受限空間工況下的大懸臂隱形蓋梁施工技術(shù)

蔡俊華，劉程洪

（保利長大工程有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

中山市坦洲快線起點(diǎn)為城桂路與南外環(huán)路相交處，終點(diǎn)為沙坦路與坦神北路相交處，沿線分別穿過五桂山鎮(zhèn)、三鄉(xiāng)鎮(zhèn)和坦洲鎮(zhèn)。全線大部分路段利用既有省道S268（城桂公路、沙坦公路）走廊布設(shè)，在老路平面線性基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。坦洲快線全長27.6 km，采用雙向6車道一級(jí)公路兼顧城市快速路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，主線設(shè)計(jì)速度為80 km/h，高架橋斷面寬度26 m，輔道設(shè)計(jì)速度40 km/h，輔道斷面寬度根據(jù)交通需求選擇，整體式路基寬度33~64.5 m。高架橋?yàn)榱斯?jié)約占地面積采用大懸臂蓋梁，同時(shí)為了保證行車空間及視距，兼具城市景觀，采用隱形蓋梁。蓋梁采用C50混凝土，常規(guī)蓋梁為柱距4.5 m的雙柱墩蓋梁，長25.3 m、寬3 m，中心高3.715 m，混凝土方量145.2 m3。蓋梁預(yù)應(yīng)力為12φs15.2 mm和13φs15.2 mm的高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa，彈性模量Ey=195 000 MPa，預(yù)應(yīng)力鋼束錨下控制應(yīng)力為1 358 MPa，均為兩端對(duì)稱張拉，預(yù)應(yīng)力管道采用內(nèi)徑為φ90 mm塑料波紋管，深埋錨固，如圖1所示。

2 蓋梁支架

由于本項(xiàng)目大部分路段是在現(xiàn)有道路上進(jìn)行改擴(kuò)建，大部分蓋梁下都要保持社會(huì)車輛正常通車，因此，蓋梁支架采用鋼管+懸臂大貝雷梁支架結(jié)構(gòu)。蓋梁施工采用支架結(jié)構(gòu)原則如下：墩身高度大于9 m的蓋梁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件可采用上承式或下承式大貝雷梁支架；墩身高度小于9 m的蓋梁，為滿足通車凈空要求只能采用下承式大貝雷梁支架，采用下承式大貝雷梁支架仍無法滿足通車凈空要求的，需在蓋梁投影面積以外兩側(cè)新鋪設(shè)臨時(shí)便道供社會(huì)車輛通行，再進(jìn)行蓋梁施工。本論文以數(shù)量最多、墩身高度小于9 m的蓋梁為例，闡述具體施工技術(shù)。

蓋梁支架主要由支架基礎(chǔ)、φ820 mm鋼管立柱、砂箱、雙拼45a工字鋼承重梁、大貝雷梁、45a工字鋼分配梁、三角桁架及28a工字鋼分配梁8部分構(gòu)件組成。

2.1 主要構(gòu)件介紹

2.1.1 支架基礎(chǔ)

考慮蓋梁支架周轉(zhuǎn)使用，每套蓋梁支架配置4個(gè)可移動(dòng)式鋼筋混凝土支架基礎(chǔ)，尺寸為1 000 mm×1 000 mm×1 000 mm，支架基礎(chǔ)面上預(yù)埋鋼板，用于鋼管立柱焊接固定。

2.1.2 砂箱

每套蓋梁支架設(shè)置4個(gè)砂箱，分為2組，分別位于4根鋼管立柱上；砂箱能將雙拼45工字鋼承重梁荷載傳遞到鋼管立柱上，并保證4根鋼管立柱受力均勻；同時(shí)能調(diào)整承重梁高度，便于后期底模跟支架拆除施工。

2.1.3 承重梁

每組砂箱上設(shè)置1道承重梁，將大貝雷梁上荷載分配在砂箱上，同時(shí)為大貝雷梁提供支點(diǎn)；承重梁采用雙拼45a工字鋼，能有效控制自身變形，并保證與大貝雷梁接觸面積。

2.1.4 大貝雷梁

大貝雷梁用于承受蓋梁施工時(shí)一切荷載。由于蓋梁單邊懸臂長度達(dá)9.4 m，為了保證大貝雷梁剛度滿足要求，1套蓋梁支架采用2組大貝雷梁，每組3榀，通過寬度為45 cm花窗連接成整體，大貝雷梁結(jié)構(gòu)尺寸及材質(zhì)均采用特制產(chǎn)品。大貝雷梁上下弦桿及加強(qiáng)弦桿均采用14a槽鋼，豎桿采用80 mm×80 mm×8 mm方鋼，斜桿采用80 mm×80 mm×5 mm方鋼。標(biāo)準(zhǔn)尺寸為6 000 mm×200 mm×2 420 mm（高度包含了上下加強(qiáng)弦桿），材質(zhì)均為16錳鋼，如圖2所示。

2.2 支架安裝施工

蓋梁支架搭設(shè)時(shí)，將支架基礎(chǔ)固定在承臺(tái)上面，將4根φ820 mm管樁立柱焊接在支架基礎(chǔ)預(yù)留鋼板上；鋼管立柱上安裝砂箱跟雙拼45a工字鋼承重梁，雙拼45a工字鋼上安裝大貝雷梁，大貝雷梁下弦桿上安裝45a工字鋼分配梁；在大貝雷梁懸臂部分45a工字鋼上安裝三角桁架；在鋼管立柱間大貝雷梁部分，45a工字鋼上安裝28a工字鋼分配梁，如圖3所示。

3 支架預(yù)壓目的

根據(jù)規(guī)范要求，蓋梁支架搭設(shè)完成后，澆筑混凝土前需進(jìn)行支架預(yù)壓，預(yù)壓荷載為蓋梁混凝土荷載量及模板重量之和的1.1倍。預(yù)壓采用堆載預(yù)壓法，堆載材料采用混凝土預(yù)制塊。預(yù)壓加載按預(yù)壓總荷載的60%、80%、100%分3級(jí)加載。

加載順序?yàn)闄M橋向從中心線開始，按從中間向兩側(cè)順序?qū)ΨQ進(jìn)行逐級(jí)加載。每級(jí)加載完成后，停止下一級(jí)加載，每間隔12 h對(duì)支架沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)支架監(jiān)測(cè)點(diǎn)12 h沉降量小于2 mm后，進(jìn)行下一級(jí)加載，直至加載完畢。

預(yù)壓主要目的為檢驗(yàn)蓋梁支架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件安全性能；消除蓋梁支架的非彈性變形；記錄蓋梁支架的變形數(shù)據(jù)，為支架預(yù)拱度及模板標(biāo)高提供有效理論依據(jù)。

4 蓋梁鋼筋施工

4.1 蓋梁鋼筋預(yù)制拼裝

單個(gè)蓋梁鋼筋總重約400 kN（40 t，包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線），考慮到施工區(qū)域過往車輛多，鋼筋骨架如果在蓋梁支架上拼裝容易發(fā)生高空墜物事故，故選擇在蓋梁附近地面上安裝鋼筋胎架。在鋼筋胎架上將后場(chǎng)加工好的鋼筋半成品進(jìn)行拼裝成整體，包括波紋管跟鋼絞線。鋼絞線采用先穿法，即在混凝土澆筑前先將鋼絞線穿好，增大波紋管剛度，防止?jié)仓炷習(xí)r波紋管發(fā)生彎折變形，增大管道摩阻，造成預(yù)應(yīng)力損失；鋼絞線端頭外露部分采用塑料膜包裹，防止生銹從而影響性能，如圖4所示。

4.2 蓋梁鋼筋整體吊裝

蓋梁鋼筋在地面上拼裝期間，蓋梁支架完成底模的安裝跟支架預(yù)壓工作。鋼筋整體拼裝完成后，采用260 t大型汽車吊將整個(gè)蓋梁鋼筋吊裝到蓋梁支架底模上。鋼筋吊架采用常規(guī)貝雷梁拼裝而成，吊架主要受力部位為2榀貝雷梁，每榀由8片貝雷梁拼裝組成，中間用寬度為102 cm的花窗連續(xù)成整體。整體吊裝主鋼絲繩采用3根φ39 mm的鋼絲繩，吊架吊住蓋梁鋼筋的鋼絲繩采用16根φ24 mm的鋼絲繩。蓋梁鋼筋整體吊裝，需提前控制好墩身伸入蓋梁的預(yù)埋鋼筋與蓋梁底部鋼筋的間距問題，避免鋼筋沖突，同時(shí)蓋梁底層鋼筋拼裝時(shí)不要固定死，以便鋼筋發(fā)生沖突時(shí)可以調(diào)整（見圖5）。

5 蓋梁模板的安裝

在蓋梁鋼筋安裝驗(yàn)收合格后，采用25 t吊車吊裝蓋兩側(cè)模。側(cè)模采用組合鋼?，F(xiàn)場(chǎng)拼裝，整體吊裝。模板采用螺栓拼接，吊裝前打磨干凈并涂刷脫模劑，側(cè)模整體拼裝并確保平整度符合規(guī)范要求后，采用對(duì)拉螺桿固定。側(cè)模安裝固定后，安裝蓋梁兩端端頭模板，端模與側(cè)模連接處用雙面膠貼縫，防止漏漿。側(cè)模、端模安裝完畢后，由測(cè)量人員測(cè)出模板標(biāo)高，并推算蓋梁標(biāo)高，標(biāo)示蓋梁頂澆筑面位置。

6 混凝土澆筑

因?yàn)槭请[形蓋梁，混凝土澆筑需分兩次進(jìn)行，第1次澆筑到截面突變位置，第2次澆筑蓋梁剩余部分?；炷翝仓捎?臺(tái)汽車泵將混凝土泵送入模。混凝土要連續(xù)澆筑，先澆筑蓋梁中間，后對(duì)稱澆筑兩側(cè)，水平分層，每層厚度不超過30 cm，在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土。澆筑混凝土期間，應(yīng)設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力等的穩(wěn)固情況，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、移位情況時(shí)，應(yīng)暫停澆筑并及時(shí)處理[1]。

7 支架拆除

蓋梁預(yù)應(yīng)力施工完成后，進(jìn)行蓋梁支架拆除。首先打開砂箱，4個(gè)砂箱進(jìn)行同步放砂，然后自上而下逐層拆除支架結(jié)構(gòu)。

8 結(jié)語

坦洲快線工程在現(xiàn)有道路上進(jìn)行改擴(kuò)建，蓋梁底下要保持社會(huì)車輛正常通車，受限空間工況下，大懸臂蓋梁施工采用大懸臂支架施工技術(shù)，鋼筋施工采用在地面上整體預(yù)制吊裝技術(shù)，不僅減少了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，還大大節(jié)約了工期，每個(gè)蓋梁可節(jié)約工期8 d。蓋梁施工組織要做到流水作業(yè)，蓋梁支架材料拆除下來后，直接用到相鄰的蓋梁支架上，不僅提高了施工效率，同時(shí)節(jié)約了成本。