王朋飞
中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司 湖北武汉 430014
摘要：针对卧龙沟3#特大桥主墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥0 号块托架法施工分析研究，介绍了0 号块施工的施工工艺和相关施工技术要求。
关键词：0号块施工；高墩；托架；装配式预压；
1、工程概况
卧龙沟3#特大桥是临夏双城至达里加（甘青界）公路土建工程之间的一座超高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁，该桥为分离式桥梁，主桥主墩身高153m，主桥上部采用（75+3x140+75）m五跨预应力混凝土变截面连续钢构体系。箱梁采用单箱单室截面，纵横竖三向预应力体系；桥宽12.75m，箱梁0#块高8.2m，长度11m，顶板宽12.75m，底板宽7m，翼缘板悬臂长2.875m，顶底板厚度分别为0.5m和1.3m，腹板厚度0.75m。
由于主墩高153m，常规工艺不适用于此桥施工，特采用在墩身上部设置预埋牛腿、在三角托架上支模现浇的施工方法。
2、托架构造和施工特点
2.1托架构造
0#块现浇段托架采用三角托架支架形式，自下而上主要为牛腿预埋件、牛腿斜撑（2工40a）、牛腿竖撑（2工40a）、牛腿横梁（2HM588x300）、卸荷块、主横梁（2HM588x300）、主纵梁（工40a）、分配梁（工10a）等组成，材料均选用Q235b钢材。
图2-1 卧龙沟0#块现浇支架布置图
2.2施工特点
采用支架法施工即在墩身上预埋锥形螺母，焊接牛腿，铺设横梁搭设平台，钢材用量大幅度减少且可以周转使用，同时有效的缩短了施工周期。
3、托架受力分析
3.1荷载分析
（1）恒载计算
①支架自重（G0）
0#块托架本身重力荷载由有限元软件自行处理，Midas程序运行时： 
。
②混凝土自重（G1）
0#块混凝土容重按26 
考虑
0#块断面简化成如下形式，经计算得0#块单位面积的恒载如下图所示：
图3-1 卧龙沟0#块恒载示意图（荷载单位：kN）
③模板荷载（G2）
模板荷载按3.0 
考虑。
（2）活载计算
①施工荷载（Q1）
作用在模板体系及支架上的施工人员及设备荷载标准值按实际情况计算，一般情况下可取 
。
②混凝土倾倒及振捣荷载（Q2）
混凝土倾倒及振捣荷载，一般情况下可取
。
③梁系风荷载（Qw）
根据《港口工程荷载规范》计算：
3.2工况分析
考虑最不利工况，即浇筑工况：0#混凝土浇筑按一次考虑，工作风速顺桥向作用；
3.3荷载组合
考虑标准组合和基本组合两种荷载形式。
本计算除施工荷载、风荷载和其它荷载视为活载以外，其余荷载如支架自重、钢筋混凝土重力荷载、模板荷载等均视为恒载。荷载组合形式如下：
以上荷载组合中，标准组合用来评价刚度及稳定性指标，基本组合用来评价结构强度指标。
3.4计算结果
根据设计图纸，在Midas软件中建立支架整体模型，如下图所示：
图3-2 支架整体模型图
模型说明：钢牛腿与墩柱焊接，钢牛腿与纵梁之间的连接模拟为焊接，纵梁与卸荷块之间的连接为铰接，卸荷块与横梁之间的连接采用铰接。
计算结果表明：
构件（Q235B）：
由此得知，支架整体计算主要构件强度均能满足设计及规范要求。
4、托架预压
为了保证0#块的施工安全，在支架搭设完成后进行反力预压，以检验支架各部分的承载能力及受力变形情况，消除支架的非弹性变形，测量出支架弹性变形作为调整立模标高的参考，同时通过支架主要杆件的挠度变形情况，对支架的安全性进行整体评价。
0#块支架预压采用高墩支架装配式预压装置预压。即在桥墩上设置支架，包括立体桁架。立体桁架铰结于桥墩顶端，立体桁架底端固接有第一应力分配梁组，0#块支架上端设置有第二应力分配梁组，第一应力分配梁与第二应力分配梁组之间设置液压千斤顶；预压通过千斤顶加载力将下部0#块支架预压。
图4-1 0号块现浇支架平面布置图
每个主墩支架预压时配备2套立体桁架，每套立体桁架两侧各配备1个千斤顶，共4个；每个加载点安排1名人员负责记录，加载过程分别按0#块悬臂自重的60%、100%、120% 分别进行三级加载。
加载过程中，支架左右两侧平衡加载，T构两端同时在同一位置加载。
5、0#块施工
根据现场实际施工情况，对0#块施工工艺、控制要点进行介绍：
（1）支架安装
步骤一：预埋牛腿埋件，即在墩柱钢筋绑扎完后，测量定位埋件的位置，安装并固定锚筋及锥形螺母，检查锚筋埋设长度及相对位置是否满足要求，用泡沫胶将锥形螺母开口端封堵好，合墩柱模板浇筑墩身混凝土，在浇筑至预埋件位置时注意减慢浇筑速度，振捣的时候避免扰动锚筋。
步骤二：托架结构焊接及安装，在地面先将单片托架结构焊接完毕，托架与预埋钢板之间采用等强坡口焊连接，预埋钢板开孔要准确。掏空锥形螺母里面的泡沫胶，将焊接完毕质量合格的托架吊装至墩柱上，上垫片、螺纹杆并拧紧螺母。待托架结构安装好后，焊接平联。
步骤三：卸荷块及主横梁的安装，测量已安装好的三角托架顶面标高，根据梁底的设计标高计算卸荷块高度。然后安装支架主横梁。
步骤四：剩余支架上部结构的安装，在主横梁上进行纵梁、分配梁及桁架安装，然后进行底模铺装。复测搭建好的平台标高，根据设计梁底标高调整平台标高。对搭建好的平台进行预压，观察结构变形，确认结构安全，测量再次调节平台标高。
（2）模板施工
支架安装好之后，安装底膜，测量标高调整至设计高程，然后安装外侧模、翼缘板模板，模板采用定制钢膜，一次安装到位，箱式内膜顶板采用扣件式钢管支撑。
（3）钢筋施工
待底板模板铺设好以后，开始绑扎底板钢筋，侧模安装完成开始绑扎腹板横隔板钢筋，侧模充当骨架，同时控制保护层，钢筋绑扎过程中同步预应力管道施工。
（4）混凝土施工
混凝土施工采用泵送，C55纤维混凝土，施工过程中严格控制浇筑顺序，先悬挑端后中间箱式，左右对称浇筑，严格控制分层，每层30cm，同时设置串桶，避免混凝土离析。浇筑过程中应特别注意预应力管道的保护。
结语
通过预埋焊接牛腿三脚架托架适用于高墩连续梁和一些地质比较复杂的连续梁0#块施工，施工时钢材用量少，可以周转使用，施工时间短，托架受力明确、安全可靠。托架法施工是解决超高墩大跨径连续刚构桥0号块施工操作难度大、危险系数高的有效方法之一，对同类或类似工程施工有重要参考意义。
论文作者:王朋飞
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第13期
论文发表时间:2019/6/11
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