中央独柱墩大悬臂盖梁施工支架技术探析

陈 辉 （保利长大工程有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

本工程属于广东省中山市西部外环高速的主体线路，位于古神公路附近，针对当地具体环境，决定采用围蔽施工。为了便于施工，决定在24m宽的古神公路两边各留一条车道供车辆通行，围蔽净宽在15m左右。由于所处为城市区域，涉及施工范围、各方协调、工期短、道路景观等因素，因此，增大了施工作业的难度。

主线桥梁上部结构宽度为32.9m，采用工字梁截面，下部结构部分墩柱采用中央独柱墩+预应力钢筋混凝土盖梁形式。由于盖梁长度超出围蔽范围，故盖梁施工采用塔架及钢吊带进行施工，在围蔽内采用护筒支撑支架，对于超出围蔽范围的盖梁支架，利用塔架形式及钢吊带反拉受力。

单个盖梁布设24束钢绞线预应力钢束，均采用单端张拉的方式。盖梁钢束分两次张拉，每次张拉12束，架设主梁前，进行一次张拉，待上部预制梁架设完毕后进行二次张拉。

2 施工方法简介

结合本工程的实际情况及现阶段各种盖梁施工工艺的效果，拟决定在本工程中采用钢护筒支撑及塔架吊带作为盖梁施工平台支承的方法进行施工。

中央独柱墩盖梁支架采用“落地钢管+斜拉钢带”的支架结构。支架采用Φ 630×δ8mm、Φ820×δ8mm钢管作为支撑，在围蔽内沿桥梁横向布设四排钢管，每排各布两根钢管，钢管设置不同的调节段，根据墩身高度进行调整，通过法兰和螺栓连接。支架主梁采用双拼I56a工字钢，中心间距为6.0m，总长度为30m，主梁上布设10排横梁，作为三角桁架支撑。

盖梁钢筋后场整体绑扎成型，运梁车运输到现场，采用260t汽车吊和吊架吊装盖梁钢筋笼。

盖梁模板大块化块，侧模选用U肋作为背楞，间距1.0m，上下对拉，最大限度发挥U肋结构性能及优化模板重量；采用汽车泵一次性对称浇筑盖梁混凝土的施工方案。预应力施工采用智能张拉和真空压浆工艺。

3 盖梁支架工艺流程图

见图1、图2所示。

图1 盖梁施工支架布置图

图2 盖梁支架工艺流程图

4 盖梁支架搭设

4.1 立柱安装

钢管柱分为两种。钢管柱1采用Φ 820mm×δ8mm钢管制作，布置在围蔽边，底部采用2.5×1.5×0.5（长×宽×高）的C40混凝土扩大基础，钢管与扩大基础间通过锚固螺栓固定，扩大基础内配筋为Φ16、Φ12螺纹钢；钢管柱2采用Φ 630mm×δ8mm钢管制作，支撑在承台上，底部采用6拼I45a工字钢钢基础，并通过承台预埋的16根Φ36精轧螺纹钢固定。

基础安装前，应对安装位置的路面承载力进行检测，地面承载力应不小于350kPa，如不符合要求，应对地面进行处理。扩大基础安装时，底部应采用高强砂浆进行调平。

钢管柱采用标准节与调整节进行组合使用，节段间通过法兰和螺栓连接。其中钢管柱1标准节高为6.0m，钢管柱2标准节高为8.0m，另加工钢管调整节，高度分别为2.0m、1.0m、0.5m、0.3m、0.2m。

钢管柱安装时，应先根据盖梁底部标高和工作平台、模板高度反算出护筒顶的标高。钢管柱安装完成后，应立即安装平联，保证支架整体稳定性。

4.2 主梁安装

主梁采用2榀双拼I56工字钢，中心间距为6.0m，总长为30m，中间采用法兰和螺栓连接。主梁的平联杆和斜联杆分别为双拼[16a槽钢、[20a槽钢；主联与平联杆、斜联杆间采用Φ50mm的销轴连接。

主梁分为两半，每侧长15m，主梁在地面上预拼成整体。主梁单侧重约为10t，采用50t汽车吊进行吊装。主梁安装后，应及时锁紧与钢管柱间的精轧螺纹钢。

主梁在钢管柱顶部进行局部加劲以增加主梁的抗弯能力，在主梁顶面和底面焊接δ20mm钢板加劲，钢板尺寸为1.5m×0.4m，焊缝高度应不小12mm。并在主梁的侧面焊接加劲板，增加主梁的局部稳定性。

主梁和钢管柱上预留销孔，在盖梁混凝土浇筑时，将调节螺杆安装固定。

主梁在钢管柱顶部采用[28b槽钢扁担梁和Φ36mm精轧螺纹钢销住，并在主梁的底部焊接水平限位，钢管柱顶部法兰板开直径为Φ160mm的孔，限位采用Φ140mm×δ14mm钢管。

4.3 砂筒制作及安装

砂筒高为30cm，采用无缝钢管和钢板制作，下筒壁采用φ351mm×δ 10mm钢管，上筒壁采用φ299×δ10mm钢管，盖板则采用δ10mm钢板，底部预留掏砂孔，采用M30螺栓封堵。

砂筒安装到支架前，应采用100t的千斤顶在反力架上对砂筒进行预压。砂筒位置应安装准确，并采用槽钢临时固定限位。

4.4 横梁及三角桁架安装

主梁上共布设10排横梁，作为三角桁架支撑。横梁采用双拼I45a工字梁，横梁总长度为7.0m，横梁跨中5.0m范围采用下部叠加焊接I45a工字钢进行加强，横梁单根重约为2t，采用汽车吊逐根吊装。

每侧三角桁架分为9.0m和6.0m两节，在盖梁底部折线点分开。外侧桁架(9.0m)由四榀桁架片组成，内侧桁架(6.0m)由6榀桁架片组成，桁架的上下弦杆、腹杆均采用[14a槽钢组成，斜杆及平联杆均采用[8槽钢组成。桁架上铺设底模，侧模则通过焊接在桁架上的[16a槽钢悬臂梁支撑。9.0m的三角桁架重约为5.0t，6.0m的三角桁架重约为2.6t，采用汽车吊分别吊装固定。三角桁架安装前，应注意根据桥面坡度调整桁的坡度，确保盖梁坡度与设计相符。

4.5 塔架、吊带及吊杆安装

塔架由钢护筒、槽钢、钢吊带和工字钢组成，塔架预先在地面按照图纸拼装焊接完成，待盖梁钢筋和模板安装完成后，开始吊装。

塔架钢管采用Φ630mm×δ8mm钢管制作，高为9.4m，钢管顶部0.6m范围内采用C40混凝土填充。钢管采用法兰与主梁、平衡梁连接。

平衡梁采用双拼I56工字，长为3.6m，上部根据吊杆位置开孔和焊接楔形钢块。

钢吊带长为6.8m，宽为300mm，δ 30mm的Q345B钢板制作；吊杆长为4.0m，直径为Φ100mm，采用Cr40钢棒调质加工。吊带与吊杆间采用联接器、连接板和Φ100mm销轴连接。

①塔架在地面安装完成后，利用50t吊车进行吊装。先将塔架缓缓起吊，使得塔架竖向护筒底高于主梁及墩顶面，再缓慢地使一侧的竖向护筒越过墩顶，准确地落在另一边主梁上，塔架准确就位后，应拧紧法兰处的螺栓，因为此处螺栓承受力较大，为便于施工建议在扳手上加焊一段钢筋加长扳手，也可根据现场的实际情况进行处理。螺栓紧固后，应复核塔架位置是否符合要求，塔架顶面是否水平，直到符合要求为止。

塔架钢管安装完成后，应立即安装平联和连墙杆。连墙杆采用双拼[8槽钢，与墩顶基础模板焊接固定。

②塔架安装完成后，便可穿入钢吊带，顶上安装千斤顶、吊带及拉杆，下边与承重主梁连接，反拉承重主梁。钢吊带与连接板、联接器、吊杆连接成整体，先与主梁连接，再利用汽车吊吊住吊杆，吊杆从上穿到平衡梁楔形块上方。

③吊杆安装完成后，采用4台250t千斤顶同步张拉预紧，预紧力为170kN。

5 支架预压

5.1 预压目的

对支架进行预压，主要目的一是为了检验支架的可靠性；二是为了消除塑性变形；三是为了确定底模预抛高值，必须测出弹性变形。

5.2 预压方法

支架搭设完成并安装好底模后，须对支架进行预压试验。预压荷载为上部荷载量的1.1倍。支架预压拟采用堆载预压法，堆载材料采用钢筋或混凝土块。即根据梁段混凝土不同部位混凝土厚度，算出该处混凝土重量，然后采用等重量的钢筋堆载预压。

在进行预压加载时，分别按预压总荷载的60%、100%和110%进行。

加载方法：纵向加载时，采取支点向两端施加；横向加载时，采取中心向两侧施加。

在加载过程中，上一级加载完后，不能立即进行下一级加载，要先进行变形观测，支架的变形观测一般在2h后进行，确保沉降量小于2mm后，才能进行后面的加载。如果加载过程中出现异响、变形值突增等异常情况，就必须停止加载，查出原因并处理妥当后方可继续进行。

盖梁支架预压材料采用围蔽基础水泥块和钢筋进行预压，围蔽基础水泥块为0.4m×0.24m×12m共448块，每块重约 0.58t，共 重 259.84t；钢 筋 共 计0.25m×0.23m×12m,共180捆，每捆重约2.6t，共重468t。

加载顺序：纵向从盖梁中心点处向两端、横向从中心线向两侧对称进行荷载施加。在支架加载预压前，需要提前在预压区域内分好区。

5.3 沉降变形观测

在对支架进行预压前，必须在支架顶端，主梁的钢拉带吊点处、钢管柱1、横梁跨中等处设置18个观测点，实时观测变形情况。支架变形观测宜在每级加载完成2h后进行。加载完所有荷载后，各个观测点的变形值要每6h测一次，最后观测平均值小于2mm，当预压稳定24h后，才能卸除预压荷载，并根据观测结果计算变形量。

预压完成后，根据预压的观测值，采用以下方法调整支架变形。

①调整吊杆的张拉力，保证主梁的预拱度与设计值相符。

②在横梁与三角架之间，采用“垫钢片”的方式，调整模板标高，以抵消支架的弹性变形。

6 结语

采用本文钢护筒支撑及塔架吊带作为盖梁施工平台支承的方法进行盖梁施工，因其外观轻巧、结构简单，桥下可利用空间大，行车视野开阔，可以有效解决在现有道路上施工，原有道路保持通车，施工场地受限的问题，同时可以保证盖梁施工的质量和安全。