上跨高速公路现浇连续梁施工技术

肖俊勇

中铁五局集团第二工程有限责任公司，湖南衡阳 421002

1 工程概况及特点

松江河大桥于K3+650处以平面夹角84°上跨越抚长高速公路花园口出口匝道，公路道路为双向2车道，沥青路面，桥位平面左侧距离花园口收费站150m，右侧距离高速公路互通式立交桥200m，来往共有4个方向的车流，交通流量大。上跨桥梁设计为一联（32+48+32）m现浇连续梁，桥梁全长113.1m，桥面总宽12.25m，斜腹板，单箱单室变截面，跨中梁高2.8m，中支点梁高3.40m,梁底距离公路路面最低处为7.18m。箱梁混凝土设计为C50,平均每延米自重29.73t/m，桥墩设计最大高度8.35m。

根据工程所处位置，该工点具有四个方面的特点：（1） 现浇支架搭设与拆除与行车干扰大，存在较大安全隐患。如何保证施工行车两不误，是制定施工方案所必须考虑的；（2） 桥位范围内原始地貌自荒地过渡到沥青公路路面再到荒地，荒地表层地基承载力不足0.12MPa，而公路沥青路面承载力超过0.25MPa，变化明显，因此必须选用合适的支架基础形式且其沉降量及相邻基础沉降量差控制在规范要求范围内；（3） 箱梁底面距离公路路面高差小，在需保证公路最小净高5.0m的前提下，支架结构形式的选用受到一定限制；（4） 综合考虑施工成本、施工难易程度等因素。

2 施工方案的制定

根据桥位处的平面空间位置和桥址处工程地质情况，结合工地自有材料情况，采用满堂钢管脚手架+粗钢管桩墩、贝雷钢纵梁方案。选用该方案的理由在于：①采用粗钢管可减少临时支撑结构的空间尺寸，降低对公路行车的影响；②由于受梁底净高限制，不能在支架顶部设置钢管脚手架来调节底模标高，但在每根粗钢管顶部设置一个可调节相对高度的钢砂箱来满足需要，同时在支架拆除时先降低砂箱高度，之后利用砂箱降低露出的空隙拆除贝雷纵梁顶横向分配梁及底模等；③匝道路面范围以外采用钢管脚手架支撑，仅将荒地表层土清除即可满足基础承载力需要，最大限度减少临时工程工作量。

3 支架细部设计

3.1 跨匝道粗钢管+贝雷纵梁支架方案

3.1.1 孔跨结构和净高的确定

从桥位平面示意简图可知，松江河大桥桥位正处于高速公路匝道各方向车辆交会位置，施工安全风险较高，考虑到车辆停车视距。道路曲线半径、路面宽度等因素，采用（7.5+7.5+9.0）m连续梁结构，详见图1。在支架横断面方向使用4条贝雷纵梁，每条为3排单层贝雷桁片，每断面计12片，贝雷梁支点底部安装δ=2.0cm厚钢板与粗钢管（φ630×10mm）砂箱顶双拼50a工字钢横梁相连，工字钢横向长度9.5m。横梁与φ630×10（mm）竖向钢管之间设置砂箱以调节箱梁底模标高，砂箱专门委外制作，单个最大承受竖向力1700kN，最大调节高度25cm。贝雷桁片顶设置I28工字钢横向分配梁，间距75cm，分配梁顶安放纵横方木后再铺设底侧模，方木间距30cm，其中在腹板底满铺，以防止模板变形。为防止在梁体施工过程中的意外落物，在贝雷桁片与横向分配梁满铺一层δ=1.5cm竹胶板防护。

图1 支架受力计算简图

支架每个临时支墩基础采用C30分离式钢筋砼基础，尺寸2.5×1.8×0.60（m）。为了避免损坏公路路面，在支墩基础和路面之间以双层油毡隔开。基础底部顺线路方向布置一排Φ25钢筋，间距25cm，共计10根，以弥补因基础尺寸超出刚性角范围的不足。基础上竖立4根φ630×10（mm）钢管，横向间距为（2.7+2.5+2.7）m。竖向钢管之间以14#槽钢作为联结系，以提高整体稳定性能。整个支架最低处净高5.25m。

3.1.2 支架结构检算

该连续梁钢管+贝雷梁支架需要对以下5个主要项目进行检算：①贝雷梁的抗弯、抗剪以及刚度；②桩顶双拼I50工字钢强度；③φ630×10（mm）钢管立柱抗压强度稳定检算；④地基与基础强度；⑤支墩基础沉降量及相邻基础沉降量差。支架结构所受外力包括箱梁砼自重及冲击力、内外模型和支撑重量、分配梁以及贝雷梁自重等，其基本受力计算图式见图1。

具体计算过程从略，上述5个检算项目均能满足标准要求。

3.2 满堂钢管脚手架方案

由于公路两侧荒地地基表面承载力低，但地面相对较为平整，同时墩身高度小，利用其它工点拆除下来的扣件式钢管采用满堂钢管支架方案比较符合现场实际。

首先平整场地清除表层覆土并检测地基承载力，要求σ0≥0.10MPa，铺设15cm后C20砼垫层，垫层四周做好排水系统，立杆下放置槽钢，增大受力面积。

满堂钢管脚手架主要由立杆和横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、斜撑组成，钢管规格为φ48×3.5(mm)，纵横水平间距均为55cm，步距1.5m。立杆、纵、横水平杆是主要受力构件，杆件连接使用旋转扣件、对接扣件连接。主要检算项目包括：①立杆受压稳定性；②纵、横水平杆弯曲强度和抗弯刚度；③扣件抗滑力；④立柱（杆）地基承载力。

4 安全防护方案

（1）与高速公路既有产权部门签订施工安全协议，规定双方的权利、责任和义务，包括对已经制定的施工方案的确认以及现场核实，明确涉路施工的时间安排以及上路的人员、机械车辆型号、规格、驾驶员等情况；

（2）制定施工交通管制方案，采取间隔封锁与防护相结合的办法进行施工。公路两侧1#、4#临时支墩基础及立柱在防护状态下完成施工，施工点前方来车方向设置防护员和红色防护锥筒，提示车辆提示车辆减速慢行。对于路面中间的2#、3#支墩基础则采取临时封锁的措施，具体为：首先设置防护人工完成基础立模和钢筋安装工作，之后根据气象情况，每间隔30min封锁一个车道，8m3砼罐车及汽车泵上路完成支墩基础的砼灌注和钢管立柱的安装及砂箱、横梁的安放等；

（3）贝雷纵梁的设置。同上，在间隔封锁的30min时间内，安装在76#墩位处的QTZ630塔吊吊放贝雷桁片安装第一、二孔，在大里程侧77#墩位靠近匝道方向配备一台25t安装第三孔贝雷桁片；

（4）在有人防护的前提下完成贝雷梁顶工字钢分配梁、钢管支架及模板的安装、调整；

（5）桥位左右两侧来车方向设置限高架，限高5.0m，在300m以外地段设置施工提醒标志，在支架前后20m范围内设置砼防撞墩，表层涂刷反光涂料（包括钢管立柱表面）；

（6）项目部成立上跨匝道施工安全防护领导小组，由项目经理任组长，全面落实制定的各项安全措施，培训作业人员等。

5 支架的施工承载和拆除

5.1 支架的施工承载

用于支架施工的各种材料全部到位后，即可组织支架施工，其施工流程如下：1#、4#临时支墩→2#支墩→3#支墩→贝雷纵梁安装→I28工字钢分配梁安装→纵横方木安装→翼缘板下钢管架安装→底模、侧模安装、调整。

需要引起注意的是，由于该桥受桥下净高的限制，底模底下没有调高设施，对于加载后的支架下沉量必须予以提前考虑。本桥在实施过程中参照类似工程的支架预压数据并结合工点具体情况，采用弹性变形h1=20mm，非弹性变形h2=15mm，实践证明满足实际需要，与实测预压数值偏差在+7mm以内，该值通过砂箱适当调整，满足《公路桥涵工程施工质量验收标准》要求。

支架结点繁多，加之施工存在的不足，各结点之间难以保证完全紧密，同时也为验证支架设计的可靠性，所有这些都必须通过提前模拟支架受力进行预压来消除，使节点变得紧密，消除非弹性变形。

提前在支架上设置沉降观测点，预压重量为设计箱梁砼重量的1.2倍，按照0、20%、50%、75%、100%、120%五级加载，每级加载完成后最小间隔时间不小于4h。

5.2 支架的拆除

支架拆除一般为支架安装的逆过程，但由于本工点连续梁受桥下净高限制的特殊性及高速公路车辆的通行，不能按一般方式进行拆除，也不能完全封锁公路拆除，具体为：拆除翼缘板下的钢管支架后，利用砂箱下调贝雷梁高度15～20cm，松动箱梁底模后依次拆除底模、纵横方木、防护竹胶板和I28分配梁，拆除材料在支架两端运出，同时在拆除上述木质材料过程中，每个作业点在贝雷梁上铺设移动小木板，防止铁钉等碎小杂物掉落公路。贝雷梁拆除则利用提前预留在箱梁翼缘板上的孔道安装Φ32精轧螺纹钢筋与钢管立柱相连并适当提升贝雷梁，使贝雷梁底与立柱顶I50横梁空隙能放置φ80钢棒，使用千斤顶横向横向顶推贝雷梁，使之移动到翼缘板下，则第一、二孔贝雷桁片采用设置在76#墩的QTZ630塔吊移出，第三孔使用25t汽车吊移出。剩余的支墩基础及钢管立柱比照安装之时的间隔封锁办法，逐一移出匝道路面以外。

6 结语

本工点（32+48+32）m现浇连续梁施工过程中未发生任何安全质量事故，取得了良好的预期效果。随着近年公路建设理念的深刻变化，连续梁使用将会更加广泛，支架现浇以其独特的优越性，将会更加成为一种普遍的施工方法，但其支架结构与基础形式应该根据具体的工点实际情况，因地制宜，综合考虑，严格筛选，才能满足安全、质量、工期、成本等相关方面的要求。