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、作业高度高等难度，保证端部支撑安全稳定是施工重点，需根据实际情况合理选择支撑方式。（2）高墩悬挑盖梁优先选择无落地支架的施工方式，穿心钢棒法可采用承重梁和侧板加强的方式，经安全计算表明，可降低悬挑端变形增大引起的安全风险。（3）合理的支撑体系可在保证安全的前提下优化施工工序，提高施工效率，降低成本，提高施工过程控制水平，提升施工质量。