摘要:在高速公路建设过程中，常需要跨越国道、河流等障碍，就需选择合理的施工方案，既能保证高速公路正常建设，又能对国道交通影响降低到最低。本文基于工程实例，选取支架法进行施工，进行合理的布置，保证支架承载能力满足要求，为高速公路桥梁施工提供工作平台，保证了桥梁顺利施工。
关键词：高速公路 跨越国道 桥梁 支架
我国经济社会的飞速发展，促使高速公路建设突飞猛进，高速公路基本延伸到每个县区。在高速路网建设中，经常出现跨越国道的情况，这样就要求既能使高速公路正常施工，又要减少对既有国道的交通影响，保证交通正常运行。要跨越国道，就需要采取必要的措施，经常采用的方式有悬臂浇筑法、支架施工法、转体施工法等。对普通的高速公路桥梁，一般采用的是支架施工法。支架法施工就需要对支架进行合理的布置，首先承载能力要满足要求，能承担施工期间的所有施工荷载；同时又能很好的跨越障碍，减少对国道交通的影响。
1工程概况
该工程上部结构桥跨布置为（30+40+40+30）m现浇连续箱梁，桥梁全长148.2米，位于R=828.5m圆曲线段。梁体为单箱四室变截面连续梁桥，梁体混凝土强度等级为C50。基础部分由钻孔灌注桩和钢筋混凝土承台组成。钻孔灌注桩40根，直径1.2m和1.5m，桩长30m～54m，地质主要为粘土、卵石土和强风化泥岩。墩身为钢筋混凝土柱式桥墩，柱式桥墩直径1.8m。
为保证本项目顺利施工，又不影响既有省道正常通行，决定采用满堂支架与梁式支架相结合的方式。在两个边跨采用碗扣式满堂支架，在两个中跨采用碗扣式满堂支架与梁式支架组合结构。
2施工方案布置
2.1碗扣式满堂支架布置
碗扣式满堂支架搭设顺桥向间距为0.6m（排间距），横桥立杆间距底板底部为0.6m，翼缘板外侧为0.9m，支架搭设水平杆层距为1.2m，腹板处加密至60cm。横向、纵向剪力撑采用普通钢管脚手架通过扣件与碗扣架的立杆相连，每隔二排立杆设置一道横向剪力撑，每跨设置3道纵向剪力撑，间隔2排布设。剪力撑由底至顶连续设置，斜杆必须落地，并与扫地杆紧固，倾斜角度控制在45°～60°，剪力撑斜杆用扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端和立杆上。
2.2梁式支架布置
为保证既有国道的正常通行，支架跨越国道行车道的部分采用梁式支架，支架跨径为5.5米，每半幅预留2个车道，车道净宽4.8米。根据国道实际路面标高及梁底设计标高计算，新建桥净高最小值为5.00米；为保证梁式支架搭设后净高不小于4.5m，纵梁采用整根长12米的I28a工字钢，间距60-90cm（腹板位置为60cm），上铺10cm*10cm方木，1.2cm厚竹胶板，则纵梁+方木+竹胶板的厚度为39.2cm，支架净高满足要求。支架横梁采用整根长9m的2I28 工字钢，横梁下设砂箱以利支架卸落，每排立柱采用4根外径325mm，壁厚10mm的钢管。立柱坐落于混凝土条形基础上，基础断面70*70cm，兼做隔离车道及立柱防护。
2.3方案分析
针对本项目支架设计方案，组织专业人员进行支架及基地验算，从而保证了结构的强度、刚度、稳定性，验证了该方案的科学性合理性。本方案结构稳定，承载力满足要求，为保证高速公路桥梁施工顺利，考虑所有施工荷载，并适当的提高安全系数，保证了结构的承载力和稳定性满足要求。本项目采用混凝土条形基础，经预制后吊装至现场，对基地承载力要求低，施工简便，能够快速安装，减少对既有国道交通的影响。现场所需材料均为常规材料，无需专门设计，经济效益明显。
3施工工艺
3.1满堂支架施工
（1）地基处理：挖除地表土1m，并换填砂夹碎石，分层碾压，地基承载力要求大于400Kpa，以确保地基稳定，地基所垫碎石选用级配较好，块径不大的碎石填筑，填筑前在地基周围挖排水沟，排除地基上的积水，并清除杂物，适当凉晒干燥，沙加碎石以上浇注30cm厚C20混凝土。
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（2）为便于高度调节，在立杆底部及顶部分别设置KTZ-50型可调底座和TKC-50型可调托撑。按照施工区处理后的地面与梁底高程之差，立杆采用立杆采用LG—300、LG-240、LG—180、LG-150、LG—120、LG—90等规格的杆件进行组合安装。立杆顶托上面横向设置10*10cm方木。
立杆横向间距：横向间距为60cm和90cm。立杆纵向间距：在横梁处采用60cm，其他位置采用90cm；横杆步距：最大采用120cm；
（3）剪力撑设置
碗扣支架搭设后，采用扣件及钢管设置剪力撑。纵桥向设置4排剪力撑，在支架两侧及底板位置；横桥向每隔5排设置一道。剪力撑沿脚手架高度连续布置，与地面夹角45°—60°，随立杆、横杆同步搭设，保证支架稳定。
3.2梁式支架施工
（1）基础采用钢筋砼条形基础，它主要起到了将上部荷载传递给原地面的作用。经过计算，对地基承载力只要求达到150Kpa就可以，而原地面为集美大道路面，地基承载力远远超出这个要求。但是，在具体施工中，一定要精确测量放样，尤其是预埋件的设置要准确。施工时，采用夜间施工，钢筋网提前绑扎好吊装入模，然后进行砼浇注。
（2）钢管支墩的安装
钢结构支架墩采用一排4根外径325mm，壁厚10mm的钢管。施工时，提前放样下料，运输至施工现场，吊车安装就位，然后用螺栓连接，所有钢管就位后，撤出吊装设备，以避免影响交通，然后再安排人员逐个焊接。施工前准备：支撑钢管架立前，应对基础顶面标高进行复测，以便于对支架整体标高的控制。钢管顶部钢板及其支撑三角钢板在钢管架立前焊接好。支撑钢管的架立：架立钢管时应有测工在现场，保证钢管中心与基础中心重合且各受力钢管在同一直线上。钢管与基础预埋钢板焊接时，先将钢管与预埋钢板焊接，然后用四块三角钢板对称焊接将钢管固定在基础上。
（3）横梁采用2I28a的工字钢，长度9米，先在地面将两根工字钢并排焊接成型，然后吊上钢管柱顶的砂箱再焊接固定，横梁应设置牢固。考虑到钢管架自重,受力较大,因此纵梁在箱梁腹板处以60cm间距布置，符合结构受力特点,保证安全。
（4）工字钢纵梁应严格按图纸间距布设并予以固定，确保纵梁的稳定性。纵梁采用整根长12米的I28a工字钢，间距60-90cm（腹板位置为60cm），上铺10cm*10cm方木，1.2cm厚竹胶板，则纵梁+方木+竹胶板的厚度为39.2cm，支架净高满足要求。
3.3支架预压
支架预压的主要目的是为了验证计算并分析确定支架的弹性变形和非弹性变形，根据设计高程准确定出箱梁底模的施工高程及预拱度，确保箱梁施工完成后的底、顶高程和线性符合设计要求，并检查支架砂箱的压缩量和支架的受力强度、刚度以及均匀性、整体性、安全性。
本项目考虑施工安全及设计要求，支架预压荷载采用箱梁荷载的1.2倍。支架预压可采用砂袋，必须对称、均匀加载。支架平面位置、底面高程及拟定的预拱度检验校核无误后，在支架顶设置沉降观测点，并对该点的位置、高程做，作好记录。每隔5m设置一个沉降观测断面，每个断面设置三个沉降观测点，分别设置在底板中心及两侧腹板处。加载顺序：分三级加载，第一、二次分别加载总重的30%，第三次加载总重的40%。支架预压开始后即进行沉降观测，每天、每一层都必须认真观测，并作好详细记录。预加荷载完毕后，还应继续观测，直到支架停止沉降和变形。一般要求预压时间为2～3d。确定支架停止沉降后，即可先进行卸载箱梁自重的50%。卸载时还应继续进行观测，直至卸载完成。最后卸载全部荷载，并对支架的标高变化全面观测，做好记录。整理观测记录，计算、分析观测结果，确定支架的弹性变形和非弹性变形，根据实验数值，加设支架预拱度，对箱梁底高程进行修正、调整，检查无误后，即进入下一步工序。
4结语
通过本工程跨越国道施工支架设计及应用，选取碗扣式满堂支架和梁式支架相组合的结构，既能满足高速公路桥梁顺利施工，又能满足既有国道正常通行，通过结构计算、支架预压和实践应用均验证该方案的合理性，保证高速公的正常建设，为同类工程开展提供借鉴经验。
参考文献：
[1]胡帆.论桥梁工程支架施工分析[J].城市建设理论研究,2012(31)
[2]周大鹏.浅析桥梁现浇箱梁支架施工措施[J].中国新技术新产品，2013（12）
论文作者:吴贺祥
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/17
标签：支架论文; 钢管论文; 剪力论文; 国道论文; 间距论文; 预压论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第20期论文;