黃岡長江大橋雙層公鐵兩用混凝土連續(xù)梁逆向施工技術(shù)

馬建東

摘 要：黃岡長江大橋引橋跨大堤連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。上層公路為雙幅單箱單室等高直腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋面寬25.5m，下層鐵路為單幅變高度斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋面寬12.2m，橋型呈上寬下窄的倒梯形結(jié)構(gòu)。通過先施工上層公路梁、后施工下層鐵路梁的逆向施工技術(shù)，打破了雙層現(xiàn)澆梁以往從下至上的傳統(tǒng)施工方法，解決了傳統(tǒng)施工方法中上層公路梁施工時(shí)受下層鐵路梁影響造成的支架鋼管樁剛度匹配問題及地基沉降難題，實(shí)現(xiàn)了雙層現(xiàn)澆梁的快速化施工，同時(shí)節(jié)約了大量輔助設(shè)施。

關(guān)鍵詞：雙層連續(xù)梁；逆向；施工技術(shù)

1.工程概況

黃岡公鐵兩用長江大橋是新建武漢至黃岡城際鐵路及黃岡至鄂州高速公路的關(guān)鍵性控制工程，上層橋面設(shè)計(jì)為時(shí)速100km/h的四車道高速公路，下層橋面設(shè)計(jì)為時(shí)速200km/h雙線高速鐵路。在黃岡岸大堤處綜合考慮大堤堤寬及沿江公路地理位置條件，上層公路及下層鐵路均設(shè)計(jì)采用40+56+40m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。上層公路為雙幅三跨單箱單室等高度直腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其中梁高為3.4m，頂板寬度為12.74m（單幅），混凝土方量合計(jì)為1465.4m3（單幅）。下層鐵路為單幅三跨變高度、斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其中梁高為2.8m～4.4m，頂板寬度為12.2m，混凝土方量合計(jì)為1732.2m3[1]。

2 雙層現(xiàn)澆梁施工方案

上層公路及下層鐵路連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)均按照距N1#墩和N2#墩中心10m處彎矩較小的原則，將三跨連續(xù)梁劃分為三個(gè)施工節(jié)段，采用鋼管樁貝雷梁支架法分節(jié)段逐孔支架現(xiàn)澆施工[2]，由于上層公路橋面左右兩幅箱梁橋面寬25.5m，下層鐵路橋面單幅箱梁寬12.2m，且其公路橋面和鐵路橋面的橋軸線重合，導(dǎo)致上層公路箱梁腹板均在下層鐵路箱梁腹板外側(cè)。根據(jù)跨大堤連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、橋址處地形及地質(zhì)條件，雙層公鐵兩用混凝土連續(xù)梁采用鋼管落地支架法現(xiàn)澆施工[4]，主要有2種施工方案：方案①，即傳統(tǒng)的先施工下層鐵路箱梁，然后在鐵路梁上采用鋼管樁支架施工上層公路箱梁；方案②，先施工上層公路箱梁，通過下放裝置整體下放公路梁貝雷梁底模，利用公路梁鋼管樁支架及底模系統(tǒng)施工下層鐵路箱梁。對(duì)該2種方案分析可知：若采用方案①，由于上次公路梁與下層鐵路梁中心線重合且上、下層不等寬，呈倒梯形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致上層公路箱梁腹板均在下層鐵路箱梁腹板外側(cè)，上層公路箱梁施工時(shí)落地支架將受到已施工的鐵路箱梁影響，需要部分支撐在鐵路箱梁上，造成支撐于地面的鋼管樁長度與其支撐于鐵路箱梁上鋼管樁長度相差7倍，導(dǎo)致鋼管樁剛度匹配問題及地基沉降問題難以解決[5]；方案②通過先施工上層公路梁、后施工下層鐵路梁的逆向施工技術(shù)，解決了傳統(tǒng)施工方法中上層公路梁施工時(shí)受下層鐵路梁影響造成的支架鋼管樁剛度匹配問題及地基沉降難題，實(shí)現(xiàn)了雙層現(xiàn)澆梁的快速化施工，同時(shí)節(jié)約了大量輔助設(shè)施。

3 雙層現(xiàn)澆梁支架設(shè)計(jì)

雙層現(xiàn)澆箱梁施工支架設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)公路和鐵路連續(xù)梁荷載，合理的選擇支架的材料，將公路梁和鐵路梁支架對(duì)應(yīng)分組。采用鋼管樁與貝雷梁組成連續(xù)梁施工支架，支架由下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)組成，主要由臨時(shí)墩鉆孔樁、立柱連接系、砂筒和墊塊、柱頂分配梁、單層加強(qiáng)型貝雷片縱梁、底模系統(tǒng)組成。上層公路連續(xù)梁施工支架的布置型式如圖1，下層鐵路連續(xù)梁施工支架的布置型式如圖2。

下部結(jié)構(gòu)由鋼管柱組成支撐立柱，跨邊鋼管樁立于承臺(tái)上，跨中鋼管樁立于Φ1.2m臨時(shí)墩樁基上。鋼管柱支架設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮上層公路梁施工支架高程及下層鐵路梁施工支架高程，在鐵路梁貝雷梁安裝高程處設(shè)置鋼管柱連接法蘭盤，以便上層公路梁施工完成后拆除公路、鐵路梁之間鋼管柱后，鐵路梁下部鋼管柱可直接用于鐵路梁施工。

上部結(jié)構(gòu)由分配梁和貝雷梁組成，雙層現(xiàn)澆梁施工支架設(shè)計(jì)時(shí)合理的布置支架鋼管柱縱向間距，支架橫橋向單片連接系采用整片制作，縱橋向連接系采用2片450cm組貝雷梁，以便于施工支架的整體吊裝與下放。同時(shí)根據(jù)受力分析，合理設(shè)計(jì)砂筒，并在使用前進(jìn)行預(yù)壓。

4 雙層現(xiàn)澆梁施工技術(shù)

4.1 鋼管樁施工

為了鋼管柱支架拼裝、拆除及運(yùn)輸方便及鋼管柱的循環(huán)利用， 雙層現(xiàn)澆梁支架鋼管柱采用在工廠分節(jié)段加工制作的8米標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、1米樁帽節(jié)段、非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段（用來初步控制支架立柱頂?shù)臉?biāo)高）、底節(jié)段等不同高度節(jié)段鋼管柱，節(jié)段鋼管柱之間通過法蘭連接。跨中支架底節(jié)段鋼管柱與臨時(shí)鉆孔樁鋼筋籠采用焊接連接并將連接部位澆筑混凝土固結(jié)。鋼管柱支架橫向連接系均為Z字型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)采用單片整體制作，吊裝時(shí)為防止連接系發(fā)生變形，將連接系上下層橫桿兩端用鋼筋進(jìn)行臨時(shí)連接。因鋼管柱支架立柱安裝過程中存在一些偏差，橫向單片連接系整體制作時(shí)，連接系一端連接耳板在車間內(nèi)與連接系進(jìn)行牢固焊接，另一端連接耳板做成活動(dòng)式，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)根據(jù)立柱間實(shí)際間距進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整好后再將連接系的連接耳板與連接系及立柱牢固焊接。

4.2 支架與貝雷梁底模系統(tǒng)施工

根據(jù)吊機(jī)的起吊能力，將貝雷梁在地面分組進(jìn)行組拼，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)位置，將單組貝雷梁整體吊裝擺放至柱頂分配梁上，然后現(xiàn)場(chǎng)將組與組之間的貝雷梁利用支撐架進(jìn)行連接，保證貝雷梁整體穩(wěn)定性。貝雷梁支架安裝完成后按設(shè)計(jì)要求安裝現(xiàn)澆梁底模系統(tǒng)。雙層現(xiàn)澆梁施工支架拼裝完成后，必須對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，并根據(jù)預(yù)壓測(cè)量情況調(diào)整支架預(yù)拱度，使之滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 上層公路連續(xù)梁施工

安裝連續(xù)梁模板，鋼筋、預(yù)應(yīng)力并報(bào)檢，澆筑連續(xù)梁混凝土，等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。待公路連續(xù)梁混凝土達(dá)到承載力強(qiáng)度后安裝貝雷梁整體下放裝置，開始整體下放貝雷梁支架及模板系統(tǒng)。

4.4 底模系統(tǒng)整體下放

整體下放的底模系統(tǒng)含底模、分配梁、貝雷梁、柱頂分配梁等。通過在已澆筑的公路箱梁橋面上設(shè)置承力點(diǎn)，承力點(diǎn)縱橋向設(shè)置在柱頂分配梁正上方，橫橋向布置在距腹板外緣400mm處。通過4個(gè)承力點(diǎn)的下放裝置同步下放，將底模系統(tǒng)平穩(wěn)的下放到位，見圖3。

（1）下放裝置安裝

通過導(dǎo)鏈和吊機(jī)在柱頂分配梁下方對(duì)應(yīng)下放點(diǎn)處安裝分配梁3，分配梁3中穿精軋螺紋鋼筋的孔必須和梁面預(yù)留的孔對(duì)正，將分配梁3與柱頂分配梁焊接牢固；通過塔吊安裝梁面分配梁2，且分配梁2中穿精軋螺紋鋼筋的孔必須和梁面預(yù)留的孔對(duì)正；將千斤頂安放到分配梁2上中間處，安裝分配梁3到千斤頂上方；然后安裝精軋螺紋鋼筋，通過精軋螺紋鋼筋螺母分別錨固在分配梁3底面及分配梁1、分配梁1上面。下放裝置安裝完畢，試運(yùn)行千斤頂。

（2）底模系統(tǒng)整體下放

緊固分配梁2上精軋螺紋鋼筋螺母，松分配梁1上精軋螺紋鋼筋螺母，讓千斤頂帶著分配梁1一起頂升18cm行程，緊固分配梁1上精軋螺紋鋼筋螺母，4套下放裝置同時(shí)起頂，將支架的重量由砂筒承擔(dān)轉(zhuǎn)為下放裝置承擔(dān)，緊固分配梁2上精軋螺紋鋼筋螺母并鎖死千斤頂，泄落砂筒，拆除柱頂樁頭及調(diào)整節(jié)段鋼管柱。然后4套下放裝置同時(shí)起頂，松分配梁2上精軋螺紋鋼筋螺母，千斤頂落15cm，擰緊分配梁2上精軋螺紋鋼筋螺母（荷載由分配梁2承擔(dān)傳給公路箱梁），松開分配梁1上的螺母，讓千斤頂帶著分配梁1一起頂升15cm行程，緊固分配梁1上的螺母，4套下放裝置同時(shí)起頂……（重復(fù)循環(huán)操作）。直至將整個(gè)支架下放到鐵路墩頂。

（4）調(diào)整支架及底模系統(tǒng)

調(diào)整貝雷梁支架標(biāo)高及底模系統(tǒng)尺寸，使之滿足下層鐵路梁設(shè)計(jì)要求。安裝鐵路連續(xù)梁模板，鋼筋、預(yù)應(yīng)力并報(bào)檢，澆筑鐵路連續(xù)梁混凝土，等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，最后拆除支架及模板系統(tǒng)。

5 結(jié)語

黃岡公鐵兩用長江大橋引橋跨大堤連續(xù)梁施工打破了以往從下至上傳統(tǒng)的施工方法，采用先施工上層公路連續(xù)箱梁，后施工下層鐵路連續(xù)箱梁的逆向施工方法，即基礎(chǔ)和支架布置結(jié)合鐵路箱梁和公路箱梁施工綜合考慮一步到位，解決了傳統(tǒng)施工方法中的鋼管樁剛度匹配及地基沉降難題，同時(shí)還較傳統(tǒng)方案節(jié)省了直徑1.2m的臨時(shí)墩樁基320m和鋼管支架280t，縮短了施工工序轉(zhuǎn)換時(shí)間1個(gè)月[6]。

參考文獻(xiàn)

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