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摘要：在高墩大跨现浇箱梁施工中，采用制式钢管立柱临时支墩及军用梁作为支架，避免大面积处理地基。本文结合支架施工实例，采用制式钢管立柱临时支墩、军用梁组成的支架体系在高墩大跨现浇箱梁中的应用进行设计检算。
关键词：现浇箱梁 制式钢管立柱临时支墩 军用梁
1.引言
在现浇箱梁施工时,一般的施工方法是采用满堂支架进行施工，对于地势陡峭或跨河、墩身高达40米的现浇预应力砼箱梁，采用满堂支架施工时地基处理较难，同时安全性较低，施工的材料人员都需要较大的投入。针对高墩大跨提出用制式钢管柱临时支墩、军用梁、梁支架体系组织施工取得了较好的技术经济效果。
2.工程概况
2.1工程概况
三和特大桥全长11478.31m，起讫里程为DK157+228.387～DK168+706.692，含24m跨双线简支箱梁18孔，32m跨双线简支箱梁314孔，48m简支梁6孔，32+48+32m现浇梁2联，60+100+60m现浇梁1联。所经地段地形地貌复杂、地势陡峭、起伏大。本桥为跨浚河6-48m现浇梁，梁体为单箱单室、变截面箱梁。梁体控制截面梁高分别为：梁高4.602m，支座中心线至梁端0.7m，梁缝分界线至梁端6cm。支座横向中心距4.4m。箱梁两侧腹板与顶、底板相交处均采用圆弧倒角过渡。顶板厚0.365m；底板厚0.32-0.8m，底板、腹板、顶板两端向外侧加厚、均按直线性变化。48米梁体在端支点处设横隔板，横隔板设有孔洞。中支点处设置2.2m*1.8m的横隔梁。横隔梁处设有孔洞，供检查人员通过。桥面宽度：防护墙内侧净宽9m，桥梁宽12.6m，桥梁建筑总宽12.6m。梁体全长为50.2m（含两侧梁端至边支座中心各0.7m）。
2.2水文地质情况
桥位范围内地层分为人工堆积层、第四纪沉积层及侏罗纪沉积岩层3类。浚河与桥大角度斜交，河床宽255米，水深2.0米，流量200m3/h，常年有水。地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。
3.现浇支架的选定
现浇支架常规使用的主要为碗扣式满堂支架,下面就满堂支架与军用梁支架从受力、安全性能、地基处理情况、施工难易程度及经济比选等若干方面进行比较。二者比较见下表，两种支架各有优缺点。根据施工现场实际情况，依据施工技术性能及经济比选，最后选择军用梁作为现浇箱梁的支撑体系。
经过施工技术、经济及安全性比较，可以看出：
（1）、由于桥下方有河水流过，河道宽255米，流速 200 米3/秒，水深2米，且河水不宜改道，并且上游100m有一座蓄水性大坝且不定期放水，如遇汛期水流将更大，如采用碗扣式满堂支架，临时基础几乎不可能实施，进行河道处理，不均匀沉降较大，且不可控制，箱梁质量不宜控制，影响巨大。
（2）、支架高度在20米以上，支架过高并伴随水流的冲击，常规碗扣式支架搭设已经不能满足现有施工的条件，常规条件下墩高20米以下适合采用满堂支架，超过20米的支架安全性降低，风险较大，一般情况下不使用。
（3）、采用大量人工作业效率低，搭设时间较长。
（4）、采用军用梁可从各铁建单位直接租借到，因此综合技术经济安全等多方面因素，选择采用制式钢管立柱军用梁支架作为支撑体系。
4.支架的设计及检算
4.1支架总体方案图
4.1.1 跨浚河6-48米现浇梁跨径军用梁及临时墩布置图如下图1（取计算跨径为48米）：
4.1.2支架方案设计
军用梁支架体系由制式钢管柱临时支墩、六四式军用梁及砼基础等组成。采用钢管立柱支墩通过法兰式垫梁支撑于已经制好的承台上，支墩之间设置连接撑杆。支墩墩顶同样设置法兰式垫梁，垫梁上放置砂箱，砂箱顶设置3I56工字钢垫梁，垫梁顶设置3I56工字钢大横梁支撑铁路六四式加强型军用梁，砂箱作为卸架设备便于军用梁的落架。在军用梁或支架上面布置方木、木板和木模板形成整个现浇支架。制式钢管柱立柱支架支撑到临时基础上，基础宽4.13米，长12.8米，高1.5m，为C30钢筋混凝土混凝土。军用梁的布置见图1。
4.2 军用梁计算
强度和挠度
4.2.1强度
箱室区单片六四式军用梁所受荷载最大，故以此荷载验算六四式军用梁的强度，其强度如图2所示。
图2
4.2.2挠度
以上荷载分析，挠度也验算箱室区单片六四式军用梁，其总荷载挠度如图3所示：
根据上述计算，六四式军用梁强度刚度满足要求。
5.支架的预压
5.1采用逐跨预压或逐联预压方式进行浇筑前的支架预压。
箱梁底模成型之后，采用与箱梁混凝土重加施工荷载（施工人员、设备、冲击荷载等）同等重量的砂袋(或水箱，可以加50％～60％加载总重量的砼预压块后再加砂袋)进行全断面预压，砼预压块和砂袋用吊车吊卸。雨季预压时，应随时注意天气变化，准备足够的防雨用品（如塑料布等），避免雨淋致使砂袋超重。
通过预压，一方面检查支架的安全性，确保施工安全；另一方面消除非弹性变形值δ1(地基非弹性变形、支架非弹性变形及砼收缩、徐变而引起的挠度)的影响，确定支架系统的弹性变形值δ2，有利于合理设置支架预提高度、正确控制施工标高和桥面线形。支架下沉量在正式施工前完成，预压时间拟定为6天(以支架稳定不再变化时为准)。
5.2观测
支架预压前在底模及地面分别固定对立设置垂直标尺，并在加载前做好标记，进行观测。（每跨纵向在支点、1/4跨、跨中和3/4跨处5个断面，横向布设6～7个点，每跨共计30～35个观测点）测量底模顶标高H0；卸载前测量原测点底模顶标高H1；卸载后测量原测点底模顶标高H2。基础、支架、模板弹性、非弹性变形值计算如下：
基础、支架、模板非弹性变形值δ1=H0-H2
基础、支架、模板弹性变形值δ2=H2-H1
一般设置方法如下：考虑砼收缩徐变引起的挠度以及连续箱梁浇筑进行水平分层（下层为底板、腹板；上层为顶板、翼板）的实际具体施工过程，将连续箱梁施工标高在设计标高的基础上，每个墩顶位置箱梁的预提高度为弹性变形值δ2，每跨跨中预提高度为弹性变形值δ2+10mm；其余位置的预提高度均为每跨墩顶预提高度为最小值，跨中预提高度为最大值按直线比例分配。
5.3预压过程注意事项
在预压前、卸载前、卸载后和预压过程中定期用仪器观测每跨控制点的变形情况，并检查支架各扣件的受力情况，沉降稳定后开始卸载（卸载前安排专人逐个检查顶托的受力情况，若有个别顶托未受力，人工通过调节杆调整，保证支架各顶托受力一致）。根据观测数据计算支架的弹性和非弹性值，通过U形可调托座调整底模标高（设计标高+弹性变形值）。
在预压过程中没有发现支架有不可恢复的变形，支架基础没有发生大的沉降、开裂、塌陷即证明支架及基础承载力满足设计要求。
砼浇筑时在每跨跨中和1/4跨处支架顶部设置沉降观测标，观测标横桥方向设三道，即腹板位置和箱梁中心位置。观测标由吊锤和地标组成，浇筑前用钢尺测量吊锤和地标之间的距离，浇筑过程中随时进行复核，直至砼浇筑完成。观测数据如有差异，立即暂停浇筑，待查明原因并做相应处理后方可继续施工，但暂停时间不可过长，防止施工冷缝的产生。
6.支架的安装与拆除
6.1首先用全站仪对制式钢管柱临时支墩基础的平面控制点进行精确放样,开挖后进行临时墩砼基础的施工。实施时注意地基情况承载力的确定。
采用制式钢管柱临时支墩和六四式军用梁，制式钢管柱临时支墩落于已施工好的承台上和临时砼基础上。不同之处：由于该桥每跨度均大于40米，故在每跨适当位置增设两个临时支墩（制式钢管柱临时支墩）。经对临时支墩最不利位置进行受力分析，要求地基承载力不小于200KPa。临时支墩基础采用C30钢筋砼浇筑，宽4.13m、长12.8m、高1.5m。基底松软处采用开山石进行换填处理并压实，再浇筑砼；若基底为岩层，则凿至硬质岩层后再做砼基础。临时支墩基础上布置分配垫梁，其与砼面紧贴，稳妥后再安装临时支墩。各种横向及斜向联系，各螺栓连接须用扭力扳手检验。
6.2军用梁的安装
在施工现场采用汽车吊与塔式起重机配合组装,把双层军用梁先分节组装,然后按照单跨长度吊装拼接,组装后逐跨采用大吨位汽车吊进行吊装一次就位,为施工吊装方便先吊装最外边军用梁进行临时固定,然后按设计进行逐榀吊装,吊装上两榀后就开始用槽钢、U型卡进行连接，作为横向联系防止倾覆，增强其横向刚度。 支架结构的搭建要稳固，杆件连接牢靠。
制式钢管柱临时支墩的拼装：拼装前要检查承台或临时墩顶面平整度，其误差要≤3mm。为减少高空作业量，拼装立柱前即上满接头板，立柱安装过程中随时检查立柱的垂直、方正与水平，立柱安装完毕后紧接着上拉撑。吊装作业要有专人指挥。
6.3支架的拆除
当箱梁砼强度达到设计强度及规范要求后，进行落架和模板拆除。卸落支架应按拟定的卸落程序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小， 以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落。
通过砂箱进行落架,先吊装下箱梁翼板下的军用梁,底板下的军用梁每两榀联系在一块,不拆除这两榀的横向联系,通过水平千斤顶向翼板下方向横移,横移到边后,用汽车吊吊下。
制式钢管支墩的拆除：制式钢管墩杆件的拆除为杆件搭设的逆向，后装的先拆，先装的后拆。一步一清，不得采用踏步式拆除，不准上、下同时作业。如遇强风、雨、雪等气候，不能进行外架拆除。
7.结束语
通过采用制式钢管立柱军用梁支撑体系解决了高墩大跨现浇箱梁支架的难题，但也有待改进。若设计成可以移动的支架可大量解决人力机械功效，会更经济。技术安全性会更好。
论文作者:张树强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/11
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