圆柱门架墩大跨度预应力盖梁施工技术王国平

圆柱门架墩大跨度预应力盖梁施工技术王国平

王国平

中铁十七局集团第二工程有限公司陕西西安710032

摘要：本文依托平凉（华亭）至天水高速公路项目黄草1号大桥的17、18、19号门架墩，对高墩柱、大跨度的预应力盖梁支架设计和施工做了总结，为以后类似工程提供参考和借鉴。

关键词：圆柱墩；高墩柱；大跨度；预应力盖梁；支架

1工程概况

1.1总览

平凉（华亭）至天水高速公路是平凉至绵阳国家高速公路联络线（G8513）的重要组成部分，位于庄浪县韩店镇的黄草1号大桥全长817.5m，跨径组合为27×30，上部结构为装配式预应力混凝土连续箱梁，下部采用柱式墩、空心薄壁墩、门架墩、柱式桥台，桥台及桥墩均采用桩基础。桥梁在K88+330处斜交18°上跨304省道，因省道预留宽度为12m，设计采用较为经济的门架墩上跨304省道。

1.2工程难点

黄草1号大桥17、18、19号墩下部均为直径2.2m的圆柱门架墩，上部为大跨度预应力盖梁，盖梁长度分别为33m、24.8m、33m，最大跨度19.1m，圆柱墩最大墩高34.8m，最小墩高29.8m。墩柱高、跨度大是预应力盖梁施工的最大难点，本文就以跨度最大的18号墩对圆柱门架墩预应力盖梁的支架设计和施工做一个详细的阐述。

2支架方案的确定

2.1支架方案的比选

大跨度预应力盖梁支架一般有预埋托架、满堂支架、简支托架等几种形式，各种支架方案对比见表1。

雷片因两墩柱间距离受限，选用标准贝雷片+非标贝雷片，内侧7片，外侧各2片。详见图1。

螺旋管立柱最大高度32m，长细比过大容易造成失稳，考虑借助墩柱与螺旋管连接来增加螺旋管的稳定性，因此，螺旋管每8m设一道八字撑，与墩柱上的抱箍相连，一端采用焊接，另一端采用铰接，以保证八字撑竖向自由度处于释放状态，从而适应立柱竖向变形。详见图2。

2.3支架受力计算

2.3.1计算参数

（1）横梁允许挠度[ω]=L/400

（2）贝雷片抗拉、抗压、抗弯设计控制强度f=273Mpa，剪切强度fv=125Mpa；

（3）恒载：

①砼自重取26KN/m3；折合线荷载为148.8KN/m；

②盖梁模板线荷载按实际取q=7.3KN/m；

③分配梁及支架按砼的12%计列，线荷载为18KN/m；

（4）活载：

④施工人员机具设备荷载取1KN/m2，盖梁宽度2.6m，取2.6KN/M；

⑤风荷载取：矩形截面0.3KN/m2，圆形截面0.17KN/m2；

⑥倾倒砼和振捣砼荷载按2.0KN/m2，盖梁宽度2.6m，取5.2KN/M

3支架施工

根据支架设计，预应力盖梁施工采用螺旋管支架与贝雷梁相结合搭设施工平台的方式施工，为了保证304省道的正常通行，在道路上搭设安全防护棚。

3.1基础施工

支架基础采用直径1.6m的桩基础，结构配筋率不小于0.2%，入强风化岩4m，基础底承载力达到500Kpa，基础边环向设置间距为20cm的φ12钢筋笼，在基础顶部预埋厚20mm连接钢板，钢板尺寸70×70cm，钢板下焊接φ28的U形螺纹钢固定，长度30d。

3.2螺旋管施工

（1）钢管立柱

钢管立柱两端采用直径φ630mm法兰盘+螺栓连接。螺旋管上部焊接接头，分节在场地加工，采用汽车吊安装。为减少接头，尽量采用整根的螺旋管，焊接过程中需严格控制焊接质量，焊缝不小于5mm且不得出现裂纹、焊瘤、气孔、咬边、夹渣等问题，要重点注意法兰盘和螺旋管的垂直度。螺旋管的加工、法兰连接见图4、5所示。

（2）钢管支架施工

螺旋管逐层采用汽车吊安装的同时，搭设与螺旋管连接为一体的支架体系，按照立杆、横杆的顺序逐层搭设，横杆采用φ300mm的螺旋管，与立柱焊接。螺旋管安装时采用经纬仪严格控制螺旋管的垂直度。

（3）螺旋管加固

螺旋管上的抱箍和墩柱抱箍均工厂化定制加工，螺旋管上的小抱箍与螺旋管采用断续焊连接。U型卡与墩柱抱箍采用焊接，U型卡中间销孔直径42mm。销轴采用40Cr材质，直径40mm。双槽25a焊接后一端与U型卡连接，另一端与螺旋管上的抱箍焊接。为了防止抱箍的旋转，在墩柱混凝土浇筑时预留两个钢棒孔，与抱箍连接。见图6、7所示。

3.3横梁吊装

在场外按事先规划位置进行双I56b工字钢加工，每组I56b工字钢横梁平行摆放，焊接为一个整体，底部每米加1cm厚钢板焊接一处，焊缝不小于30cm，顶部为了保证贝雷片与横梁接触均匀，沿接缝反向通长布置15cm宽、1cm厚钢板，采用断续焊与双I56b连接。为防止工字钢滑脱，在每组工字钢两端合适位置分别用φ28钢筋在两侧对称焊接两个吊装孔，吊装时钢丝绳穿过吊装孔起吊工字钢。

3.4贝雷片施工

贝雷片采用3或5片预拼装，后形成3排一组整体进行吊装。贝雷梁连接时的贝雷销必须打紧，每个销子上均上卡扣，支撑架螺栓必须拧紧。贝雷梁安设时在工字钢顶部标出每组的定位线，按间距进行排列，对安设完的贝雷梁为防止其移位，在最外两侧的贝雷梁与横向工字钢接触处在工字钢顶面焊接短钢筋。贝雷梁拼接后与工字钢接触面有空隙，采用下垫钢板。钢板垫放宽度应不小于每片贝雷弦杆的宽度，施工时应保证支垫密实。

盖梁端部悬挑的贝雷片，竖向以及贝雷片上下弦杆所在的水平面上均设置十字交叉的连接，确保悬挑贝雷片的侧向稳定性。见图8蓝色线条所示。

根据沉降实测数据分析，支架沉降值在允许范围内，整体稳定性满足施工要求，支架方案可行。支架搭设完成后逐步进行钢筋绑扎、预应力管道定位、模板安装、混凝土浇筑施工。模板拆除除满足图纸规定外，同时需在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤，在混凝土强度达到2.5MPa以上时，方可拆除，底模在第一次张拉完成后拆除。通过现场施工控制，本项目预应力盖梁混凝土实体质量好，无砼裂纹等现场发生，施工质量满足要求。

4总结

目前本项目6个门架墩大跨度预应力盖梁已全部施工完成，从方案设计的使用效果看，取得了较为明显的工期效益和经济效益，安全性也得到了保证，后续类似工程可借鉴使用。

参考文献：

[1]周水兴，何兆益，邹毅松等，《路桥施工计算手册》北京：人民交通出版社，2001

[2]姚晓峰.门式高墩大跨径预应力盖梁支架设计与施工[J].山西建筑，2013，39（20）：181-182.

[3]林青，高保童.高墩大跨度预应力盖梁门洞支架施工稳定性分析[J].公路交通科技：应用技术版，2015（11）.