客运专线连续梁0号块模板、钢筋整体吊装设计与施工

贾为民

（中铁大桥局集团第一工程有限公司 郑州 450053）

石武客运专线河南段鹤壁特大桥跨鹤濮高速连续梁上部结构为48m＋80m＋48m双线连续箱梁，此处连续梁位于鹤壁高速出口匝道内，由于外部协调问题，该段范围进场较晚，根据施工现场的实际进度，如果按照常规施工方法，将导致项目部的总工期目标无法完成。该连续梁设计采用挂篮悬浇施工，悬浇节段施工周期一般无法大幅度减少，只能在合理的条件下适当加快施工速度，如何减少0号块占用关键线路的施工时间，是确保该处连续梁按期完成的关键所在。

1 方案比选

0号块如按常规方法依步骤施工，每道工序的施工时间无法减少，能否将部分施工工序与承台、墩身施工时同步进行，减少占用关键线路的时间，经过反复讨论，提出以下2种施工方法进行同步施工：一种是模板、钢筋整体吊装法；一种是模板、钢筋整体平移法。2种方法施工思路如下：

（1）模板、钢筋整体吊装法。在2墩之间的平地上设拼装基础，在拼装基础上安装0号块施工平台、内外模及支撑系统、钢筋及预应力管道；在平台横梁间焊接吊点，待墩位处0号块支架安装完成，由2台大吨位吊机将模板、钢筋整体吊装就位，然后按常规浇筑混凝土。

（2）模板、钢筋整体平移法。在0号块顺桥向一侧设施工支架基础，然后拼装支架；在支架上安装0号块横移滑道、施工平台、内外模及支撑系统、钢筋及预应力管道，待墩位处0号块支架安装完成，横移滑道接长，利用横移设备将施工平台、模板、钢筋横移就位，然后按常规浇筑混凝土。

2种方案各自的优（缺）点：

（1）模板、钢筋整体吊装法。传力明确，变高空为陆地作业，安全性高，隐患较少；需租赁大吨位吊机，但施工方便；采用常规支架、平台，需设吊点，但增加平台用钢量很少；吊机使用量少，使用时间短，经济性好。

（2）模板、钢筋整体平移法。受力明确且合理，安全可靠，但工序多；需多投入一套外支架，支架投入量大；受墩顶支座安装的影响，钢筋、模板横移有一定难度，需采取一定措施方能准确就位；施工均为高空作业，吊机使用频繁，安全隐患较多，经济性较差。

通过2种方案的对比，确定采用模板、钢筋整体吊装法。

2 吊装设计

连续梁0号块模板、钢筋整体吊装法包括4个施工系统：①吊装平台及拼装基础；②支架及锚固系统；③吊装系统；④模板系统。

2．1 吊装平台及拼装基础

2．1．1 吊装平台

0号块吊装平台由纵梁、横梁、吊装梁、走道梁及其间的连接杆组成，各构件连接位置均采用焊接连接。纵梁采用I36型钢，根据所处位置不同，在0号块腹板两侧采用2×I36，其余部位均采用单根I36型钢；横梁采用2×H600型钢；吊装梁采用2×I36型钢，2根I36之间设直径100mm销轴作为吊点；走道梁采用单根I25型钢；连接杆件采用单根I22型钢。

计算荷载：钢筋总重43t，侧模及侧模支架重34t，底模平台、内模及内模支架等重43t，总重120t。平台纵梁、横梁、吊装梁、销轴为主要受力构件，通过受力检算，强度、刚度、稳定性均满足规范要求，各构件连接部位焊缝的长度和厚度根据受力检算情况采用，均符合规范要求。

本工程是超高层综合体建筑，对项目的组织协调要求高，周边场地狭小、基坑深度大、绿色施工和安全环保施工要求高，施工现场作业面大，东西区作业进度不同步，各个小分区施工存在高低差，现场复杂多变，现场平面布置不断变化，给现场合理布置带来困难。

2．1．2 拼装基础

在连续梁主墩与边墩之间设置扩大基础作为吊装平台的拼装基础。拼装基础数量系根据支架管柱的数量确定，设置4个即满足拼装要求，设置距离要在所选吊机吊装半径覆盖范围。基础平面尺寸2．5m×1．0m，根据受力需要，拼装基础施工前需处理地基，使地基承载力不小于180kPa。为方便构件安装，拼装基础需高出地面40cm，待扩大基础施工完毕后，在扩大基础上拼装0号块吊装平台。如受现场施工场地限制，一次起吊场地范围内无法施工拼装基础，则拼装基础设置距离可根据情况适当加大，中间设置转场基础，利用吊机吊转即可。

2．2 支架及锚固系统

0号块支架采用直径102cm的钢管，内填充C30混凝土作为支撑管柱，钢管支撑柱上端设置2个牛腿，用于支撑整个0号块吊装平台。支架基础通过设于承台上的预埋件与钢管混凝土柱焊接，钢管混凝土柱之间及钢管混凝土柱与墩身之间均设连接系，以加强稳定。钢管桩顶面切割成斜面，与梁底面坡度一致。钢管柱周围焊直径20 mm钢筋 ，将钢管柱与梁临时固接，做为连续梁的锚固体系。故钢管柱的受力检算不仅仅是支撑0号块及其支撑平台，应按最大悬臂状态时进行检算，并且要考虑不平衡荷载、风载等不利荷载。当悬臂施工到最大悬臂时（10号块），钢管柱有可能受到最大的竖向力，按最不利荷载条件下承载能力极限状态计算，单根钢管柱最大的竖向反力为11 452kN，单根钢管柱的承载力为13 934 kN，安全系数大于1．2倍，承载力满足要求。

2．3 吊装系统

0号块吊装系统主要包括选择合理吨位的吊机、钢丝绳。0号块吊装平台、钢筋、预应力管道、内外模板及模板支撑系统、钢丝绳及吊具等总重约120t，考虑1．2倍的安全系数，同时考虑1．1［1］倍的动力系数，荷载总重158．4t。墩高10m，梁高6．65m。参考拟采用的300t吊机吊重参数：臂长25．7m，10m幅度，吊重87t，2台174t，满足设计吊重要求，选择2台吊重300t吊机配合起吊能满足施工要求。吊装作业时，根据现场资源考虑每侧采用2根直径60mm钢丝绳，按60°夹角计算，经检算安全系数满足规范要求。

2．4 模板系统

外模部分采用挂篮模板，墩顶处外模采用0号块专用钢模板，内模及底模均采用方木加竹胶板。模板系统均经过专门检算，强度、刚度、稳定性均符合规范要求。

3 施工工序

3．1 施工步骤

0号块拼装基础施工→吊装平台铺设→模板、钢筋、预应力管道安装（0号块支架同步安装完成）→支架平台整体检查验收→2台300t吊机抬吊0号块吊装平台、模板、钢筋就位→连续梁临时固结体系施工→按常规施工浇筑混凝土及后序工序。

下面重点对对吊装平台铺设、吊装就位过程及连续梁临时固接体系作详细介绍，其余常规工序不再介绍。

3．2 吊装平台铺设

在拼装基础上首先安装楔块，楔块的作用是模拟支架上拼装，确保梁底线形符合设计要求。然后在楔块上安装H600横向分配梁，在H600型钢梁上铺设I36纵向分配梁和吊装梁，构成0号块模板、钢筋的吊装平台。0号块吊装平台分配梁安装时，应保证测量放线精准、楔块顶面与H600横梁、I36纵梁和吊装梁与横梁之间焊接牢固，且所有分配梁需保证其安装精度及平行度，以保证支架整体吊装能顺利就位，不与钢管支撑柱相碰。吊装平台拼装完成后，开始正式绑扎0号块钢筋、安装预应力管道和内外模板及模板支撑系统。

3．3 吊装过程

3．4 连续梁临时固结体系施工

连续梁临时固结体系利用0号块支架钢管柱，在固结体系施工时，重点控制钢管柱安装的垂直度，使其满足不大于h／1 000［2］（h为管柱高度）后进行钢管柱与承台预埋件的相连。待连接完成，及时完成钢管柱之间及与墩身之间的联结系，然后往钢管柱内灌注混凝土。每根管柱顶面坡度与梁底坡度一致，钢管柱顶部周围焊接25根直径20mm钢筋伸入梁内与梁体临时固结。在支架整体吊装就位前，应注意先不焊接此钢筋，待支架整体吊装就位后，在梁底模板对应钻孔，然后再焊接此墩梁固结钢筋。

3．5 保障措施

（1）吊机进场前，须提前对吊机站位的场地进行整平辗压，确保吊机进场顺利。

（2）吊装平台安装中，要严格按照设计位置进行安装，起吊前对支架钢管柱顶标高、牛腿标高进行专项检查。

（3）起吊前对所有参与人员进行技术交底，明确每个人的具体职责。

（4）起吊过程中，由专人统一指挥，确保起吊过程中的同步平稳。

（5）吊装平台起吊过程中安排专人对吊机及起吊的构架进行观察，确保整体吊装的安全性。

（6）需提前在支架钢管柱焊接脚手平台，并将微调用的导链安装就位，以方便人员操作。

（7）整体吊装构架就位后及时进行测量调整，确保连续梁线形及标高符合设计要求，待满足规范及设计要求后方能松钩。

4 模板、钢筋整体吊装法与常规支架施工的比较

4．1 施工周期的比较

原位支架现浇与模板、钢筋整体吊装法施工周期分别见表1、表2。

表1 原位支架现浇施工 d

表2 模板钢筋整体吊装 d

通过对表1、表2的对比可知，模板钢筋整体吊装法占关键线路的时间为12d，而0号块的常规施工为35～40d，按35d计取，减少施工时间23d，实际节约时间不小于23d。

4．2 投入的比较

综合考虑吊机租赁费用、拼装基础费用、场地整平碾压处理费用、平台钢结构增加费用、施工费用，单个墩模板钢筋整体吊装法要比常规支架现浇法施工多投入约8万元，而不能按期完工影响后序施工的损失要远大于该项投入。

通过以上比较，采用模板钢筋整体吊装法比常规支架现浇法施工关键线路时间节约23d，为项目完成总的工期目标创造了更有利的条件。

5 结语

0号块模板、钢筋整体吊装法实现了“变高空为陆地”、“变散扎为整体”、“变连续施工为同步施工”的快速施工理念。需要指出的是，这种方案的改变，在一定条件下，可以加快1个月左右的施工时间，但对吊装技术和设备有较高的要求，增大了施工安全风险，且本方案仅应用于陆地桥墩，如为水上施工，须借助大型浮吊、驳船来实现。本文旨在推广科学合理的快速施工理念，同时也提供一种在类似条件下可供借鉴的施工方法。

［1］ GB－50009－2001建筑结构荷载规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2001．

［2］ GB 50205－2001钢结构工程施工质量验收规范［S］．北京：中国计划出版社，2001．