跨越既有高速公路箱梁支架法现浇施工技术

阮必胜

摘要：南林高速公路大广枢纽互通G匝道桥连续梁支架现浇施工时，除了满堂支架需满足大尺寸箱梁的承载及安全稳定要求外，为满足所跨越的大广高速公路的通行要求，需在支架内设置大跨度通行孔。采用常规型钢作纵梁难以承受本项目大跨度通行孔的弯矩荷载，由此带来了通行孔纵梁及支墩的材料选用及构造设计问题。本文介绍了大跨度通行孔及满堂支架的设计方案，以供需设置类似大跨度通行孔的工程作为参考。

Abstract： During the cast-in-situ construction of the continuous girder support of the G-ramp bridge connecting the Nanlin Expressway and the Guangzhou-Guangzhou hub， in addition to the full-frame support， it must meet the requirements for the bearing and safety and stability of large-sized box beams， in order to meet the traffic requirements of the Daguang Expressway that it crosses. It is necessary to set a large-span access hole in the bracket. The use of conventional steel as the longitudinal beam is difficult to bear the bending load of the long-span through-hole of the project， which brings about the problem of material selection and structural design of the longitudinal beam and the pier of the through-hole. This article introduces the design of long-span through-holes and full-frame brackets. It is used as a reference for the construction of similar long-span through-holes.

关键词：支架现浇梁;大跨度通行孔;贝雷梁;八三军用墩

Key words： cast-in-place support beam;long-span through-hole;Bailey beam;83 military pier

中图分类号：U445.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）04-0166-03

0  引言

近年来，随着我国加快进行高速公路路网的完善及扩充，新建高速公路往往与既有公路存在交叉和跨越。采取连续梁的结构形式跨越，并采用满堂支架现浇施工工艺较为常见。因施工期间通常不能中断既有公路的交通，且为了满足既有公路繁忙的通行能力，避免交通拥堵和造成交通压力，要求尽量设置多车道、大跨度的通行孔。但通行孔纵梁承受荷载的弯矩值与跨度的平方成正比，故对于大跨度通行孔而言，科学进行纵梁、支墩的材料选用及结构设计，以确保施工质量和施工、行车安全尤为重要。

1  工程概况

南林高速公路大广枢纽互通G匝道桥中心里程为GK0+585.356，桥梁起点桩号GK0+401.606，终点桩号GK0+769.106，桥梁总长367.5m。桥梁上部结构为7×25m+3×28.5m+4×25m钢筋砼现浇箱梁，为单箱双室结构，底板宽5.925m，顶板宽10.5m，翼缘板宽1.9m，梁高2m，箱室高1.5m，箱梁底至地面高度9.8～12.0m不等。箱梁采用满堂支架现浇法施工。

G匝道桥上跨大广高速公路，交角90度，其9号墩位于大广高速中间隔离带上。施工时需设置通行孔以确保大广高速公路的正常行车。大广高速为双向六车道，行车繁忙，为保障通行及行車安全，高速公路管理部门要求每幅通行孔设置成2车道，且连续设置，不设置中间支墩。

2  满堂支架、通行孔方案设计及施工关键技术

2.1 满堂支架及通行孔方案设计

2.1.1 支架布置

本项目连续梁断面结构尺寸大，故作用于支架上的单位面积荷载也大。为确保承载安全及连续梁的线型，要求支架结构具有良好的承载能力及安全稳定性。经对适用于搭设满堂支架的多种材料进行比选，最终采用了碗扣式多功能脚手架（详见图1、图2所示），其具有碗扣节点结构合理，立杆为轴向传力等特点，较普通钢管脚手架而言，碗扣式脚手架能更好满足支架承载安全及低沉降变形值的需要。

箱梁现浇支撑体系采用碗扣式钢管支架，管材规格为Φ48×3.5mm。支架两侧宽度较箱梁外缘加宽100cm，以作为施工操作平台。

支架立杆的底部和顶部分别装设可进行高度调整的螺旋底座和托撑，以顺应桥跨纵坡和横坡变化、便于底模标高调整及用于卸落支架。底座为TZ-60型（长60cm），托撑为TC-60型（U型，长60cm）。

沿桥纵向立杆的间距通常为0.9m，靠近桥墩处的5排立杆纵桥向间距加密至0.6m;在箱梁中腹板及两侧腹板下的立杆横桥向间距为0.6m，其余部位立杆横桥向间距均为0.9m;支架底托置于15×10方木垫板上。

在立杆顶部U型TC-60托撑上摆放横桥向10×15cm方木横梁，垂直于方木横梁上摆放10×10cm方木纵梁，方木纵梁中心距采用30cm，纵横垂直摆放的方木形成网格以支托箱梁底模。施工时需将方木横梁的接头置于U型托撑上，且相邻两根方木横梁的接头错开布设。方木纵梁和方木横梁的接头也需错开布设。在两层方木的交叠处钉打扒钉加固。

沿桥向按间隔不超过4.8m设置1道竖向剪刀撑，横桥向在支架两侧最外排及中部按间隔不超过4.8m设置1道竖向剪刀撑。在支架的底部、上部设置1道水平剪刀撑，中部按间隔不超过4.8m设置1道水平剪刀撑。

2.1.2 支架搭设要点

①按设计要求对基底进行加固处理及浇筑混凝土垫层，并找平。②设置抱箍杆件，使支架与桥梁墩柱抱死，以增强支架安全稳定性。③在搭设过程中随时对支架的垂直度进行校正。④底座和托撑丝杆拧出长度控制在20cm以内，以确保丝杆埋入立杆的长度，避免浇筑砼时出现脱落现象。⑤按设计要求设置竖向、水平剪刀撑，并立杆与连接牢固。⑥在支架两侧安装适当数量工作梯，以便进行支架搭设，在支架上部外侧安装防护栏杆，并挂设安全网。

2.2 通行孔方案设计

G匝道桥横跨大广高速公路。经与高速公路管理部门协商，在8#～9#，9#～10#墩之间分别设置1个双机动车道通行孔（详见图3、图4所示）。

9#墩处于大广高速公路中央分隔带处，在桥墩两侧，沿大广高速方向布设7根直径为42.6cm钢管柱作为通行孔支墩，中心间距2m，钢管柱上下口采用井字架钢板焊接加固，钢管柱与预埋在8#墩墩身上钢板联结，以增强安全稳定性。靠近8#、10#桥墩的通行孔支墩无法与桥墩联结，采用安全稳定性好、承载能力强的八三军墩作支墩，以确保安全稳固。对支墩地基承载力足处采用级配碎石换填，并分层用打夯机夯填密实，填至与高速路面齐平。

钢管柱支墩采用长13.5m×宽1.5m×高1.0m的条形C30砼扩大基础。为保证钢管柱支墩的稳定，在钢管柱内浇筑1m高填充砼。每节基础上斜对角预埋两个采用Q235-Φ25钢筋制作的吊环，以便完工后拆除。钢管柱上设置双拼I45b作横梁。

八三军用墩采用长13.6m×宽1.6m×高1.0m的条形C30砼扩大基础，顶上采用C1构件作横梁。

通行孔纵梁采用长15m贝雷桁架，在箱梁底板下按间距60cm布设贝雷桁架，两侧翼缘板下按间距100cm贝雷桁架，贝雷桁架之间设置支撑架互相联结，以增强整体稳定性，本项目每个通行孔设置17片贝雷桁架。

2.3 地基处理

满堂式支架的地基需能够承载箱梁现浇的所有上部荷载，故按设计要求进行地基处理，确保其承载力是确保施工质量及安全的关键工序。

首先进行场地平整，清除表面松软土体，承载力不足部位换填级配碎石，然分2层填筑压实60cm厚的石渣，以提高地基承载力，采用22T振动压路机碾压石渣，压实次数不得小于5遍，且要求最后2遍的压沉值为0。然后在石渣层上浇筑2020cm厚C25砼垫层。

沿地基两侧开挖40×30cm的排水沟，以排出地表水，避免地基被水浸泡。

2.4 支架预压

对搭设好的支架进行超载预压，通过预压来验证支架系统的安全稳定性，消除支架非弹性沉落，且获得弹性变形值，以调整底模标高。

采用袋装碎石进行预压。分3级施加荷载（第1级按设计荷载60%，第2级按设计荷载100%，第3级按设计荷载120%。）。按先跨中再两端对称的顺序施加荷载，卸荷同样要两端对称进行，严禁两端非均匀加载而产生偏压。

采取逐跨预压的方式。25m跨径箱梁堆载约450t×1.2=540t，28.5m跨径箱梁堆载约520t×1.2=625t。

综合考虑拆除支架后的梁体沉落量、后期徐变等，25m跨桥梁按20mm留置施工预拱度，28.5mm跨桥梁按约25mm留置施工预拱度。最后按预压测量数据的分析结果及预拱度的设置要求对调整底模标高。

3  现浇箱梁支架结构力学及地基承载力验算

3.1 荷载计算

①现浇箱梁砼自重：按跨中截面A=8.0m2计，砼容重按26kN/m2，现浇箱梁每平方米重量为（8×26）/5.925=35.1kN/m2。②模板自重：竹胶板厚20mm，按0.12kN/m2计。③方木纵、横梁自重：按本项目布置情况计算得每平方米重量为：0.38kN/m2。④支架自重：支架每立方米的重量荷载为：0.08kN/m3。⑤施工荷载：取2.5kN/m2。⑥倾倒与振捣荷载：取2kN/m2。

3.2 碗扣支架承载力验算

3.3 竹胶板模板承载验算

3.4 基礎验算

3.5 通行孔验算

3.5.1 荷载计算

3.5.2 贝雷桁架纵梁验算

3.5.3 2I45b工字横梁验算

3.5.4 钢管柱支墩验算

3.5.5 八三军用墩支墩验算

4  结束语

从整个施工过程中对支架及通行孔进行的安全监测表明，支架及通行孔的安全稳定性非常好，没出现沉降及变形异常的情况。梁体完工后，线型直顺美观，线性控制效果达到设计要求。

参考文献：

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[2]周水兴.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社，2001.

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