盖梁穿心钢棒法及型钢平台施工工艺研究

刘结华， 李 璋， 杨 坚

(1.湖南望新建设集团股份有限公司，湖南 长沙 417100；2.中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410004)

0 引 言

随着我国基础设施建设和施工技术的飞速发展，桥梁施工环境愈加复杂，越来越多的桥梁要穿越江河湖泊。水中盖梁施工为跨河桥梁质量和工期控制的关键工序，目前盖梁施工主要有如下几种方法：落地支架法、预埋钢板法、抱箍法、穿心钢棒法[1]。刘家兴[2]依托邵怀高速公路高架桥的设计和施工，探讨高墩盖梁施工支撑体系的选型及应用；应用结果证明，抱箍法能够适应高墩盖梁施工的要求，是一种值得推广应用的支撑体系。钟庆荣[3]等针对烂泥湖高架桥水中门式墩盖梁，分析抱箍法和钢管桩支架法的支架受力、悬臂端挠度后，确定采用钢管桩支架法施工盖梁，分析表明，钢管桩支架法能保证长悬臂盖梁端部挠度变形不影响盖梁线形及断面尺寸，确保长悬臂盖梁施工质量及安全。艾辉林等[4]结合在上海共和新路高架工程盖梁施工中悬臂支架施工技术的应用，较详细地介绍了自行设计制造的悬臂支架系统。代权[5]以成都市二环路高架桥工程为例，对该工程高支墩(均12 m)长悬臂(均10.3 m)盖梁施工支撑体系选型和设计进行分析，采用格构式独立柱支撑+型钢桁架悬臂受力体系，满足施工质量和进度的同时缓解了施工期间的交通压力。本文以湖南省张家界市武陵源区喻家嘴大桥为例，对水中盖梁施工的选型和设计进行分析，重点研究了穿心钢棒法的特点、适用范围及应用效果。

1 工程概况

武陵源区喻家嘴大桥跨越索水河，为原老桥拆除后重建，桥梁为8 m框架桥+3×25 m跨预应力混凝土小箱梁，桥梁全长89.532 m，桥面宽22 m。桥梁基础为桩基础，墩柱为φ140 cm圆形墩柱，每排3根墩柱，墩柱柱距为7.6 m，墩柱上接钢筋混凝土盖梁，盖梁宽为1.8 m、盖梁高1.6 m、盖梁横桥向长22 m，盖梁混凝土强度等级为C35。桥位处河流河床底高程约294.9 m，常水位高程为296.24 m，最高洪水位高程为300.25 m，因盖梁施工期间为汛期，桥梁1#、2#墩的盖梁位于河中，盖梁施工为施工的重点和难点，需采取合适的施工方法来提高水中盖梁的施工效率、安全性和经济性。

2 墩柱盖梁施工方法对比研究

目前墩柱盖梁施工，常用的方法有：落地支架法、预埋钢板法、抱箍法、穿心钢棒法等。各施工方法分类、特点及适用范围见表1。

表1 盖梁施工方法分类、特点及其适用范围

武陵源区喻家嘴大桥跨越索水河，桥梁1#、2#墩的盖梁位于河中，现场施工条件差，施工难度大，结合本工程的特点，综合考虑项目进度、安全性、经济性和现场作业工作量的要求，选择穿心钢棒法为该桥盖梁施工方法，穿心钢板法构造如图1所示。

图1 盖梁穿心钢棒法构造图

喻家嘴大桥盖梁高强穿心钢棒法及型钢平台实施图片如图2、图3所示。

图2 螺旋Q23.3—50千斤顶支撑工字钢及限位细部图

图3 穿心钢棒法汛期施工盖梁现场图 ^

3 盖梁穿心钢棒法施工工艺流程

盖梁施工工序流程如下：盖梁区域岛屿表面平整及硬化→墩柱预留穿心棒孔(计算预留孔距盖梁底约1.3 m)→穿心棒穿设及千斤顶安装(含千斤顶平台固定)→纵向工字钢主梁安装及限位→横向工字钢次梁安装→模板背肋铺设→盖梁底模铺设及复核底模→测定轴线→型钢平台上绑扎盖梁钢筋骨架(或采用盖梁钢筋骨架整体吊装法)→盖梁侧模安装及装预埋件→工字钢纵梁固定检查和支撑体系验收→盖梁混凝土浇筑(测量观察)→混凝土养生和侧模板拆除→拆除支架体系、钢棒→进入下一循环。

4 盖梁施工要点分析

4.1 钢棒安装

本工程盖梁采用高强钢棒穿心法施工，每个墩柱混凝土浇筑前在距盖梁底一定距离(1.3 m)的位置顺桥向预埋1个内径为130 mm的PVC管，管内填塞沙子，管两端用胶带缠封，管周围用钢筋承托，防止混凝土浇筑时PVC管变形，阻碍钢棒插拔，PVC管底设钢筋网格(避免墩柱混凝土局部压力过大)，将钢棒承受的压力及时传递为混凝土墩柱全截面受压，盖梁施工时将管内沙子清出即可插入外径120 mm的钢棒。

4.2 主、次分配梁安装

墩柱钢棒及千斤顶(含千斤顶平台固定)安装完成后，利用吊车配合人工安装横桥向工56B作为主梁。为了便于后期拆模，在主梁与钢棒之间安装千斤顶(含千斤顶平台固定)。为防止主梁侧向倾覆，两根主工字钢之间用16 mm对拉螺杆穿过工字钢腹板连接，间距2 m一道，内侧用钢管支撑，对拉螺杆穿过钢管。在主梁上安装4 m长的工20B作为纵桥向分配梁，间距30 cm。

4.3 底模、端模安装

模板采用组合式模板，待分配梁安装完毕后开始架设底模，用吊车配合人工把底模拼装安装就位，待测量人员对底模高程复测后固定底模。盖梁底模安装时应在跨中预留一定的上拱度，以消除由于承重梁受荷载作用后引起的下挠。盖梁底模标高安装施工误差不大于±5 mm，轴线偏位误差不应大于±10 mm，模板接缝间要张贴双面胶带，防止接缝漏浆造成混凝土面色差或麻面。柱头要嵌入盖梁内1 cm。

4.4 盖梁钢筋制作安装

(1)盖梁所有钢筋在钢筋车间内集中加工，先在钢筋加工场地把盖梁主骨架加工成单块的骨架片，把柱头预留钢筋调直，将加工的钢筋运至现场进行绑扎，人工配合吊车逐根或逐捆转运至墩柱顶的型钢平台上进行现场安装，钢筋连接按设计要求采用双面焊。

(2)盖梁钢筋安装时，先将主钢筋吊运至墩柱顶的作业平台上，安装成骨架片到位，然后人工穿设箍筋，按设计要求连接骨架片及骨筋(也可采用整体吊装安装法)。钢筋保护层采用成品保护层垫块。

(3)盖梁主筋一般应尽量用整根钢筋，尽量减少接头数量，钢筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，钢筋接头错开受压区布置。盖梁骨架片焊接采用双面焊焊接。在底模上进行钢筋绑扎，主筋绑扎时，在底模上垫上混凝土保护层的垫块，垫块沿底模板呈梅花形布置，按每平方米4个进行布置，绑扎主筋与箍筋的时候，时时检查钢筋与侧模边线的距离，防止钢筋保护层受到影响。

4.5 安装侧模和端模

钢筋绑扎及预埋件施工经检查合格后，进行侧模安装。侧模采用组合模板，由专业模板厂设计制作，主要由横肋、竖肋、筋板和面板组成，安装前必须打磨干净后均匀涂刷脱模剂，侧模与侧模、侧模与底模之间的接缝要紧密，加垫双面胶条防止漏浆。侧模采用φ16的对拉螺栓进行加固，内设支撑，侧模外侧横背楞采用[8槽钢，竖背楞采用[14槽钢，并且在侧模和底模分配梁之间用螺丝连接，以便调节侧模的垂直度。模板各部位支撑、拉杆要稳固。安装完毕后，仔细检查各部位尺寸以及稳定性。端模模板要和侧面模板牢固连接，认真采取支撑、加固措施，防止跑模、漏浆。

4.6 预埋件安装

将需要预埋的支座垫石钢筋及挡块钢筋在现场按设计及规范要求进行绑扎，如果图纸设计支座垫石高度小于支座螺栓长度，那么还需在盖梁浇筑前以埋管的方式留出支座螺栓孔。

4.7 混凝土浇筑及养护

混凝土采用拌和站集中拌和、混凝土罐车运输、料斗吊送入模。浇筑顺序从与墩柱连接部位开始，从中间墩柱向两端分层浇筑，混凝土要连续灌注，水平分层、一次灌成，每层厚度不超过30 cm，在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。采用插入式振动棒振动，振动时遵循快插慢拔原则，移动距离不超过该振动棒作用半径的1.5倍，与模板保持5～10 cm距离，减小对侧模的冲击。由于本工程盖梁浇筑集中在夏秋季节，温度较高，浇筑完成待混凝土初凝后，需用土工布或塑料布覆盖洒水养生以减少收缩裂纹的产生。

4.8 模板拆除及预留钢棒孔洞封堵

当混凝土抗压强度达到2.5 MPa以上，并保证混凝土不致因拆模而受损坏时，可拆除盖梁侧模板；等混凝土强度达到设计强度100%后才可以进行底板拆除，进行下一个盖梁的施工工序。

钢棒拔出后应及时封堵预留孔，封堵采用与墩柱同强度混凝土，人工填筑后用钢筋捣实，确保施工质量。

5 盖梁施工测量放样及监测措施

(1)建立轴线控制网和标高控制点。墩身环节的立模、钢筋和预埋穿心铁棒孔洞的定位，均以轴线控制网为依据，在测量过程中要认真检核做到准确无误。

(2)测量工程师对图纸墩顶坐标、标高进行复核，确认无误后，将盖梁轴线放出后，用全站仪把盖梁的4个角点放出来并用红起点做好标记。

(3)施工人员按盖梁轴线和盖梁标高安装底模, 根据放样出来的4个角点调整模板直到调好为止，同时测量底模的几何尺寸，保证盖梁尺寸及角度符合设计要求，并调整盖梁底模达到设计标高，设盖梁底模的预拱度的数值。

(4)主梁工字钢变形监测：在主梁工字钢50B上设置变形观测点7个，主梁工字钢变形观测点应在规定时间段内按几何水准测量方法进行。

6 结束语

武陵源区喻家嘴大桥水中盖梁施工复杂性和风险性高，盖梁的结构线形及施工质量是施工控制的重要指标，经研究，该桥最终使用穿心钢棒法施工盖梁。盖梁穿心钢棒法施工是一种无支架施工的代表，能够解决河道汛期施工、地质起伏大、地形复杂地段、高墩及跨线施工中的技术难题。穿心钢棒法具有可操作性强、适用范围广、施工简便、场地适应性高等特点，同时还能节省材料，经济效益明显。实践表明，采用穿心钢棒法可在保证盖梁质量的同时大大缩短工期，降低施工成本，安全可靠，具有非常好的推广应用价值。