立体交叉互通超高支架现浇箱梁施工技术分析

任 尚, 胡志旭

(中铁四局集团第四工程有限公司， 安徽 合肥 230041)

0 引 言

随着我国经济的快速发展，高速公路向山区推进，走向了更多的山区甚至重山区,高墩桥梁不断出现，立体交叉互通桥梁施工难度和复杂程度不断突出，当桥型或曲线半径等限制导致移动模架法不适用时，如何安全、经济合理的制定立体交叉枢纽互通超高支架现浇箱梁施工方案将受到各方面人士的普遍重视。

1 工程背景

兰海国家高速公路重庆至遵义段(贵州境)扩容工程第CZTJ-2标段松坎互通打宝铺大桥F匝道第四联(26+30+26)m预应力混凝土现浇箱梁、G匝道第一联(23.78+34.3+34.2+30.5)m预应力混凝土现浇箱梁上跨重遵高速主线驶入正习高速，桥址位于松坎河河岸陡坡地带，地形起伏较大，最大墩高80 m，最低墩高24 m。F匝道第四联为单箱双室截面形式，G匝道第一联为单箱单室截面形式，腹板厚度均为0.5 m，顶板厚度均为0.25 m，底板厚度均为0.25 m，梁体混凝土标号均为C50，其他主要参数见表1。F匝道第四联距主线桥面最小净空13.78 m， G匝道第一联距主线桥面最小净空16.62 m。

表1 现浇箱梁参数表

2 施工方法

针对上跨主线的松坎互通匝道高墩现浇箱梁超高支架法现浇，拟定了两种施工方案，方案1为先施工匝道现浇箱梁再主线T梁架设，方案2为先主线T梁架设再施工匝道现浇箱梁。两种施工方案除了施工顺序的区别外，还有超高支架结构体系的区别，方案1的超高支架为顶端自由的支架结构体系，方案2的超高支架借用墩柱和主线桥梁构筑物进行附着连接，可明显增强支架的稳定性。

方案1较方案2周转材料用量大，大量的材料垂直运输须依赖塔式起重设备，不仅工效低、作业面受限，而且会造成主线关键线路的工期滞后，从施工方案的安全性、经济性、可操作性和合同工期控制等方面比选后，方案2优于方案1。

施工方案2的超高支架为计算跨径27 m的双层贝雷梁鹰架平台，平台上部搭设2 m高盘扣支架，平台下部采用609×19钢管立柱支撑，立柱布置在墩柱四周，与墩柱进行附着抱墩，每隔12 m设置一道，立柱系杆为219×4.7钢管。

图1 超高支架平面布置图

图2 超高支架抱墩示意图

钢管立柱与主线T梁位置交叉时，将钢管立柱布置T梁腹板下方，采用自锁式千斤顶与腹板顶固密贴，T梁上部钢管立柱通过条形基础将荷载传递到下部支撑钢管立柱。

图3 钢管立柱布置横断面图

为了控制贝雷梁挠度在允许挠度范围内，贝雷梁跨中处搭设盘扣支架进行支撑，将盘扣支架顶部与贝雷梁下部预留一定的间隙，当贝雷梁沉降变形大于间隙距离时，盘扣支架才发挥支撑作用，起到减少贝雷梁挠度和承担部分荷载的双重作用，该处盘扣支架以主线T梁为基础。

3 安全性验算结果

利用MIDAS软件对支架进行建模计算分析，如图4所示，支架设计荷载按下式进行组合：①验算构件强度：1.2倍恒载+1.4倍活载；②验算构件刚度：1.0倍恒载+1.0倍活载。主要构件的分析结果如下。

图4 超过支架计算分析模型示意图

贝雷片主桁的最大组合应力σmax=248.9 MPa

根据欧拉公式，钢管桩有效长度为l0=μl=1.0×12 000=12 000 mm，钢管截面尺寸为609×16 mm，按《钢结构设计标准》GB50017-2017的规定，钢管柱的承载能力计算应考虑安装偏心误差的影响，偏心距e取值不宜小于计算长度的1/1 000，对钢管柱不宜小于40 mm，故取e=40 mm，弯矩作用平面内稳定性计算，弯矩作用平面外稳定性满足要求。

40 m T梁主梁最大主压应力13.46 MPa<19.44 MPa，如图5所示，主梁斜截面主压应力满足规范要求。

图5 主梁最大主压应力(单位：MPa)

4 施工要点

(1)主线T梁支座采用临时支座进行支撑加固；

(2)自锁式千斤顶经检定合格后方可使用；

(3)墩柱两侧钢管立柱承载力及稳定性验算时，按照贝雷梁跨中无支撑工况考虑；

(4)主线T梁上钢管立柱中心线与T梁下部钢管立柱中心对齐，便于荷载有效传递，减少对T梁的影响；

(5)钢管立柱安装时，过程中做好垂直度控制；

(6)双层贝雷梁安装及拆除时，采取防倾覆措施，分组分层进行；

(7)支架预压及混凝土浇筑过程中，加强对支架钢管立柱的位移、贝雷梁竖向变形及T梁竖向变形的监测，设定预警值。

(8)承台外钢管立柱基础采用措施桩基础，以减少不平衡沉降对支架引起附加应力。

5 结束语

由于匝道桥平面弯曲半径小、梁截面变化、墩柱布置不规则、梁型、地形等条件限制，移动模架或反力架法等施工方案操作性不能实施时，采用现浇支架法，支架随着高度的增加，通常增加支架自身刚度来满足稳定性要求，材料也相应的增多。

超高支架立柱采用抱墩结构形式时，可降低材料用量达到稳定性的要求；将主线T梁下部支撑加固进行受力传递并将桥面作为工作面，可以有效的提高作业效率和降低高空作业风险，避免了传统上先支架现浇箱梁施工再T梁架设的施工组织顺序，借用主线结构承担荷载，现浇箱梁混凝土输送、支架贝雷梁安装与拆卸、支架钢管立柱的安装与拆卸等可利用主线桥面作为施工作业平台，不仅有利于主线关键线路施工进度的均衡有序，而且也便于现场施工组织管理。

结合主线桥梁进行立体交叉枢纽互通超高支架设计和施工思路，通过支架立柱附着抱墩及支架挠度控制措施，较好的解决了超高支架稳定性、荷载分配、立体交叉施工组织管理的难题，不仅保证了支架结构受力满足要求，也有显著的综合效益。