矮塔斜拉桥0号块受限制场地下支架施工研究

矮塔斜拉桥 0号块受限制场地下支架施工研究

沈乔尼

上海建工集团股份有限公司，上海市 虹口区 200080

摘要：结合背景工程丹金溧漕河矮塔斜拉桥实例，研究悬臂浇筑连续梁0号块在场地受限、汛期等因素影响下新型组合支架的应用，简述支架方案的比选及新型组合支架的设计与施工，来为类似不利工况下0号块的施工提供指导及新的思路。

关键词：斜拉桥；挂篮；0号块；组合支架

一、引言

0号块是整个挂篮悬浇工艺中的重点之一，常规0号块施工是采用在陆地或承台范围内搭设支架的形式。但随着施工条件的愈发复杂，往往存在着场地狭小、支架无法落地、涉水汛期施工等情况，因此支架搭设的合理选择成为了0号块施工是否顺利的关键。通过背景工程的实际施工经验，提出新型组合支架的搭设方案，来为类似不利工况下0号块的施工提供指导及新的思路。

二、背景工程概况

丹金溧漕河矮塔斜拉桥上跨丹金溧漕河三级航道，主墩墩身分幅设置，桥面联成整体，桥梁中心线与航道中心线夹角约75°。主桥全长200m，跨径为55m +90m +55m，为三跨预应力连续箱梁，桥宽46m，采用三幅桥的形式。主桥采用挂篮悬臂对称浇筑工艺，每幅桥0号块2个，节段长度10m，跨中高度3.6m，两侧高度3.304m，重582.1t。

矮塔斜拉桥节段块示意图

0＃块横断面图

二、实施难点及支架方案的选择

由于主墩临近航道，其中12＃中墩、12＃边墩A和13＃边墩B承台旋转一定角度与驳岸平行，若采用传统落地支架形式，支架无法全部落在承台上，部分临近驳岸地方的支架已经侵入航道内，需搭设水上平台。同时岸边场地现状为防汛大坝和鱼塘，需要进行大量的换填与硬化处理，总体施工难度相当大，风险系数较高。不仅如此，由于0号块施工跨越汛期，汛期水位上涨对落地支架的安全影响较大。综上考虑，落地支架搭设方案难以实现。

0＃块落地支架搭设投影区域示意图

同时，考虑到墩身为花瓶墩形式，且主墩宽度变化较大，墩顶存在竖向锚固钢筋，墩身外观质量要求高。若采用三角托架、牛腿托架或悬臂托架等墩旁托架方式，都无法满足要求，且施工难度较高。

如何适应复杂施工环境进行支架设计，成为0号块实施过程中的一大难题。通过多种支架方案进行比选后，最终决定采用贝雷架与碗扣支架组合体系作为0号块施工临时支架。利用贝雷梁作为满堂落地支架的底部基础来实现0号块支架的搭设。

三、组合支架设计

0号块支架体系采用底部钢结构平台（底基础）+顶部碗扣式满堂支架相结合的组合体系。底部钢平台结构采用贝雷梁桁架和型钢的组合。0号组合支架体系从下到上依次为：方柱形牛腿支撑（顶部铺设钢板）→40＃双拼H钢（安置于牛腿上）→横梁设置4组3排单层321标准贝雷梁→分配梁设置间距0.6m的28＃b工字钢（顶部满堂支架支撑的底托）→高度3.1m碗扣式钢管支撑→顶托10＃工字钢（底板两侧设置10cm调节区）→0号块底模方木支撑→1.5cm厚的竹胶板底模。

同时为了使底部平台更加牢固，在顺桥向固结柱侧面安置40＃H钢牛腿斜支撑，并在横、纵梁悬挑出去底部间隔布置钢管支架。

1、底部钢平台基础

（1）方柱型牛腿（钢平台纵梁基础）

在承台上浇筑截面为70cm×70cm的方柱型牛腿（截面顶预埋钢板）与砼固结柱连成整体来作为底部钢平台的纵梁基础。但对于旋转过的承台，固结柱与方柱型牛腿基础无法全部落在承台上。针对这一情况，在前期承台施工时在承台边预埋牛腿的形式来作为底基础。

承台预埋固结柱牛腿示意图

（2）40＃双拼H钢（纵梁）

解决了基础牛腿的问题，在其上放置双拼40＃H钢作为纵梁基础，同时设置斜撑与纵梁焊接牢固。前期承台施工时，预先埋设纵梁斜撑的钢板基础。

（3）4组3排单层321标准贝雷梁（横梁）

设置好纵梁之后，在其上铺设4组单层的321标准贝雷梁来作为钢平台基础的横梁。同时在贝雷梁悬挑及中间位置设置钢管支撑来加强稳定性。

（4）间距0.6m的 28＃b工字钢（分配梁）

在布置好底部横梁与纵梁基础之后，在贝雷梁顶部每0.6m（加密区为0.3m）间距布置28＃工字钢来作为顶部满堂支架底托平台。贝雷梁与工字钢用螺栓连接牢固。

2、顶部碗扣式满堂支架

在钢平台面上搭设碗扣式满堂支架，高度3.1m。满堂支架顶托10＃工字钢，并在0号块两端底部设置10cm的调节区，底托安置在28b＃工字钢上。0号块底模方木支撑搁置于工字钢上，在其顶部铺设1.5cm厚的竹胶板底模。

组合支架体系正面示意图

组合支架体系侧面示意图

四、组合支架体系施工控制要点

（1）组合支架验算

对贝雷梁、工字钢、碗扣支架体系分别进行强度和扰度验算，均满足要求。

（2）方柱型牛腿支撑的浇筑

牛腿施工时，钢筋网片布置定位要准确，与固结柱钢筋焊接要牢固，焊缝要满足规范要求。浇筑时，混凝土振捣要密实，尽量避免触碰钢筋。预埋铁板位置要准确，且四个方柱型牛腿标高要严格控制好。待砼强度龄期达到后方能架设40＃H钢。

（3）底部钢结构平台主横梁与分配梁的架设与安装

①40＃H钢、321单排贝雷梁、28b＃工字钢以及螺栓等原材料进场前需要检测合格方能使用。安装时主梁及分配梁等配合50t汽吊安装就位。

②40＃H钢与牛腿预埋铁板要焊接牢固，并于承台牛腿处加设斜撑保证平稳。

③321贝雷梁主横梁架设位置应准确无误，间距满足要求，3排一组对称布置于H钢上，并在中间及两侧悬挑出去位置上设置好钢管支撑。

④28b＃工字钢分配梁应严格按照0.6m间距均布与贝雷梁上，保证受力均匀，并用高强度螺栓拧紧。

⑤钢平台搭设完毕后，及时仔细检查每个构件情况，保证结构体系稳定，避免产生受力不均等不良情况。

（4）碗扣式满堂支架搭设

①搭设支架前应对底部钢平台仔细验收合格，确保基础的稳定牢靠。

②立杆、扣件及托架等原材料进场前须验收合格后方能使用。

③支架纵横向间距、步距严格满足设计要求，斜撑必须按规范支撑到位；底托与顶托受力位置要对准；插入立杆长度不得小于150mm，撑丝杆与螺母捏合长度不少于6扣；连接盘、扣接头插销、杆端扣接头应成套匹配，满足施工使用要求；各连接部位要拧紧。

现场组合支架体系实际搭设图

五、支架预压效果分析

0号块模板安装后进行堆载预压。预压采用专用预压钢块堆载。堆载最大重量为设计荷载的1.2倍，分级堆载，逐级加载次序为：0→50％→100％→120％。每级加载完成后，每间隔12h对支架沉降量进行一次监测。当监测点12h的沉降量平均值小于2mm时，可进行下一级加载。

经过现场实际支架预压，0号块支架最大弹性变形为20mm，最小为5mm；最大非弹性变形为13mm，最小为4mm。通过以上观测数据分析，总体形变处在正常范围，组合支架体系强度、刚度、挠度等均满足受力要求；检验了组合支架体系在最不利情况下的受力情况，完全能满足施工安全要求。

六、结语

实践证明，相较于传统落地支架形式，贝雷梁＋满堂支架这种组合式支架体系不仅克服了场地条件受限下的支架搭设要求，同时也解决了汛期施工的问题，为0号块施工提供了更好的安全保障。通过本次工程中的组合支架体系应用，不仅取得了良好的效果，同时也为后续类似工程提供了新的思路与宝贵的经验。相信随着施工技艺的不断发展，从地形适应能力、结构受力、安全性能、施工操作特点、经济性能等方面考虑，贝雷梁＋满堂支架组合体系会有更多的应用场景。

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