软土地基现浇悬臂盖梁膺架法施工技术

孙继文 王彦芳 童生生 俞 毅

宁波市建设集团股份有限公司 浙江 宁波 315000

1 工程概况

宁波环城南路西延（薛家南路—环镇北路）工程施工V标段，长度约2 031 m。桥梁工程内容包括1座主线高架、2对上下行匝道、2座地面桥。主线高架标准断面25.5 m，匝道8.5 m。本标段主线高架共52个悬臂式盖梁桥墩，悬臂盖梁长度约24 m、宽度2.2 m，盖梁根部高2.5 m，挑臂端高1.35 m，盖梁挑臂长约8.5 m，盖梁下部立柱截面为1.8 m×1.5 m，承台7 m×7 m。盖梁具体构造如图1所示。

图1 盖梁构造

本工程桥梁下部构造所处的地质组成及分布情况自上而下如表1所示。施工区域地质条件较差、软土地层分布较厚，地质表层地基承载力、极限摩阻力标准值等各项土质指标较低。

表1 地质组成及分布情况

2 技术特点

2.1 工程质量方面

支架整体支撑点位于承台上，避免了由于地基承载力原因而产生的不均匀沉降，减少了支架在浇筑过程中沉降产生的裂缝，提高了现浇盖梁构件的浇筑质量。

2.2 工程安全方面

支架构配件均在工厂内加工完成，加工精度、质量有可靠的保证。与满堂支架相比，支架构件的拼装全部可在地面完成，然后整体进行吊装，大大减少了人员高处作业的频率，由人员密集型施工改为机械密集型施工，施工安全度较高。

2.3 工期、进度方面

与满堂支架相比，减少了支架地基处理和支架预压这2个施工工序，加快了单个盖梁施工的进度。

与满堂支架相比，支架呈悬臂结构，支架下有足够的通车净空，对地面辅道中地下管道、沉井及路基等工序制约较小，可以实现高架与地面辅道同步施工，大大提高了整体工程的施工进度。

2.4 经济效益方面

能够缩短盖梁的施工周期，提高单套支架周转的使用率，减少了支架配置的数量，降低了工程造价。

支架各构件之间均采用螺栓连接，便于循环利用，有利于提高支架材料的管理效率，减少支架材料的损耗。

3 关键技术

3.1 承台预埋件

当型钢膺架支撑钢管在承台内时，可在承台施工过程中先预埋好地脚螺栓或钢板预埋件；当型钢膺架支撑钢管在承台外时，可在承台上设置钢垫梁，将支撑钢管立于垫梁上，垫梁可通过预埋在承台里的精轧螺纹钢及压梁固定于承台上，如图2所示。对于已经施工完成的承台，在法兰预埋筋植筋较困难的情况下，也可采用设置钢垫梁的方法进行固定。

图2 钢垫梁设置方式

3.2 下部支撑系统

下部支撑系统主要为垫梁、钢管柱和砂筒（图3）。为了便于拆卸和循环利用，一般垫梁或承台上的预埋件与钢管柱之间采用螺栓连接，钢管柱与钢管、钢管与横联型钢也采用螺栓连接。钢管柱顶一般设置封头钢板，便于放置卸架的砂筒或千斤顶。下部支撑系统安装时应设置爬梯或用移动门架搭设操作平台。

3.3 上部型钢桁架加工及安装

型钢桁架加工应委托专业的钢结构厂组织加工，以保证构件的精度，方便安装。为了便于运输，整体钢桁架结构分段加工制作，每段的长度控制在9～12 m。钢结构构件间的连接采用焊接，应选择合理的施工工艺及顺序并采取有效措施，控制焊接变形及焊接应力，确保焊接强度及变形满足规范要求。型钢桁架在施工现场桥跨内进行拼装，每片钢桁架之间采用螺栓连接，连接位置的螺栓按钢构件等强设计的要求设计。钢桁架拼装误差应满足施工精度要求，螺栓位置对准并拧紧，准确控制大钢管桁架标高，因加工和安装误差导致标高不一致处，需垫钢板找平。

桁架拼装成整体后，由2台汽车吊抬吊至下部支撑系统上安装，单台汽车吊的受载不得大于汽车吊额定起重量的75%，桁架安装过程如图4所示。

图3 下部支撑系统

图4 型钢桁架现场安装

桁架起吊的速度应均匀缓慢，分别在钢构件的两端头设置4条溜绳，以便调整构件的方向及角度，构件需进行角度调整时，溜绳用力要轻、要慢，避免出现较大的惯性力，且统一要由专人指挥，不得私自处置。桁架落位后，及时将桁架与下部支撑钢管之间的抗倾覆螺杆拧上，将整体支架系统连接成整体。

最后在桁架上铺设工字钢分配梁，以便于后续模板安装（图5）。为了防止分配梁倾覆，分配梁与桁架横梁之间可用U形卡箍固定。

3.4 首跨膺架预压

膺架搭设完成后，对首跨支架进行预压，后续支架搭设后可以不进行预压，支架预拱值可根据首跨支架预压情况确定。由于盖梁截面小、自重大，故预压材料一般采用钢筋和砂袋相结合的方式，即在下层铺设钢筋预压材料，在其上面铺设砂袋预压材料，这样尽可能减少预压的高度，保证预压安全，支架预压如图6所示。

图5 桁架上分配梁安装

图6 膺架预压

3.5 模板的选择

由于悬臂盖梁底面有一定的坡度，针对这种特点，盖梁底模的主楞采用桁架形式，桁架上下弦杆采用双拼8#槽钢，腹杆采用10#槽钢，在桁架外沿设置防护栏杆立杆的插槽，每2片钢桁架之间采用10#槽钢进行横联组成1组以方便安装。模板桁架如图7所示。

图7 模板桁架设计示意

底模采用高强度竹胶板，小楞可采用10 mm×10 mm的小木方。竹胶板用铁钉固定在小木方上，小木方可用铁丝固定在桁架上。拼缝间用玻璃胶进行填塞，防止混凝土浇筑时漏浆。侧模安装一般采用侧包底的方式，以增加侧模通用性。侧模一般采用钢模，由钢模厂加工制作，侧模加固一般采用φ20 mm对拉螺杆或精轧螺纹钢。

3.6 混凝土浇筑

悬臂盖梁浇筑时先浇筑盖梁根部，浇筑至与挑臂梁底相平为止，浇筑方向为由立柱位置往两悬臂方向，然后再由悬臂位置往立柱方向浇筑。该浇筑方法可避免由悬臂支架变形引起的立柱位置的竖向裂缝。混凝土浇筑顺序如图8所示。

图8 混凝土浇筑顺序

泵送混凝土最大摊铺厚度不超过60 cm，在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑，上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5 m以上。

混凝土振捣采用插入式振捣棒，选用经验丰富的工人，振捣棒每次移动的距离不得大于有效振动半径的1.5倍，一般不超过40 cm，不漏振、不过振。振捣棒与侧模的间距保持在10 cm左右，严禁振捣棒碰撞预应力管道。振捣以混凝土表面不再下沉、不再出现气泡、表面泛浆为准。

3.7 膺架拆除

在盖梁预应力张拉结束后，可进行型钢膺架的拆除作业。拆除作业顺序：卸落砂筒→拆除底模、木方→拆除模板桁架→固定钢桁架→拆除下部支撑系统→下落桁架→地面分解桁架→移至下一个盖梁作业点。

用4个10 t的葫芦将桁架整体固定在已建成的盖梁上。盖梁上设双拼28a#工字钢作为扁担梁，以承受桁架自重。桁架固定方法如图9所示。

图9 桁架固定方法

用汽车吊逐步拆除下部支撑钢管，转移到下一个工作点，然后将桁架用葫芦下放，将其放置在垫梁上或承台面上，然后分解成可转运的节段。

4 质量保证措施

4.1 模板

模板采用专门厂家精制的竹胶模板和钢模板，提高混凝土外观质量，保证线条顺直流畅、轮廓分明。

模板拼缝严密、不漏浆，保证结构物外露面光洁、线条流畅。选用专用脱模剂，保证脱模和混凝土外观质量。

4.2 保护层

严格控制混凝土保护层，避免混凝土表面出现露筋、锈斑。采用同梁体强度一致的水泥垫块来保证钢筋的位置准确及保护层的厚度，垫块数量不得小于4个/m2。

4.3 混凝土

制定特殊季节的混凝土施工专项方案，浇筑前严格控制混凝土坍落度和入模温度，浇筑后制定专项养护措施。

做好混凝土养护工作，一般情况下采用洒水覆盖养护，养护用水采用自来水，不得采用污水，保湿养护时间不得少于7 d。冬期施工时，对混凝土外露面进行覆盖保温，当模板未拆除而大气温度过低、单靠模板不能正常养护混凝土时，模板外周用彩条布包裹蓄热。夏季加强混凝土保湿养护，用塑料薄膜覆盖严实[1-2]。

5 结语

使用该施工技术，可大大减少承重支架搭设过程中的高处作业工序和人员，降低施工安全风险，同时提高施工效率，节约施工工期，降低管理成本。综合目前正在施工的宁波环城南路西延（薛家南路—环镇北路）工程V标段盖梁，采用膺架法施工方法较传统的满堂架施工方法，单个盖梁平均节省工期约7 d，为整个工程提前完工创造了良好的条件，缓解了交通压力，带来了巨大的社会效益。