公路桥梁高墩现浇盖梁支架施工技术探讨

黄模镇

（广东冠粤路桥有限公司，广州511400）

1 引言

盖梁是桥梁梁体的重要受力构件之一，梁体自重及上部车辆活荷载等外力通过支座传递给盖梁，再传递给墩柱、桩基等下部结构。在高速公路桥梁的建设过程中，高墩盖梁施工方法仍以现浇施工为主，盖梁支撑架施工技术比较成熟，在保证质量及安全的前提下，选择可靠的盖梁支撑方式对工程的建设及管理非常重要。

2 高墩盖梁施工方法选择

大潮高速公路地处山岭重丘区，沿线地形陡峭，桥梁高墩众多，高墩的高度基本在45 m 以上，均采用空心薄壁墩，薄壁墩及盖梁的尺寸根据墩高的不同采用多种尺寸，其中，设计图中采用比例较高的薄壁墩尺寸为6 m×2.8 m，与之对应的盖梁尺寸为11.7 m×3 m×2.2 m，本文采用该尺寸的盖梁施工支架进行技术分析探讨。

该项目施工工期紧张，高墩施工安全要求高，受地形及工期限制，盖梁支架采用传统的落地式支架施工周期长，搭设风险极大，钢管等周转材料使用多，山区道路运输极为不便。对于圆柱墩，使用频率较高的抱箍法又不适用于薄壁墩盖梁施工，采用钢棒法需通长预留钢棒穿孔，对薄壁墩的截面受力极为不利，且使用的钢棒较长，所需费用较高。经过多次方案论证及技术分析，该项目薄壁墩现浇盖梁采用锚固牛腿安装贝雷梁托架法，利用锚固牛腿的抗剪及精轧螺纹钢的抗拉性能解决整个盖梁混凝土及托架的荷载，如图1 所示。

图1 锚固牛腿安装贝雷梁托架法示意图（单位：cm）

3 高墩现浇盖梁锚固牛腿托架法简介

3.1 锚固钢筋及牛腿预埋盒安装

在墩身钢筋安装完成后，由测量人员精确定位预埋牛腿钢盒预留槽孔和对拉精轧螺纹钢筋的位置，根据盖梁支撑系统的总设计高度，推算出预埋钢盒顶面及精轧螺纹钢预留孔中心位置距离盖梁底部分别为193 cm 及199 cm，钢盒距离盖梁底部距离按从上到下计算为盖梁底模总高度9 cm+工字钢分配梁高度16 cm+贝雷梁高度150 cm+砂箱高度18 cm。预埋钢盒尺寸为14 cm×24 cm，预埋钢盒采用5 mm 厚钢板在现场焊接制作。锚固筋采用φ32 mm 精轧螺纹钢筋对两侧牛腿对拉，锚固筋穿过钢盒，正对小牛腿开孔位置，两钢盒间的φ32 mm 精轧螺纹钢直接与墩身混凝土一同浇筑。对于宽度较大的薄壁墩，对拉精轧螺纹钢无须通长埋设，但应保证锚固于混凝土内的长度不小于1 m[1]。预埋牛腿钢盒及锚固筋预埋位置必须按照项目部技术部门提供的设计图由测量人员精确定位，保证预埋位置准确。预埋钢盒必须与墩身面平齐、垂直，同时，需在内部加设支撑，并采用泡沫剂等材料进行填充，防止混凝土浇筑过程中钢盒变形或漏浆堵塞，钢盒底部需加设钢筋网，以加强牛腿底部混凝土的抗压性能，预埋锚固筋需保证平直并垂直于墩身。

3.2 安装传力牛腿

锚固牛腿法在最后一节薄壁墩墩身拆除模板露出预留孔槽后，拆除钢盒内临时支撑，清理孔槽内填充物，然后进行牛腿安装。承重牛腿采用1 cm 及2 cm 钢板焊接制作，一般需在钢结构加工厂家进行定做，以保证加工质量。单个牛腿质量约为55 kg，可采用人工方式配合塔吊或汽车吊辅助安装，将牛腿凸起端开孔位置对准锚固筋并插入预留孔槽，然后，用螺帽将锚固筋拧紧，检查牛腿下垫板是否贴紧预留槽底，下部侧板是否与墩身面贴紧。若因锚固牛腿预埋钢槽预埋不合格造成垫板翘曲或无法贴紧墩身，则优先调整牛腿凸起端下部垫板贴紧槽底，下部侧垫板通过加垫钢板等形式保证与墩身面顶紧。检查调整无误后再次拧紧锚固筋螺帽。同一侧2 个牛腿安装完成后，用槽钢将2 个锚固牛腿连接为整体，牛腿顶面应保持水平，如图2 所示。

图2 锚固牛腿及精轧螺纹钢示意图（单位：cm）

牛腿为整个支撑系统主要受力构件，采用16Mn 钢加工，单个牛腿由2 块腹板及连接板组成，腹板厚20 mm，高200 mm，受剪面积As=2×20 mm×200 mm=8 000 mm2，单个牛腿的抗剪承载力为125 MPa×8 000 mm2=1 000 kN（100 t），一个盖梁支撑系统共设置4 个锚固牛腿，牛腿的承载力远远满足设计要求。对于大悬臂或大体积的盖梁，可采用增加牛腿个数的方法提高总承载力，可减少牛腿规格定做的数量。

3.3 安装贝雷梁托架

锚固牛腿安装完成后，在牛腿顶面吊放卸载用自制砂箱，然后在砂箱上方吊装放置单排（双排）贝雷梁。本工程墩身两侧各布置1 组贝雷梁，每组贝雷梁由单排贝雷桁架组成，贝雷梁均在现场拼装好后一次性吊装到位。吊装完一侧贝雷梁后，利用钢丝绳配合手拉葫芦与墩身外露主筋进行临时固定，然后吊装另外一侧贝雷梁，待两侧贝雷梁吊装完后，利用自制钢花窗将两侧贝雷梁横向连接成一个整体，并拆除临时固定的钢丝绳及倒链。贝雷梁安装完毕后，铺设16#工字钢分配梁，吊装盖梁两侧端部三角架，并铺设盖梁底模，盖梁模板为大块异形钢模板，由专业厂家定型制作，受力可靠，安装方便。

3.4 钢筋安装

盖梁底模安装完成后，需测量盖梁各控制点平面位置及标高并做好记录，根据设计图及现场实测标高调整模板。一般盖梁两侧悬臂端会产生一定的挠度和非弹性变形，需对盖梁端部底模设置预拱值。底模调整完后需对标高进行复核，确认无误后再进行钢筋骨架吊装。盖梁的钢筋骨架在钢筋场统一加工，运至现场后整体吊装，安装时，应采用多点位吊装方法，防止钢筋骨架在吊装时产生变形，进行钢筋安装前，检查墩顶位置的混凝土凿毛情况和底模安装情况，先将墩柱顶外露钢筋调直，符合要求后方可进行钢筋安装。

3.5 侧模安装

钢筋安装完毕并经质检工程师检查验收通过后，进行盖梁侧模的吊装。在进行侧模吊装前，应先在盖梁的钢筋外侧用铁丝绑扎上混凝土保护垫块，运至现场的侧模经拼装合格后，采用两点吊装的方式吊装侧模。侧模吊装过程中，采用临时支撑的方法，用钢丝绳配合倒链把侧模与墩柱外露主筋临时拉在一起进行固定，当两边侧模均吊装完后，用对拉拉杆进行固定。模板安装完毕后，需对模板的垂直度进行调整，在模板顶面采用粗钢筋对顶、长螺栓对拉加固模板。

3.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑需严格按照施工方案和浇筑工艺进行，浇筑前需对支撑系统进行检查后才可开盘。混凝土浇筑要分层进行，下料应均匀，每层浇筑厚度宜不超过30 cm。插入式振动器的振动棒直径宜大于5 cm，软管长度应不小于3 m，方便在工作平台上进行混凝土振捣。靠近模板的边角位置需适当加振，以保证浇筑混凝土的振捣质量，振捣过程应加强观察振捣，防止漏振、泌水现象出现[2]。

3.7 拆除模板及支撑体系、修补牛腿预留孔

盖梁混凝土初凝后，要做好覆盖保湿养护，养护时间宜不少于7 d。混凝土强度达到2.5 MPa 后方可拆除侧模。拆模过程中，应注意保护盖梁边角线，宜采用小锤等工具轻敲侧模使模板与盖梁混凝土面脱离后，再将模板拆除。盖梁混凝土强度达到设计强度的80%以上后，方可拆除底模支撑体系。拆除时，利用砂箱卸载，卸载应做到4 个砂箱均同步，不可单边卸载，以免支架倾斜滑动。牛腿拆除后，采用砂轮锯切除多余的对拉精轧螺纹钢，采用混凝土修补预留孔。

4 与传统支撑架对比

盖梁支架采用落地式支架结构形式简单，但在荷载的作用下，支架产生下沉变形较大，需耗用的周转材料数量多，文明施工管理工作量较大，对于高墩施工，超过一定的高度基本不适用采取该方法。采用抱箍法在盖梁施工过程中，无须占用下方工作面，便于现场管理，但墩柱与抱箍内侧之间的摩擦系数取值难以准确把握，在螺栓拧紧不到位时，施工过程中易发生抱箍下滑事故，支架能承受的荷载不高，可采用抱箍法施工的墩柱范围较小，一般只适用圆柱墩，其他类型的墩柱基本不会采用该方法。采用钢棒法作为支撑能承受的承载力较大，施工时将整个现浇盖梁及支撑架的重量通过钢棒传至墩柱，传力途径明了，基本不存在支架下沉的问题，但需在墩柱内埋设通长留预孔洞，处理预留孔洞费工费时而且修补质量极差，效果很难令人满意。因孔洞过长且修补困难，经常发现工班只修补孔洞表面一小节，许多业主管理手册已明确禁止采用该方法，此种体系现已较少采用。

结合上述盖梁常用施工方法的优缺点，从技术性、适用性及经济可靠性等多方面综合考虑，大潮高速高墩盖梁施工采用锚固牛腿安装贝雷梁托架施工方法。该方法预留孔只是钢盒所占小部分空间，对拉精轧螺纹钢与混凝土一起浇筑，形成一个整体，不影响墩柱的整体受力。整个盖梁及支撑架的重量通过锚固牛腿传递到薄壁墩，也不存在支架下沉的问题，后期预留孔修补采用与墩柱同等强度的微膨胀混凝土，修补面积小且深度浅，修补质量有保障。

5 施工注意事项

1）桥墩两侧贝雷梁须使用钢花窗进行连接，连接从桥墩侧边开始，须对每一个花窗进行横向连接，自制的花窗横联构件宽度需与墩身宽度一致，才能保证横向连接后两侧贝雷梁与墩身抱紧箍死。

2）现浇盖梁支撑系统安装完毕后，吊装钢筋前后，必须对精轧螺纹钢螺帽再次预紧，确保牛腿下端与墩身表面贴紧且受力均匀。

3）分配梁严格按照施工方案附图中要求的长度及间距布置，工字钢分配梁与贝雷梁通过锁扣固定，严禁分配梁直接与贝雷梁进行焊接。

4）盖梁混凝土的浇筑应从桥墩中间位置向两端分层对称浇筑，浇筑速度不宜过快，浇筑过程应经常检查支撑架是否出现异常情况。

5）严格控制盖梁顶面预埋件的位置和标高,对盖梁两侧端部设置一定预抛值，首次预抛值大小可根据现场预压进行确定，后续盖梁施工根据实际下沉量进行调整。

6）盖梁施工时，下方的施工范围应设置警戒区，防止坠物伤人，在雷雨天气和风力大于六级时不得进行盖梁等高空施工作业。

6 结语

锚固牛腿安装贝雷梁托架施工方法在大潮高速山区公路桥梁高墩盖梁现场施工中取得了非常好的效果，因该结构简单，安装搭设快速方便且有利于材料周转，经济效益、可靠性均较高，现场的施工进度和盖梁的整体质量都得到了很大的提升，该方法也在大潮高速全线各个标段进行了推广使用。该托架不受地形墩高影响，承载力及稳定性较高，此方法对同类型盖梁施工有较好的推广运用价值。