桥梁工程大体积混凝土承台支架悬空施工

林文凯

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

开州湖特大桥位于瓮安至开阳高速公路K35+428～K36+685路段，横跨洛旺河峡谷主桥中心桩号K36+075全桥长1 257 m。4#主墩处于开阳岸的岸坡上，主墩基础为承台群桩基础。承台布置为矩形开阳岸承台面积为29.5 m×23.2 m，高度为6.5 m，承台间由地系梁相连，地系梁长宽高尺寸为13.0 m×8.6 m×6.5 m。下面结合开州湖特大桥工程的4#主墩的大体积混凝土承台及其地系梁的支架悬空施工实例，对其施工技术应用要点进行研究和探讨。

2 桥梁工程大体积混凝土承台支架悬空施工总体方案

2.1 施工特点

开州湖特大桥4#主墩承合结构的特点是:混凝土方量多、尺寸大、高钢筋密集。参照大体积混凝土施工的具体要求，承台在施工时，要遵循以下思路:用桩基支撑，然后将键盒预埋在桩基的出土段，施工支架要用贝雷片、型钢搭设，然后在这上面安装模板，绑好钢筋，最好后用分层的方式浇筑混凝土。

2.2 支架悬空施工总体方案

4#主墩的地系梁底标高、承台都在地面线以上，整个结构“悬浮在空中”。另外，承台所在的开阳岸，岸坡陡峭，有很多大型的堆积体。考虑到地面的稳定性，在回填场地至承台基底时，不可用石渣。因此，在桩基地面段立模浇筑时，要将键盒预埋在桩顶标高以下1.9 m的位置。桩基施工完成之后，将型钢穿在键盒中，于桩身两侧挑出，然后，在这上面将砂筒、纵向主分配梁、底模板型钢背楞、竹胶模板依次进行安装，建成承台施工支架体系。就地系梁施工工程而言，在左右幅承台紧邻地系梁两排桩基地面段立模浇筑过程中，将键盒设置在桩顶标高以下6.19 m的位置，完成桩基施工以后，焊接三角牛腿，然后在上面将砂筒、纵向主分配梁、贝雷梁、模板型钢背楞进行依次安装，建成地系梁施工支架体系，这一体系的主要作用是将上部的地系梁负荷转移到桩基。

3 桥梁工程大体积混凝土承台支架悬空施工技术要点

3.1 施工准备

在施工之前，肯定要做好充分的准备工作，这是必须的，具体包括以下内容。

(1)施工测量

用全站仪按照设计图纸进行测量、放样，将承台四角控制点确定好，进行护桩定位。当实际标高和测量标高二者复核正确后，再进行下一步施工。

(2)场地准备

保证施工现场排水通畅、道路通畅。整平、辗压施工场地地面，确保机械、设备可稳定操作。

(3)技术准备

技术工作人员负责审核施工的设计图纸和与之有关的施工材料，复核图纸、资料及相关测量数据，组织相关工作人员的培训工作，学习技术规范、施工明细及相关文件。

(4)技术交底

结合施工方案、技术规范等文件，与施工现场的监管人员、施工人员、技术人员进行安全交底和技术交底，具体内容有:施工方案、技术、工艺、质量监管等要点和重点，文明施工方法，安全施工注意事项，环境保护方案等。

(5)物资准备

按要求完成原材料取样、试验工作，工程监理抽验合格后，批准使用。

(6)设备准备

施工工地配电到位。确保施工工地塔吊、吊车、1#2#钢筋加工场、混凝土运输车、发电装置、1#2#拌合站等设备的性能正常。

3.2 承台、地系梁混凝土支架悬空施工

4#主墩的地系梁底标高、承台都在地面线以上，整个结构“悬浮在空中”。另外，承台所在的开阳岸，岸坡陡峭，有很多大型的堆积体。考虑到地面的稳定性，在回填场地至承台基底时，不可用石渣。因此，在桩基地面段立模浇筑时，要将键盒(厚钢板加工，规格为6.7 m×3.6 m×0.01 m)预埋在桩顶标高以下1.9 m的位置。桩基施工完成之后，将箱钢(材质为Q345的600 mm×300 mm×20 mm×20 mm，长度410 mm的)穿在键盒中，于桩身两侧挑出，然后，在这上面将砂筒(两个，高度为0.45 m，内径0.28 m，外径0.32 m。作用是强化支架的温度性能)，用焊接的方式，连接下部箱钢和砂筒底板，同时在砂筒顶部，设置0.02 m的钢板，将两个砂筒连起来，形成一个整体。钢板是设置纵向主分配梁(两根长度为25.2 m，材质为Q345的I56b工字钢)，在纵向主分配梁上设置等间距(0.3 m/单根)底模板型钢背楞(材质为Q235的I25a工字钢)、竹胶模板(厚度为0.015 m的高强度竹胶板)依次进行安装，建成承台施工支架体系。把承台施工产生的负荷逐渐传递至桩基。

就地系梁施工工程而言，在左右幅承台紧邻地系梁两排桩基地面段立模浇筑过程中，将键盒设置在桩顶标高以下6.19 m的位置，完成桩基施工以后，焊接三角牛腿(材质为Q345的600 mm×300 mm×20 mm×20 mm的箱钢)，然后在上面将砂筒(两个，高度为0.45 m，内径为0.28 m，外径为0.32 m，作用是强化支架的稳定性能)，用焊接的方式，连接下部箱钢和砂筒底板，同时在砂筒顶部，设置0.02 m的钢板，用于连接两个砂筒，形成一个整体。钢板上设置纵向主分配梁(长度为20.25 m，材质为Q345的I63a工字钢三根)，在纵向主分配梁上设置贝雷梁(用单层321型标准贝雷片，用花窗连接的方式连接顺桥向的贝雷片)，贝雷梁上设置模板型钢背楞(单长为15米，材质为Q235的2[14b槽钢)进行依次安装，建成地系梁施工支架体系，这一体系的主要作用是将上部的地系梁负荷转移到桩基。

4 桥梁工程大体积混凝土承台支架悬空施工验算

本文节选承台底模板型钢背楞I25a的相关验算：承台支架模板型钢背楞采用I25a工字钢，将第一次浇筑时的荷载(承台分两次浇筑)以线荷载的形式沿模板型钢背楞长度方向进行布置。采用大型通用空间有限元分析软件SAP2000建立有限元模型，采用空间梁单元建模。在支撑点位置用铰接支座进行模拟。模板型钢背楞在不穿过桩基处通长，在需要穿过桩基处需要截断，以留出相应的孔洞。当模板型钢背楞未截断时，其计算模型表现为一个多跨连续梁。当其截断时，变现为一个最大跨度为3.8 m的简支梁。根据这两种情况对模板型钢背楞分别进行计算校核。在计算中均选取受力最不利一根进行计算，计算得出模板型钢背楞最大应力比为0.769小于1，结构的强度满足。模板型钢背楞最大挠度为8.3 mm<3 800/400=9.5 mm，挠度满足要求。

5 结束语

综上所述，通过工程实践可以表明，支架悬空施工应用对于桥梁工程大体积混凝土承台而言，不仅理论上可行，实际应用过程中，只要技术准备充分、过程管理到位，就能够圆满工程建设任务，从而为桥梁工程建设打下坚实的基础，并产生良好的经济效益和社会效益。