高墩大体积超长悬挑盖梁施工技术

京秦高速项目东张庄特大桥为单幅三车道桥梁，东接凤凰山隧道，西与新集互通区相连，全长1 060 m，上部结构为长40 m的预制T梁，左幅10号墩柱为2.4 m方墩，高约35 m，有两道中系梁。该部位盖梁上部设计为门式标志架，盖梁两端悬挑3.55 m，用于安装门式标志架。盖梁宽2.6 m、高2.2 m、长19 m，混凝土体积为108.68 m³，重达270 t（图1）。该盖梁属高墩大体积盖梁，重量大且悬挑端施工困难，易造成大沉降，存在安全风险，必须合理设计模板支撑体系。图1 悬挑盖梁及墩柱构造1 施工难点及方案设计1.1 高墩盖梁施工设计1.1.1 施工难点墩柱高35 m，加盖梁高2.2 m，施工高度达37 m以上，属特级高空作业，根据JTGF 9—2015《公路工程施工安全技术规范》，搭设高度8 m及以上、搭设跨度18 m及以上、施工总荷载15 kN/㎡及以上、集中线荷载20 kN/m及以上的混凝土模板支撑工程属超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，需召开专家论证会进行论证。1.1.2 方案设计（1）由于施工高度较高且当地风力较大，普通爬梯存在安全风险，因此选用重型“之”字形爬梯。该爬梯采用装配式组件，安装拆卸方便，防护牢固。本工程为方形墩柱，爬梯与墩柱间连接采用预埋附墙件焊接15 cm×10 cm钢板，厚1 cm。钢板与预埋钢筋焊接固定，埋深40 cm，钢筋直径12 mm。附墙件采用角钢焊接，间距4.5 m。为保证爬梯稳定，在两道中系梁上部采用 48钢管“井”字形抱柱用扣件与爬梯连接。（2）考虑施工高度较高、满堂支架工作量较大、施工工期长等不利因素，盖梁支架采用穿钢棒法支撑，采用Q 345钢材 150通长钢棒，外露50 cm。采用砂箱调整架体标高及支架体系拆卸。为保证砂箱稳定，钢棒两端紧靠墩柱部分设方形钢板铁盒。1.2 悬挑模架支撑方案1.2.1 施工难点为设置标志架两端增长盖梁悬挑端比普通盖梁长且端部无倒角，施工荷载高，必须保证支架尤其是悬挑端安全稳定。由于盖梁属于外露混凝土构件，对挠度要求较高。1.2.2 方案设计本工程普通盖梁采用I 63 a工字钢做承重主梁，经验算悬挑端部主梁挠度及抗弯不满足要求，需对其进行优化，采用I 63 c工字钢做主承重梁，端部加焊钢板做侧板进行补强。承重梁安装前先将其焊接到设计长度，接缝位置设在弯矩为零处，即距桥墩中心线L/5处（L为两墩柱中心线的跨度）。承重梁水平安装，在每个墩柱两侧靠近墩柱位置对拉钢筋固定。在盖梁承重梁上铺I 16工字钢分配梁，分配梁上铺定制钢模板（图2）。图2 模板支撑体系操作平台由承重梁和分配梁外伸1 m构成，平台及防护采用装配式L型设计，相邻构件用螺栓连接，底部与分配梁缠绕铁丝牢固，工作面满铺厚脚手板。1.3 安全计算采用安全计算软件复核上述设计工况，考虑一定的安全系数，钢棒强度满足要求，承重主梁抗弯、抗剪和挠度验算也均满足要求。2 施工工艺2.1 工艺流程墩身内埋预留孔→孔中穿入钢棒→安装支撑支架→铺盖梁底模→安装盖梁钢筋→安装盖梁侧模→浇筑混凝土→养护至拆模强度→拆侧模及底模→拆支架。2.2 墩顶凿毛及测量（1）先在墩柱顶放出标高控制线和切割线，凿除顶水泥砂浆酥松层至露出混凝土，用洁净水冲净。凿毛后墩柱顶标高应比设计标高为3 cm左右，以便安装系梁及盖梁底模。（2）用全站仪准确放出盖梁中心位置，用水平仪测出盖梁底标高，确认无误后上报自检资料，经监理工程师验收合格后方可进行下道工序。2.3 穿芯钢棒施工（1）根据盖梁高度、承重梁、砂箱及套盒高度，在每根柱顶向下1 226 mm垂直于盖梁轴线沿墩柱径向预设安装钢棒的孔洞。孔洞采用内径160 mm的PVC管预留，模板安装前用专业堵头封堵管口。（2）在钢棒两端出墩柱处套宽200 mm、厚30 mm的钢板铁盒，铁盒内径应比钢棒直径大10 mm，以方便穿入。铁盒套上钢棒后四角空隙用三角木块塞牢敲紧，以防钢棒在铁盒内移动。在铁盒平面上支设砂箱，待上部盖梁底模安设完毕并用砂箱调整标高后，将砂箱泄砂孔封闭严实，以确保整个体系标高不发生变化。2.4 承重梁及分配梁施工（1）砂箱安装前加焊加强侧板的I 63 c工字钢，承重梁接缝设在弯矩为零处，工字钢应长于盖梁2 m，接长处用12 mm厚钢板焊接加强。承重梁应水平安装，在墩柱两侧横向设2根  20对拉螺栓固定。（2）I 16工字钢分配梁间距30 cm，若与钢模板背楞冲突可适当调整，分配梁上铺设系梁模板。墩柱两侧采用与I 16工字钢等高的方木代替工字钢，以保证底模高度准确，方木截面尺寸为10 cm×16 cm。2.5 爬梯及操作平台安装为保证爬梯稳定，爬梯基础为厚20 cm的C 20混凝土。爬梯随墩柱施工搭设，在墩柱施工过程中分节预埋钢板，用于焊接角钢固定爬梯。在每节系梁上部用  48钢管“井”字形抱住墩柱，与爬梯连接。操作平台采用L形装配式搭设，每节长3 m，节与节之间的支架采用卡扣连接，紧贴墩柱，靠内侧与分配梁绑扎形成稳定的整体式操作平台。操作平台与爬梯由过道相连（图3）。图3 爬梯及操作平台2.6 盖梁模板安装（1）盖梁底模分别采用25 t和50 t起重机提升，人工辅助安装。模板起吊前应认真检查起吊扣件是否牢固，操作平台上机、具、料是否清理干净。模板吊装由专人指挥，以确保安全。

（2）模板使用前应进行调校、试拼并打磨除锈，均匀涂刷脱模剂，待平台安装完成并经检查确认无误后，用起重机将拼装完成的底模安装就位，经复测底模高程后，用砂箱调整至设计标高进行固定。（3）模板接缝采用2 mm厚双面回力胶，以防接缝漏浆。模板安装完成后用泡沫剂填塞墩身与系梁及盖梁模板衔接处的缝隙，防止漏浆。底模架设完成并经现场监理人员确认后方可进行下道工序。2.7 钢筋制作及安装盖梁钢筋骨架片由钢筋加工厂加工，用平板拖车运至现场后，人工配合起重机进行安装。主筋采用双面搭接焊，焊接斜筋呈45°角，双面焊接长度不小于5倍钢筋直径，焊缝应饱满无砂眼，焊渣应及时清除，采用单圈箍筋与主筋绑扎。钢筋安装完成并检查合格后，方可安装侧模。盖梁混凝土浇筑前，在盖梁悬臂端预埋门架式桥上标志的脚螺栓和法兰盘，如图4所示。图4 门架式标志安装2.8 混凝土浇筑及养护（1）盖梁C 40高性能混凝土在拌和站内集中拌和，采用罐车运输，泵车浇筑入模。使用插入式振动棒捣固，先两端后中间分层，对称浇筑混凝土，严格控制浇筑速度。（2）混凝土浇筑前，须将墩顶结合面混凝土打毛并清洗干净，确保新旧混凝土结合良好，盖梁顶面高程应符合设计要求。（3）分层浇筑厚度不超过30 cm，不漏振过振，拆模后盖梁表面无蜂窝麻面。浇筑混凝土时振动棒应避免碰撞钢筋、预埋件、模板。采用土工布包裹养生，设置水桶持续滴水保湿，养护时间不小于14 d。2.9 模板及支架拆除（1）混凝土强度达到2.5 MPa可拆除侧模。拆模时不得强行撬模。待结构混凝土强度达到100 %，且有拆模试件和抗压试验报告后方可拆除底模。在两墩柱中心各设一根 22钢丝绳，用两个倒链分别挂在钢丝绳两端将承重梁固定套牢。由倒链解除砂箱受力，同步将砂箱下降到底，用人工配合汽车式起重机拆除。（2）底模拆除后解除分配梁与承重梁间的U型螺栓，再用汽车式起重机拆除分配梁，解除承重梁间的对拉螺栓，最后拆除承重梁，拆除钢棒前在钢棒两端加焊抽拉吊环，使用吊篮配合人工拆除钢棒。3 施工效果本工程盖梁施工采用穿心钢棒法，重型装配式“之”字形爬梯，组装式施工作业平台；对模板支架系统按危大工程进行验收，现场支架系统安全稳定，能保证作业安全且施工效率高，节省工期，拆模后混凝土外观质量好。经现场实测验收，结构无明显质量缺陷，混凝土强度、盖梁尺寸及标高符合设计要求。4 结束语（1）公路桥梁采用增长悬挑盖梁设置门架式门式标志架时，具有施工荷载大