低凈空下斜交上跨橋現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)

低凈空下斜交上跨橋現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)摘要：通過申嘉湖杭高速公路崇賢樞紐互通立交橋施工的成功經(jīng)驗(yàn)，著重介紹一種在低凈空下，斜交上跨橋現(xiàn)澆箱梁通車門洞支架的設(shè)計(jì)和施工方法。關(guān)鍵詞：低凈空現(xiàn)澆箱梁支架斜交正做Abstract:ThesuccessfulexperienceofShenjiaChongxianexchangebargeofHangzhouExpressway,focusingonlowheadroom,biassituboxgirderspanbridgeopenedtotrafficopeningsstentdesignandconstructionmethods.Keywords:lowheadroom;situboxgirder;bracket1前言隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)的逐漸形成，高速公路互通樞紐工程越來越多，在確?，F(xiàn)有高速公路行車安全和暢通的前提下，進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的上跨施工，是目前高速公路施工面臨的越來越多的難題。在申嘉湖杭高速公路崇賢樞紐互通立交橋現(xiàn)澆箱梁，上跨杭州繞城高速公路的施工中，利用斜交正做的方法，成功的解決了低凈空下，斜交橋現(xiàn)澆箱梁的通車門洞支架的設(shè)計(jì)和施工問題。2工程概況申嘉湖杭高速公路是浙江省接軌大上海，融入“長(zhǎng)三角”的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施之一，起于上海市，止于浙江省杭州市，是，長(zhǎng)三角”經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)由浙江通往上海的五條大通道之一，也是浙江高速公路網(wǎng)規(guī)劃兩縱兩橫十八連三繞三通道中的一連。申嘉湖杭高速公路通過崇賢樞紐互通與杭州繞城高速公路相聯(lián)接，接口位于杭州繞城高速公路北線半山出口和南莊兜出口之間，由主線橋和8條匝道橋組成，其中，F(xiàn)匝道和G匝道上跨杭州繞城高速公路，其上部結(jié)構(gòu)均為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。崇賢樞紐互通G匝道橋上跨杭州繞城高速公路為(25+40x2+25)m的一聯(lián)連續(xù)箱梁，斜交角度為37°，箱梁設(shè)計(jì)高度為2.0m，頂寬13.0m，底寬9.0m，單箱雙室結(jié)構(gòu)，箱梁底板與下穿路面之間凈空較小，最小處僅6.32m，設(shè)計(jì)要求使用支架現(xiàn)澆施工。杭州繞城高速公路管理部門要求，上跨箱梁施工過程中必須保證車輛通行，不能全幅封路，保證支架下通車凈空不小于5.1m，凈寬不小于9.1m，并且通車門洞支架的安裝和拆除必須在較短的時(shí)間內(nèi)完成，減少道路占用時(shí)間，以免造成車輛擁堵。在滿足上述要求的前提下，G匝道橋現(xiàn)澆箱梁支架可利用的施工凈空僅為1.22m,順橋軸線方向的跨徑達(dá)到14.88m。因此，通車門洞采用何種跨路支架形式，是本橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。圖1崇賢樞紐互通平面布置圖3支架方案的比選3.1墩梁式支架墩梁式支架是普遍采用的一種通車門洞支架形式，其承重梁一般順向布置在箱梁底板下，由于跨徑接近15m，一般型鋼難以滿足施工要求，只能采用貝雷架或六四式軍用梁等大型桁架結(jié)構(gòu)，但桁架占用空間較多，不能滿足通車凈空要求，因此，這種方案不可取。3.2懸吊支架將承重梁順向布置在箱梁兩側(cè)翼緣板下，通過吊桿和下吊梁將梁體重量傳遞給受力桁架，可以滿足橋下通車凈空和凈寬的要求，但是，由于梁體自重較大，經(jīng)計(jì)算需14排單層加強(qiáng)貝雷桁架作為承重梁才能滿足施工要求，即每側(cè)翼板下有7排貝雷桁架，數(shù)量較多，其安裝和拆除施工難度較大，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳，因此，這種方案也不可取。圖2懸吊支架示意圖3.3斜交正做采用承重梁垂直于高速公路軸線布置的方法，可有效減小跨徑和每根承重梁承受的荷載，可選用高度適中的型鋼作為跨路承重梁。斜交正做時(shí)，承重梁與G匝道箱梁軸線夾角為53°,每根承重梁受力情況均不同。通過布置圖可發(fā)現(xiàn)，每根承重梁在支撐點(diǎn)之間最多受到兩處箱梁腹板的荷載作用，其余部分承受底板和頂板的荷載，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將底板處視為均勻荷載，兩處腹板視為集中荷載，共同作用于承重梁上，取集中荷載的最不利位置，按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行受力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：采用HW500X300X10X16的型鋼，間距0.75m均勻布置即可滿足要求。這樣雖然增加了承重梁的數(shù)量，卻能夠滿足通車凈空和凈寬要求，且結(jié)構(gòu)安全可靠，利于支架的快速安裝和拆除。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查情況，最終選定HW600x300x10x20的型鋼作為承重梁，間距0.75m均勻布置，長(zhǎng)度的1/2以上未受荷載的承重梁，間距1.5m均勻布置，這樣既保證了結(jié)構(gòu)安全，又可合理的減少型鋼數(shù)量。圖3斜交正做承重梁布置圖4通車門洞支架的組成通車門洞支架的組成由下至上分別為：混凝土基礎(chǔ)、鋼管支墩、支墩橫梁、跨路承重梁、碗扣支架結(jié)構(gòu)和模板。支墩基礎(chǔ)采用長(zhǎng)37m、寬1.1m、厚0.6m的C20混凝土條形基礎(chǔ)，分別位于硬路肩和超車道上?；A(chǔ)頂面支墩鋼管的位置上預(yù)埋一塊1cm厚鋼板，鋼板下事先焊接錨固鋼筋。為方便支墩基礎(chǔ)的拆除，在其長(zhǎng)度方向每3m設(shè)一道斷縫，每段中設(shè)置兩個(gè)①25鋼筋吊環(huán)，均勻布置。臨時(shí)支墩采用單排D630無縫鋼管立柱，間距3m均勻布置，相鄰鋼管立柱之間通過剪刀撐和橫撐作橫向聯(lián)系，以增加其穩(wěn)定性。橫撐采用10#槽鋼，剪刀撐采用7.5#等邊角鋼。鋼管立柱頂面用2根45a工字鋼做橫梁，其上為跨路HW600X300工字鋼承重梁，垂直高速公路軸線布置。承重梁以上至箱梁底模板之間采用碗扣支架結(jié)構(gòu)，立桿順橋向間距0.9m均布，橫橋向間距在腹板下為0.6m，底板下為0.9m。立桿上、下均采用12.6#工字鋼作分配梁。下分配梁垂直于現(xiàn)澆箱梁的軸線布置（即與承重梁交叉角度為53o），上分配梁順橋梁軸線布置?，F(xiàn)澆箱梁模板背楞采用截面10cmx10cm方木，間距0.3m，垂直于橋梁軸線布置，底模采用1.5cm厚竹膠板。5通車門洞支架的制作和安裝5.1支墩基礎(chǔ)施工支墩基礎(chǔ)施工需暫時(shí)占用硬路肩和超車道。硬路肩靠近邊坡，條件便利，先施工硬路肩上的基礎(chǔ)再施工超車道上的基礎(chǔ)。首先在交警的配合下進(jìn)行交通管制，按要求設(shè)置交通管制標(biāo)志、標(biāo)牌和隔離設(shè)施，封閉硬路肩。施工前，為避免混凝土污染高速公路瀝青路面，事先在基礎(chǔ)位置的路面上鋪兩層塑料薄膜，安裝好模板、鋼筋和鋼管樁基礎(chǔ)鋼板后，在高速公路邊坡外側(cè)用吊車澆筑混凝土，插入式振搗棒振搗密實(shí)。超車道支墩基礎(chǔ)施工只需通過罐車出料口下的溜槽將混凝土引入模板中即可。但混凝土澆注施工時(shí)，必須將罐車停在高速公路路面上，施工前需封閉相鄰的行車道，方法和標(biāo)牌設(shè)置同上。施工完成后將施工設(shè)備和材料撤離高速公路，將路面清理干凈，并按要求設(shè)置交通管制設(shè)施和標(biāo)志、標(biāo)牌等，交警檢查驗(yàn)收合格后，恢復(fù)通車。5.2支墩鋼管樁和橫梁安裝施工支墩基礎(chǔ)混凝土澆筑24小時(shí)后，拆除模板，開始安裝支墩立柱鋼管及其樁頂工字鋼橫梁。支墩材料事先按照設(shè)計(jì)尺寸和規(guī)格加工好，施工前運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。硬路肩處支墩材料和吊車均在高速公路外側(cè)的場(chǎng)地上預(yù)先擺放好，施工時(shí)用吊車吊起鋼管，準(zhǔn)確定位并焊接牢固后，吊裝下一根鋼管。每安裝完成兩個(gè)相鄰鋼管立柱后，及時(shí)焊接橫向聯(lián)系，加強(qiáng)支墩整體穩(wěn)定性。同一支墩的鋼管立柱全部安裝完成后，開始橫梁的安裝，同樣利用吊車，逐根吊起連續(xù)安裝，安裝前在支墩遠(yuǎn)離行車道一側(cè)搭設(shè)支架作業(yè)平臺(tái)，利于進(jìn)行焊接等作業(yè)。超車道處支墩鋼管樁的安裝過程中，必須將吊車停在高速公路路面上，施工前需封閉相鄰的行車道，鋼管、型鋼等材料必須裝在貨車內(nèi)，緊跟吊車。交通管制設(shè)施和標(biāo)志、標(biāo)牌等的設(shè)置和完工后路面清理等要求與支墩基礎(chǔ)施工時(shí)相同。上述鋼管樁、剪刀撐、橫撐和柱頂橫梁在吊裝過程中先點(diǎn)焊連接，當(dāng)單排支墩鋼管和橫梁安裝完成后，再集中將各種鋼構(gòu)件連接處滿焊，使整個(gè)支墩穩(wěn)定、牢固。鋼管立柱底與基礎(chǔ)鋼板焊接后，在縱橫軸線的四個(gè)方向上分別加焊1cm厚豎向加強(qiáng)鋼肋板，使鋼管立柱和基礎(chǔ)之間的連接更加牢固。現(xiàn)場(chǎng)配備6臺(tái)電焊機(jī)，以加快焊接速度。5.3承重梁和碗扣支架結(jié)構(gòu)安裝施工承重梁跨越高速公路，施工期間必須封閉道路，由于道路主管部門要求，必須保證車輛在施工期間正常通行，因此只能采用半幅道路封閉施工，半幅道路雙向通車的方案。根據(jù)計(jì)劃，先封閉北半幅路面，將車流引導(dǎo)至南半幅通行。首先在交警的指揮與配合下，進(jìn)行交通管制，按要求設(shè)置交通管制標(biāo)志、標(biāo)牌和隔離設(shè)施，利用施工區(qū)域前后中央分隔帶預(yù)留開口，將北半幅施工區(qū)域內(nèi)的車流引導(dǎo)至南半幅通行。為加快施工速度，各種材料均在高速公路外側(cè)的場(chǎng)地上預(yù)先擺放好，路內(nèi)路外各配備了一臺(tái)吊車，并且在高速公路上安排了一臺(tái)裝載機(jī)配合施工，一旦封閉半幅路面，立即開始施工。施工前，事先在支墩橫梁上將承重梁的位置明確標(biāo)出。開始施工后，先由路外吊車將承重梁工字鋼移至路面上，再由路內(nèi)吊車吊起至支墩橫梁上就位。由于承重梁工字鋼每根長(zhǎng)度達(dá)到12m，吊裝前，在工字鋼兩端設(shè)拉繩，便于吊裝時(shí)控制工字鋼的方向，使其下落平穩(wěn)。承重梁工字鋼準(zhǔn)確就位后，立即與支墩橫梁工字鋼點(diǎn)焊固定，確定無誤后，再將縱、橫向工字鋼重合范圍滿焊。北半幅通車門洞支架的承重梁，按照由東向西的方向進(jìn)行施工，逐根安裝。全部完成后，在現(xiàn)澆箱梁正投影外2m范圍內(nèi)的承重梁上，鋪設(shè)兩層密目式安全網(wǎng)，然后吊裝碗扣支架立桿下12.6#工字鋼分配梁，垂直于現(xiàn)澆箱梁的軸線布置，間距0.9m，與承重梁之間采用8號(hào)鐵絲綁扎固定，便于快速拆除。碗扣支架立桿上端采用可調(diào)高度的頂托，便于調(diào)整現(xiàn)澆箱梁底模板標(biāo)高和拆除模板。上分配梁在頂托上順橋梁軸線布置，腹板下間距0.6m，底板下間距0.9m，用8號(hào)鐵絲綁扎固定于頂托上。部分區(qū)域承重梁與箱梁底模之間高度較小，不便安裝支架鋼管，以方木代替。至此，北半幅通車門洞支架搭設(shè)完畢，隨后進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁模板安裝施工。全部施工完成后將施工設(shè)備和材料撤離高速公路，將路面清理干凈，并按要求設(shè)置交通管制設(shè)施和標(biāo)志、標(biāo)牌等，交警檢查驗(yàn)收合格后，有序移除各種車輛導(dǎo)流設(shè)施和標(biāo)牌等，恢復(fù)雙幅通車。南半幅通車門洞支架施工與北半幅基本相同，不再贅述。6通車門洞支架的拆除跨高速公路現(xiàn)澆箱梁施工完成后，在不封閉道路的情況下，下調(diào)碗扣支架頂托的高度，使箱梁底模逐漸脫落。在靠近高速公路邊坡一側(cè)的承重梁上，鋪一層5cm厚、2m寬的木板，作為工作通道，并在通道外側(cè)設(shè)置豎向防落物網(wǎng)。從靠近工作通道一側(cè)人工逐步拆除箱梁底模板和碗扣支架，將拆除下的各種材料有序堆放在靠近高速公路邊坡一側(cè)的承重梁上，利用邊坡外的吊車轉(zhuǎn)移至公路外側(cè)場(chǎng)地。模板、支架鋼管、工字鋼分配梁等以人工逐塊、逐根有序拆除，避免了施工材料墜落。拆除承重梁和支墩鋼管樁等需封閉路面。按照與承重梁安裝時(shí)相同的方法，首先封閉北半幅路面，并安排一臺(tái)裝載機(jī)和一臺(tái)吊車在路面上配合施工。采用手動(dòng)氣焊切割設(shè)備將承重梁與支墩頂橫梁間的焊縫割開，由西向東逐根進(jìn)行，再由裝載機(jī)牽引至箱梁正投影以外區(qū)域，最后由路面吊車轉(zhuǎn)移至公路邊坡外側(cè)場(chǎng)地。承重梁拆除完畢后，按照同樣的方法拆除支墩頂橫梁。下一步拆除支墩鋼管，采用手動(dòng)氣焊切割設(shè)備先將鋼管間橫撐和斜撐拆除，然后切割鋼管底與基礎(chǔ)鋼板間焊縫，切割前用裝載機(jī)鏟齒掛鋼絲繩牽引鋼管頂部，避免鋼管傾覆。拆除下的鋼管移至路面吊車前，由吊車吊起移至路外。支墩混凝土基礎(chǔ)每3m一段，每段上預(yù)埋了兩個(gè)鋼筋吊環(huán)用于逐段起吊，拆除按照先外后內(nèi)的順序，即先拆除硬路肩上的基礎(chǔ)，再拆除超車道上的基礎(chǔ)。因箱梁下凈空低，吊車吊臂伸展高度受限，必須在路外安排一臺(tái)吊車配合。硬路肩上的基礎(chǔ)，先由路內(nèi)吊車吊起移至邊坡上，再由路外吊車吊起移至指定地點(diǎn)堆放；超車道上的基礎(chǔ)，先由路內(nèi)吊車吊起移至硬路肩上，再次移至邊坡上，最后由路外吊車吊起移至指定地點(diǎn)堆放。通車門洞支架拆除完畢后，撤離施工設(shè)備并清理路面，交警檢查驗(yàn)收合