[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3741次
京杭运河特大桥东引桥桥位范围内水深为4.5～6.3m,河床起伏不大,主要的河床地基土类型有：耕植土、淤泥质亚粘土、硬塑亚粘土。结合现场的实际情况,经多方面的分析与论证,摒弃了传统采用移动式支架的施工方案,选择了组合钢支架法进行设计与施工。组合钢支架所采用构件为：钢管桩、帽梁工字钢、贝雷片桁梁、碗扣式脚手架、方木等。
1 支架型式确定
根据桥位处地质状况,支架基础采用桩结构可有效保证承载力和稳定性。经比较,钢管桩具有打桩方便、施工迅速、周转利用率高、稳定性好等优点,优越于木桩,故采用钢管桩作为组合钢支架的基础。桩顶上采用I56b工字钢作横桥向帽梁,帽梁上纵桥向摆放贝雷片桁梁作为主要承重梁,按脚手架支腿位置于承重梁上摆放方木,搭设碗扣脚手架。
在单幅一跨范围内,据实计算钢管桩承受的总荷载约为1470t（包括箱梁砼静荷载约1350t、支架及模板重量约120t）,选定桩外径为500mm,壁厚为10mm。管桩纵桥向布置7排,单排7根,按结构计算确定排间距为7.5m,桩间距为1.50～2.05m不等,经计算,单桩承重最大为33t,最小为29t。钢管桩打入深度依地层情况确定,一般在入土深度在8.0～11.0m,露出水面高度为1.4m,按地质土层分布情况计算单桩摩阻力为50t,实际单桩静载试验测得承载力为55t,故单桩承载力安全系数为1.6～1.9。
按箱梁结构荷载的分布情况,碗扣支架平面布置型式为：腹板位置为60×60cm格构,底板位置为90×90cm格构,翼板位置为120×120cm格构。单幅一跨共计918根立杆支点,横杆竖向步距为120cm（此种状态每根立杆可承受荷载为3t）,共可承受918×3＝2754t,与箱梁砼静荷载比值为2.04,可满足施工要求。
依钢管桩和支架布置型式,结合荷载分布情况,计算确定选用I56b工字钢作为桩顶帽梁,贝雷片桁梁间距为90～120cm。
2 钢管桩下沉施工
结合现场条件及工期要求,选择振动机械下沉钢管桩,该方法具有施工速度快、噪声小、设备简单等特点。采用水上浮吊（起吊能力25T）配合90KW电动振动桩锤作为主要沉桩设备,其辅助设备为运桩驳船和拖轮。按设计计算,单根钢管桩长度为17m,故需保证浮吊起吊高度不小于22m。驳船一次运载能力不少于15根,以保证沉桩速度。
钢管桩采用螺旋焊管,按设计长度在岸边焊接接长。调整两节管桩轴线一致后采用坡口对焊,于接头处对称加焊四块加劲板。为方便插桩,在桩头加焊工字钢夹板,夹板与桩身焊接长度不小于15cm。成桩吊至驳船上,由拖轮拖运至浮吊旁振动下沉。
打桩时,采取沿纵排由一侧向另一侧插打,每纵排先打两侧定位桩,在两侧定位桩上挂准绳将中间桩补齐。采用振动锤两侧的吊钩起吊钢管桩,将桩头夹板送入桩锤夹具内,桩身垂直后,靠锚绳牵拉移动浮吊对位。先靠桩身和桩锤自重下沉一定深度后,开启振动锤振动下沉,从纵横两个方向观测桩的垂直度,并及时进行校正。以贯入速度和入土深度两个指标作为控制钢管桩的停打标准,两者均达到要求后方可停打。当贯入速度满足要求,入土深度严重不足时,应查明原因,若因地质状况不均匀引起,需继续下沉,直至不再贯入为止。经单桩承载力静压试验,单桩承载力均在50t以上,满足施工要求。
3 帽梁及贝雷片桁梁施工
按设计标高精割桩头,焊加桩帽,在横向中线上摆放工字钢帽梁。工字钢与桩帽采用双面焊接,单侧连续焊缝长度不小于10cm,其余采用花焊。在桩帽上对称加焊帽梁三角形撑板,撑板为δ＝10mm厚钢板,与桩帽和帽梁工字钢采取点焊。
帽梁顶按设计间距摆放贝雷桁梁,单元贝雷片长度为3.0m,组成桁梁后,节点模数为1.5m,可保证帽梁均支撑于桁梁节点处,充分发挥桁架性能。在两片桁架梁支点及跨中设置横向联结架,以保证桁架梁稳定。
4 碗扣脚手架搭设
支架采用碗扣式脚手架满堂布设,本桥梁采用的碗扣式脚手架杆件规格有以下几种：高度分别为1.2m、1.8m、2.4m的立杆,长度分别为0.6m、0.9m、1.2m的横杆,可调高度均为60cm的TZ60底座和TC60托撑。立杆按结构计算荷载进行布置,腹板间距为60cm,底板横向间距为90cm,纵向间距为120cm,翼板间距为120cm;横杆竖向间距为1.2m。其支架施工顺序为：计算立杆组拼高度→安放TZ60底座→调整底座螺母在同一水平面上→拼立杆及横杆,锁紧碗扣→安放U型托撑TC60→调整托撑螺丝以形成纵横坡→安放底层、顶层方木→精调方木顶标高→方木交叉点扒钉固定形成网格。www.tmgc8.com
支架组合的计算过程需结合桥梁设计有关参数进行,搭设前在贝雷片桁梁上按支点分布位置摆放15×15cm2的方木,依计算确定的调整高度安装底座,搭设第一层立杆及横杆,并精调底座螺帽,以使第一层横杆水平。按设计立杆组拼顺序搭设到顶后,纵桥向摆放15×15cm2的方木,并调整方木标高形成纵横坡,方木的接头尽量设在U托上,不能满足时采用扒钉加固。纵方木上采用10×10cm2方木横向摆铺,与纵方木形成网格,方木交叉点采用扒钉固定,以稳定承托垂直荷载。为保证支架稳定性,当支架高度超过5米时,采用φ外45mm钢管配扣件做成剪力撑,剪力撑做成“八”字形,纵桥向每6米设置一道。
5 支架压载
为给立模标高提供依据及检验支架的承载力,组合支架搭设完毕后,采用砂袋进行超载预压,超载系数为1.2,并按箱梁砼分布荷载摆放砂袋。加载前,在支架底座方木（贝雷片桁梁上的15×15cm2方木）上及支架顶托纵方木（15×15cm2）上布置测点,纵桥向每6m设置一排,每排设5个测点。组合支架总沉降分为基础沉降和脚手架沉降,加载期间每12小时进行一次观测,直至最后48小时的累计沉降量不大于2mm时卸载。另外,为观测支架其它方向的变形,采用垂球悬挂于支架侧面,以观测支架的倾斜情况。
卸载后,以测得的支架顶方木的测点沉降为依据,以底方木基础测点的沉降进行校核,求得组合支架的弹、塑性变形,结合设计预拱度值,确定各断面的立模预抛量,重新调整方木标高,铺设模板。
组合钢支架的预压变形曲线示意（压载时间－沉降量曲线）如图所示。
6 组合支架的拆除
当箱梁砼浇筑完成,且达到设计张拉强度后,拆除腹板及翼板下的模板,进行预应力钢束的张拉和管道压浆,当浆体强度达到设计强度的85％以上时,拆除支架及其它模板。首先旋松TC60托撑的螺丝,抽出模板及纵横方木,使用缆绳卸于地面,再依次卸除TC60托撑及立杆、横杆,移至下一孔进行组装。落架时本着“多点、对称、缓慢、均匀”的原则,从跨中向两端进行。待脚手架拆除后,吊下贝雷片桁梁及桩顶工字钢帽梁,拔除钢管桩,移至下一孔倒用。
采用沉桩设备拔除钢管桩,因桥下空间限制,采用桩锤将浮吊作业范围内的钢管桩振拔松起后,用浮吊斜向拉出,依次拔出其它各桩。
7 结束语
通过本桥梁的施工实践证明,在水上现浇连续箱梁施工中,可采用组合钢支架代替造桥机等移动支架的施工方案。该方法可使两幅箱梁同时施工,不需大型辅助设备,且钢管桩及脚手架可倒用,不但节约了工期,还节省了大量机械费和周转材料费。另外,脚手架拆装方便,结构传力明确,立模抛高量容易控制,箱梁线形平直顺畅,使施工质量得到充分保证,是一种极具推广价值的施工工艺。
