重庆市某拱式箱梁桥0块首节支架施工

1、0#块首节支架施工xx xxx摘要：大跨径连续钢构桥，造价低于同等通车量斜拉桥，已在西南地区广泛采用，而一些市政工程出于对景观有要求，一些资历雄厚的设计院已开始在桥墩和0#快外形上进行“异形”设计。本文结合合川xxx桥0#块整体支架设计及施工方法进行总结，以供相同桥型借鉴。关键词：异形 首节 设计 施工 1、工程概况xxx桥是连接合川区合阳与南平区，紧邻涪江与嘉陵江交汇口。桥梁全长470m，其中主桥为拱式桥，总长280，其跨径布置为75+130+75m；南北引桥全长190m，均采用30m跨径等截面连续梁。拱上主梁为单箱双室截面箱梁，采用斜腹板，根部结构（0#块）总高14m，宽19m，梁与拱共同

2、受力。箱梁顶板厚28cm；底板0#块处均厚310cm。共纵向共设有108束预应力管道，竖向共设66道预应力管道均采用C55混凝土。由于xxx桥0#块结构复杂，砼模板支撑点位少，结构体积大，故设置支架系统，保证0#块顺利施工。图1 基本桥型图2、0#块首节施工难点及方案初步选定2.1 施工难点（1）抢水时间限定为5个月，前期任务繁重，对0#块的施工准备略显仓促。（2）河市岸进场道路狭窄，施工重型机械进场难度大。（3）施工平面布置困难。分常规水位和汛期水位两个阶段，汛期水位对安全生产影响较大。（4）承台设有倒角，桥墩为异性花瓶状，0#块结构复杂并向四周扩张，砼模板支撑点位少。（5）由于市政景观要求

3、以及特殊的钢筋布设，桥墩身无法预埋大型型钢构件。2.2 方案初步设定针对上述施工难点，我们将0#块初步分为四段进行浇筑，以保证达到设计结构要求及工程进度。图2 0#块初步分块示意图因为难点（4）、（5），导致常用的连续钢构桥在墩身上预埋牛腿搭设钢架的做法无法应用。我们只能运用承台提供的施工空间来搭设以钢管桩为主的整体钢架。此种钢架搭设高度大，难点（4）决定了我们必须设置倾斜的钢管桩，才能满足0#块的宽度要求。3、方案设计3.1 荷载参数3.2 直桩和斜桩间设置400mm钢管平联。H70型钢作为支架系统的下横梁，顺桥向共设置3列（共8根，在墩身处断开，桥轴线处为双拼H70），单根长7.5m。贝雷

4、架搭接在H70上，长15m，为双片单组合，分两跨，跨径6.3m。I56搭接在贝雷架上，9m长双拼I56顺桥向分4跨，按1.5m、1.5m、1.5m、13.85m跨径布设，6.5m长I56顺桥向分3跨，按1.5m、1.5m、1.5m跨径布设。横桥向布置间距为1.55m。I25搭接在I56上，共4跨，每跨径1.55m，顺桥向布置间距为0.4m，在两侧采用双拼I25。 型钢支架搭设完毕后，在I25上搭设脚手架，脚手架搭设参数：横向间距或排距(m):0.40；纵距(m):0.40；步距(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.60；脚手架搭设高度(m):5.00；采用的钢管(mm):4

5、8×3.5；板底支撑连接方式:顶托支撑；图3 0#块支架整体立面图图4 0#块支架整体平面图3.3 横向144.488 N/mm2小于 纵向钢管的抗压强度设计值205.0 N/mm2，满足要求！小于钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！3.4 整体钢架如用简支梁的形势简化计算，计算量太大而且结果因为超静定结构太多，所以不仅工作量繁重，而且计算结果精确度无法保证，在此，笔者使用平面设计软件Midas Civil 2006进行建模计算。单边荷载设计值定为：静荷载和动荷载分别取安全系数为1.2、1.4，以最不利的荷载组合进行模型荷载设定。图5 钢架模型变形

6、分析图图6 钢架模型组合应力分析图(轴力+弯矩)模型分析显示，整个钢架的位移局部最大位移不超过1cm，而只有在最外侧的两组贝雷架的局部最大组合应力达到364.5Mpa，所以我们只需在贝雷架上增加加强旋杆，减小因为整体钢架变形而造成的贝雷架局部受力负荷过大。模型验算证明了我们在中间下横梁使用双I70型钢的设想正确，各组型钢的应力值均小于f= 210Mpa。位移基本可以忽略，所以不需要进行稳定性验算。 笔者已用Sap2000 10.0对整个钢架的验算进行了符合，得到的分析数据基本一致，所以整个钢架的思路与搭设方式是完全可行的。模型是完全理想化下施工才能达到的效果，钢架模型的要害在于如果施工搭设出的

7、钢架对称度不够会导致整个钢架偏心失稳，而且所有节点处均采用焊接，对焊接质量优劣问题不容忽视。另外鉴于贝雷架局部应力过大，以及洪水的冲刷问题。所以我们在不影响整个施工质量与进度的情况下将原定0#块首节混凝土分为三次浇注。 图7 变化后的0#块首节浇注3.5 0#块支架钢管焊设于预埋在承台的预埋件上。预埋件的平面位置及加工图：图8 承台预埋件构造及布置图支架系统上部分配梁I56向内悬挑距离过长且承重较大，故须在墩身相应位置埋设预埋件以焊接牛腿支撑I56。水平位置同I56分配梁，高度为I56实际底口高度以下11.5cm处。预埋件样式采用30×30×2cm钢板焊接钢筋的形式预埋，然

8、后在外焊接钢板支撑。所有钢板均为2cm厚。具体情况如图：图9 I56分配梁牛腿大样图4、施工方法3.3 承台预埋件采用B32钢筋与2cm厚钢板制作，钢筋与钢板连接均采用塞孔焊。预埋件表面应尽量贴近承台模板（倒角处预埋件），或者保持表面水平且标高一致（承台表面预埋件），水平位置要保持横竖对称。承台浇注混凝土时，预埋件下面的混凝土振捣密实以保证其粘结力。预埋时，用塑料袋等易于拔出的东西将剩余半截套筒塞满然后整个预埋件贴近墩身模板，并标记预埋件位置，以方便模板拆除后迅速找到预埋件位置。3.3 钢管桩共6根直桩和6根斜桩（单个0#块）。均采用720×8mm钢管。首先根据设计位置或标记，凿出承

9、台预埋件，并清理干净。然后由测量人员复核预埋件标高，并标记处钢管桩基础设计位置后，进行钢管桩的安设。采用一次性吊装整根钢管桩。根据涪江水位情况选择斜桩与直桩安设的先后顺序。跟进目前水位情况，可先安设直桩，并焊接平联。安设直桩时，由测量人员配合，保证直桩的垂直度。由履带吊直接吊装到设计位置，并焊设临时连接。待钢管桩位置及垂直度复核完毕并调整正确后再采用满焊。首根钢管桩安设完毕后，可与栈桥钢管桩建立临时连接。待钢管桩基础形成整体后再拆除临时连接。直桩安设完毕，并建立首层平联（400mm钢管）后，可安设斜桩。平联共三层，高度分别为承台起5m、9.5m、13m处（与墩身预埋件保持水平一致）。斜桩安设前

10、，先在承台预埋件上焊设一定位三角板，然后用履带吊和小葫芦吊配合安装到位。待倾斜度达到要求后，马上与对应位置直桩建立临时连接。另外，由于本支架系统承重较大，故须对钢管桩上下端头加强。具体加设情况见下图：（桩帽三角板（10×10cm）焊接前先在桩顶80cm加设一圈1.4cm厚钢板）图10 桩脚桩帽构造图直桩桩帽可在安设前预制好，直接安设。斜桩长度应适当加长，待安设完毕后割除多余部分，再行安设桩帽。 H70型钢安设H70型钢作为支架系统的下横梁，顺桥向共设置3列（共8根，在墩身处断开，桥轴线处为双拼H70），单根长7.5m。H70型钢在钢管桩桩顶处和跨中应用2cm厚钢板加强，劲板间距20c

11、m。H70采用履带吊直接安装到位，与钢管桩基础间采用满焊连接。 贝雷片安装贝雷片采用双组合加强型贝雷片。横桥向共设置8组。用塔吊将支架第一段贝雷片（8m长）搁置于H70下横梁上，并与之固结。固结采用型钢焊接在H70上，使其箍紧贝雷片。顺桥向两片贝雷片之间采用8型钢钻孔上螺栓作为平联。3.3.3 I56与I25分配梁安装I56为顺桥向安装在贝雷片上，横向间距按1.5m布置。尽量安装在贝雷片的节点上。I56与贝雷片连接参照上节中贝雷片与H70的连接方式。I56在后场接长加工后，现场安装采用单根吊装的形式。上下游双拼处采用吊装到位后，再花焊拼接。I25次分配梁垂直安设在I56上，与I56采用焊接形式连接。安装间距为40cm。共20根。3.4 脚手架安装I25分配梁安装完毕后，在其上满铺1cm厚钢板。在钢板上面搭设脚手管，铺设间距顺桥向按照25cm（平模板）间距搭设，每个斜模板中间也搭设一根；横桥向按40c