预应力混凝土变截面连续箱梁桥涉路现浇施工方案研究

2022-06-28覃家培

西部交通科技 2022年4期

关键词：施工方案

覃家培

【摘要：】文章以崇左至爱店高速公路上跨南友高速公路的某单箱双室变截面连续箱梁匝道桥为工程依托，介绍了其涉路工程现浇箱梁的施工方案，分析了地基处理、门洞搭设、支架搭设、支架预压、支架和门洞拆除等主要施工工艺，为同类型桥梁涉路施工提供参考。

【关键词：】变截面箱梁;支架现浇;涉路施工;施工方案

U448.21+3A381264

0 引言

随着交通强国的战略发展，西部地区高速公路的规划建设正如火如荼地进行，建设中的高速公路跨既有高速公路施工也越来越多，涉路施工安全风险逐渐增多[1]。施工过程中，交通管制及导行频繁，易引发安全事故。本文以崇左至爱店高速公路为背景，以上跨南友高速公路的单箱双室变截面连续箱梁匝道桥为工程依托，研究其涉路施工[2]现浇施工方案，介绍了涉高速公路施工的计划安排、方案设计、主要施工工艺，为同类型桥梁涉路施工提供参考。

1 工程概况

FK1+286.8匝道桥第一联上部结构为（55+70+55）m三跨预应力混凝土单箱双室变截面连续箱梁，采用纵向预应力、横向预应力及竖向预应力混凝土结构。箱体顶板宽12.9～15.45 m，底板宽9.45 m。箱梁底板上、下缘顺桥向均为2次抛物线。箱梁根部梁高4.3 m，跨中梁高2.2 m，箱梁梁高从距梁端20.92 m至距主墩中心1.75 m处按2次抛物线变化。翼缘板悬臂长1.725～3 m，端部厚0.2 m，根部厚0.65 m，设1.2 m×0.35 m的倒角。除在主墩墩顶设置一道厚2.5 m的横隔板，边跨端部设厚1.5 m的横梁外，不设置跨中横隔板。箱梁采用一次落架浇筑施工。全桥设置纵、横、竖向预应力体系。主桥箱梁混凝土强度等级采用C50。

2 施工计划

天西枢纽互通F匝道桥现浇箱梁涉及跨南友高速公路施工，涉路施工部分为现浇箱梁。为减少封路时间，涉南友高速公路箱梁应尽快施工。涉南友路桥梁计划施工时间为：2022-07-15至2023-01-17，施工计划结合交通导行计划编制。具体如表1所示。

3 施工工艺

3.1 总体施工方法

根据现场实际情况及工程特点，箱梁采用盘扣式支架现浇方法施工。

连续箱梁为变截面箱梁，箱梁各部分参数复杂，为保证实体质量，采用工字钢在架体上作为支撑，钢模板由厂家加工制作后运至现场拼装。

箱梁分为两次浇筑，第一次浇筑底板、腹板及墩顶（桥台）实心段，第二次浇筑顶板及翼板。

具体施工流程图如图1所示。

3.2 主要施工工艺

3.2.1 地基处理

（1）箱粱底满堂支架基础施工。基础处理流程：原地面平整碾压→碎石土回填→压实度及承载力检测→C15混凝土硬化。利用现场的挖掘机等机械，根据箱底标高控制，平整场地，低的部分分层填筑碾压，高的部分挖除。然后进行地基承载力试验，以保证地基承载力不低于支架系统所要求（根据支架基础验算结果，支架基础底部需要的承载力为600 kPa）。

（2）南友高速公路主线两侧边坡地基处理。在南友高速公路路基边坡开挖宽1.5 m台阶，开挖后采用厚度为20 cm的混凝土进行硬化，在该边坡顶上插打拉森钢板桩用于保护南友高速公路路基。如图2所示。

在旧路基边坡坡顶上插打钢板桩进行支护。钢板桩采用[22b槽钢桩，保证旧路基边坡的稳定。支护结构选用的钢材均为Q235等级B的碳素结构钢。根据现场边坡实际情况，选用6～9 m長的钢板桩，采用拉森钢板桩咬口法进行施工。为了使相邻的钢板桩形成整体，钢板桩两侧采用H型钢电焊连接。

3.2.2 门洞搭设

在FK1+286.8匝道桥第一联第2跨设置车辆通行的门洞，沿南友高速路方向左右幅各设置一个门洞。每个门洞净高≥6 m，每跨跨径8.92 m（顺路线方向），净宽7.75 m（垂直门洞方向）。门洞支架设4排529 mm×8 mm钢管支撑墩（最大间距为3 m），螺旋钢管上方选用36a双拼工字钢作为支架横梁，横梁上方选用HM544 mm×300 mm型钢作为纵梁（腹板底范围外采用HM150 mm×100 mm型钢），间距为60 cm。门洞纵梁上方铺设6 mm厚钢板作为安全防护板。如图3所示。

C20混凝土门洞基础设置在南友高速公路路线边缘上，高速公路路面上的门洞基础尺寸按宽100 cm、高120 cm的截面设置条形基础，基础长度为30.7 m。中央分隔带处门洞基础直接设置在仅靠中央分隔带的路面上，不对中央分隔带进行处理。门洞基础下方每隔3 m间距设置200 mmPVC排水管，排除路面积水。

3.2.3 支架搭设

满堂支架采用盘扣支架体系，按横向、纵向间距安放可调底座，并按计算高度调整好底座上的可调螺帽位置，使螺帽顶面位于同一水平面上。可调底座丝杠外露长度≤300 mm。作为扫地杆的最底层水平杆高度≤550 mm。立杆应通过立杆连接套管连接，在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头位置要错开500 mm或以上。拼装时，立杆必须保证垂直度，必须在第一层所有立杆与横杆均拼装调整完成确认无误后方可继续向上拼装，否则会引起后续各层的拼装困难。竖杆与竖杆之间必须搭设斜撑。在第一孔第5层搭设水平斜撑，以增强结构的整体稳定性。在支架顶部、底部各设置一层水平剪刀撑，自扫地杆向上每隔4.5 m设置一道剪刀撑。拼装到顶层立杆后，即可安装上顶层可调顶托，并依据设计标高将各顶托顶面调至设计标高位置。为保证盘扣支架顶部稳定性，盘扣支架立杆上部自由高度应≤650 mm，如超出则必须增加一步横杆，丝杠外露长度≤400 mm，可调顶托插入立杆长度≥150 mm[3]，严格按设计横纵距离布设。如下页图4～6所示。

在靠近墩柱处设置纵横杆支架与墩柱抱紧，并用可调节钢管与墩柱抵牢，每隔3 m设一道抱箍，钢管扣件至少与主架体有3个卡扣。支架施工过程中同步施工抱柱措施，连接处设木模支垫保护墩柱混凝土不受损坏。顶托顶面调至设计标高位置后，底板主龙骨横向铺设12工字钢。

分配梁顺桥向铺设方形钢管，铺设间距要严格按照设计进行，并预留箱梁预拱度。使用水准仪检查标高，无误后可拼装底模模板[4]。

外侧翼缘板加固。外侧翼缘板立杆纵距为0.9 m、横距为0.9 m，横杆步距0.9 m，纵向设斜拉杆加固，间距4.5 m，横向每隔4.5 m设1道剪刀撑加固，一侧在悬臂部分，另一侧为悬臂与梁底横向联结固定。

安全防护栏杆搭设。箱梁顶面作业层支架外侧必须设置安全防护栏杆及安全网，防护栏杆采用60 mm×3.2 mm钢管搭设，高度为1.2 m，设置两道纵向防护栏杆，立杆间距为150 cm，防护栏杆外满挂密目安全网[5]。栏杆根部应设置高度≥180 mm的挡脚板，挡脚板应固定牢固，栏杆应能承受1 kN的水平推力。

在支架搭设完成后，安装横向分配梁（主龙骨），采用12工字钢。横向主龙骨按照方案设计位置排放到支架顶托中，根据测量点位、图纸尺寸，拉线调整顶托高度，调出箱梁底线，采用6 mm厚钢模板进行拼装，竖肋采用80 mm×8 mm扁钢，间距为30 cm，横肋采用[8槽钢，间距为30 cm，翼缘板处支架和底板下支架一起搭设。外腹板侧模通过对拉螺栓与内模连接。

内模板采用地面加工桥面组装定型加固。内模由人工在底板、腹板、横隔板钢筋绑扎完成后安装。内模板采用厚6 mm钢模板进行拼接，竖肋采用80 mm×8 mm扁钢，间距为30 cm，横肋采用[8槽钢，间距为30 cm;内模板用钢管支撑，支撑间距为90 cm。钢模板之间连接缝必须密实，不得出现>0.2 cm的错台与缝隙，板缝采用双面胶进行封堵。

因箱梁箱室施工和施工人员进出的需要，在每个箱室长度L/4处顶板开设人孔，人孔大小以方便施工。满足箱室内模板、支架等材料进出为原则，尺寸R=40 cm、此处切断纵横钢筋，预留10 cm，钢筋净空尺寸R=45.7 cm，最后侧面双面搭接焊接主筋。（在内模板拆除、张拉、封堵清理后，焊接连接预留筋，以吊模形式安装模板，然后浇筑混凝土，完成封人孔工序）。在底板处用直径1 cm的PVC管预留排水、排气孔，共预留两排。顺桥向每50 cm一个内外模对拉时，采用小槽钢做背楞，内外模对拉杆采用20 mm的螺纹钢，侧模板预留25 mm对拉孔，对拉孔横向间距最大为1 m，竖向间距最大为0.8 m。

3.2.4 支架预压

测试支架的弹性变形和非弹性变形值，根据测得的数据推算支架预拱度，为立模标高提供可靠的依据[6]。通过模拟压重，为箱梁支架施工标高控制提供依据。采用密封水袋预压，实行分段全斷面施压。水袋宽4 m，长8 m，高1.52 m，每个体积为48.5 m3。预压完成并卸载后，进行箱梁实体施工。

3.2.5 支架、门洞拆除

完成箱梁实体施工后进行支架拆除。支架拆除按先支后拆、后支先拆[7]的原则进行。

4 结语

（1）涉高速公路施工存在较大安全风险，易发交通事故。文章以某跨南友高速公路的桥梁施工为例，介绍该类桥梁涉路施工的交通管制、导行组织安排，以及门洞支架施工方案。

（2）该方案具有良好的施工效果，支架拆除后，桥梁外观质量好，桥梁线型美观，满足规范及设计要求。

（3）采用该方案仅用120 d时间完成大桥的施工任务，较挂篮悬臂浇筑施工方案节约了一半的工期，产生了显著的经济效益和社会效益，为同类型工程涉路施工提供参考及依据。

参考文献：

[1]董伟，张薇.高速公路施工交通组织方案分析[J].山东交通科技，2015（6）：25-27.

[2]李伟.涉路工程安全评价技术指南与案例分析[M].北京：人民交通出版社，2009.

[3]韦新强，吴阳露，陆建培，等.承插型盘扣式钢管支架在现浇箱梁中的应用[J].工程建设与设计，2018（6）：159-160.