顺序及施工方法

支架安装自下而上施工，施工顺序及施工方法如下：

（1）钢筋混凝土扩大基础及钢管支墩施工

钢筋混凝土基础施工前，基底承载力经检测满足地基承载力要求后，据方案设计图布设钢筋及现浇C25混凝土，并预埋钢管支墩连接地脚螺栓。安装钢管支墩时，在钢筋混凝土扩大基础与钢管支墩底脚钢板连接处设置M15砂浆找平，采用经纬仪控制垂直度。

（2）钢管支墩上部支絮施工顺序及方法

a王字钢横梁：采用吊车安装、两根工字钢间要与钢管支墩顶钢板临时焊接固定。

b工字钢纵梁：采用焊接加长、吊车安装、接头错开布置，并与工字钢横梁临时焊接固定。

c工字钢纵梁底安全防护网：采用双层防护网，靠近工字钢纵梁第一层采用空隙较小静建筑用安全网、第二层采用空隙较大强度较高的桥梁施工常用安全网。

d方木分配梁，梁底方木弧形架及翼板底槽钢弧形架：调整方木分配梁间距同弧形架间距，在方木分配梁与弧架下弦杆间设置术楔调平及卸落装置、采用水准仪控制弧形架上弦杆高程。

e方木楞梁：采用水准仪控制方木楞梁顶面高程，并设置预拱度。

f梁板底模——施工预压——分析预压数据、调整梁底板及翼板平面位置及高程。

2、支架的预压

支架预压采用水袋加载预压。按箱梁自熏进行等荷载预压，采用钢管、方木及模板加高侧板及箱粱两端头至预压水总高程。从开始加载就要布设好观测点。观测点布置为现浇箱梁底模及工字钢纵梁底、工字钢横粱跨中底、钢管支墩顶、基础顶面，观测次数为加载前、加载一半时、加载80%、加载完毕（2—3次并至沉降稳定）、卸载后共8次左右。采用水准仪对支架同一个点沉降情况进行认真、准确观测、记录。根据观测记录，分析、推断出支架弹性及非弹性变形，为其它现箱浇梁支架提供预留参考值，并分析各主要构件变形与方案吻合程度。通过逐级加载、由专人劳对各构件沉降及变形进行逐级观测、分析，如出现任何不正常情况，则立即卸载至下一级安全预压荷载值，并调整、分析后重新加载预压，确保支架承载力安全。

3、支架卸落施工

（1）模板时间

拆模时间应根据现场同条件养护试块的抗压强度确定。

（2）支架拆除方法及顺序

现浇箱梁预应力张预后梁体必然发生变形，根据以往经验，类似跨径组合（30m+4lm+30m）现浇后张连续箱梁跨中起拱10 mm左右（已扣除箱梁自重作用变形）。此时箱梁底模基本不承载，可由熟练工从工字钢纵梁问卸除木楔。在跨国道桥梁的工字纵梁与分配梁间木楔拆除时，先分块拆除安全网，同时逐步恢复安全防护网；所有木楔拆除、所有安全网恢复安装后；人工从跨中向两侧逐步拆除翼板模板；翼板模板拆除完成后，由人工从跨中向两侧逐块拆除梁底模板，最后解拆工字钢纵梁连接槽钢。

4、施工注意事项

（1）支架木楔间采用钉子连接，防止因施工振动导致木楔滑落。

（2）支架安装时，各构件位置根据方案设计图纸准确布设，确保受力模型与方案设计吻合。

（3）尽量减少木质构件间连接间隙，以减少构件间的非弹性变性量。

（4）两侧翼板底槽钢弧形架间采用槽钢紧密连接，防止翼板底槽钢弧形在腹板混凝土的侧压力作用下发生侧向位移；梁底弧形架间连接成整体，确保弧形架稳定性。

（5）工字钢纵梁焊接接头错开布置，工字钢纵梁焊接头由专业钢模加工焊接。

（6）钢管柱紧贴被跨桥边梁，以最大限度地减小工字钢纵梁跨径；钢管柱与被跨桥边设置橡胶减振。

（7）两根工字钢横梁采用等边角钢焊接，确保工字钢横梁间受力均匀及稳定性。

（8）支架施工尽量减少占用高速时间。高速两侧钢管柱施工时，所有设备尽量在被跨桥外施工；中内分隔带内钢管柱施工，施工设备进入跨国道高速施工时，跟采取短期的交通管制措施，确保交通及人员的安全。要根据要求设置临时橡胶防护墩，并有专人负责指挥交通，尽量减少支架施工对高速交通运行影响。

五、结论

（1）支架必须有足够的强度、刚度和稳定性，并应按受力状态进行设计计算，以保证能可靠地承受施工过程中可能发生的各项荷载；支架地基必须经验算确认，如不足应重新设计或采取措施进行补强；

（2）支架杆件必须连接可靠；施工期间，必须制定有效的交通管制及安全生产防范措施；