复杂水域大跨度宽幅矮塔斜拉桥柱墩复合式现浇支架0#块施工技术分析

陈 瑞 （安徽省路港工程有限责任公司，安徽合肥230011）

1 工程概况

苏滁现代产业园滁州大道跨清流河大桥主桥为双幅（77+135+77m）三跨矮塔斜拉桥，采用塔梁固结，塔墩分离的结构体系。主梁横断面采用单箱三室斜腹板截面形式，主梁截面高度在纵向按抛物线形变化，其中墩顶梁高为5.14m，跨中梁高为2.78m，梁底曲线按照2次抛物线线形过渡。桥面宽度为30m，两侧悬臂长度各为5.5m，主梁O号阶段施工时应在主墩附近搭设临时支架，为降低施工难度，增强支撑体系整体性，提高现场施工效率等，项目采用复杂水域大跨度宽幅矮塔斜拉桥柱墩复合式现浇支架0#块施工技术。

2 技术特点

①采用外部钢立柱打设装置进行钢立柱插打施工，并通过导向套管控制钢立柱的打设方向；当钢立柱打设至设定深度后，先通过校位螺栓及定位夹板校正钢立柱的竖直度，再在钢立柱的外周设置第一柱箍，并通过柱底连接栓将箍侧压板与支撑底板连接牢固，可扩大钢立柱底部的承载范围，改善钢立柱插打效果。

②在桥梁承台上设置现浇的固结柱，可实现固结柱和钢管桩的组合承载，可大幅提升支撑体系的承载能力和稳固性，改善支撑体系的受力性能。

③在钢立柱上套设第三柱箍，并在第三柱箍的外侧设置压板连接板，使压板连接板与第三柱箍通过转动铰或滑槽连接，并在压板连接板背离钢立柱侧设置防浪压板，通过压板连接板和防浪压板提高钢立柱防浪抗刷性能。

④在钢立柱的外侧设置可随水位变化的防浪体，有效降低水浪及用水高度对钢立柱的影响，提升支撑体系的防水效果。

⑤在撑梁连板和柱侧牛腿的顶端设置横向撑梁和支撑平台板，并通过撑梁校位栓控制横向撑梁及支撑平台板的顶面标高，在支撑平台板与桥梁墩柱、固结柱之间设置平台锚拉筋，有效改善支撑平台板布设的质量。

3 工艺原理

3.1 钢立柱准确导向打设

通过导向套管控制钢立柱的打设方向，并可通过校位螺栓及定位夹板校正钢立柱的竖直度，再在钢立柱的外周设置第一柱箍，通过柱底连接栓将箍侧压板与支撑底板连接牢固，可扩大钢立柱底部的承载范围，改善钢立柱插打效果。

3.2 支撑钢管组合控位

在第二柱箍外部焊接柱间连板，通过柱间连板上的钢管套管与紧固弧板组合紧固支撑钢管的位置，实现了支撑钢管的组合控位。

3.3 钢立柱防浪冲刷

在钢立柱上套设第三柱箍，并在第三柱箍的外侧设置柱侧防浪体，通过浮托撑袋对柱侧防浪体提供浮托力，通过压板连接板及防浪压板进行防浪，改善了钢立柱防浪冲刷的性能。

3.4 桥梁承台的定位

在侧模支撑板上设置同轴的第一撑杆和第二撑杆，并通过侧模定位槽、辅助控位板及侧模校位栓控制承台侧模的横向位置，提高了桥梁承台定位的质量。

3.5 桥梁组合承载

对桥梁承台的上表面设置固结柱，并在固结柱的内部设置柱内锚定板，可有效提升固结柱与钢立柱的组合承载效果。

3.6 支撑平台布设

分别在撑梁连板和柱侧牛腿的顶端设置横向撑梁和支撑平台板，并通过撑梁校位栓控制横向撑梁及支撑平台板的顶面标高，在支撑平台板与桥梁墩柱、固结柱之间设置平台锚拉筋，可有效改善支撑平台板布设的质量。

4 施工工艺流程

图1 工艺流程图

4.1 操作要点

4.1.1 施工准备

施工前按照测量规范要求布设导线点、水准点及各类监控点，利用设计成果，采用全站仪、水准仪进行闭合复测，确保达到各项规范的使用要求及对支架的结构安全稳定性进行验算、交底等。

4.1.2 支撑钢立柱打设

①勘测确定钢立柱的平面布设位置，并在钢立柱打设位置的地基土体上表面依次设置底板撑袋和支撑底板，并使支撑底板中心部位的导向套管与钢立柱的轴线重合。

②采用外部钢立柱打设装置进行钢立柱插打施工，并通过导向套管控制钢立柱的打设方向。

③钢立柱打设至设定深度后，先通过校位螺栓及定位夹板校正钢立柱的竖直度，再在钢立柱的外周设置第一柱箍，并通过柱底连接栓将箍侧压板与支撑底板连接牢固。

4.1.3 柱间支撑钢管的布设

①根据支撑钢管布设位置要求、在钢立柱上套设第二柱箍，并在第二柱箍外部焊接柱间连板，间连板上设置钢管套管。

②将支撑钢管的底端插入钢管套管内，通过紧固弧板将支撑钢管与钢管套管连接牢固。

4.1.4 柱侧防浪体设置

①分析确定钢立柱外部常水位及波浪高度情况，并在钢立柱上套设第三柱箍；在第三柱箍的外侧设置压板连接板，并使压板连接板与第三柱箍通过转动铰或滑槽连接。

②在压板连接板的下表面设置浮托撑袋上表面设置压板竖杆、背离钢立柱侧设置防浪压板，并在防浪压板与压板竖杆之间设置弹性控位筋。

③通过外部加气设备向浮托撑袋内加气对压板连接板提供浮托力。

图2 钢立柱支撑体系布设结构示意图

图3 紧固弧板结构示意图

4.1.5 桥梁承台施工

①在桥梁基桩的顶部套设基桩抱箍，并在基桩抱箍与承台底模之间设置桩顶支撑栓和底模撑板。

②在钢立柱的外侧套设第四柱箍，并在第四柱箍面向桥梁承台侧设置侧模支撑板；在侧模支撑板上设置同轴的第一撑杆和第二撑杆，并使第一撑杆和第二撑杆的另一端分别通过撑杆端铰与侧模压板连接。

③使侧模压板与侧模定位槽连接，并使侧模定位槽内的辅助控位板与侧模校位栓连接。

④通过侧模校位栓控制承台侧模的横向位置，通过桩顶支撑栓控制承台底模的位置，并校正承台侧模与承台底模连接的密闭性。

⑤依据现行规范要求进行桥梁承台混凝土的浇筑和养护施工。

图4 桥梁承台浇筑施工结构示意图

4.1.6 临时固结柱施工

①对桥梁承台的上表面进行凿毛，并绑扎钢筋笼、支模浇筑混凝土，形成固结柱。

②在固结柱的内部设置柱内锚定板，并在固结柱与临近的钢立柱之间设置柱间连接筋。

③在固结柱的顶端浇筑形成柱侧牛腿。

图5 固结柱与钢管桩布设结构的平面示意图

4.1.7 桥梁墩柱及支撑平台板施工

①根据勘测确定的桥梁墩柱位置，依据现行规范要求支设墩柱模板，并进行桥梁墩柱浇筑及养护施工。

②在钢立柱的顶部设置第五柱箍、并在第五柱箍的外部设置箍侧螺板，并在撑梁校位栓的顶端设置撑梁连板。

③分别在撑梁连板和柱侧牛腿的顶端设置横向撑梁和支撑平台板，并通过撑梁校位栓控制横向撑梁及支撑平台板的顶面标高。

④在支撑平台板与桥梁墩柱、固结柱之间设置平台锚拉筋。

图6 支撑体系布设结构示意图

图7 支撑体系布设结构示意图

4.1.8 0 #块箱梁浇筑施工

①根据0#块箱梁的断面形状和浇筑荷载要求，在临时支撑的顶面布设支撑方木、分配梁和腹板支架。

②在分配梁上布设箱梁底模，在腹板支架上布设箱梁侧模，绑扎箱梁钢筋笼后支设箱梁内模。

③校核箱梁模板的空间位置和连接密闭性，进行箱梁混凝土浇筑和养护施工。

图8 0#块支架纵断面示意图

图9 0#块支架横断面图

5 质量安全主要控制措施

①在面外设置扶手支撑，支撑在临时固结柱或永久柱上，水平联系和剪刀撑均采用14a槽钢。槽钢与钢管桩连接采用10mm厚竖向钢板焊接过渡，交叉处焊接采用围焊。

②在每排630钢立柱中都设置平联结构。平联在距离承台顶高度为5m，9m位置设置两道，平联在面内设置水平联系和剪刀撑。

③在相邻的支撑钢管之间设置横向连接筋，并应确保横向连接筋的连接强度和稳固性。

④支撑钢管的底端插入钢管套管内，并应确保支撑钢管与钢管套管的连接强度。

⑤支撑钢管的底端插入钢管套管内，并应确保支撑钢管与钢管套管的连接强度。

6 结论

复杂水域大跨度宽幅矮塔斜拉桥柱墩复合式现浇支架0#块施工新技术应用研究，研发了装配式施工装置，将装配式工程装置和支架体系应用于支架搭设过程中，在提升现场施工效率降低现场施工的难度，同时在桥梁承台上设置现浇的固结柱，实现固结柱和钢管桩的组合承载，大幅提升支撑体系的承载能力和稳固性，改善支撑体系的受力性能。经全寿命周期造价分析，该技术在各工程领域施工有较高推广价值。