[关键词] 预应力盖梁 施工方案设计 结构计算 钢管柱
0 引言
预应力盖梁在现代桥梁设计施工中已得到广泛应用，其中长大预应力盖梁横跨能力较大，主要适用于城市、山区等受地面通行限制又有较大横跨需求的桥梁施工中，常规施工多采用满堂支撑架+贝雷梁门洞形式，但在高墩长大预应力盖梁施工中，此类结构形式搭设困难，安全风险大，材料周转效低，施工成本高等弊端。
本文结合某高速公路特大桥，通过对其高墩长大预应力盖梁进行施工方案设计和工艺流程进行控制，结果表明，该钢管柱支撑体系能很好地满足施工需要，确保了工程安全、质量、工期及经济效益，为今后类似施工提供一种技术参考。
1 工程概况
该项目为高速公路，位于沟谷阶地、黄土沟壑及梁峁地区，地势起伏大，地层稳定，地貌单元简单，主要以粉土、粉质粘土、黄土及砂岩组成。桥墩盖梁采用双柱式悬臂预应力盖梁，墩高18.5m~22m，长24.25m，宽2.2m，高1.6m，跨径14.2m，悬臂长（距墩中心）5.025m。
2 方案设计
高墩长大预应力盖梁施工平台应具备强度、刚度条件外，还应综合考虑搭设条件、材料周转速度及成本等因素。经过实地勘察、方案比选及经济效益分析，最终采用钢管柱结构体系，该体系具有搭拆速度快、材料周转率高以及基本不受地形条件限制等诸多优势。
2.1 结构体系
施工平台自上而下的顺序为：钢底模→I10工字钢→双I45a工字钢→50t螺旋千斤顶→φ609×12钢管立柱（纵向间距5.125m×2+9m，横向间距2.3m）→工字钢底座→C20条形基础或基岩。
2.2 结构计算
2.2.1 荷载取值及组合
（1）C40钢筋混凝土：26kN/m3。
（2）组合钢模板：0.75kN/m2。
（3）施工人员及设备：2.5kN/m2。
（4）倾倒或振捣荷载：2kN/m2。
（5）风荷载：按规范取值。
（6）自重系数：1.04。
（7）抗倾覆稳定系数：不小于1.3。
（8）强度、稳定性计算荷载组合：1.2×永久荷载+1.4×可变荷载。
（9）刚度计算荷载组合：1.0×永久荷载+0×可变荷载。
2.2.2 计算模型
2.2.3 计算结果
（1）I10分配梁
单柱最大反力为490kN，单柱承载力按500kN进行设计。
通过结果可知，钢管柱体系满足预应力盖梁施工要求。采用最大墩高22m、最大中跨跨径14.2m且不考虑联系和抱墩情况进行计算，结果偏于安全。
3 主要施工工艺要点
3.1 基底处理
根据地勘结果，在基底良好且开挖深度较浅时采用机械直接开挖至岩层，将基岩表面处理平整即可安设钢管柱支撑体系；当基底承载力不足或开挖深度较大时根据实测承载力换填一定厚度的石渣以确保基础满足承载力要求，同时按设计尺寸浇筑C20条形基础作为钢管柱体系中工字钢底座安设受力基础。
3.2 钢管柱搭设
钢管柱搭设前复核基础平整度、高程及平面位置，按设计钢管柱平面位置将工字钢底座安装在基础上，采用GPS定位钢管柱在工字钢底座上的位置并做好标记。
计算钢管柱搭设高度及配置节段尺寸，标准节段有6m、3m、1.5m、0.5m及0.3m以满足不同高度细部调整，采用25t汽车吊将8根首节6m钢管柱支立于工字钢底座上，调整垂直度后采用力矩扳手按初拧、复拧及终柠的方式将法兰盘高强螺栓对称拧紧。按上述步骤逐节将剩余节段钢管柱安装完成，安装过程中每搭设一节或每搭设高度超过6m时安装柱间、柱墩间的水平、竖向联系，保证稳定及安全，联系采用[20槽钢进行焊接，焊缝采用E50手工电弧焊角焊缝。根据柱顶标高、50t螺旋千斤顶安全顶升高度计算最后钢管柱调节段尺寸和数量，并完成钢管柱搭设。
3.3 调节、卸落装置安装
调节、卸落装置采用50t螺旋千斤顶安装于钢管柱顶端，并设置防溜、防倾覆卡槽，根据计算高程初步调整8个千斤顶顶升高度以满足安装平台主梁要求。
3.4 底模平台铺设
平台受力主梁为两根双拼I45a工字钢，每根双拼I45a工字钢长度为27m，双拼工字钢焊缝错开长度不小于6m，焊缝设置应避开应力集中位置，焊缝两侧设置加劲板。工字钢主梁采用25t汽车吊安装在4个50t螺旋千斤顶上，并复核主梁高程，安装过程中应保证千斤顶支撑于工字钢主梁轴心上，两根主梁标高复核无误后采用精轧螺纹钢对拉杆将其锁定于墩两侧初步稳定，最后按2m一道增设对拉杆加强两根主梁稳定。
平台分配梁采用I10工字钢按间距30cm进行铺设，采用C14通长圆钢将工字钢点焊联系，盖梁两侧各预留宽度不小于60cm的操作平台并做好安全防护。
底模铺设完成后，进行体系预压，预压完成后，接着进行预应力、钢筋及混凝土施工，此处不再赘述。
4 结论
本文从高墩长大预应力盖梁施工支撑体系选型到结构计算，最后到施工方案的确定，为盖梁施工提供安全保障，减少材料、资金等投入，降低施工成本。实施结果表明，该支撑体系能很好地满足施工需要，确保工程安全、质量、工期及经济效益。鉴于钢管柱支撑体系具有承载力大，搭拆速度快，材料周转率高、受地形限制小及不影响交通通行等优势，在高墩长大预应力盖梁施工中具有良好应用价值。
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论文作者:余红权,林嵩,王寿忆
论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期
论文发表时间:2019/12/12
标签：预应力论文; 工字钢论文; 钢管论文; 荷载论文; 体系论文; 结构论文; 承载力论文; 《城镇建设》2019年22期论文;