鸭江大桥连续刚构0#块托架施工设计

姚天虹

（中铁八局集团第一工程有限公司 重庆 400050）

1 工程概况

鸭江大桥位于武隆县鸭江镇内，为预应力混凝土连续钢构单线铁路桥，桥跨布置为44+80+44m，全长169.2m，梁体为单箱室、变截面、变高度梁，梁宽7m，箱宽4m，0#块梁高6m，长12m，设计混凝土方量为195.5m3，梁体顶面设置2%的人字排水坡，因主墩高度达到74m，且两主墩间跨越鸭江河，无法采取落地支架法施工，需采用专门设计的牛腿支架施工0#块，为后续悬臂挂篮拼装及主梁施工提供操作平台。

2 总体施工工艺概述

2.1 施工工艺概述

根据0#块结构特点，结合墩身结构形式，并充分考虑施工难度及施工质量，0#块拟采用一次浇筑成型的方法，墩顶部分梁体翼缘板采取在墩身侧面埋设牛腿搭设支架进行浇筑，悬臂部分翼缘板采取在牛腿托架上铺设分配梁加宽支架进行浇筑。

0#块底板支撑采取内架辅助型钢组合牛腿搭设底模平台进行，具体操作方法见《空心墩封顶实心段施工方案》；为保证施工质量，减小施工难度，拟将墩身施工至0#块底板圆弧起点处，悬臂3m段采用托架支撑来完成。

2.2 施工工艺流程图(图1)

图1 总体施工工艺流程图

3 主要施工方法

3.1 中底模支架搭设及型钢组合梁的设计

中底模模板采用预埋型钢方式支立。采用I30型钢，沿顺桥向布置，预埋进墩身混凝土，预埋长度为30cm，自由长度为内箱室中空长度，型钢总长由内箱室大小确定，沿顺桥向按45cm间距分布；型钢顶面铺装普通钢管和方木，做分配骨架，底模面板采用饰面板，型钢及分配钢管骨架作为永久性构件埋设在墩身内。

3.2 悬臂端牛腿支架设计及施工

3.2.1 预埋件预埋

在墩身混凝土内埋设预埋件，预埋件为钢板制作的精加工件，用厚度为2cm的钢板，采用标准N1杆件套件钻孔，钢板背后焊接锚固钢筋采用直径25mm的II级螺纹钢，下方预埋件下设置I20工字钢一根，同预埋件一起预埋，长度和预埋件一样，以增大预埋件和混凝土的剪切面积。在浇筑混凝土前，对预埋件进行准确定位，保证钢板预埋位置和上下高度的准确性，每个墩柱共20块大预埋件，用于焊接型钢支架，具体预埋位置及结构形式见图2(单位:cm)。

图2 预埋件位置图

图3 预埋件大样图（单位cm）

3.2.2 型钢支架安装

0#块施工时，下方主承力部件为万能杆件拼装的牛腿支架，支架上水平横梁长4m，采用4肢N1杆件，下水平横梁采用4肢N2，长2m，斜撑采用双肢N3杆件，竖向N4杆件同样采用4肢，横向连接由于长度为0.5m和1.5m，连接用杆件采用L75角钢自制。万能杆件顶端采用7m长的I30工字钢作为分配量，顺桥向按照200cm间距布置，共布置3跟，I30工字钢顶面横桥向方向铺设I20工钢作为碗扣支架基础。水平横梁比0#块悬臂长度长1m，作为施工时的操作平台使用，支架位于墩顶下方2.5m位置，在施工完主墩最后一节段同时可施工支架。墩身最后一节施工完成后顶上2m模板不拆除，将模板留于墩上作为支架安装及人员通行平台，清理出预埋件后，清理表面，采用施工塔吊吊装杆件至安装位置螺栓连接就位。作为牛腿水平横梁主要承受弯矩和剪力，故使用的杆件必须经过严格检验，禁止使用腹板有空洞、扭曲及杆件有焊伤的，同时上水平横梁必须使用N1，下水平横梁采用N2，安装成型后支架如图4（单位:cm）:

图4 万能杆件支架示意图

托架拼装完成后，由公司安质室组织各有关部门按大临设施要求检查签证，并经现场监理工程师确认后进行荷载试验（预压），合格后方准进行支架搭设及模板的安装。

3.3 梁体钢筋及模板施工

3.3.1 底模铺设

0#块墩顶部分底模仅需铺设墩中心空心部分，此部分采取预留槽口安置型钢支架方式铺设，具体支架检算见《空心墩封顶实心段施工方案》，具体布置形式见图5。

图5 布置形式图

两端悬臂部分采取在型钢支架上布置间距60cm的I20工字钢分配梁，分配梁上搭设碗扣杆件的方式作为底模支撑，底模使用12cm方木+5cm木条+Φ48钢管+饰面板制作，支架布置形式及底模具体制作方式见图6、图7（单位:cm）。

图6 底模支架布置形式图

图7 底模系统细部图

安装底模时，由于方木和木条及钢管斜交，木条与方木间塞木楔填充，防止受力不均匀，木楔与方木、木条与木楔以及饰面板和木条间均采用长钉固定，防止模板延斜面滑动，木条按30m间距布置，在主梁腹板及腹板与底板倒角下方木条间加钢管加强，中部仅承受底板混凝土荷载部分无需加强。具体布置形式见图8（单位:cm）。

图8 底模系统细部图（钢管加强部分）

3.3.2 外侧模及内箱室模板安装

0#块箱梁中部加宽段的外侧模利用墩身的模型改制而成，采用2m高的定型钢模，其余标准宽度梁体采用12cm方木+竹胶板的自制木模，在木模和钢模连接段，将木模伸入钢模20cm，剩余空间用木楔塞紧，防止浇筑混凝土时变形量过大。木模具体制作方式见图9。

图9 外侧模细部图（单位:cm）

自制木模外侧设置双肢Φ48钢管作为背杠，以蝴蝶卡固定，采用钢筋拉杆加固模型，拉杆采用Φ25钢筋制作，按照60X60间距布置，外套Φ28PVC管，以利拉杆倒用，拉杆每隔一根设置一根通长拉杆与另一侧外模连接，以增强模板稳定性。

内箱室模型采用组合钢模和木模结合的方式拼装，内侧模采用组合钢模，倒角及其他异型部位用木模拼装，组合钢模及木模背后同样采用双肢Φ48钢管作为背杠，增加模板刚度。

3.3.3 顶板模型安装

顶板模型采用碗扣杆件作为承重支架，碗扣件立于已拼装好的底模上，支架顶端采取和外托架底模相同的布置方式，具体布置见图10。

墩顶位置0#块翼缘板模型采用在墩身预埋5组I20型钢支架做为承重平台，型钢长1.7m，外露1.2m。再搭设碗扣件作为模板支撑，按照底模形式安装自制木模进行浇筑。具体布置形式见图11。

图10 顶板模型布置图（单位:cm）

图11 墩顶翼缘板模型支架布置图（单位:cm）

3.3.4 荷载试验

（1）荷载实验总体布置

本荷载试验主要目的是检验支架结构安全、模拟混凝土加载工况，获取支架形变数据，消除支架非弹性变形等。本工点0#块共4对支架，支架结构形式简单，均为万能杆件支架上方布置分配梁再搭设WDJ碗扣杆件支架，四只支架结构形式相同。荷载加载到110%，并全过程监测支架变形情况，详细记录数据。

该0#块悬臂3m长，总重507t，单边悬臂段107t。

（2）实验过程

测点布置:测点布置主要为通过测量仪器监控，全过程分节点的收集支架变形数据，以便分析，点位设置纵向主要在支架前端和腹板位置。详见图12。

图12 支架测点布置图

加载过程:加载前只铺装底模板，两侧腹板及翼缘板支架暂不架立，待荷载试验完成后，方可架设，避免钢筋吊装过程与支架冲突。钢筋长度为9m，横桥向摆放，摆放前在底板上沿纵桥向铺装枕木，使所有荷载能传递到底板支架上。钢筋加载从墩柱根部开始堆放，逐次摆放整齐，逐层塞垫方木，且钢筋重心与支架纵桥向中心大致吻合，避免偏心。

根据加载重量，全程跟踪测量，按荷载级别50%—75%—100%—110%分别观测数据，每到一个荷载级别，静置0.5小时，观测平面位置及标高，确定支架沉降与平面位置移动数据。

试验结果分析:根据试验过程的测量数据，分析支架非弹性变形及弹性变形值，随即检验支架抗倾覆稳定性。

3.4 支架拆除

0#块施工完成，预应力张拉完成后，可在0#块上拼装挂篮，拼装挂篮前须将除必要的上下人行通道外的所有碗扣杆件拆除，为挂篮拼装提供空间，拆除时先拆两端的端头模型，再拆梁体两边翼缘板下方模型及支架，同时可拆除内箱室支架，再拆除梁体腹板的外侧模，最后拆除两悬臂端底模，拆除底模时不一次到位，留有100cm高度支架为拼装挂篮底模留足空间及操作平台。待挂篮拼装完成、通过荷载试验并向前行走到位后，再拆除两悬臂端下方的万能杆件支架。万能杆件拆除时利用梁体预留孔洞，在墩身人洞位置布置操作平台，利用桥面卷扬机进行拆除，将万能杆件整榀拆下吊装至地面进行进一步拆卸。预留孔洞位置可根据钢筋及预应力管道位置适当调整，分布位置见图13。

图13 万能杆件拆除预留孔洞布置图

4 结束语

采取本施工设计方案，较好地解决了以下几方面技术难题:悬臂段托架支撑、底板模支架平台设计、腹板外模设计及支撑、翼缘板托架支承设计、支架平台及托架支撑的静载试验设计、预应力管道的空间定位及固定、混凝土的浇筑。通过模板拼装完成后进行的预压，消除了支架和自制木模的非弹性变形，防止了混凝土浇筑过程中沉降过大对梁体线形的影响。

需要注意的地方:⑴荷载试验要严格按理论重量计算施加临时荷载的数量。⑵为达到荷载的真实模拟，部分地段需要堆高压重材料，设置牢固的支撑，防止堆高材料倾覆。⑶荷载试验前在各受力杆件部位设置沉降观测点，严密监控其变形。⑷荷载试验必须按严格程序执行，每级荷载加上后需要静置一段时间，观测变形。⑸荷载试验过程中，支架下面尽量减少人员行走，吊装加载人员需挂设安全绳。⑹拆除荷载也需要小分量吊装，逐渐拆装。

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