大跨度连续梁0 号段现浇支撑系统方案的技术经济比选

2020-12-22李湛

价值工程 2020年33期

李湛

（中铁二十二局第二工程有限公司，北京100043）

0 引言

挂篮悬浇连续梁的0 号段作为连续悬浇段的重要施工环节，不仅对施工质量、外部线形要求高，且通常具有尺寸大、钢筋密集、高处作业等特点。近年来，随施工设计技术的发展进步及使用的需要，连续梁跨度得以迅速提升，使得0 号段的体积也更趋庞大。在确保施工安全及质量的同时，也要考虑施工成本。本文以跨京沪高速公路特大桥跨长山大道（60+100+60）m 连续梁0 号段施工为例，详细阐述了科学进行支撑系统的方案、施工成本对比，确保施工期间支架的安全质量可控的前提下，降低施工成本。

1 工程简介

跨京沪高速公路特大桥跨长山大道，在149# 墩和150# 墩之间以连续梁跨越长山大道，与长山大道交角110°。连续梁全长 221.4m，采用（60+100+60）m 跨度，中支点截面中心梁高7.835m，跨中处梁高为4.835m，主墩高16.2m。

梁体采用单箱单室、变高度、变截面形式。箱梁顶宽12.6m，板厚 0.385～0.685m，底宽 6.7m，板厚 0.4～1.2m；腹板厚0.6～1.0m。于端支点、中支点及跨中设置了5 处横隔板，隔板设有过人孔洞。

2 0 号块支架方案比选

2.1 经济比选意义

目前建筑市场竞争日趋激烈，尤其是铁路项目大部分都在亏损，在施工过程中对于施工方案进行经济比选能有效降低成本，提高项目的成本管控能力。项目连续梁较多，通过0 号块的支架经济比选能大幅度节约成本，同时对项目现场成本管理是考验也是提升。

2.2 经济比选原则

结合现场实际，从安全、质量、工期、经济方面、操作难易程度考虑，本项目经对各种0 号块的支架方案进行比选，共有两种方案适合本项目的0 号块的施工：方案一墩顶牛腿托架法、方案二钢管柱支架法。本项目对以上2 个方案进行了全面的比选，选择最优方案。

3 施工方案情况

3.1 方案一现浇模板支撑架结构情况

连续梁0#块现浇段施工采用墩顶牛腿托架法进行施工。0 号块梁段布置4 个三角托架，每侧2 个，对称于墩身两侧布置。斜支撑柱采用直径Ø300mm、壁厚12mm 的无缝钢管制作。上桁水平拉杆采用2（I45b+（30×400））工字钢组合梁。上部平台横向分布梁采用I25b 工字钢。墩身内预埋件由 4 根[40b+（30×360）槽钢组合杆件，通长预埋在墩身内。托架2 根水平拉杆之间设置水平横撑，使用槽钢[16 及75mm 等边角钢制作。托架均为铰接，销轴螺栓采用30 铬锰钛合金钢，直径60mm。托架顶层周边安设安全围栏，围栏高度不低于1.5m。

3.2 方案一主要施工方法

①杆件、预埋件加工制作。斜撑杆及型钢下料前，要在切口上使用卡尺画线，然后对准画线切割，确保切口角度与斜撑角度吻合。钢管柱接长，确保上下处在同一轴心线上。接长焊接前，应垫平、垫牢固、摆直，稳定后方可焊接。先周边电焊定位，检查无误后再连续满焊。②墩身内预埋水平对拉杆件安装。为确保托架杆件的安装准确，水平对拉杆件加工完成后，在墩身模板组装前，安装到墩身模板上，定位加固准确后，整体吊装就位。杆件固定牢固，确保砼浇筑过程中不偏位。③斜撑杆及水平拉杆安装。使用吊车配合人工安装就位。施工人员作业位置，可在墩上设置吊架，减少落地支架工程量。施工吊架应栓接牢固，预埋好栓接预埋件。轴销安装就位后，拧紧螺帽，防止轴销外串。④顶层桁撑安装。在斜撑杆及水平拉杆安装就位后，及时组装顶层桁撑，桁撑的横枝杆要焊接在斜撑杆的顶帽板上，K 字形斜拉杆焊接在横撑中部及水平侧根部，焊缝要饱满。⑤横向分布梁安装。支架整体稳定后，接续吊装分布梁。分布梁采用标准长度12m 的I25b 工字钢，布置间距不超过60cm，满足上部100cm×100cm 方木支撑间距的需求。分布梁在水平拉杆上的接触位置，设置挡板和斜撑，防止分布梁侧翻倾覆。⑥安装安全围栏。分布梁安装好后，搭设作业平台和安全围栏，安全围栏高度不低于1.5m。⑦支架的拆除。待0 号段纵向预应力施加后，方可依次拆除支撑架。先拆除箱梁外侧模板，在拆除梁底模板、支撑方木楞、分布梁，最后拆除斜撑杆及水平拉杆。

3.3 方案二现浇模板支撑架结构情况

连续梁0#块现浇段施工采用梁-柱式现浇支架法进行施工。支架采用Ø630mm（δ=8mm）钢管柱作支墩，内排支架支立在承台上，外排支架因不能支立在承台上，承台外需做钢筋混凝土条形基础，基础下的地基需要换填1.5m 厚建渣，清表再挖除1.5m 原状土，碾压不小于300kPa，然后分层碾压，最后浇筑基础。

0#块支架共设12 根钢管，支撑在承台或条形基础上，钢管顶放置落架装置（沙箱），然后在其上放置纵向垫梁，纵向垫梁固定好后，在其上放置横向分配梁，并与纵向垫梁固定，横向分配梁上放置底膜系统，并与横向分配梁进行固定连接，横向分配梁上在设置外纵梁及内纵梁，用于支撑模板，墩顶设混凝土临时固结；支架钢管正面间距3.1m，侧面间距2.9m，钢管与墩身之间连接用20# 槽钢，焊接预埋在墩身中的钢板上，钢管之间的横纵向连接采用20#槽钢剪刀撑形式与螺旋管连接，焊缝要求满焊。

3.4 方案二主要施工方法

①钢管立柱根据设计位置内排支立在桥墩承台上，外排支立在承台外，考虑采用钢筋混凝土条形扩大基础，地基首先挖除1.5m 厚度换填，注意挖除后先要进行振动碾压，碾压后的地基承载力不小于160kPa，然后换填建渣1.5m，建渣层碾压后的地基承载力不小于300kPa，最后浇筑钢筋混凝土条形基础，注意做好基础周边的防排水措施。注意要在承台和条形基础上预埋弯钩钢筋，然后将钢管下法兰与弯钩钢筋连接起来。最后将相邻钢管之间用20a 槽钢进行纵横向交叉连接，确保钢管竖直并保证其稳定性，另外还需要将靠近墩身的钢管与既有桥墩进行临时连接。

②钢管顶放置落架装置（沙箱），然后在其上放置纵向垫梁。

③纵向垫梁固定好后，在其上放置横向分配梁，并与纵向垫梁固定好。

④横向分配梁上放置底模系统（其受力要满足横向分配梁的分布）。

⑤底模系统要与横向分配梁进行固定连接。底膜系统两侧设置外纵梁及内纵梁用于模板支撑。外纵梁与内纵梁要与横向分配梁固定好。

⑥注意整个支架标高的确定，从上往下最终确定好钢管的顶标高。另外侧模板支腿支撑在纵梁上，注意支腿的高度要能保证支立稳当并能确保梁体翼缘板的标高，侧模板还需要对拉，确保整体稳定。

⑦安装安全围栏。分布梁安装好后，搭设作业平台和安全围栏。安全围栏高度不低于1.5m。

⑧支架的拆除。待0 号段纵向预应力施加后，方可依次拆除支撑架。先拆除箱梁外侧模板，再拆除梁底模板、支撑方木楞、分配梁，最后拆除钢管支架。

4 施工方案比较

4.1 方案一的优缺点

优点：不用对地基处理、用料少。

缺点：施工前需精确预埋构件，施工工序较为复杂，且托架材料质量、焊接技术要求较高，托架变形量较大难以控制。

4.2 方案二的优缺点

优点：安全性较高、施工较为简单。

缺点：对场地要求最高，不适合太高的桥梁，材料用量较大。

5 经济比较

5.1 方案一成本费用（表1）

5.2 方案二成本费用（表2）

5.3 成本费用对比分析（表3）

6 结论

通过上述经济分析对比，方案一成本费用较方案二成本节约22.25 万元。方案一使用材料少，安装便利，降低了劳动力，减少了施工成本投入。在实际施工中需要保证各构件的截面符合规范规格，保证各构件焊接满足要求，备构件之间要通过连接牢靠，安装按照设计要求进行。综合考虑跨京沪高速公路特大桥跨长山大道（60+100+60）m 连续梁0 号段临时支撑系统采用方案一。