互通式立交桥小半径现浇箱梁支架施工技术_支架法现浇箱梁施工
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互通式立交桥小半径现浇箱梁支架施工技术
摘要：随着经济的发展与开发战略的实施和深入，我国在山区修建的高速公路也越来越多，桥梁施工受地形、地质和水文影响的情况更加突出，本文结合工程实例与作者的工作实践，互通式立交桥小半径现浇箱梁支架施工技术进行了分析探讨，对所提及的施工技术与工艺可在以后类似的桥梁工程中运用。
关键词：互通式立交桥;小半径;现浇箱梁
公路互通立交工程中，多采用曲线桥梁和匝道桥这此桥梁线型变化多端，结构受力比较复杂，特别是小半径曲线梁桥，除承受弯矩、剪力外，还有较大扭矩和翘曲双力矩的作用。本文一座互通立交匝道桥施工经验，从场地处理、支架设计及搭设、支架预压等方面简述了小半径曲线现浇箱梁支架施工技术。
一、工程概况
A互通式立交大桥跨径布置为21+25+25+25+21m，桥梁总长为133m。上部结构为现浇连续预应力砼箱梁，箱梁梁宽10m，为单箱双室结构，箱梁高1.4m，顶板厚0.15m，腹板厚度在支点位置为0.6m，跨中为0.4m。大桥夹于丘陵、山地中间，施工场地狭窄，桥跨原地面高差达20余米。桥梁位于缓和曲线上，半径较小，仅为80m，这给安全施工、技术管理工作带来很大的难度。
图1：桥型立面图
图2：桥型平面图
二、工程特点
1、地面高差大
大桥夹于丘陵、山地中间，施工场地狭窄，坡面陡峭，桥跨原地面高差达20余米，施工难度较大。
2、桥梁半径小
大桥位于缓和曲线上，最小半径仅为80m，桥梁半径小，给支架设计和施工带来不小难度。
三、支架方案选择
根据设计图纸要求，大桥上部结构采用支架现浇法进行施工。目前，支架现浇箱梁工艺可分为满堂支架与少支点支架。满堂支架其中包括普遍脚手架钢管、碗扣式脚手架钢管等。针对本桥地质、地形等特点，从安全、经济等方面综合考虑，最终选择满堂支架作为本桥支架方案。
不同方案比选如下表所示：
表1 不同方案比选表
支架类型
经济性
安全
工期
适用性
普遍脚手架支架
本桥桥长133m，净高平均为10m，根据以往施工经验，每立方米需要投入脚手钢管40kg，共约投入532t吨钢管
承载力较大。当脚手架的几何尺寸及构造符合规范要求时，单管立柱的承载力可达15KN-35KN。但对基础整体性要求较高
拆装方便，搭设灵活，但由于扣件、钢管数量较多，工期较长
对各种地形、地质情况均适用，范围较广，但支架高度超过20m以后，安全性能降低
碗扣式脚手架
钢管用量与普遍脚手架支架基础相同
承载力大，立杆连接是轴心承插，横杆同立杆靠碗扣接头连接，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能，因此结构稳固可靠，承载力比同情况的扣件式脚手管提高15%以上
钢管均为通用杆件，拼拆快速省力，仅用铁锤即可完成全部作业，相比普遍脚手架基础节省时间
适用范围较广，但如果支架位于曲线上时，适用性较差，且支架高度超过20m以后，安全性能降低
少支点钢管支架
采用钢管桩作为基础，型钢、贝雷架以及分配梁组成支撑体系，用钢量相对较少
钢管体系相对脚手架比较稳定，由于支点少，对基础要求相对较高
采用吊装设备进行安装，施工时间较短
适用范围相对较广
结论：由于本桥处于曲线上，且半径较小，碗扣式脚手管适用性较差，且桥址处场地较狭窄，起重设备进出难度较大，故综合考虑各种因素，最确选择普遍脚手架支架方案
四、主要施工工艺
1、场地处理
针对本工程原地面起伏较大的特点，首先根据原地面标高分为6段分别进行原地面处理。对于大型压实机械设备能直接的到达的第4段，在清理地表腐植土后，将清表后原地面用20t压路机碾压密实，直到没有轮迹为止。同时利用该段路基挖方区石方按40cm一层进行填筑，并碾压密实，直至标高满足要求。对于其余大型压实机械无法到达的区域，先进行重力式挡土墙的施工，清表后采用小型夯实机具按20cm一层进行填筑并夯实，基础处理宽度为每边比桥面宽1m。基础处理完毕后，其上浇筑15cm厚C20砼，基础外侧应修筑排水沟，以利排水，避免基础长时间积水，降低基础承载力。
图3：场地处理图
2、支架设计及搭设
脚手管材料采用外径48mm，壁厚3.5mm钢管。位于正常段箱室底的支架横向按照90cm布置;位于腹板位置的支架按照60cm布置;两侧翼板下间距按100cm布置，上下步距按1m进行布置，纵桥向间距均按照70cm布置，箱梁底角加劲撑锁在两根立杆上，翼板外侧留0.3m作为操作平台。同时，由于本桥半径较小，桥梁外侧纵向间距比内侧大，故支架搭设时，应严格控制桥梁外侧间距按设计进行放线，同时内侧间距根据外侧支架进行调整。支架搭设前应设置垫板，按照梁底与地面的高差布设脚手管支架，支架安装时应严格控制其垂直度，并注意剪刀撑的安装。立柱顶托上纵桥向铺设12×12cm方木，横桥向铺设12×12cm方木，间距中到中30cm。12×12cm方木上面铺设18mm竹合板，作为底模。
图4：支架横断面布置图
3、支架预压
为消除地基不均匀沉降和支架非弹性变形的影响，检验支架的稳定性和安全性，同时也为取得弹性变形参数，为底模预拱度提供数据，保证成桥后线型美观，支架搭设完毕后，应进行堆载预压，预压荷载本次取1.2倍箱梁自重。预压材料主要以砂石材料为主，根据混凝土容重与砂石容重比值，按照箱梁实际重量分布进行荷载加载，加载顺序为20%→50%→80→120%，共分4极加载，每级架载后应注意观察支架变形情况。沉降观测点的布设为：在每跨的跨中、1/4跨径处设沉降观测断面，每个断面在底板模板上各设置3个观测点，每天进行观测。加载前，每天当各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm时，可以判定支架预压合格。
图5：支架观测点设置
以第一跨为例，每阶段观测数据如下表。
表2 各阶段观测数据
断面
观测点
原始标高
24h
沉降量
（mm）
48h
沉降量
（mm）
72h
沉降量
（mm）
L/4断面
H1
545.395
545.383
545.380
545.379
H2
545.459
545.450
545.448
545.448
0
H3
545.334
545.324
545.323
545.323
0
L/2断面
H1
545.713
545.700
545.696
545.695
H2
545.771
545.760
545.760
0
545.760
0
H3
545.649
545.637
545.635
545.634
3L/4断面
H1
546.010
546.001
546.000
546.000
0
H2
546.072
546.062
546.060
546.059
H3
545.950
545.942
545.941
545.941
0
平均沉降量（mm）
10.44
1.78
0.44
沉降量随时间变形曲线如下：
图6：随时间变形支架变形曲线
由以上图表可知，72h小时的沉降量平均值小于5mm，支架预压合格，可以进行卸载，卸载后及时进行标高数据采集，以取得弹性变形以及非弹性变形数据，为预拱度设置提供依据。
表3 卸载后观测数据
断面
观测点
原始标高
卸荷前
卸荷后
支架、地基弹性变形f1（mm）
支架、地基非弹性变形f2（mm）
L/4断面
H1
545.395
545.379
545.383
H2
545.459
545.448
545.451
H3
545.334
545.323
545.325
L/2断面
H1
545.713
545.695
545.7
H2
545.771
545.760
545.767
H3
545.649
545.634
545.636
3L/4断面
H1
546.010
546.000
546.003
H2
546.072
546.059
546.063
H3
545.950
545.941
545.945
平均变形量（mm）
4.44
8.22
由上表可知，支架、地基弹性变形为f1=4.44mm，支架、地基非弹性变形为f2=8.22mm，施工预拱度=设计预拱度+f1+f2，因该桥设计未对预拱度作特别说明，则施工预拱度为f1+f2=12.66mm。根据相关要求，施工预拱度按二次抛物线进行分配，抛物线方程为。则梁底各点预拱度为
表4 梁底各点预拱度调整值
序号
y（mm）
X（m）
序号
y（mm）
X（m）
4.36
12.40
7.81
11.25
10.33
9.19
11.94
6.20
12.63
2.30
根据上表将各点预拱度调整后，进行后续钢筋、模板以及混凝土的施工。
五、结论
针对A互通式立交大桥跨越深谷且处于小半径曲线上的特点，合理选择支架施工方案，同时对支架进行预压，取得相关参数，根据该参数确定了箱梁的施工预拱度，并加以调整。大桥安全、优质、高效完成了上部结构的施工，箱梁外观质量、成桥线型均符合相关要求，获得业主和监理单位的认可和好评。
参考文献：
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构承担，但要进行设计计算。高度超过24米的落地式钢管脚手架，必须单独编制专项施工方案，并由施工企业技术部门的专业技术人员及监理单位专业监理工程师进行审核，审核合格由施工企业技术负责人和监理单位总监理工程师签字。脚手架的施工方案应与施工现场搭设的脚手架相符，当现场因故改变脚手架类型时，必须重新修改脚手架方案并经重新审批后，方可施工。脚手架搭设前，施工负责人应按照施工方案要求，结合施工现场作业条件和队伍情况，做详细的技术交底和安全交底，并有专人指挥搭设。
2、吊装作业的安全管理
计划必须在具体施工之前进行，它是确保安全生产的第一步。具体的作业计划应该包括以下内容：相近的任务描述;具体工作的实施步骤;各个环节的具体要求;负责人;作业环境和地点;所涉及到的设施设备与工具;约定的指挥信号;员工防护用品等。其中员工的防护用品包括安全头盔、手套、防滑胶鞋、全身式安全带、听觉和视觉保护装置。
在具体的实施过程中，可能会遇到一些突发的自然或者认为的情况，引起施工环境变得恶劣，影响正常施工。在这种情况下，会涉及到关键性起吊的规程。安全性起吊主要是指出现以下情况时所涉及到的起吊计划：施工过程中使用多台起重机;货物总质量高于最大负载;操作员无法目视起吊货物时;毗邻电线、管线1.5m之内;遇到严重恶劣天气条件，如暴风雨、沙尘暴、雷电等。起吊计划应该有专业的起重技师和专业人员进行审核，并按照附录中的检查表逐一检查，最后由生产单位负责人或项目负责人签字批准（如图）。
总之，在当前市场竞争日趋激烈的情况下，我们要严把建筑施工的各个环节，切实做好施工安全保证，促进建筑项目的顺利建设，做到安全生产、文明生产。
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[2]熊志力.如何加强房屋建筑施工安全管理[J].企业家天地下半月刊（理论版）.2009（12）
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