高墩邊跨現澆段平衡托架法施工方案

方東輝

摘要：山區高墩邊跨現澆段施工由于墩柱較高、地質條件差、施工環境復雜及工期緊等因素，決定了邊跨現澆段施工是懸臂澆筑施工中的關鍵部分。

關鍵字：高墩邊跨現澆段；山區；平衡托架

1、前言

山區地形起伏較大、地勢陡峻，橋梁跨越峽谷。引橋一般采用預制T梁或空心板梁，主橋一般采用斜拉橋、懸索橋及連續剛構橋（或連續梁橋）等大跨度橋型。當采用連續剛構橋（或連續梁橋）時過渡墩較高，邊跨現澆段施工存在一定難度。不同的施工方法其施工工期、施工成本、施工難點等存在顯著的差異。

2、工程概況

青坪大橋主橋為66m+3x110m+66m預應力混凝土剛構箱梁，由上、下行的兩個單箱單室箱形斷面組成，箱梁根部高度7.00米，跨中梁高3.10米，其間梁高按二次拋物線變化。過渡墩為等截面薄壁空心墩、墩高32m～41m，主墩為雙肢變截面薄壁空心墩、墩高66m～129m。主墩墩頂0#塊長13.0m，邊跨、次邊跨及中跨合攏段長均為2.0m，邊跨現澆段長5.0m。

3、邊跨現澆段方案的研究與確定

青坪大橋位于中低山剝蝕型地貌為主，地形起伏較大，溝谷切割較深。邊跨現澆段施工工期緊、場地小及施工難度大等特點，為整個大橋的節點控制性工程。

3.1、臨時支墩方案（方案一）

鋼筋混凝土（或鋼管樁）臨時支墩施工法，是現澆段施工最普遍的方法，施工時在現澆段下部設置挖孔灌注樁（或擴大基礎），然后澆筑臨時鋼筋混凝土墩身（或安裝鋼管樁），在臨時支墩頂部鋪設支架，然后安裝現澆段的模板系統，綁扎鋼筋等，并完成混凝土的澆筑，見圖1。對于墩身高低或現澆段長短無限制，均可采用此方法施工。此施工法最大的特點就是通用性，不足之處是成本較高，對場地要求嚴格。

3.2、支架現澆方案（方案二）

支架現澆施工法，是將現澆段位置的地面進行硬化后，搭設腳手架、鋼管及貝雷梁等材料至現澆段位置，鋪設模板架子及模板，綁扎鋼筋等，最終完成現澆段混凝土的澆筑，見圖2。支架搭設速度快、成本低；但落地支架必須在有足夠承載力的地基上，同時地基要采取防雨水浸泡和凍脹措施。對于本項目地基處理難度大、成本高及工期長等特點。

3.3、吊架現澆方案（方案三）

吊架現澆施工法，是在懸臂澆筑到最后一段后在橋墩蓋梁和最后一段懸澆梁段之間安裝吊架，最后在吊架上安裝模板支架及模板，綁扎鋼筋等，最終完成混凝土澆筑見，圖3。吊架可采用掛籃的部分桿件，不需要大量增加其他材料，成本低、結構安全可靠。但吊架需要在最后一段懸臂段澆筑完成后才能安裝吊架施工現澆段，工期長、交叉作業量大。

3.4、平衡托架方案（方案四）

平衡托架施工法，是在墩身或蓋梁的兩側施工時安裝預埋件或預留孔洞，安裝牛腿托架，一側托架安裝分配梁并鋪設底模并完成模板系統，綁扎鋼筋等，另一側在混凝土澆筑過程中分階段壓載配重。該工法主要特點是須在現澆段牛腿托架相反側進行牛腿托架配重使整個墩身兩側保持平衡，相對于其他工法來說，牛腿托架法從經濟上考慮是比較理想的，工期較短。

3.4、方案確定

本項目邊跨現澆段過渡墩較高、現場地勢陡峻、地質條件差及工期緊。對以上方案進行可行性及經濟效果評價后，選擇平衡對稱托架作為本項目邊跨現澆段方案。

4、平衡托架方案優化、設計及實施

4.1平衡托架方案優化

4.1.1托架優化

常規托架是工廠制作多個單片的三角牛腿托架后現場焊接安裝，其整體性差，三角托架上玄桿與橋墩連接處受拉，混凝土局部拉應力過大，會導致混凝土開裂?，F提出采用整體托架，即墩身兩側托架上玄桿為一根整體桿件，兩側焊接斜桿，該托架整體性強，且不存在上玄桿與橋墩連接問題，混凝土不會出現拉應力。

4.1.2配重優化

現澆梁體通過托架承受，墩身所受彎矩通過配重托架平衡。若采用重物配重延長工期，增加費用?，F提出采用張拉鋼絞線平衡配重法，該方法施工簡便、材料易取得、分級加載靈活、結構安全可靠。

4.2平衡托架方案設計

過渡墩墩身橫橋向寬度僅為5.5m，而現澆段底板寬為6.5m。若在墩身上安裝托架，則托架上就需要安裝懸挑長度為3.5m剛度大的分配梁。若將托架安裝在蓋梁上時，則懸挑長度可以減小，同時相應的成本大大減小。

4.2.1托架及模板系統

結合現場已有材料將托架安裝在蓋梁上，在蓋梁澆筑時預留四個孔洞及8塊預埋鋼板。蓋梁澆筑完成后將9.0m長整根I40b工字鋼穿過預留孔洞，在蓋梁預埋鋼板和通長工字鋼間焊接I32a工字鋼。在已安裝焊接完成的托架上依次安裝落架沙桶、I32a工字鋼分配橫梁、[10槽鋼分配縱梁、1.5cm竹膠板及鋼側模，見圖4。

4.2.2托架受力分析

該托架系統共有4榀托架組成，每榀托架均受到2根分配橫梁的支反立和平衡鋼絞線的拉力，分配橫梁支反立計算簡圖見圖5。整體托架計算簡圖見圖6。通過對托架縱梁、斜撐及焊縫計算均滿足相應規范要求。

4.3方案實施

4.3.1托架安裝

該托架構造簡單、受力明確，為了降低現場焊接難度在工廠制作斜撐時在其兩端焊接鋼板。這樣現場焊接時提高了焊縫長度，焊接更方便，質量更容易得到保證。蓋梁混凝土澆筑后通過預留孔洞穿過I40b工字鋼縱梁，在縱梁和蓋梁預埋蓋板之間焊接I32a斜撐完成托架牛腿施工。

4.3.2托架預壓

托架安裝完成后設置千斤頂反壓架，利用千斤頂對托架進行分級模擬施壓，以得到托架變形的各類技術參數，指導現澆段施工。同時驗證利用鋼絞線反向施壓做配重的安全可靠。

壓載完全模擬施工過程分三級壓載，第1級：載力為1.2倍底板混凝土的重量（模擬底板澆筑）；第2級：壓載力為1.2倍底板混凝土和腹板混凝土的總重量（模擬澆筑腹板）；第3級：壓載力為1.2倍底板、腹板和頂板混凝土的重量（模擬澆筑頂板）。加壓應緩慢進行，每級壓載完成后持荷2小時，觀察焊縫、鋼絞線、承臺錨固螺栓等部件有無異常情況，若有異常情況待查明原因采取相應措施后在進行加載。全部加載完24小時后再卸載，卸載按壓載的反向順序卸載。

4.3.3、模板安裝、鋼筋綁扎及混凝土澆筑

完成托架預壓實驗后在蓋梁的墊石上安裝支座。在橫向分配梁上安裝縱向分配槽鋼，安裝底模、側模，底板及腹板鋼筋的綁扎，搭設內模支架及內模安裝，頂板及翼緣板鋼筋的綁扎。在鋼筋的綁扎過程中注意波紋管、預埋件、合攏用剛性連接預埋鋼板、合攏預留孔的施工。

混凝土采用分層對稱澆筑，混凝土澆筑與平衡張拉壓載交替進行，混凝土澆筑及平衡張拉鋼絞線壓載過程中均要安排專人對托架變形、托架焊縫、鋼絞線、承臺錨固螺栓進行觀察?；炷翝仓皬埨胶鈮狠d按如下進行：①澆筑底板混凝土；②第一次平衡張拉（A1及A4點張拉力為35.8KN，A2及A3點張拉力為136.0KN）；③澆筑腹板混凝土；④第二次平衡張拉（A1及A4點張拉力為260.0KN，A2及A3點張拉力為200.3KN）；⑤澆筑頂板混凝土；⑥第三次平衡張拉（A1及A4點張拉力為369.1KN，A2及A3點張拉力為260.7KN）。張拉應平衡對稱進行，張拉完成后應對錨具、夾片及鋼絞線采取防腐措施。

4、結束語

本現澆段的施工經驗，為類似現澆段施工提供了參考和借鑒，也為施工質量控制提供了成熟的施工工藝 。山區及地質條件復雜的高墩邊跨現澆段采用平衡托架法施工安全可靠、成本低及工期短等優點，具較好的社會、經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：（1987年--），男，安徽池州人，從事橋梁施工及橋梁檢測工作