大悬臂预应力盖梁支架体系工艺及安全管理

侯诚，战宝嘉

(1.甘肃省交通投资管理有限公司，兰州 730000；2.中交一航局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

1 引言

现阶段，城市内绝大部分高架工程都存在边通车边施工的困难，房屋建筑、交通道口、道路占地等都给高架工程的施工带来了许多困难，因此，大悬臂预应力盖梁在高架工程中被广泛使用。

2 工程案例

2.1 工程概述

项目为崇贤至老余杭连接线（高架）工程，起于在建的秋石快速路余杭段疏港互通，路线向西沿现状疏港大道（104国道）布设，途径崇贤、仁和和良渚，在与古墩路交叉口向西南，沿规划道路直至规划良祥路交叉后沿现状东西大道（320 国道）布设，途径良渚、瓶窑、仓前、未来科技城和余杭，最后跨越规划城南路后落地，路线全长34 km，采用高架桥形式，桥宽度为26.5 m，采用设计速度为80 km/h 的一级公路标准。

2.2 重难点分析

1）盖梁设计为大悬臂结构，盖梁下方为现状通行道路，边通车边施工的安全保障难度大。

2）保通压力大：盖梁悬臂端伸出道路施工围挡范围，围挡外两侧保通道路车流量较大，盖梁支架现浇施工可能直接影响两侧既有道路的交通，施工期间交通组织难度高、保通压力大。

3）安全风险高：采用支架现浇施工时，两侧支架搭设在保通道路两车道之间，来往社会车辆有撞击支架基础的风险；上方盖梁施工时有坠落物品伤害车辆、行人的风险。

3 支架体系类型

3.1 门洞式支架

适用于普通段盖梁施工，支架基础需占用行车道。主要优点在保通双向四车道的情况下，适应范围广；可以满足行车道净空要求；成本较低，拆装效率高；立柱底部设置法兰，便于应用于不同高程的盖梁；上部设置沙箱，支架拆卸方便，快捷；主横梁中间采用螺栓连接，对材料堆放场地要求低。存在缺点：支架基础在施工围挡外，存在来往车辆冲撞支架基础的安全风险；立柱基础较多；对地基要求严格，否则支架易沉降；起重设备要求简单，不需要大型起重设备。

3.2 悬臂贝雷主梁支架

适用于道路狭窄，人口密集区，无须占用行车道。主要优点是支架基础在施工围挡内部，对社会交通几乎没有影响；主横梁采用贝雷架，整体吊装方便。存在缺点如主梁整体吊装，对起重设备有要求高；主梁长度较长，场地要求较高。

3.3 悬臂桁架主梁支架

适用于地基软弱地段。主要优点是基础建立在承台上，对地基承载力几乎没有要求。缺点是无法满足行车道净空要求；对起重设备有很大的要求；成本高，施工复杂，不宜调节支架高度。

4 支架主体结构及参数

4.1 门洞式支架

支架系统由基础、钢立柱、平联、卸荷块、防护棚，承重主梁、分配梁、作业平台及平台防护组成，其构造如图1 所示。

支架两侧立柱基础采用C30 预制混凝土条形基础，基础与立柱间通过预埋件锚栓连接，中间立柱与承台上C30 混凝土基础、预埋件通过锚栓连接，并在平联上方通过垫块、抱箍与墩身附着；支架钢立柱选用8 根φ600 mm×10 mm 钢管，柱顶设桩帽；立柱间设置平联，平联采用φ426 mm×6 mm 和φ273 mm×5 mm 钢管。

承重主梁采用双拼HN700 mm×300 mm 型钢，主梁横向联系采用双拼[28a 槽钢螺栓连接，主梁中部设置法兰盘、螺栓连接，可对称分为两部分；主梁上的分配梁采用I28a 型钢，间距50～75 cm 设置；钢立柱与支撑桁架之间均设置卸荷块，用于传力、卸载。该类型支架两侧立柱需占用1 m 宽行车道，围挡设置为15 m 宽[1]。

4.2 悬臂贝雷主梁支架

支架系统由基础、钢立柱、平联、卸荷沙箱、防护棚，横梁、贝雷主梁、分配梁、作业平台及平台防护组成。与门洞式支架主要区别在于主梁由HN700 mm×300 mm 更换为HD200 高抗剪型贝雷梁。并且两侧钢立柱缩小至施工围挡范围以内，对保通道路不造成影响。

基础与立柱间通过预埋件锚栓连接，中间立柱与承台上C30 混凝土基础、预埋件通过锚栓连接，并在平联下方通过精轧螺纹钢、抱箍与墩身附着；支架钢立柱选用6 根φ600 mm×10 mm 钢管，柱顶设桩帽；柱间联系采用φ426 mm×6 mm 及φ273 mm×5 mm 钢管，平联与地面净空不小于5 m，平联数量根据墩高设置1～3 组。

钢立柱与横梁之间设置卸荷沙箱，用于传力、卸载；横梁采用双拼HN600 mm×200 mm 型钢，位于贝雷主梁下；贝雷主梁长27.43 m，高2.234 m，采用HD200 贝雷片（高抗剪型）组合而成，盖梁两侧贝雷梁均采用3 组合形式，其间设置[12.6型钢联系；桁架上的分配梁采用I28a 型钢，间距50～75 cm 设置。该类型支架不需另占用车行道，围挡16 m 宽。

4.3 悬臂桁架主梁支架

由于部分段落地基软弱无法满足支架基础承载力要求，故该部分盖梁采用大悬臂支架，支架所有承重立柱均落在承台上，并且与承台可靠连接。其构造如图2 所示[2]。

图2 悬臂支架结构示意图

主要结构如下。

1）盖梁横桥向布置两排支架，两排间距7 m，每排支架为2 根φ630 mm×10 mm 钢管柱。钢立柱之间设置φ325 mm×5 mm 钢管构成的平联，落架采用卸荷块固接。

2）沙桶上放置承重桁架，承重桁架分为两个边桁架与中间桁架，边桁架与中间桁架之间采用螺栓连接。

3）桁架由上弦杆（HM488 mm×300 mm）、竖、斜杆（HN350）以及下弦杆（HM488 mm×300 mm）构成。

4）承重桁架上横桥向布置由I25a 型钢构成的分配梁。

5 安全保障措施

5.1 围挡及保通便道施工

盖梁施工时会占用部分原有道路，保通道路提前施工，做好在原有道路上的分流和围挡工作，保证施工车辆和设备车辆安全通行，施工车辆与社会车辆分割开来，各行其道，互不影响。盖梁施工时，根据实际需要部分段落扩宽原有道路或者新建施工便道，保证施工车辆和施工人员通行。

5.2 支架基础防撞措施

机动车道支架基础处设置导流设施，采用2 m×0.8 m×0.5 m 的混凝土防撞水马，间隔2 m，导流长度15 m，并在支架基础旁设置防撞沙桶。为了增强夜间施工的安全性，在混凝土防撞水马上贴反光标贴，在支架基础以及支架立柱上安装安全警示灯，安全反光贴。支架施工时安装安全警示牌，设专人临时指挥交通，确保施工现场以及社会车辆人员安全。

5.3 支架施工安全保障措施

5.3.1 支架检验、验收和使用管理

1）支架加工前应检查验收各类原材料尺寸及力学性能

立柱钢管应采用直尺检查直径、超声波测壁仪检测壁厚是否符合设计及规范要求，型钢是否符合国标要求，可调及连接构件，螺纹部分完好，无滑丝现象，此外管件及型钢应无裂纹、凹陷、锈蚀。

2）支架使用前应检查验收支架各部位施工质量，检测合格后才能使用

支架与基础面是否接触良好，有无松动或脱离情况，立柱与基础预埋件之间连接是否牢固可靠；各连接部位螺栓数量是否足够、螺栓是否拧紧；焊接处焊缝长度、宽度、质量是否符合设计要求，要求焊接饱满，无咬肉、夹渣、裂纹等缺陷；构件连接有无松动、是否安全可靠。

3）使用管理

在使用过程中，应定期对支架进行检查，严禁乱堆乱放，应及时清理各层堆积的杂物。支架的施工和使用应设专人负责，并设安全监督检查人员，确保支架的搭设和使用符合设计和有关规定要求。

5.3.2 安全防护

1）人行爬梯的设置

为便于施工作业人员上下作业平台，且满足标准化工地要求，应搭设安全爬梯。爬梯采用定制爬梯（装配式梯笼），按同一规格型号制作，使用前对其基础进行硬化加固处理。爬梯四周采用安全网进行封闭处理。爬梯内同时能容纳的人数不得超过3 人。

2）工作平台的设置

为保证施工人员在架子顶部的安全以及防止物体坠落，必须在盖梁投影线以外四周设置工作平台，宽度1.0 m，用5 mm花纹钢板铺设；外侧每隔2 m 设置防护方钢管栏杆并挂设网格20 cm×20 cm 格栅网进行封闭，护栏底部设置20 cm 高踢脚板。

5.3.3 支架拆除安全措施

1）模板、支架应按照施工组织规定的方法、程序拆除；严禁使用机械牵引、推倒的方法拆除。

2）拆除前，应先清理施工现场，划定作业区。拆除时应设专人值守，非作业人员禁止入内。

3）拆除模板、支架时，必须确保未拆除部分的稳定，必要时应对未拆部分采取临时加固、支撑措施，确认安全后，方可拆除。

4）拆除作业必须由作业组长指挥，作业人员必须服从指挥，步调一致，并随时保持作业场地整洁、道路畅通。

5）预应力混凝土结构的侧模应在预应力张拉前拆除，底模应在结构建立预应力后且管道压浆完毕后拆除。

6）模板、支架拆除后，应及时拆卸零配件，并码放在指定地点或清运出场；带钉木模板应及时拔钉，或将其用钉锤进行打平。

7）拆除作业应自上而下进行，不得上下多层交叉作业；落架后，应先拆底模，后拆支架；作业时应先拆侧模，后卸落支架；落架作业不得影响支架的稳定。

8）拆除作业暂时停止时，必须将活动部件支稳或固定，并确认牢固后，方可离开现场。

6 施工中的创新与总结

本工程所设计的为大悬臂预应力盖梁，施工难度较大。所处的公路等级为一级公路，交通流量大，给施工带来了许多困难。本工程所选用的支架形式有效地解决了交通所带来的影响，并使得安全施工顺利进行下去。施工过程中的几点创新总结如下。

1）立柱下面设置法兰与基础预埋钢板焊接在一起，可以保证立柱与基础更好地连接，增强支架的稳定性。

2）立柱之间设置法兰，可以满足不同高度盖梁，调节、安装方便，施工效率大大提高。

3）行车道上的支架基础用混凝土隔离墩做导流设施，有效防止了社会车辆冲撞支架结构。

4）盖梁分配梁与花纹钢板焊接在一起，有效缩短了施工时间，并且彻底解决了分配梁与盖梁侧模板冲突的问题。

7 结语

大悬臂预应力盖梁的施工作为高架桥梁结构的重要组成部分，设置合理有效的支架体系才能保证盖梁的正常施工，尤其施工现场对于边通车边施工的要求较高，所以不同支架体系的研究及安全保证措施对于有效组织盖梁施工具有很大作用。本文比较了3 种盖梁支架的施工效率、社会效益以及经济效益，对于不同盖梁支架在不同的环境下的选择进行了有效对比，对于各种环境条件下大悬臂预应力盖梁的施工具有较强的指导意义。