组合工具式钢支架系统在先简支后连续桥盖梁施工中的应用

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

上海嘉闵高架路北延伸段工程南北走向，其5标段位于嘉定区，南起跃华江，北至曹安路。 主要为主线高架桥、G2立交桥、跨线桥及地面道路。

G2立交为四层涡轮式立交：地面层，京沪高速公路（即G2）；第二层，嘉闵高架路G2地面跨线桥；第三层，立交匝道；第四层，嘉闵高架路主线高架。

主线高架标准段为带盖梁双柱式桥墩，共计59 根。盖梁长度约为24.2 m，盖梁截面为倒T形，截面宽度为3 m，盖梁截面高度在3.38～3.89 m之间，倒T形上截面高度在1.77～2.11 m之间（H1、H3），倒T型下截面高度在1.48～1.82 m之间（H2、H4），混凝土强度等级C50。

2 组合工具式钢支架设计及施工难点

本工程标准段盖梁长度24.5 m，宽度3 m，高度3.7 m，由于盖梁构件重、悬臂大，组合工具式钢支架设计难度较大。如采用桁架式支架，相对于大悬臂盖梁，想利用承台作为地基承载，斜撑难以满足大于45°要求，除非采用双层桁架，但其用钢量大及安装复杂，实际操作性差。组合工具式设计需充分考虑支架的经济性及施工操作性。

盖梁混凝土浇筑完毕后，组合工具式钢支架的拆除难度较大，在砂箱卸载后，钢支架需由上至下拆除，为避免钢支架的失稳，拆除时充分考虑安全防护及保护措施。

3 关键施工技术研究[1-4]

3.1 组合工具式钢支架结构设计

钢支架竖向支撑采用6 根Φ600 mm钢管，壁厚16 mm，立柱之间竖向连接采用法兰盘对接，水平设置16#槽钢剪刀撑。两端悬挑钢梁采用1 200 mm双拼工字钢，单根长度13 m，型号为1 200 mm×400 mm×18 mm×22 mm，采用Q345钢材，钢梁之间的对接采用法兰盘，法兰盘端盘采用厚22 mm钢板，并设置8 块加劲板。端板开Φ27 mm的孔，采用34 个承压型M24×70 mm的螺栓连接（10.9级），接头可承受最大弯矩3 000 kN·m。高强螺栓预张力为225 kN，如图1所示。

图1 重支架设计示意（局部）

钢支架拆除时采用砂箱卸载工艺，利用砂箱卸载沉降致使钢支架与盖梁结构脱离，进行钢支架拆除，砂箱尺寸为800 mm×800 mm×650 mm，底部承砂底座高378 mm，采用22 mm钢板，可装砂高度200 mm，卸砂后沉降高度为185 mm，根据施工经验预抛9 mm。

由于Φ600 mm钢管最短长度为1 m，对于小于1 m的钢支架高度的调整，采用混凝土调节块。在承台面上浇筑800 mm×800 mm正方形混凝土调节块，混凝土强度C40，调节块高度控制在500 mm以内。承台面为斜面，种Φ16 mm钢筋，间距200 mm。

3.2 组合工具式钢支架安装

3.2.1 安装流程

浇筑C40混凝土调节块→安装砂箱→吊装Φ600 mm钢管→安装剪刀撑→吊装120#工字钢梁→安装钢梁横向连系杆

3.2.2 施工方法

采用一台500 kN履带吊进行安装，自下至上，由柱边至悬臂外侧，吊车停靠位置为现有施工便道，吊装距离控制在14 m以内，局部位置如无施工便道，需铺设300 mm宕渣，并进行压实。

法兰盘的螺栓、剪刀撑的螺栓均由工人乘升降机至作业面进行安装，单节Φ600 mm立柱安装完毕后，立即安装剪刀撑。钢梁安装必须由中间至两边对称安装，吊装就位后立即扣上限位，防止钢梁偏位。1 200 mm钢梁搁置在Φ600 mm钢柱上方位置必须有加劲板。钢梁法兰盘连接部位不能在跨中，法兰盘连接最大弯矩3 000 kN·m，钢梁接头距离钢柱中心不得大于5 m。

3.3 组合工具式钢支架拆除

3.3.1 拆除流程

电动葫芦与钢绞线固定→电动葫芦钢索从下部揽紧钢梁→解除砂箱约束，释放内部粗砂→拆除最上节框架剪刀撑→拆除最上节框钢立柱→电动葫芦下放钢梁至第2节框架上→工人上操作平台，配合吊机将底模，龙骨等材料拆除→拆除1 200 mm钢梁→拆除下节框架→拆除砂箱

3.3.2 施工方法

盖梁混凝土强度达到100%，同时预应力张拉完毕方可拆除支架。支架拆除采用自下而上的顺序进行拆除。采用500 kN履带吊配合吊运支架；先拆除悬臂远端处钢梁，后拆除柱边钢梁。剪刀撑严禁一次全部拆除，前一段钢梁拆除后方可拆除后一段钢梁剪刀撑。

4 主要施工控制措施

4.1 原材料控制

当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2。钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》规定的C级及C级以上；钢材端边或断口处不应有分层，夹渣等缺陷。要求全焊透的焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，检测比例按二级焊缝要求。焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。

工字钢之间的等强度连接采用10.9级的高强螺栓，其表面硬度应达到HRC32～36，且不得有裂纹或损伤。高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等，且外摩擦面不应涂漆。高强螺栓应自由穿入螺栓孔，高强度螺栓孔不应采用气割孔，扩孔数量应不超过1.2d。高强螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露为2～3扣，起重允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。

4.2 安装控制要点

钢梁必须有加劲板位置方可架设在立柱上，原侧上根据钢梁1 500 mm模数进行微调，局部3柱、4柱盖梁支架，如不能同时满足，需现场在钢筋上焊接加劲板，板厚22 mm。钢梁对接位置不宜在跨中，方案要求对接位置距离较近处Φ600 mm钢管中心不大于5 m。焊接H型钢的翼缘板拼缝和腹板拼接缝的间距不应小于200 mm。翼缘板拼接长度不应小于2 倍板宽，腹板拼接宽度不应小于300 mm，长度不应小于600 mm。

5 结语

随着科技的进步，多年来桥梁施工技术的发展，装配式桥梁施工技术不断地在市政桥梁工程中得到应用，其理念和宗旨是以先进施工技术，改善施工现场作业环境，以现代化机械施工代替传统密集人力施工，降低施工现场安全风险；以标准化、装配式施工工艺代替传统现场散装施工工艺，提高构件施工质量，缩短作业工期。

本工程盖梁施工采用组合工具式支架系统，结构形式为Φ600 mm钢管+双拼1 200 mm工字钢体系，相比传统碗口式支架，其具有安装速度快、结构可靠性优越、机械化程度高、通用性强的优点，在工程中获得较好的实施效果，也为今后类似市政桥梁工程提供一些借鉴。