1、山嶺重丘地區(qū)剛構(gòu)箱梁現(xiàn)澆段無落地支架施工奉云高速公路B21項目經(jīng)理部 賀友平摘 要：本文結(jié)合奉云高速公路構(gòu)壁溪大橋連續(xù)剛構(gòu)箱梁懸臂現(xiàn)澆段施工，介紹山嶺重丘地區(qū)懸臂現(xiàn)澆段施工的方法及特點(diǎn)關(guān)鍵詞：剛構(gòu)箱梁 現(xiàn)澆段 無支架 施工1 工程概況重慶奉云高速公路構(gòu)壁溪大橋主橋為77m+140m+77m連續(xù)剛構(gòu)箱梁，主墩為雙薄壁空心墩，墩身高度52m，0#塊梁高8.5m，頂板寬12.25m、底板寬7m。過渡墩為實心方柱墩，平面尺寸為2.5m×7.0m，墩身高度47.6m。邊跨現(xiàn)澆段箱梁長6m，邊跨合攏段長2m，箱梁高度3m。邊跨現(xiàn)澆段混凝土重269.8T/ 101.8m3。邊跨合攏段混凝土重52.

2、7T。連續(xù)剛構(gòu)箱梁斷面尺寸如下圖：構(gòu)壁溪大橋主橋箱梁邊跨現(xiàn)澆段、邊跨合攏段斷面尺寸圖（一）（二） 構(gòu)避溪大橋主橋箱梁邊跨合攏優(yōu)斷面尺寸 圖（一）構(gòu)避溪大橋主橋箱梁邊跨現(xiàn)澆段斷面尺寸 圖（二）2 施工方法概述連續(xù)剛構(gòu)箱梁邊跨現(xiàn)澆段施工傳統(tǒng)施工方法有落地支架法、鋼管立柱法等施工方法，構(gòu)壁溪橋在山嶺重丘地區(qū)，山坡陡峭、山體穩(wěn)定性差，墩身較高，采用落地支架法在山嶺重丘地區(qū)施工存在較大的安全風(fēng)險，同時由于墩身較高，落地支架彈性變形量大，不足以保證邊跨現(xiàn)澆段混凝土澆筑質(zhì)量。采用鋼管立柱法同樣存在基礎(chǔ)難以處理、機(jī)械安裝作業(yè)困難等施工難題，由于山體的不穩(wěn)定性，施工中同樣存在較大的安全風(fēng)險。兩種傳統(tǒng)的施工方法在

3、山嶺重丘地區(qū)都存在著較大的安全風(fēng)險，同時工作量大，操作困難，從工程進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)的角度也不宜山嶺重丘地區(qū)邊跨現(xiàn)澆段的施工。構(gòu)壁大橋邊跨現(xiàn)澆段采用托架法施工，在過渡墩施工時，預(yù)墩托架預(yù)埋件及桿孔，如下圖：構(gòu)壁溪大橋邊跨現(xiàn)澆段施工圖（三）所示，利用過渡墩及剛構(gòu)箱梁0號塊托架作為承重平臺進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工，在此基礎(chǔ)上，邊跨合攏段以懸澆箱梁及托架為支承點(diǎn)，采用吊架法施工。3 托架法施工需要解決的主要難點(diǎn)問題1、托架驗算、施工安全控制。2、在邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段混凝土澆筑過程中的墩身平衡與穩(wěn)定。3、由于山坡陡峭，無起重設(shè)備，托架的安裝方法。4、邊跨合攏段施工裂縫控制。4 托架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性

4、驗算邊跨現(xiàn)澆段托架采用0號塊托架，托架加工焊接在工地加工廠進(jìn)行，確保托架各部件的焊接質(zhì)量。托架驗算包括各桿件的強(qiáng)度、剛度、焊縫長度及穩(wěn)定性驗算。4.1 托架結(jié)構(gòu)托架結(jié)構(gòu)如托架結(jié)構(gòu)示意圖（四）所示，托架由平托梁、支撐梁、基座三部分組成?；譃樯匣拖禄鶅煞N。托架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：4.1.1平托梁與支撐梁之間、平托梁與上基座之間、支撐梁與下基座之間通過剪力銷鉸接。上、下基座通過剪力銷及對拉螺桿與墩身固結(jié)，使平托梁、支撐梁及墩身形成一個穩(wěn)定的三角支架。4.1.2上基座通過精軋螺紋鋼筋拉桿與墩身固結(jié)，對精軋螺紋鋼筋施加預(yù)應(yīng)力，減小托架變形。在基座的下部設(shè)兩根直徑為75mm剪力銷，通過剪力銷支撐托架上部荷

5、載壓力。4.1.3下基座通過普通對拉螺桿與墩身固結(jié)，在下基座的下部設(shè)兩根直徑為100mm剪力銷，通過剪力銷支撐梁對基座垂直方向的壓力。4.1.4托架結(jié)構(gòu)簡單、受力明確。4.1.5通過調(diào)整上、下基座間的距離，可以使托架形成任意角度的三角形結(jié)構(gòu)，以調(diào)整平托梁的坡度，改變托架的幾何形狀。4.1.6托架在加工廠加工制作與安裝，能保證各部件的焊接質(zhì)量，消除在高空焊接的質(zhì)量及安全隱患。托架現(xiàn)場拼裝好后進(jìn)行安裝,安裝時安全、快捷、方便，有利于加快工程進(jìn)度。4.2托架強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗算為保證托架施工安全，托架各部件強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性進(jìn)行安全驗算，同時在施工過程中，在托架斜撐梁上安裝應(yīng)力傳感器，對托架在現(xiàn)澆

6、段、邊跨合攏段混凝土澆筑過程中以及混度變化托架的應(yīng)力進(jìn)行全過程監(jiān)控，確保施工安全。 施工荷載組合如構(gòu)壁橋邊跨現(xiàn)澆段施工圖（三）所示，根據(jù)托架的分配情況及箱梁結(jié)構(gòu)形式，腹板底托架承受1/4頂板、底板及單側(cè)腹板重量，占混凝土荷載的40%（677KN），腹板底托架受力最大。腹板底單組托架施工荷載如下：.1新澆混凝土荷載.2施工人員、材料、機(jī)具荷載：施工人員、材料、機(jī)具荷載取 .3振搗荷載振搗荷載取 .4模板支架自重荷載組合 托架構(gòu)件強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗算:.1 托架平托梁受力分析及驗算(1)平托架受力狀況如平托梁受力簡圖（五）(2)受力計算均布荷載:支點(diǎn)反力 、（3）、內(nèi)力計算.最大彎矩：當(dāng)時，即

7、，.剪力計算：CA段：， AB段：， （4）平托梁截性質(zhì):平托梁為I45b工字鋼, （5）平托梁強(qiáng)度驗算: （安全）（6）撓度驗算:C點(diǎn)撓度: （滿足施工要求）按簡支梁計算最大撓度（滿足施工要求）（7）剪力驗算:（安全）結(jié)論:選擇I45b工字鋼作為平托梁： 結(jié)論:選擇I45b工字鋼作為平托梁滿足施工及安全要求4.2.2.2 斜撐桿受力分析及驗算（1）斜撐桿受力狀況如斜撐桿受力簡圖（六）,斜撐桿為兩端鉸接軸心受壓桿件。 斜撐桿受力簡圖（六）（2）受力計算經(jīng)計算，斜撐桿軸心壓力（3）斜撐桿截面性質(zhì)：如斜撐桿件組合圖（七）所示，斜撐桿為組合桿件，由2根槽鋼通過鋼板連接成組合桿件.中間加兩塊10mmA

8、3鋼板加強(qiáng)截面斜撐桿件組合圖（七）斜撐桿件組合截面性質(zhì)如下： （4）斜撐桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算: （滿足要求） 結(jié)論: 強(qiáng)度及穩(wěn)定性滿足施工及安全要求.3 斜撐桿鉸接銷驗算斜撐桿鉸接銷為直徑為100mm45號錳鋼(1)斜撐桿鉸接銷受力狀況如斜撐桿鉸接銷受力簡圖(八)所示(2)斜撐桿鉸接銷剪力計算: (3) 斜撐桿鉸接銷剪應(yīng)力驗算 (安全).4 斜撐桿肢板強(qiáng)度算肢板為雙肢板,肢鋼板厚度為30mm,單側(cè)加15mm鋼綴板,肢板孔直徑為100mm(1) 斜撐桿肢板受力狀況如斜撐桿肢板受力簡圖(九)(2) 斜撐桿肢板強(qiáng)度驗算結(jié)論：斜撐桿肢板孔壁強(qiáng)度滿足施工及安全要求.5 斜撐桿肢板焊縫長度計算焊縫采用角接焊

9、縫，焊縫高度8mm，焊縫總長度為 肢板焊縫總長度不短于100cm,每塊肢板焊縫長度不短于80cm.6 基座肢板強(qiáng)度驗算基座肢板采用A3鋼板,由一塊厚度30mm及兩塊20mm鋼板組成.兩側(cè)各加一塊15mm鋼板作綴板。采用直徑為100mm的銷孔連接，銷孔壁承壓強(qiáng)度驗算：結(jié)論：滿足施工及安全要求。通過驗算，托架各桿件剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性滿足施工及安全要求，同時，在每根斜撐桿上安裝一個應(yīng)力傳感器，對現(xiàn)澆段及邊跨合攏段混凝土澆筑過程時行全過程監(jiān)測，以保證施工全過程托架應(yīng)力在容許應(yīng)力范圍內(nèi)。為保證托架的安全與穩(wěn)定，托架頂部橫橋向分配梁與托架用U型卡固結(jié)，增強(qiáng)托架的整體穩(wěn)定性。如施工圖（三）所示，托架的另一端

10、用精軋螺紋鋼筋將托架的另一端懸吊于剛構(gòu)箱梁上，以確保施工安全，精軋螺紋鋼筋鎖定時間應(yīng)在現(xiàn)澆混凝土澆筑前一天剛構(gòu)懸臂端最低點(diǎn)時鎖定，以保證剛構(gòu)箱在溫度變化時對托架產(chǎn)生向上的附加力,根據(jù)剛構(gòu)箱梁施工監(jiān)控測量成果，在下午3-4點(diǎn)鐘時鎖定。5 托架安裝受到地形條件的限制，起重設(shè)備無法進(jìn)入過渡墩，同時過渡墩較高，現(xiàn)澆段托架安裝是現(xiàn)澆段施工的難點(diǎn)，該工程托架安裝采用過梁法安裝。如邊跨現(xiàn)澆段托架導(dǎo)梁法安法安裝圖。 5.1 導(dǎo)梁制作、安裝 導(dǎo)梁制作導(dǎo)梁用兩根12m長25工字鋼拼接而成，兩根工字鋼間距為10cm，兩根工字鋼通過鋼板或型鋼上、下橫向連接，橫向連接間距為100 cm。 導(dǎo)梁安裝采用卷揚(yáng)機(jī)、手拉葫蘆、

11、滾杠、千斤頂、鋼絲繩等工具將導(dǎo)梁安裝就位。在安裝過程中，為防止導(dǎo)梁前進(jìn)過程中傾覆，在導(dǎo)梁后尾部施加配重，配重用梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固。導(dǎo)梁就位后，在過渡墩墩頂用工字鋼支墊，同時與過渡墩預(yù)埋件用型鋼固結(jié)，用梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固，使導(dǎo)梁水平、穩(wěn)固。5.2 托架安裝5.2.1安裝剪力銷及托架基座導(dǎo)梁安裝完成后，在導(dǎo)梁間鋪設(shè)人工操作平臺，以保證施工人員從懸澆箱梁至過渡墩以及安裝托架時施工人員安全。安裝吊籃，吊籃用鋼絲繩懸吊在導(dǎo)梁下，作為安裝剪力銷、基座，對拉螺桿、托架時人工操作平臺。先安裝剪力銷，然后過渡墩靠近懸澆箱梁一側(cè)托架基座，在安裝過程中，保證托架基座與剪力銷之間的緊密接觸，防止剪力銷不受力或受力

12、不均勻等情況發(fā)生。在剪力銷及基座安裝安成后，然后穿對拉螺桿，帶上對拉螺桿螺帽，但不要擰緊螺帽，最后安裝托架平托梁及斜撐桿。托架安裝前，將托架梁與斜撐桿一端通鋼銷鉸結(jié)，同時用導(dǎo)鏈將另一端連接，調(diào)整好平托梁與斜撐的角度，以減小在安裝托架時高空作業(yè)的工作量。先安裝過渡墩靠近懸澆箱梁一側(cè)的托架，托架安裝時，通過導(dǎo)梁、卷揚(yáng)機(jī)將托架提升至安裝高度，然后用導(dǎo)鏈調(diào)整托架位置，通過鋼銷與基座鉸結(jié)，檢查剪力銷與基座接觸情況，確?；c剪力銷接觸緊密。 過渡墩靠近懸澆箱梁一側(cè)托架安裝完成后，將導(dǎo)梁與托架通過導(dǎo)鏈連接，防止在安裝另一側(cè)托架時導(dǎo)梁傾覆，保證施工安全。用同樣的方法，安裝另一側(cè)基座、托架等構(gòu)件。在托架安裝完

13、成后，檢查剪力銷與基座接觸緊密后緊固對拉螺桿螺帽，完成托架安裝。6 邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段混凝土澆筑過程中的墩身平衡與穩(wěn)定控制如構(gòu)壁溪大橋邊跨現(xiàn)澆段施工圖（三）所示，邊跨現(xiàn)澆段在施工過程中，墩身處于一種大偏心受壓狀態(tài)，為保證邊跨現(xiàn)澆段在施工過程中的平穩(wěn)與穩(wěn)定，在墩身的另一側(cè)施加一個平衡重，平衡重如構(gòu)壁溪大橋邊跨現(xiàn)澆段施工圖（三）所示，平衡重通過六根精軋螺紋鋼筋在施工過程中施加。承臺施工時預(yù)埋精軋螺紋鋼筋，埋置深度為100cm，在現(xiàn)澆段施工過程中，將精軋螺紋鋼筋接長至墩頂，通過托架頂部橫梁鎖定，然后利用千斤頂施加平衡重量。根據(jù)精軋螺紋鋼筋的埋置位置及現(xiàn)澆段的重量，每根精軋螺紋鋼筋施工平衡重量為3

14、00KN，錨固力不小于1800KN。精軋螺紋鋼筋錨固力驗算。錨固力為F (滿足施工及安全要求)經(jīng)錨固試驗每根精軋錨固力達(dá)到470KN。7 邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段裂縫控制邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段混土施工的特點(diǎn)，結(jié)合本工程，對邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段容易產(chǎn)生裂縫的特殊原因進(jìn)行了分析，同時采取相應(yīng)的技術(shù)措施。7.1 邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段裂縫產(chǎn)生的原因(1)混凝土澆筑過程中由于支架的不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫。(2)混凝土澆筑完成后由于梁體內(nèi)外溫差的影響而產(chǎn)生的裂縫。(3)溫度變化而使新澆混凝土產(chǎn)生的附加應(yīng)力。7.2 防止邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段產(chǎn)生裂縫主要采取的技術(shù)措施(1)對托架進(jìn)行了預(yù)壓，以消除托架的非

15、彈性變形，以減小在混凝土澆筑過程中墩頂混凝土與托架頂混凝土的不均勻沉降，預(yù)壓重量為混凝土重量的1.2倍。預(yù)壓結(jié)果表明，托架的彈性變形即非彈性變形量均在10mm以內(nèi)，滿足施工要求。（2）如構(gòu)壁溪大橋邊跨現(xiàn)澆段施工圖（三）所示，在底模板與托架頂縱向分配梁之間每50cmm設(shè)置一道圓鋼，使邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合攏段能適應(yīng)由于溫度的變化而縱向移動，不致由于溫度的變化而使新澆混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力而使混凝土開裂。（3）提高邊跨合攏段混凝土強(qiáng)度，將混凝土強(qiáng)度提高一個等級，以保證混凝土的早期強(qiáng)度，同時，在混凝土中加入鋼纖維，以提高混凝土的抗裂性能。（4）嚴(yán)格控制勁性骨架的焊接質(zhì)量、勁性骨架的鎖定時間及混凝土的澆筑時間，根據(jù)監(jiān)控測量成果，勁性骨架的鎖定時間在夜間1-2點(diǎn)鐘鎖定為宜，勁性骨架鎖定后，立即澆筑混凝土，做好混凝土的各項準(zhǔn)備工作，使邊跨合攏段混凝土澆筑在兩小時內(nèi)完成。（5）嚴(yán)格控制好邊跨現(xiàn)澆段兩側(cè)平衡重水箱中水的排放工作，根據(jù)混凝土澆筑速度排放水箱中的水，以保證邊跨合攏段在混凝土澆筑過程中保持穩(wěn)定狀態(tài)，同時混凝土澆筑過程中，對合攏段兩端梁頂標(biāo)高時行全程測量，以確保邊跨合攏段混凝土澆筑全過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （6）混凝土澆筑完成后，加強(qiáng)箱梁內(nèi)部通風(fēng)，以降低箱內(nèi)混凝土的混度，將混凝土內(nèi)外溫差不超過20以內(nèi)。同時混凝土外的