復(fù)雜情況下大跨度超高魚腹式箱梁支模架體施工技術(shù)

袁文俊, 胥 悅, 方偉名

(中國華西企業(yè)股份有限公司第十二建筑工程公司, 四川成都 610000)

1 工程概況

成都天府國際機(jī)場選址于成都市簡陽市蘆葭鎮(zhèn)，其中T2航站樓站前高架橋由航站高架橋和下引橋2部分組成：共計(jì)693 m/27 553 m2/2 座。

T2航站樓站前高架橋長693 m、寬45.5 m、最大高度18 m，為墩柱箱梁結(jié)構(gòu)。箱梁為魚腹箱梁，底部為平板結(jié)構(gòu)兩側(cè)翼緣在6. 5 m跨距內(nèi)以14 m半徑圓弧上揚(yáng)。高架橋范圍內(nèi)地基情況異常復(fù)雜，地下結(jié)構(gòu)縱橫交錯。地基深回填處包括開挖深度大回填時(shí)間短的2#管廊、APM、大鐵等；前回填處有站前各類雨污管網(wǎng)、強(qiáng)弱電網(wǎng)等，對橋梁施工影響較大。綜上所述T2航站樓站前高架橋箱梁施工為典型的超復(fù)雜地基基礎(chǔ)、大跨度異形高支模架體系。

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)魚腹箱梁采用C50清水混凝土，箱梁寬45.5 m，梁高2.2 m，單箱11室，邊箱式寬4.075 m，中箱式寬4.15 m，懸臂端部厚35 cm，頂板厚25 cm，底板厚22 cm。

2 技術(shù)特點(diǎn)

(1)針對大跨度、高空間、魚腹式支模架體系，經(jīng)過多方反復(fù)論證大膽地選用了DURALOK新型加強(qiáng)型碗扣式支撐系統(tǒng)，直接縮短搭、拆除時(shí)間，提高施工效率。

(2)科學(xué)地將魚腹箱梁劃分為腹板、翼緣及燈槽，針對不同部位特定形狀合理的設(shè)計(jì)支模構(gòu)造，有效減少支模材料用量，比傳統(tǒng)支模工藝節(jié)約1/3的材料。

(3)通過對高支模體系的受力驗(yàn)算及實(shí)驗(yàn)，有效避免了安全隱患，無形中節(jié)約了資源和提高了工程效率。

(4)“白色的支架”是大力神的另一個(gè)特點(diǎn)，熱鍍鋅的表面處理方式保證了架體的使用壽命，也符合綠色環(huán)保施工的要求。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

(1)魚腹式箱梁施工工藝流程見圖1。

圖1 大跨度超高魚腹式箱梁支模架體施工工法總體流程

(2)具體施工流程：超高支模體系確定—魚腹箱梁模架設(shè)計(jì)—超復(fù)雜地基基礎(chǔ)處理—三維受力分析、實(shí)驗(yàn)—現(xiàn)場施工準(zhǔn)備—拉線定位—鋪設(shè)50厚木墊板—搭設(shè)支撐體系—卸荷斜撐、剪刀撐布置—支撐體系轉(zhuǎn)換—箱梁底模板安裝—梁鋼筋安裝—翼緣魚腹弧形構(gòu)造模板安裝—模板驗(yàn)收—斜板鋼筋綁扎—鋼筋隱蔽驗(yàn)收—澆筑混凝土—模板、支撐體系拆除。

(3)整個(gè)過程均需做檢測控制。

3.2 超高支模體系確定

3.2.1 新型加強(qiáng)型碗扣支撐架

針對T2航站樓站前高架橋現(xiàn)澆混凝土連續(xù)性魚腹箱梁截面尺寸大、異形狀、高做業(yè)空間，對支架系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能要求高的特點(diǎn)，項(xiàng)目部根據(jù)以往高支模經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)際情況經(jīng)過反復(fù)的考察和論證，大膽嘗試了DURALOK新型加強(qiáng)型碗扣式腳手架作為現(xiàn)澆魚腹箱梁的支撐體系。

DURALOK新型加強(qiáng)型碗扣具有接頭構(gòu)造合理，拼拆迅速、省力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，配備完善，通用性強(qiáng)，承載力大，安全可靠，易于加工，不易丟失，便于管理，易于運(yùn)輸，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，能充分滿足本工程施工的各項(xiàng)要求指標(biāo)并具有性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)[1]。

DURALOK新型加強(qiáng)型碗扣式支撐系統(tǒng)，產(chǎn)品均采用熱浸鋅工藝，具備極好的耐候性。立桿采用φ48.3 mm的低合金管、壁厚3.2 mm，為Q345B鋼材。橫桿直徑φ48.3 mm，橫桿材質(zhì)Q345B，壁厚3.2 mm，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動剛度大，并采用過節(jié)點(diǎn)的卡扣式斜桿，使單根立桿的允許軸力設(shè)計(jì)值可達(dá)7.5 t。根據(jù)架體承載力驗(yàn)算要求，立桿間距為1 800/1 200 mm×1 200 mm，水平桿步距均為1 500 mm(圖2)。

圖2 DURALOK新型加強(qiáng)型碗扣式支撐系統(tǒng)示意

3.2.2 SBS135雙U型鋼龍骨

魚腹式箱梁截面尺寸大，一次施工區(qū)段自身重量高，立桿支撐間距最大為1.8 m，該區(qū)域?yàn)槭芰Ψ植枷鄬?，中間位置集中荷載極限值可達(dá)26 t。普通龍骨難以支撐如此大的載荷，根據(jù)受力驗(yàn)算結(jié)果，選擇專利產(chǎn)品SBS135雙U型鋼主龍骨系統(tǒng)，能夠滿足新型碗扣支架大間距設(shè)計(jì)對主龍骨強(qiáng)度和剛度的需要(圖3)。SBS135雙U型鋼材質(zhì)為Q345B，為冷彎鋼結(jié)構(gòu)制造，結(jié)構(gòu)輕巧、承載能力強(qiáng)，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行靈活拼接。SBS135雙U型鋼做主龍骨，跨度1 200 mm，間距1 200 mm；次龍骨選100 mm×50 mm×2.5 mm矩形鋼管間距200 mm。模板底板選用15 mm厚優(yōu)質(zhì)膠合板，內(nèi)模采用15 mm厚普通模板。

圖3 SBS135雙U型鋼主龍骨示意

3.3 魚腹箱梁模架設(shè)計(jì)

3.3.1 魚腹式箱梁結(jié)構(gòu)

T2航站樓站前高架橋?yàn)槎罩淞航Y(jié)構(gòu)，箱梁為魚腹箱梁。箱梁截面寬度為10.3～45.5 m，支架搭設(shè)高度為2.5～15.9 m;箱梁高度為2.2 m，腹板寬度為0.45～0.85 m，空箱位置板厚為0.47～0.90 m(圖4)。

圖4 高架橋橋面箱梁剖面(單位:cm)

3.3.2 腹板位置模架設(shè)計(jì)

箱梁底板為平板結(jié)構(gòu)，橫梁位置支架間距根據(jù)荷載情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，立桿間距為600 mm(縱向)×900 mm(空箱下1 800 mm間距加密為900 mm×900 mm)、1 200 mm(橫向),支架頂部鋪設(shè)大力神SBS135雙U型鋼梁(U型鋼接頭需要靠近立桿，最大懸挑不超過400 mm)，鋼梁上鋪放50 mm×100 mm木枋，木枋上鋪設(shè)15 mm厚膠合模板(圖5)。

圖5 腹板橫梁模架設(shè)計(jì)示意

3.3.3 翼緣弧形模架設(shè)計(jì)

翼緣為魚腹式弧形構(gòu)造，基于橋體外觀質(zhì)量要求，用10#工字鋼制作特定弧形件，貼合結(jié)構(gòu)外形。在工字鋼弧形件上設(shè)置螺栓孔，并與箱梁底板主楞雙U型鋼進(jìn)行有效連接，弧形件與立桿接觸位置存在斜角空隙，采用木楔子楔緊(圖6)。

圖6 翼緣弧形模架設(shè)計(jì)示意

3.4 燈槽延伸模架設(shè)計(jì)

本工程橋梁翼緣需要做光彩亮化工程，部分翼緣邊存在燈槽延伸加寬段，支架在此處需向外延伸一排，并設(shè)置斜支撐。為保證端頭陽角均勻整齊，需加定型模具模板為15 mm厚覆塑膠合板，用40 mm×50 mm浸桐油木枋，背楞為30 mm×100 mm的雕刻一體背楞,左右用螺栓連接，下方預(yù)留15 mm的拼接企口(圖7)。

圖7 高架橋燈槽延伸模架

3.5 跨越大鐵預(yù)留洞口設(shè)計(jì)

該工程中，高架橋上跨大鐵車站段，該位置存在1個(gè)風(fēng)井，橋梁下支架無法避讓，需在風(fēng)井上方正交鋪設(shè)工字鋼，再在工字鋼上平鋪一層小鋼梁，支架直接放置在鋼梁上方，并與旁邊支架連城整體，保證其穩(wěn)定性。工字鋼主梁設(shè)計(jì)為雙拼36a工字鋼，上設(shè)小橫梁，再在小橫梁上搭設(shè)支架，主梁示意圖見跨越預(yù)留洞口主梁與分配梁設(shè)計(jì)平面圖、跨越預(yù)留洞口主梁與分配梁設(shè)計(jì)剖面圖?？缭筋A(yù)留洞口前先在洞口的側(cè)墻上鉆小孔，預(yù)埋不小于φ16 mm鋼筋，然后綁扎安裝防護(hù)兜網(wǎng)后再進(jìn)行安裝型鋼，見預(yù)留洞口防護(hù)示意(圖8)。

圖8 跨越預(yù)留洞口主梁與分配梁設(shè)計(jì)剖面

4 結(jié)束語

國內(nèi)高支模施工工藝房建結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用較為廣泛，成功案列較多，在房建結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也較為成熟，然而在復(fù)雜地基、超高空間、大跨度魚腹箱梁高支模施工的工藝尚未大量應(yīng)用[2]。本次論文以T2航站樓站前高架橋施工為依托將理論與實(shí)踐相結(jié)合，總結(jié)形成一套完整的從支模架體選項(xiàng)，到原材進(jìn)場控制到過程控制，再到科學(xué)施工的成熟超高支模體系施工工藝。將徹底彌補(bǔ)在復(fù)雜地基、超高空間、大跨度魚腹箱梁高支模架體施工的空白，為后續(xù)類似工程提供可靠的數(shù)據(jù)支撐和工程經(jīng)驗(yàn)。