岔河特大桥连续刚构边跨现浇段支架施工

王民

（中铁建大桥工程局集团第四工程有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150008）

1 概述

1.1 工程概况

岔河特大桥位于贵州省兴义市普安县和晴隆县境内，地形特点云贵高原侵蚀构造中低山区，区内地形总体为北高南低，桥址跨越岔河深谷，地势陡峭，沟谷呈“V”字状。大桥起讫里程桩号为DK896+413.9～DK896+897.95，全长484.05m。桥梁设计纵坡0‰、处于半径为11000m的平曲线上。桥跨结构为：主跨（88+168+88）m 连续刚构+（33+56+33）m连续梁。墩高在19～103m之间。

桥梁下部结构为：桩基+承台+空心薄壁墩柱（实心墩），桥台为空心桥台；桥梁上部结构采用预应力连续刚构及预应力连续梁。

本桥连续刚构边跨现浇段节段较短，墩身高度较低，采用满堂支架现浇法施工。

1.2 地址特征

桥址处属构造剥蚀中山河谷地貌，两岸岸坡地势陡峻，河谷狭窄，地形呈上陡下缓状，两岸岸坡自然坡度为30～65°，河谷深切呈“V”字型，陡坡地带主要为三叠系下统永宁镇组地层，为第三段中厚层状泥质灰岩、白云质灰岩及白云岩，属岩溶中等发育地层；桥址缓坡地带覆盖有第四系全兴统冲洪积、残坡积、崩坡积层、三叠系下统宁镇组地层。

1.3 水文特征

测区地表水以槽谷内小河水、山间沟水为主，水量一般不大，雨季时水量明显增加，主要以季节性水流为主Q1/100=649.0m3/s，H1/100=805.21m，V1/100=3.94m/s

2 施工方案

2.1 边跨现浇段施工工艺流程

施工工艺流程：地基处理→浇筑垫层→支架搭设→底模铺设→支座安装→支架预压→调整底模标高→绑扎底板、腹板钢筋，安装预应力管道→支立内外模→支立顶部、翼板和端头模板→绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力管→安装合拢临时连接预埋→混凝土浇注、养护→预应力张拉、压浆→拆除侧模、内模。

2.2 地基处理

根据现场实际情况，地基基础使用挖掘机挖至硬岩岩面，人工清除表面虚碴，浇筑0.3m厚C30混凝土作为垫层。

2.3 支架搭设

连续梁边跨现浇段长3.9m，梁顶宽12m，梁底宽8m，梁高6m。

钢管架采用φ48×3mm钢管搭设，钢管长度根据支架搭设高度截取，钢管架搭设的原地面采用C30混凝土硬化，厚度30cm，钢管架底部与硬化的原地面间垫20mm厚20×20cm钢板块以增大承压面积，钢管顶端设置顶托以调整支架高度及拆模方便，顶托上横向铺设I18工字钢，长度9.0m，工字钢上满铺定型小钢模（3015型），钢管架立管间距纵向取75cm，横向间距取90cm，水平杆步距为1.2m，做好纵横向连接杆及剪刀撑，确保支架总体稳定性，随后挂好安全网。考虑施工平台等支架纵向搭设长度不小于3.0m，宽度不小于13.0m。

2.4 支架计算

2.4.1 荷载取值

（1）钢筋混凝土重：26×（1.14+4.86/8）=45.5kN/m2；

（2）模板及支架自重：取2.0kN/m2；

（3）施工人员、材料、机具等行走运输或堆放的荷载：2.4kN/m2；

（4）振捣混凝土产生的荷载2kN/m2。

2.4.2 横向I18工字钢计算

横向工字钢间距75cm，跨度l=90cm；

则所承受荷载 q=（①+②+③+④）×0.75=38.9kN/m。

计算采用的公式：

弯曲强度б=ql2/10W

抗弯刚度f=ql4/150EI

I18 工字钢截面抵抗矩 W：185.4cm3；弹性模量 E：2.1×105MPa；截面惯性矩 I：1669cm4；

б=ql2/10W

=38.9×902/（10×185.4）

=16.9MPa<145MPa，满足要求；

f=ql4/150EI

=38.9×904/（150×2.1×105×1669）

=0.05mm<2.25mm（900/400=2.25），满足要求。

则工字钢强度及刚度满足要求。

2.4.3 钢管架立管计算

顶托立杆采用φ48×3.0mm钢管，立杆横向间距0.9m，纵向间距0.75m，因此每平米内有立杆1/（0.9×0.75）=1.5根。则每根立杆承受的轴向压力为 N=（45.5+2+2.4+2）/1.5=34.6kN

顶托立杆长度设计为0.6m，所以λ=l/i=600/15.78=38<100

查表得 φ=1.02-0.55（（λ+20）/100）2=0.835；

根据桥梁施工规范，压杆取1.3倍安全系数则立杆允许压力[N]为：

[N]=φA[б]/K

=0.835×4.24×102×210/1.3/1000

=57.1kN>34.6kN；

满足要求。

2.4.4 地基承载力计算

钢管底部支垫单根立杆承受最大压力N0=（45.5+2+2.4+2）/1.5=34.6kN；

则地面压应力为：

P=N0/A

=34.6/0.04

=865kPa<3000kPa（地面硬化为C30混凝土）。

2.5 支架预压

为了检验支架安全性和稳定性、消除支架实际承受荷载的非弹性形变及承受荷载与弹性形变的线性关系，为施工提供数据性依据对支架进行模拟预压。预压采用分级、对称堆载预压，预压重量按1.2倍的施工荷载预压，采用堆载砂袋施加作用力。采用硬质编织袋，外嵌吊带装土，每袋装砂1t，加载级别分60%σK、100%σK、120%σK分级进行；卸载时为保证安全起见可分级卸载按100%σK、60%σK、0卸载，预压前、分级预压及卸载时分别测量高程，计算各级荷载下支架及系统的弹性形变和非弹性形变量。堆载预压后两次测量沉降差值小于2mm即可开始卸载。在堆载过程中一旦发现托架变形过大，立即停止施工，撤离人员，分析原因，采取措施，防止造成事故。

2.5.1 预压观测

（1）观测点布设

在堆载区设置系统测量点，沿纵向设三个观测断面，具体位置为支架两端及中心，每个断面的翼板边线、腹板中线、底板中线各布置一个观测点，同时相应地在地基上设置观测点。

（2）观测方法

为找到支架在上部荷载作用下的塑性、弹性变形，观测时间为空载观测一次，满载后测一次，满载后48h测一次，卸载后再测一次。根据所观测的标高数据计算出塑性沉降和弹性沉降。

（3）观测时间

控制预压时间才能准确的得出沉降速度。只有当沉降稳定后，才能停止预压。

2.5.2 预压注意事项和措施

（1）整孔范围内分层堆码直到整孔支架预压重量满足要求。（2）预压前需对底模设置3～5cm预抬量，防止支架下沉。（3）人工堆码沙袋要求整齐。

（4）在堆载过程中，专门派人观测支架的稳定情况，发现有任何失稳等突发动向，启动支架失稳应急预案，采用相应措施进行紧急处理，疏散作业人员，进行支架加固或卸载。

（5）支架搭好后由工程部和安质部联合组织验收，验收合格后，才允许进行下一道工序施工。

（6）沙袋堆码完成后及时用塑料薄膜进行覆盖。

2.6 支座安装

橡胶支座安装前对支座垫石进行检查，支座安装标高按设计要求控制，并控制两个方向的四角高差不大于2mm，以保证平面两个方向的水平；安装时，支座顺桥向中心线与主梁中心线重合或平行，梁底支座安装部位的混凝土应平整、干净。支座预偏量按设计单位要求预留并锁定。

2.7 模板安装

现浇直线段底模板采用定型小钢模（3015型），侧模板采用现场现有模板改制，内模板采用12mm光面竹胶模板，侧模采用10×10cm方木做竖肋，间距30cm，横向采用双[12mm槽钢做横向加劲肋，间距50cm，与外模侧模板采用拉杆固定牢固，内外模间设支撑筋以保证结构尺寸，顶板内模采用脚手架杆搭设，设可调节顶托以利于拆模和调节模板高度，顶托上铺设纵横向方木及竹胶板，为方便底板及腹板浇筑，在顶板上预留施工天窗，待底板及腹板混凝土浇筑完毕后予以封闭。

2.8 钢筋加工及安装

连续梁用钢筋采用在钢筋加工场集中加工成型，运至墩位后利用塔吊及缆索吊配合吊装就位，人工安装就位。钢筋弯折加工时应一次弯折成型，禁止反复弯折。

普通钢筋安装就位过程中，注意预留竖向预应力钢筋及纵横向预应力钢绞线孔道位置，避免钢筋就位后与预应力孔道位置相冲突，造成返工。

2.9 预应力管道施工

预应力管道采用镀锌波纹管，管间接头利用直径比正常管径大2倍壁厚的接头进行连接并用胶带缠结牢固，防止有空隙进浆堵塞管道。定位钢筋在管道弯曲处适当加密并与主筋连接牢固，防止混凝土浇筑时移位或张拉时崩裂。管道固定后即穿入内称管，内称管外径应比波纹管管道内径小5mm左右，以利于拔管顺利。

2.1 0混凝土浇筑施工

连续梁混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土运输车运至现场后泵送至浇筑部位入模，插入式振捣棒振捣密实。因施工地处峡谷地形，路况不好且运距较远，混凝土泵送过程中，混凝土坍落度损失较快，因此应严格控制混凝土拌合质量，严格把控混凝土拌合时间、原材质量及外加剂质量，确保混凝土施工质量合格。混凝土施工中严控混凝土倾落高度及振捣质量。

2.1 1预应力筋的张拉、压浆

混凝土强度达到设计强度的95%及弹模达到设计强度的100%后，且龄期不小于5d，即可进行张拉，张拉一次到位。张拉时遵循以下原则：先张拉底板束，再张拉腹板束，后张拉顶板束；先张拉内侧束，后张拉外侧束。张拉采用张拉力和伸长量双控，以应力控制为主，并用伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值控制在±6%以内。预应力筋张拉完成后，应在24h内进行压浆。

2.1 2模板、托架的拆除

内、外模板在混凝土强度达到规范要求后即可拆除，底模板及支架在张拉压浆完成之后即可拆除。

3 结语

连续刚构边跨现浇段施工必须保证支架体系的安全性和可操作性，需要对支架体系进行设计和验算，岔河特大桥边跨现浇段采用钢管支架结构体系，通过对钢管支架系统施工荷载计算，能够满足施工安全稳定性要求，具有可操作性，可为同类桥梁施工提高施工参考。岔河特大桥已经投入使用，得到了业主、监理、地方政府的一致认可与好评。

[1]周水兴，何兆益，邹毅松，等编著.路桥施工计算手册.人民交通出版社，2001，10（1）.

[2]鞠彦忠.材料力学.华中科技大学出版社，2008，9（1）.

[3]铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南.铁道部经济规划研究院，中国铁道出版社，2010，8（1）.