可移动托架技术在花瓶墩盖梁及悬浇梁施工中的应用

可移动托架技术在花瓶墩盖梁及悬浇梁施工中的应用作者：龙秋亮来源：《城市建设理论研究》2013年第19期摘要：近年来，随着交通建设事业的蓬勃发展，高速公路涵盖了国内所有的城市及绝大多数城镇，随着车流量的增大，为兼顾城镇桥梁的承载和美观等功能要求，花瓶墩形式的桥梁墩柱及预应力大悬臂盖梁得到了广泛的应用，作为桥梁下部构造的最后一个分项工程，普通盖梁的常规施工方法有满堂支架法、横穿型钢或钢棒法、预埋钢板法、抱箍法等，由于盖梁的施工方法主要取决于桥梁结构形式、工程数量、工期要求、地基及地质条件、设备和资源配备能力等，常规方法在不同条件下存在着不同程度的制约，例如满堂支架法无法应用于软基区，横穿型钢或钢棒法受盖梁悬臂长度、支承梁刚度等因素制约，抱箍无法应用于花瓶状墩柱等。

花瓶墩盖梁砼荷载较大、悬臂较长等特点，盖梁施工方法的合理选用成为了控制桥梁下构施工成本的最重要影响因素。

关键词：桥梁；盖梁；悬浇梁；施工；应用；中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：前言：笔者所在的广深沿江高速公路项目为集中桥梁施工项目，针对施工区段地质条件差、工程数量大、工期紧的主要特点，寻找可周转次数多、高效率、低成本的施工方法成为了至关重要的技术难题。

笔者所在的施工技术管理团队通过充分利用已施工的桥梁承台作为支承，采用自行设计和加工的可移动整体托架，整理成新的施工工法，经应用于软基区预应力花瓶墩大悬臂盖梁及悬浇段上构0号块的施工中，获得了良好的施工效果，笔者据此整理和总结，经供业内同行借鉴与参考。

一、工程概况广深沿江高速公路东莞段处于软基地质区，标段范围民昌路高架桥、新安路高架桥主要采用装配式箱梁结构，桥梁下构盖梁设计为两端对称悬臂盖梁，两座桥梁共有89个盖梁，标准盖梁长度（横桥向）18.35m，宽度（顺桥向）1.8m，高2.3m，悬臂长4.86m。

加宽段盖梁最大长度21.73m，盖梁以下墩身高度最高12m。

盖梁最大横坡6%，最大悬臂长度6.3m。

民昌路高架桥跨越暨有道路桥梁上构设计为悬浇箱梁结构，共有主墩4个，相应0号块段4个，块段长9m，桥宽19.85m，中横梁宽2.2m，箱形梁段长3.4m，腹板厚65cm，顶板厚28cm，底板厚28～56cm，支点位置梁高3.5m，截面处梁高3.1m，横坡2%，为单箱双室箱梁断面。

二、可移动托架工艺原理采用型钢组件设计加工整体托架取代常规支架作为盖梁底模的主要支撑装置，利用桥梁承台作为托架基础，托架外端钢管斜置承担盖梁悬臂部分的砼及施工荷载，外侧支点的位置根据墩柱高度及悬臂长度的不同进行设计以适应墩柱的高度及盖梁悬臂长度的变化，横向按两单元成套加工和组拼，以解决常规支架安装工效低、横向锁死则拆除困难，装拆损耗大且不利于周转的问题，托架系统通过变高度底模桁架设基准坡、主梁斜置进行微调的方式处理盖梁横坡跨度大的问题，采用机械式千斤顶升降主梁实现底板脱模。

盖梁的钢筋、模板、砼及预应力钢束的施工均采用常规成熟工艺，托架在完成钢束张拉压浆后成单元拆卸和运输，周转使用。

三、可移动托架施工技术特点1、底座位于承台，承载力强，杆件结构受力明确，结构可靠性高2、装拆方便，施工效率高3、托架与主梁搭配方便，可满足不同横坡及变高度，适用性强4、轻型材料制作，重量轻，标准化程度高，周转成本低四、施工工艺流程及操作要点1、施工工艺流程（见图1）图1 施工工艺流程图2、操作要点2.1托架设计要点2.1.1支架系统构成根据盖梁的结构特点，支架体系采用横桥向设置的贝雷梁作为主承重梁，主梁以上设分配梁、底模桁架；主梁以下设支点梁、脱模用可调节千斤顶、高度调节柱（高度大于1.5m时采用贝雷片支点梁）、主承重可移动整体托架（见图2）。

悬浇段0号块段则利用可移动整体托架作为内侧主梁支撑与临时固结钢管砼立柱共同组成支架系统，其构成与盖梁支架基本相同（见图3）。

图2 盖梁支架结构示意图图3 悬浇段0号块支架结构示意图2.1.2托架主要构件分块及选材托架根据受力情况分为底座、主承重立柱、水平梁及连接杆件四个部分组成。

其中底座承担将立柱荷载传至承台的任务，采用同排焊接的I36b工字钢；主承重立柱分为竖柱与斜柱两种，系托架的主承重构件，承担支点位置竖向力并传递至底座，采用Φ325×6mm螺旋钢管与底座及水平梁连接；水平梁分为上水平梁及下水平梁，承担由斜柱产生的水平分力，采用背靠背设置的[20a槽钢组合75cm间距的8mm厚缀板成格构式拉杆；连接杆件分为单元内连接杆及横向联系两部分，分别承担单元内各构件的构造连接及单元间的装配联系，采用[14b槽钢制作，连接各主受力构件及单元托架。

2.1.3托架支点间距的确定托架的支点间距即横桥向主梁的跨径，根据墩柱高度及盖梁悬臂长度初步拟定后，依据盖梁荷载计算的支点反力结果验算各构件强度、刚度及稳定性，满足规范要求后按拟定支点间距依次确定各受力构件的截面形式及材料规格。

分别设计高度（底座至上水平梁顶）为5.72m，支点间距（主梁跨径）为（4.5+6+4.5）m及高度7.5m，支点间距为（6+6+6）m两种托架规格分别适应7～10m墩柱及10m以上墩柱情况下盖梁及0号块的施工。

2.1.4托架主要连接方式选择托架的主要连接方式根据受力情况兼顾装拆方便，分别采用了焊接、抗拉法兰螺栓及抗剪螺栓连接；其中主承重立柱与底座及水平梁连接采用支垫16mm厚钢板焊接；水平梁对接及水平梁与底座之间采用抗拉法兰螺栓连接；竖柱与斜柱连接杆件采用节点钢板焊接，竖柱之间剪刀撑采用螺栓连接。

（见图4）图4 托架各构件连接方式示意图2.2托架加工要点2.2.1加工平台托架的加工系将各构件按加工图纸下料后，在加工平台上进行逐段焊接和组装，加工平台采用I36b型钢顶面铺设4mm厚钢板搭设，平台表面经高程测量，高差不大于5mm，为保证加工平台有足够刚度，型钢间距不大于75cm，型钢支垫与钢板采用点焊固定。

2.2.2尺寸放样及定位构件加工前，采用全站仪在加工平台上放出托架主件的各角点，钢尺测量长度并采用墨线弹至平台定位，各构件的角度、长度及垂直度、厚度等参数必须按设计加工图要求放样，拼装精度控制在5mm内。

2.2.3构件临时吊运与焊接构件的临时吊运与移动采用加工平台区小型门吊施工，门吊配合人工支垫各构件水平放置后至放样部位拼接，托架的加工焊接量较大，为保证焊接质量，施工时均采用平焊，焊接前必须进行除锈及磨平处理。

2.3支架安装要点2.3.1托架安装托架由简易拖车分单元运至现场墩柱部位后，利用25t汽车吊进行起吊下放，吊点为两处竖立柱与水平梁连接部位，分别在托架顶部及底部设尾索以调整托架下放位置，托架底座处承台顶预先铺设5cm厚中粗砂以保证基础平整、荷载传递均匀；单元托架吊放至承台后紧靠已完成的桥梁墩柱并临时稳定，待两单元均就位后安装横向联系的连接螺栓，托架安装完成。

2.3.2高度调节柱或支点梁安装高度调节柱采用与托架主立柱同规格螺旋钢管加工而成，底部为柱脚法兰与水平梁支点螺栓连接，由汽车吊配合起吊定位后拧紧法兰螺栓，调节柱之间安装横向稳定用连接杆及剪刀撑，顶部柱帽上安装下支点梁，支点梁采用型钢加工，与调节柱帽点焊固定。

当调节高度大于1.5m时，高度柱改为支点梁，由一组双排单层贝雷架拼装为支点梁直接吊放于支点位置并与托架上水平梁采用骑马螺栓锁定，支点梁顶面铺设盒状千斤顶支垫。

2.3.3脱模装置安装为方便盖梁及悬浇段0号块砼浇筑后的底模拆除，必须设置脱模装置提供主梁或底模下降空间，脱模采用机械式千斤顶通过调节砼浇筑前后的行程实现，为保证千斤顶在使用过程中的稳定及安全，采用型钢与钢板将千斤顶固定在盒状保险装置内，顶铁两侧设对向铁尖顶紧并点焊防脱落（见图5）。

现场经标高复测顶紧铁尖将千斤顶调至装模高度并垫平处理后，安装上支点梁。

图5 脱模千斤顶保险装置示意图2.3.4主梁安装上支点梁安装并锁定后，可进行主梁安装，主梁为靠墩柱横桥向设置的两组双排单层贝雷梁，其长度根据待施工盖梁或0号块横桥向长度考虑两端各1.5m以上操作空间后设置。

安装前在地面拼装成组，由汽车吊逐组吊放至支点梁并临时锁定，两组均就位后进行槽钢横向联系及水平花窗的安装。

2.3.5分配梁及底模、操作平台安装主梁安装就位后即可进行槽钢分配梁的铺设，盖梁悬臂部分分配梁采用[14b背靠背设置，间距1m。

悬浇梁0号块底板区采用I25b，间距75cm，翼板区采用[14b背靠背设置，间距0.9m。

分配梁长度充分考虑底模板以外侧模及操作空间，各外伸1.5m作为操作平台，分配梁顶直接铺设底模，底模以外部分铺设4mm厚钢板作为操作平台，分配梁端部焊接Φ48×3.5mm 钢管栏杆扶手。

五、应用成果与社会、经济效益广深沿江高速应用该技术，在技术创新、降低能耗、环境保护、节约资源、降低成本、缩短工期等方面取得了较为显著的效果。

由该技术总结而成的大悬臂盖梁及悬浇段0#块可移动整体托架施工工法于2011年底通过湖南省建设厅省级工法评审，其可广泛应用于软基区或水中盖梁及上构悬浇段0号块段的施工，尤其适用于成规模逐墩施工的大悬臂盖梁施工的特点，随着我国基础建设的迅速发展，尤其在应对不良地质条件下的桥梁施工领域，将具有广阔的应用前景。

参考文献：[1] 《桥梁悬臂施工与设计》雷俊卿人民交通出版社，2005；[2]JTG/T F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社，2011年；[3] 《公路桥现浇盖梁的包箍托架法施工技术》张永民战启芳《国防交通工程与技术》2004；[4] 《东园高架桥后张法预应力混凝土盖梁施工技术》薛德稳《铁道标准设计》 2006 第6期；[5] 《桥梁高墩盖梁无落地支架施工技术》岳志坤《山西建筑》 2007 第2期。